Nghiên cứu xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập sáng tạo phần cơ học lớp 10 THPT – nâng cao

Luận văn

Bộ giáo dục và đào tạo

Trờng đại học Vinh

Bộ giáo dục và đào tạo

Trờng đại học Vinh

Vinh - 2011

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi Các sốliệu, kết quả nêu trong luận án là trung thực, khách quan và chưa từng được

ai công bố trong bất kỳ một công trình khoa học nào khác

Tác giả

Vũ Thị Minh

LỜI CẢM ƠN

Tác giả luận án xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu, khoa Sauđại học, khoa Vật lí và Bộ môn phương pháp giảng dạy vật lí trường Đạihọc Vinh

Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới PGS TS Hà Văn Hùng vàPGS TS Phạm Thị Phú đã tận tình hướng dẫn, động viên, giúp đỡ tác giảtrong suốt thời gian nghiên cứu và hoàn thành luận án

Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn tới Ban giám hiệu và các giáo viênvật lí các trường THPT Lê Viết Thuật - TP Vinh - Nghệ An, trường THPTNguyễn Trãi - TP Vinh - Nghệ An, trường THPT Nguyễn Công Trứ -Nghi Xuân - Hà Tĩnh đã tạo điều kiện để tác giả tiến hành khảo sát thực tế

và thực nghiệm sư phạm đề tài

Cuối cùng, tác giả xin chân thành cảm ơn tới gia đình, bạn bè vàngười thân đã giúp đỡ, động viên tác giả trong quá trình nghiên cứu vàhoàn thành luận án này

Vinh, tháng 9 năm 2011

Tác giả

MỤC LỤC

Trang

MỞ ĐẦU 1

1 Lý do chọn đề tài 1

2 Tổng quan về vấn đề nghiên cứu 2

3 Mục đích nghiên cứu 8

4 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 8

5 Giả thuyết khoa học 8

6 Nhiệm vụ nghiên cứu 8

7 Phương pháp nghiên cứu 9

8 Đóng góp mới của đề tài 10

9 Cấu trúc của luận án 11

Chương 1 CƠ SỞ LÝ LUẬN XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG HỆ THỐNG BÀI TẬP SÁNG TẠO TRONG DẠY HỌC VẬT LÍ THPT 12

1.1 Năng lực tư duy sáng tạo 12

1.1.1 Năng lực 12

1.1.2 Tư duy 12

1.1.3 Sáng tạo 16

1.1.4 Năng lực tư duy sáng tạo 17

1.1.5 Những yếu tố ảnh hưởng đến năng lực tư duy sáng tạo của học sinh 18

1.1.6 Tính ì tâm lý và ảnh hưởng của nó đối với TDST 22

1.1.7 Các biện pháp rèn luyện TDST 25

1.2 Dạy học sáng tạo trong dạy học vật lí 26

1.2.1 Cơ sở tâm lí học về dạy học sáng tạo 27

1.2.2 Cơ sở lí luận dạy học về dạy học sáng tạo 28

1.2.3 Các biện pháp dạy học sáng tạo trong môn vật lí ở trường phổ thông 29

1.3 TRIZ và việc vận dụng các nguyên tắc sáng tạo của TRIZ vào

dạy học vật lí 32

1.3.1 Tìm hiểu về TRIZ 32

1.3.2 Phân loại mức độ khó của bài toán và mức sáng tạo 35

1.3.3 Các phương pháp tích cực hoá tư duy vận dụng trong dạy học sáng tạo 37

1.4 Bài tập sáng tạo về vật lí - phương tiện dạy học sáng tạo trong môn vật lí ở trường phổ thông 46

1.4.1 Khái niệm 46

1.4.2 Phân biệt BTST với bài tập luyện tập 47

1.4.3 Các dấu hiệu nhận biết BTST về vật lí 47

1.4.4 Vận dụng các nguyên tắc sáng tạo của TRIZ vào việc xây dựng hệ thống BTST phần cơ học lớp 10 50

1.4.5 Áp dụng các NTST của TRIZ vào hướng dẫn HS giải BTST nhằm bồi dưỡng năng lực TDST cho học sinh 53

1.4.6 Những biện pháp sư phạm cần thiết trong tiến trình sử dụng BTST vào dạy học 56

1.5 Xây dựng thang đo đánh giá năng lực TDST của HS trong dạy học BTST về vật lí 59

1.5.1 Đánh giá theo tiêu chí 59

1.5.2 Cơ sở xây dựng các tiêu chí đánh giá năng lực TDST 59

1.5.3 Cách đánh giá 60

1.5.4 Thang đo 61

1.5.5 Kiểm chứng thang đo 64

Kết luận chương 1 66

Chương 2 XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG HỆ THỐNG BÀI TẬP SÁNG TẠO PHẦN CƠ HỌC LỚP 10 THPT 67

2.1 Phân tích nội dung dạy học phần cơ học lớp 10 67

2.1.1 Mục tiêu và nội dung dạy học phần cơ học lớp 10 67

2.1.2 Phân phối chương trình phần cơ học lớp 10 theo chương trình vật lí THPT hiện hành 68

2.2 Điều tra thực trạng dạy học bài tập vật lí nói chung, BTST về vật lí nói riêng ở trường phổ thông 69

2.2.1 Mục đích điều tra 69

2.2.2 Đối tượng điều tra 69

2.2.3 Kết quả điều tra 70

2.2.4 Nguyên nhân thực trạng 71

2.2.5 Kết luận 72

2.3 Xây dựng hệ thống BTST và hướng dẫn HS giải BTST phần cơ học lớp 10 73

2.4 Các hình thức sử dụng BTST trong dạy học vật lí ở trường THPT lớp 10 102

2.4.1 Sử dụng BTST vào tiết bài tập 102

2.4.2 Sử dụng BTST vào tiết thực hành thí nghiệm trong giờ dạy không chính khoá 108

Kết luận chương 2 123

Chương 3 THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 124

3.1 Mục đích, nhiệm vụ TNSP 124

3.2 Nội dung TNSP 124

3.2.1 Công tác chuẩn bị TNSP 124

3.2.2 Chọn đối tượng TNSP 125

3.2.3 Tiến hành TNSP 132

3.3 Kết quả TNSP 132

3.3.1 Đánh giá định tính 133

3.3.2 Đánh giá định lượng thông qua xử lí, phân tích bài kiểm tra bằng phương pháp thống kê kiểm định 133

3.3.3 Đánh giá định lượng năng lực TDST của HS thông qua các

tiêu chí 138

Kết luận chương 3 143

KẾT LUẬN 145

1 Những kết quả đạt được 145

2 Kết luận 145

3 Kiến nghị 146

DANH MỤC CÁC BÀI BÁO ĐÃ ĐƯỢC CÔNG BỐ 148

TÀI LIỆU THAM KHẢO 149 PHỤ LỤC

MỞ ĐẦU

1 Lý do chọn đề tài

Ở Việt Nam, giai đoạn cuối thế kỷ XX đầu thế kỷ XXI cùng với sựphát triển ngày càng nhanh của các ngành khoa học kỹ thuật là việc đẩymạnh công nghiệp hóa và hiện đại hóa đất nước Để thực hiện thành công

sự nghiệp này, nhân tố quyết định thắng lợi chính là nguồn lực con ngườiViệt Nam Điều này được xác định rõ trong Luật giáo dục (2005), điều27.1: “Mục tiêu của giáo dục phổ thông là giúp HS phát triển toàn diện vềđạo đức, trí tuệ, thể chất, thẩm mĩ và các kỹ năng cơ bản, phát triển nănglực cá nhân, tính năng động và sáng tạo, hình thành nhân cách con ngườiViệt Nam xã hội chủ nghĩa, xây dựng tư cách và trách nhiệm công dân,chuẩn bị cho HS tiếp tục học lên hoặc đi vào cuộc sống lao động tham giaxây dựng và bảo vệ Tổ quốc”

Luật Giáo dục số 38/2005/QH11 ngày 14/6/2005, điều 28.2 đã ghi:

"Phương pháp giáo dục phổ thông phải phát huy tính tích cực, tự giác, chủđộng, sáng tạo của học sinh; phù hợp với đặc điểm của từng lớp học; bồidưỡng phương pháp tự học, rèn luyện kỹ năng vận dụng kiến thức vào thựctiễn, tác động đến tình cảm, đem lại niềm vui, hứng thú học tập cho học sinh"

Có thể nói, trong thời khắc chuyển mình của nền kinh tế đất nước nhưhiện nay, việc đào tạo nên những con người thực sự năng động, sáng tạo làđiều vô cùng cần thiết, vì "tất cả đều bắt nguồn từ sự sáng tạo " [99]

Thế kỷ XXI là thế kỷ của sự cạnh tranh chất xám sáng tạo bởi sángtạo là nguồn tài nguyên cơ bản của con người, nguồn tài nguyên đặc biệt

mà theo nhà khoa học Mỹ George Kozmetsky: “Bạn càng sử dụng nó nhiềuthì càng có nó nhiều hơn” Từ đó ta thấy, giáo dục và rèn luyện tính sángtạo sẽ ngày càng đóng vai trò quan trọng như John Dewey nhận xét: “Mụcđích giáo dục trẻ em không phải là thông tin về những giá trị quá khứ mà làsáng tạo những giá trị mới của tương lai” [61]

1

"Dạy học sáng tạo" với nội hàm là dạy tư duy sáng tạo nhằm gópphần đào tạo những con người năng động, sáng tạo, những con người luônbiết 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

Bài tập sáng tạo là bài tập mà các dữ kiện cho trong đầu bài khôngchỉ dẫn trực tiếp hay gián tiếp algorit giải hay kiến thức vật lí cần sửdụng[85] Đây là phương tiện có tầm quan trọng và có tác động mạnh mẽtrong việc bồi dưỡng năng lực tư duy logic, rèn luyện kỹ năng, kỹ xảo vậndụng lý thuyết vào thực tiễn, phát triển tư duy sáng tạo và nâng cao tinhthần trách nhiệm, ý thức làm việc tự lực của học sinh Do đó, dạy học có sửdụng loại bài tập này một cách hợp lí chính là dạy học sáng tạo, nó sẽ gópphần vào việc đào tạo ra một nguồn nhân lực có phẩm chất đạo đức tốt, cótri thức khoa học, biết vận dụng tri thức vào công cuộc xây dựng đất nước

Trên cơ sở đó, chúng tôi chọn đề tài: " Nghiên cứu xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập sáng tạo trong dạy học phần cơ học lớp 10 - THPT"

2 Tổng quan về vấn đề nghiên cứu

2.1 Những kết quả nghiên cứu ở nước ngoài

Trên thế giới, khoa học sáng tạo đã phát triển rất sớm

Vào thế kỷ thứ ba, Pappus đã đặt nền móng cho khoa học về tưduy sáng tạo là Ơ-ris-tic, là khoa học về sự sáng chế, phát minh tronglĩnh vực khoa học cơ bản, kỹ thuật, Đến nay, Ơ-ris-tic đã tồn tại suốt

17 thế kỷ nhưng có rất ít người biết về nó, vì trong một khoảng thời giandài xã hội không có nhu cầu cấp thiết về khoa học tư duy sáng tạo Ngàynay, khi mà sáng tạo tự phát không thể giải quyết được những vấn đềngày càng phức tạp của xã hội thì khoa học sáng tạo Ơ-ris-tic đượcnghiên cứu và phát triển

Vào nửa cuối thế kỷ XIX các nghiên cứu về tâm lí học sáng tạo trongkhoa học kỹ thuật bắt đầu xuất hiện Đến thế kỷ XX các nghiên cứu đã chokết quả là khả năng sáng tạo có ở tất cả những người bình thường, khoa họcsáng tạo Ơ-ris-tic được phát triển với chất lượng mới với tên gọi là sáng tạohọc Các nhà tâm lí học đã phát hiện ra phương pháp thử và sai và vai tròquan trọng của nhiều yếu tố tâm lí như tính liên tưởng, trí tưởng tượng, trựcgiác, tính ì tâm lí, trong quá trình tư duy sáng tạo Tại thời điểm đó đãxuất hiện nhiều phương pháp nhằm nâng cao năng suất và hiệu quả tư duysáng tạo như: Phương pháp đối tượng tiêu điểm của F Zwicky, Phươngpháp não công của A Osborn [16] Mặc dù các phương pháp này tuy cónhiều ưu điểm song vẫn chưa khắc phục được nhược điểm của phương

pháp thử và sai là thiếu cơ chế định hướng từ bài toán đến lời giải trong tư

duy sáng tạo

Người có công lớn trong việc xây dựng khoa học sáng tạo là nhàkhoa học Genric Sanlovich Altshuller (1926 - 1998), người Nga, gốc DoThái sinh tại Taskent (Uzbekistan) Năm 14 tuổi ông đã có bằng sáng chế,năm 20 tuổi, ông đã dự định xây dựng lí thuyết để giúp bất kỳ người bìnhthường nào cũng có thể sáng chế được

Năm 1946, Altshuller bắt đầu xây dựng lí thuyết giải các bài toánsáng chế (tiếng Nga là Теория решения изобретательских задач, chuyển

tự Teoriya Resheniya Izobreatatelskikh Zadatch, viết tắt TRIZ) là phươngpháp luận tìm kiếm những giải pháp kỹ thuật mới, cho những kết quả khảquan, ổn định khi giải những bài toán khác nhau, thích hợp cho việc dạy vàhọc với đông đảo quần chúng TRIZ kết hợp một cách chặt chẽ 4 yếu tố:Tâm lí, logic, kiến thức, trí tưởng tượng Nó có mục đích tích cực hoá hoạtđộng tư duy sáng tạo Theo đó, khoa học về sáng tạo được nhiều quốc giaquan tâm và đưa vào giảng dạy Khoa học sáng tạo được dạy đầu tiên tại

3

trung tâm sáng tạo trường đại học Buffalo (New York) năm 1967, năm

1972 tại trường ĐH kinh doanh Manchester (Anh) Trên thế giới phải kểđến sự đóng góp của các nhà khoa học như:

V Langue (1978) với “Những bài tập hay về thí nghiệm vật lí” [101]

đã đưa ra 124 bài tập thí nghiệm bao gồm các bài tập thí nghiệm gần gũivới cuộc sống mà học sinh có thể làm ở nhiều nơi như: Làm ở nhà, làm lúcdạo chơi, làm bên hồ, làm khi đi du lịch, làm trong nhà máy, trong vũ trụhoặc làm trong phòng thí nghiệm

M E Tultrinxki (1979) với “Những bài tập nghịch lý và ngụy biện

về vật lí” [56] đã chỉ ra những tình huống có vấn đề mà HS có thể mắc sailầm khi vận dụng nó vào giải quyết vấn đề thông qua các bài tập nghịch lí

và ngụy biện hay, gần gũi với cuộc sống

V.G Razumôpxki (1975) với “Phát triển năng lực sáng tạo của HStrong DHVL ở trường trung học đã khái quát hoá ý kiến của nhiều nhà vật

lí nổi tiếng về hoạt động sáng tạo, cơ sở lí thuyết của phương pháp pháttriển khả năng sáng tạo của HS trong DHVL và đưa ra “chu trình sáng tạokhoa học” trong nghiên cứu vật lí gồm 4 giai đoạn: Từ sự kiện khởi đầuđến xây dựng mô hình giả thuyết, từ đó rút ra hệ quả lôgic và đề xuấtphương án thí nghiệm để kiểm tra Trong đó hai giai đoạn đòi hỏi sự sángtạo nhiều nhất của nhà nghiên cứu đó là từ sự kiện khởi đầu đến mô hình,giả thuyết và từ hệ quả lí thuyết đến đề xuất thí nghiệm kiểm tra vì ở đâykhông thể sử dụng suy luận lôgic được mà phải dùng trực giác

V.G Razumôpxki cũng cho rằng trực giác có thể bồi dưỡng đượccho HS trong dạy học nên ông đề nghị áp dụng chu trình sáng tạo khoa họctrên vào dạy học vật lí ở trường phổ thông Ông đưa ra hai loại bài tập sángtạo là bài tập nghiên cứu và bài tập thiết kế nhưng chưa đưa ra quy trìnhhướng dẫn HS giải các loại bài tập này

2.2 Những kết quả nghiên cứu ở Việt Nam

Ở Việt Nam, vào cuối thập kỷ 70, những hoạt động nghiên cứu liênquan đến khoa học về TDST còn mang tính chất tự phát Lớp học dạy vềphương pháp luận sáng tạo được tổ chức năm 1977 Người có công lớn làPhan Dũng với các tác phẩm: Phương pháp luận sáng tạo khoa học - kỹthuật giải quyết vấn đề và ra quyết định [15]; Các nguyên tắc sáng tạo cơbản [14] [18]; Thế giới bên trong con người sáng tạo [16]; Tư duy lôgicbiện chứng và hệ thống [17]

Nguyễn Chân, Dương Xuân Bảo và Phan Dũng (1983) với “Angôritsáng chế” - Đây là quyển sách đầu tiên về phương pháp luận sáng tạo đượcnhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật Hà Nội in và phát hành [3] Các nghiêncứu trên nhằm mục đích làm rõ TRIZ là gì, vận dụng TRIZ như thế nàotrong việc giải quyết các vấn đề trong kỹ thuật sáng chế

Nguyễn Văn Lê (1998) với “Cơ sở khoa học của sự sáng tạo” [52] đãtrình bày một số cơ sở khoa học của việc giáo dục tính sáng tạo cho thanhthiếu niên như: Cơ sở tâm lí học của sự sáng tạo, cơ sở sinh lí thần kinh củahoạt động sáng tạo, bài học từ những con người sáng tạo

Nguyễn Minh Triết (2001) với “Đánh thức tiềm năng sáng tạo” [96]

đã đề cập đến việc vận dụng 19 nguyên tắc sáng tạo vào giải các bài toán

cụ thể nhằm khắc phục tính ì tâm lí của con người khi giải quyết các vấn

đề thực tiễn

Nguyễn Cảnh Toàn (2005) với “Khơi dậy tiềm năng sáng tạo” [73]

đã đưa ra các vấn đề về sáng tạo học như khái niệm, nguồn gốc, cơ sở thầnkinh của hoạt động sáng tạo Quyển sách đã chỉ ra cho người giáo viên làmthế nào để dạy học sinh học tập sáng tạo

Phạm Hữu Tòng với “Hình thành kiến thức, kỹ năng phát triển trí tuệ

và năng lực sáng tạo của HS trong DHVL” [76] và “Dạy học vật lí ở trườngphổ thông theo định hướng phát triển hoạt động tích cực, chủ động, sáng

5

tạo và tư duy khoa học” [78] đã nghiên cứu về các biện pháp nhằm thựchiện dạy học sáng tạo.

Các tài liệu nêu trên đã đề cập đến cơ sở lí luận và một số kỹ thuậtbồi dưỡng tư duy sáng tạo cho mọi người nói chung và trong dạy học vật línói riêng

Các luận án tiến sĩ chuyên ngành lí luận và phương pháp dạy học vật

lí nghiên cứu vấn đề bồi dưỡng tư duy sáng tạo đã bảo vệ ở nước ta gồm:

Nguyễn Thị Hồng Việt (1993) với “Dạy học một số kiến thức lớp

10 PTTH theo chu trình nhận thức khoa học vật lí” Luận án nghiên cứuchu trình nhận thức khoa học đặc thù của môn vật lí và vận dụng chu trìnhnày vào dạy học bộ môn một số kiến thức vật lí lớp 10

Phạm Thị Phú (1999) với “Bồi dưỡng PP thực nghiệm cho HSnhằm nâng cao hiệu quả dạy học phần cơ học lớp 10” đã đề cập đến việcbồi dưỡng phương pháp thực nghiệm đặc thù của vật lí học trên cơ sở dạyhọc một số kiến thức phần cơ học lớp 10

Nguyễn Văn Hoà (2002) với “Bồi dưỡng cho HS PP thực nghiệmnhằm nâng cao chất lượng học tập và góp phần phát triển năng lực sáng tạotrong DHVL THCS” đã đề cập đến việc bồi dưỡng phương pháp thực nghiệmđồng thời phát triển năng lực sáng tạo cho HS trong dạy học vật lí THCS

Ngô Thị Bích Thảo (2002) với “Rèn luyện năng lực sáng tạo cho họcsinh trong dạy học phần cơ học lớp 8 THCS” đã đề xuất các giải pháp như:Dạy học giải quyết vấn đề, bồi dưỡng phương pháp nhận thức khoa học, sửdụng hệ thống bài tập vật lí nhằm rèn luyện năng lực sáng tạo cho HS

Phạm Thị Phú - Nguyễn Đình Thước đã đề cập đến bài tập sáng tạo vềvật lí ở trường THPT như một phương tiện bồi dưỡng tư duy sáng tạo có hiệuquả trong dạy học vật lí [65]

Từ năm 1977, Phan Dũng đã vận dụng TRIZ vào tổ chức các lớp học

về phương pháp luận sáng tạo dạy kỹ năng tư duy sáng tạo cho mọi người

Đến nay, hàng ngàn người với hàng trăm khoá học đã được tổ chức Năm

1991, Trung tâm sáng tạo Khoa học - Kỹ thuật được thành lập tại Đại họcKhoa học Tự nhiên - Đại học Quốc gia thành phố Hồ Chí Minh với mụcđích dạy cho người bình thường trở nên sáng tạo Việc nghiên cứu vận dụngTRIZ bồi dưỡng tư duy sáng tạo cho học sinh trong nhà trường phổ thôngcòn chưa được đề cập trong các công trình nghiên cứu ở nước ta Trong luận

án này, chúng tôi đã nghiên cứu áp dụng TRIZ - chủ yếu là các nguyên tắcsáng tạo vào xây dựng và sử dụng hệ thống BTST trong dạy học môn vật lí

Hàng năm, Việt Nam có rất nhiều HS giỏi cấp quốc gia (năm

2010 có 2177 học sinh), quốc tế và hầu hết những HS ấy đều được đàotạo từ các trường chuyên lớp chọn, lớp năng khiếu, lớp chất lượng cao Các em là những HS giỏi, sáng tạo Nhưng số lượng học sinh giỏi, sángtạo đó là quá ít để đáp ứng nhu cầu nhân lực mà đất nước Việt Nam đangcần Vấn đề đặt ra là làm thế nào để đào tạo ra số lượng người có nănglực tư duy sáng tạo ngày càng nhiều? Chắc chắn chúng ta phải dạy họcsáng tạo không chỉ cho một ít người như kiểu nuôi gà nòi, mà có thể dạyrộng rãi cho cả những HS có năng lực trung bình và dưới trung bình Cácnhà khoa học vận dụng các nguyên tắc sáng tạo của TRIZ để tạo ranhững sản phẩm mới có ích phục vụ cho đời sống (đó là sáng chế), còn

HS cũng TDST để thu nhận được những kiến thức mới đối với bản thânmình Từ sự tương tự trong cách TDST của nhà khoa học với cách TDSTcủa HS chúng tôi nghĩ đến việc sử dụng các nguyên tắc sáng tạo để bồidưỡng TDST của HS trong DHVL

Từ những kết quả nghiên cứu trong nước và nước ngoài, một vấn đềcấp thiết được đặt ra là làm thế nào để bồi dưỡng năng lực TDST và đánhgiá định lượng năng lực TDST của HS trong DHVL thông qua việc sửdụng BTST Qua nghiên cứu, chúng tôi nhận thấy BTST là một phươngtiện có thể giúp GV bồi dưỡng cho HS năng lực tư duy sáng tạo cho một

7

lớp học bình thường khi nó được sử dụng trong dạy học Muốn vậy, đầutiên phải xây dựng hệ thống BTST có thể sử dụng được trong dạy học vật lí

ở trường THPT Với giới hạn của đề tài, chúng tôi nghiên cứu xây dựng và

sử dụng hệ thống BTST phần cơ học lớp 10 dựa trên các nguyên tắc sángtạo của TRIZ

3 Mục đích nghiên cứu

Vận dụng các nguyên tắc sáng tạo của TRIZ, xây dựng và sử dụng

hệ thống BTST nhằm bồi dưỡng năng lực tư duy sáng tạo cho học sinhtrong dạy học phần cơ học lớp 10 - THPT

4 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

- Lí thuyết về dạy học sáng tạo trong bộ môn vật lí

- TRIZ

- Quá trình dạy học bài tập vật lí phần cơ học lớp 10 THPT

5 Giả thuyết khoa học

Bằng việc vận dụng TRIZ vào xây dựng hệ thống bài tập sáng tạo vàhướng dẫn học sinh giải các bài tập đó trong dạy học phần cơ học lớp 10 -Trung học phổ thông thì sẽ góp phần bồi dưỡng được năng lực tư duy sángtạo cho học sinh

6 Nhiệm vụ nghiên cứu

6.1 Nghiên cứu lí thuyết dạy học sáng tạo

6.2 Nghiên cứu TRIZ

6.3 Tìm hiểu thực trạng dạy học BTST ở trường THPT

6.4 Nghiên cứu chương trình SGK vật lí 10 và các tài liệu liên quan

như: Sách bài tập, sách bồi dưỡng GV, sách các chuyên đề nâng cao, tuyểntập đề thi,…

6.5 Nghiên cứu vận dụng các NTST của TRIZ xây dựng hệ thống

BTST về vật lí phần cơ học lớp 10 - THPT

6.6 Đề xuất các hình thức sử dụng BTST đã xây dựng vào dạy học

nhằm bồi dưỡng TDST cho HS Thiết kế các giáo án thực nghiệm

6.7 Thực nghiệm sư phạm

6.8 Đề xuất tiến trình đánh giá tính ích lợi của hệ thống BTST đã đề xuất.

Nhiệm vụ 6.1 và 6.2 nhằm xây dựng cơ sở lí luận của việc xâydựng hệ thống bài tập sáng tạo

Nhiệm vụ 6.3 và 6.4 nhằm xây dựng cơ sở thực tiễn của việc xâydựng hệ thống bài tập sáng tạo

Nhiệm vụ 6.5 và 6.6 là nhiệm vụ chính của luận án nhằm vận dụngTRIZ vào xây dựng và hướng dẫn HS giải bài tập sáng tạo nhằm bồidưỡng năng lực tư duy sáng tạo của HS

Nhiệm vụ 6.7 và 6.8 nhằm kiểm định hệ thống bài tập sáng tạo đãxây dựng có đảm bảo về mặt khoa học, tâm lí học, lí luận dạy học và cóphù hợp với thực tiễn giáo dục phổ thông hiện nay hay không

7 Phương pháp nghiên cứu

- Phương pháp nghiên cứu lí luận: Nghiên cứu các tài liệu có liênquan đến đề tài

- Phương pháp điều tra thực tiễn: Trao đổi với GV và HS bằngphương pháp sử dụng phiếu điều tra, phân tích kết quả học tập và ý kiếncủa GV, HS

- Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm: Tổ chức dạy học, dự giờ,quan sát, ghi chép, chụp ảnh, quay phim, thu thập dữ liệu, phân tích, đánhgiá kết quả học tập và kết quả từ các phiếu điều tra

- Phương pháp thống kê toán học: Thống kê kết quả điều tra, bàikiểm tra (sau mỗi bài TNSP, trước và sau đợt TNSP) của lớp đối chứng vàlớp TN)

9

8 Đóng góp mới của đề tài

- Đề xuất mô hình vận dụng 10 NTST đã tổng hợp để định hướng

HS giải BTST nhằm bồi dưỡng TDST cho HS

- Đề xuất được tiến trình sử dụng BTST vào dạy học vật lí dưới hìnhthức bài học bài tập và hình thức bài học thực hành

- Xây dựng thang đo mức độ sáng tạo của HS sau khi học BTST về vật lí

8.2 Về thực tiễn

- Xây dựng được hệ thống gồm 30 BTST dạng BTTN (dựa trên 10NTST của TRIZ) phần cơ học lớp 10

- Hướng dẫn HS giải các BTST theo mô hình đã đề xuất Trong đó

HS đã đề xuất được 2 mô hình và chế tạo được 2 sản phẩm (thiết bị kỹthuật) từ mô hình mà họ đã đề xuất

- Đánh giá năng lực TDST của HS sau khi HS học BTST theo thang

đo đã xây dựng

- Sử dụng các công cụ mới để xử lí kết quả TNSP trong đánh giáđịnh lượng năng lực tư duy sáng tạo của HS sau khi học hệ thống BTST đãxây dựng Bao gồm:

+ Phép kiểm chứng T - Test độc lập

+ Hệ số tương quan Pearson (bảng Hopkin)

+ Phương pháp kiểm chứng độ tin cậy và độ giá trị của dữ liệu

+ Các hàm Mode (giá trị có tần số lớn nhất); Median (giá trị ở vị trígiữa); Average (giá trị trung bình); Stdev (độ lệch chuẩn); SMD (độ lệchgiá trị trung bình chuẩn);

9 Cấu trúc của luận án

Ngoài phần mở đầu, kết luận và tài liệu tham khảo, luận án chiathành 3 chương:

Chương 1: Cơ sở lý luận xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập sáng tạo trong dạy học vật lí THPT

Chương 2: Xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập sáng tạo phần

cơ học lớp 10 THPT

Chương 3: Thực nghiệm sư phạm

11

1.1 Năng lực tư duy sáng tạo

1.1.1 Năng lực

Theo tâm lí học, năng lực là những thuộc tính tâm lí riêng của cánhân, nhờ những thuộc tính này con người hoàn thành tốt một loại hoạtđộng nào đó, mặc dù phải bỏ ra ít sức lao động nhưng vẫn đạt kết quảcao [88]

Sự hình thành và phát triển năng lực của con người chịu sự tác độngcủa 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 cónhân cách Năng lực được hình thành và phát triển trong quá trình hoạtđộng tích cực như rèn luyện, học tập, giáo dục, của con người

1.1.2 Tư duy

1.1 Tư duy và đặc điểm của tư duy

Tư duy là một quá trình nhận thức khái quát và gián tiếp những sựvật và hiện tượng của hiện thực trong những dấu hiệu, những thuộc tínhbản 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 thuđược vào những dấu hiệu cụ thể, dự đoán được những thuộc tính, hiệntượng, quan hệ mới [88]

Tư duy là một quá trình tâm lí phản ánh những thuộc tính bản chất,những mối liên hệ và quan hệ bên trong có tính quy luật của sự vật, hiệntượng trong hiện thực khách quan mà trước đó ta chưa biết [55].

Các đặc điểm của tư duy [88] [55]

- Tính “có vấn đề” của tư duy

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

- Tính trừu tượng và tính 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

1.2 Phân loại tư duy

Phân loại tư duy là một vấn đề phức tạp Có nhiều cách phân loạikhác nhau, tuỳ thuộc vào việc chọn dấu hiệu phân loại Trong DHVL,người ta quan tâm đến các loại tư duy chủ yếu sau đây [88]

- Tư duy kinh nghiệm: Là tư duy chủ yếu dựa trên kinh nghiệm cảmtính và sử dụng phương pháp “thử và sai” Đây là kiểu tư duy đơn giản,không cần phải rèn luyện nhiều, có ích trong hoạt động hằng ngày để giảiquyết một số vấn đề trong một phạm vi hẹp

- Tư duy lí luận: Là loại tư duy giải quyết nhiệm vụ được đề ra dựatrên sử dụng những khái niệm trừu tượng, những tri thức lí luận Nhờ cóloại 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 trithức 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 lôgichọc một cách chặt chẽ, chính xác, không phạm phải sai lầm trong các lậpluận, biết cách phát hiện các mâu thuẫn, nhờ đó mà nhận thức được đúngđắn chân lí khách quan

13

- Tư duy vật lí: Là sự quan sát các hiện tượng vật lí, phân tích mộthiện tượng phức tạp thành những bộ phận đơn giản và xác lập giữa chúngnhững mối quan hệ và những sự phụ thuộc xác định, tìm ra mối liên hệgiữa mặt định tính và mặt định lượng của các hiện tượng và các đại lượngvật lí, dự đoán các hệ quả mới từ các lí thuyết và áp dụng những kiến thứckhái quát thu được vào thực tiễn.

Trong thực tế DHVL, GV và HS rất ít khi sử dụng thuần túy một loại

tư duy mà thường sử dụng phối hợp nhiều loại tư duy với nhau Tuy nhiên,trong quá trình tư duy đó thường có một loại tư duy giữ vai trò chủ yếu

Theo [76] có thể chia tư duy thành 3 loại cơ bản và phổ biến như sau

- Tư duy lôgic hình thức: Gọi tắt là tư duy lôgic, loại tư duy này dựatrên 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, vừa đồng thời không phải là A Đó là chân lí của sự vận độngchứ không phải là nước đôi, là không dứt khoát

- Tư duy hình tượng: Là kiểu tư duy tạo ra những sản phẩm sáng tạobằng cách hư cấu, bằng tưởng tượng ra những đối tượng theo những quanđiểm thẩm mĩ nhất định, giúp người ta hình dung ra được các sự vật, sựkiện, những con người với những khả năng vốn có của nó

Ba loại tư duy cơ bản nói trên có mối quan hệ chặt chẽ và bổ sungcho 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 kỹthuật (sáng chế), trong nghệ thuật,…phát triển

Căn cứ vào mức độ độc lập của chủ thể, tư duy gồm bốn bậc [76]

- Tư duy lệ thuộc: Để chỉ tư duy của những người có suy nghĩ dựadẫm vào tư duy của người khác, không có chính kiến riêng của bản thânmình về một lĩnh vực nào đó

- Tư duy độc lập: Để chỉ tư duy của những người có chính kiến riêngtrong 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 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 ởchỗ nào

- Tư duy sáng tạo: Là tư duy sau khi đã phê phán sự việc, chủ thể tưduy tiếp, đề ra được những giải pháp mới nhằm khắc phục những thiếu sót

và phát huy ưu điểm của giải pháp đó [85]

Các loại tư duy ở trên được sắp xếp theo mức độ độc lập tăng dầncủa chủ thể tư duy Theo chúng tôi, đây là cách phân loại tư duy rõ ràngnhất Người có TDST thì có tư duy độc lập và tư duy phê phán, ngược lạingười có tư duy lệ thuộc thì không có 3 loại tư duy còn lại Trong luận ánchúng tôi đã sử dụng khái niệm TDST của tác giả Phan Dũng [15] đượctrình bày ở trang 17 của luận án

1.1.2.3 Vai trò của tư duy

Theo [98] tư duy có vai trò rất lớn đối với đời sống và hoạt độngnhận thức của con người

Tư duy mở rộng giới hạn của nhận thức, tạo ra khả năng để vượt rangoài những giới hạn của kinh nghiệm trực tiếp do cảm giác và tri giácmang lại, để đi sâu vào bản chất của sự vật, hiện tượng và tìm ra những mốiquan hệ có tính quy luật với nhau

Tư duy không chỉ giải quyết những nhiệm vụ trước mắt, trong hiệntại mà còn khả năng giải quyết trước cả những nhiệm vụ trong tương lai

Tư duy cải tạo lại 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 vềthực tiễn và nhờ đó hành động của con người có kết quả cao hơn

15

1.1.3 Sáng tạo

Sáng tạo là quá trình mà kết quả là tạo ra những kết hợp mới cầnthiết từ các ý tưởng, dạng năng lượng, các đơn vị thông tin, các khách thểhay tập hợp của hai - ba các yếu tố nêu trên [98]

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

Sáng tạo là tìm ra cái mới, cách giải quyết mới, không bị gò bó phụthuộc vào cái đã có [62]

Sáng tạo đó là năng lực tạo ra những giải pháp mới hoặc duy nhấtcho một vấn đề thực tiễn và hữu ích [98]

- Sáng tạo là một loại hoạt động mà kết quả của nó là một sản phẩmtinh thần hay vật chất có tính cách tân, có ý nghĩa xã hội, có giá trị [88]

- Sáng tạo là bất cứ hoạt động nào của con người tạo ra được cáimới, không kể rằng cái được tạo ra ấy là một vật nào đó của thế giới bênngoài hay một cấu tạo nào đó của trí tuệ hoặc tình cảm chỉ sống và biểu lộtrong bản thân con người

Ngoài tính cách tân của sản phẩm, sáng tạo còn có đặc điểm tâm lí làtính hiếm có, tính khó khăn, tính bất ngờ của phát kiến và tính ngẫu nhiêncủa phỏng đoán

Chúng tôi đồng ý và sử dụng định nghĩa sáng tạo của Phan Dũngnhư 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 tượngcùng loại ra đời trước đó về mặt thời gian Tính có lợi chỉ thể hiện ra khiđối tượng cho trước hoạt động theo đúng chức năng và trong phạm vi ápdụng của nó

Trong TRIZ [14], để đánh giá một đối tượng cho trước có phải làsáng tạo hay không, người ta sử dụng chương trình gồm 5 bước:

Bước 1: Chọn đối tượng tiền thân;

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

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

Bước 4: Trả lời câu hỏi “Tính mới đó đem lại ích lợi 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 khôngbiết cách đạt mục đích đến biết cách đạt mục đích, từ không biết cách tối

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

Quá trình sáng tạo của con người thường bắt đầu từ một ý tưởngmới, 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 riêngkhông 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

17

- Luôn tìm ra được giải pháp tối ưu trước một tình huống mới, mộtvấn đề cần giải quyết.

Rèn luyện năng lực TDST cho HS là nhiệm vụ hàng đầu của nềngiáo dục và đào tạo nước ta Để thực hiện điều này có hiệu quả, cần xácđịnh 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 [18], TDST của HS chịu ảnh hưởng của các yếu tố sau:

cơ sở cho tri giác phát triển Thành tựu của tâm lí học về đặc điểm của trínhớ rất có ý nghĩa trong dạy học Để có trí nhớ, cần luyện tập, gắn kết các

sự kiện có tính chọn lọc và mang ý nghĩa chủ quan nhận thức Việc huyđộng nhiều giác quan đồng thời thu nhận thông tin là biện pháp giúp ghinhớ tốt

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

1.1.5.2 Ngôn ngữ, ký hiệu, hình vẽ

Ngôn ngữ, ký hiệu, hình vẽ vừa là phương tiện vừa là kết quả của tưduy Các đối tượng nhận thức khi phản ánh vào đầu óc chủ thể trở thànhbiểu tượng tâm lí, biểu tượng là bản sao của đối tượng thông qua nhận thứcchủ quan của chủ thể được diễn đạt bằng ngôn ngữ Tư duy của con ngườiluôn 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 kýhiệu, 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 cácphát minh và sáng chế đều bắt đầu dưới dạng hình ảnh, biểu tượng trongđầu, sau đó mới là từ ngữ Trong bất kỳ giai đoạn nào của tư duy, nếu cóthể hãy trình bày suy nghĩ bằng hình vẽ

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

1.1.5.3 Tính nhạy bén của tư duy

Tính nhạy bén của tư duy là khả năng phát hiện ra giá trị của thôngtin và sử dụng chúng để giải bài toán trong khi nhiều người khác cũng tiếpnhận 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:

Hình 1.1 Mô hình tính nhạy bén của tư duy

Tuỳ thuộc vào mức độ khao khát giải được bài toán cho trước, cáchliên kết đường (1) và đường (2), mức độ rõ ràng cho trước, cách liên kếtđường (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

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

19

Hình 1.2 Mô hình hiệu ứng đường hầm

Để tăng tính nhạy bén của tư duy, cần phải tạo các đường 1 trongđầu, chủ động tạo các đường 2 bên ngoài và bên trong, thiết lập mối liên hệgiữa đường 1 và đường 2 với độ tin cậy cao Các nguyên tắc sáng tạo củaTRIZ (TRIZ sẽ được đề cập ở 1.3.1 trang 31 luận án) là công cụ giúp pháttriển tính nhạy bén của tư duy hiệu quả

Loại ý tưởng được phát ra ở vùng ý thức như là kết quả của quá trìnhsuy nghĩ xảy ra trong tiềm thức, vô thức gọi là các ý tưởng do trực giácmách 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 trongvùng ý thức càng lớn.

1.1.5.6 Trí tưởng tượng

Theo [16], 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 tưởngtượng không tiếp thu đối tượng đó một cách trực tiếp thông qua các giác quan

Theo [52], tưởng tượng là xây dựng trong đầu những hình ảnh mớitrên cơ sở các biểu tượng đã có Biểu tượng là hình ảnh sự vật nảy sinhtrên vỏ não khi sự vật không còn trực tiếp tác động vào giác quan củachúng ta nữa

Nếu như cơ sở sinh lí của trí nhớ là kết nối các đường liên hệ thầnkinh tạm thời và tái hiện những gì được lưu giữ thì khi tưởng tượng, hệthống các mối liên kết trong quá khứ bị tách ra, rồi kết hợp lại theo cáchmới 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 thểthay thế được trong những giai đoạn đầu tiên của quá trình phát triển rấtnhiều lĩnh vực khoa học kỹ thuật hoặc ở giai đoạn mà lí thuyết hiện hànhkhông còn đủ khả năng giải thích những kết quả mới thu được từ thực tiễn

Chúng ta xem xét chu trình sáng tạo của Razumôpxki:

Hình 1.3 Chu trình sáng tạo của Razumôpxki

Thực nghiệm

Sự kiện

21

Theo chu trình sáng tạo của Razumôpxki, trong các giai đoạn từ sựkiện khởi đầu để xây dựng nên các mô hình và từ các hệ quả đến tìm ra cácthí nghiệm kiểm tra các hệ quả thì trí tưởng tượng là công cụ gần như làduy nhất để thực hiện được các công việc đó - công việc xây dựng các kháiniệm mới và tìm các quy luật khách quan.

Người ta chia trí tưởng tượng thành ba loại [16]

- Trí tưởng tượng logic: Là tưởng tượng dựa trên sự lập luận mangtính 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 nảysinh trong tương lai

- Trí tưởng tượng sáng tạo: Là tưởng tượng phát hiện hoặc tạo rađối tượng đồng thời có tính mới và tính có lợi Đó là tưởng tượng để cóđược phát minh và sáng chế Ví dụ bất kỳ một học sinh THPT nào cũngđều biết được lực kế để đo lực kéo nhưng hầu hết các em lại chưa biết đếnlực kế để đo lực đẩy Học sinh tưởng tượng ra được mô hình của lực kếđẩy và chế tạo ra được lực kế có thể đo lực đẩy, tức là học sinh đã tưởngtượng sáng tạo thành công

Luận án này chúng tôi sẽ sử dụng BTST vào phát triển trí tưởngtượng của học sinh

1.1.6 Tính ì tâm lý và ảnh hưởng của nó đối với TDST

1.1.6.1 Những nhận định chung về tính ì tâm lí

Theo [16], tính ì tâm lí của một người là hoạt động tâm lí của người

đó giữ lại các hiện tượng, quá trình, trạng thái, tính chất, khuynh hướngthay đổi tâm lí cụ thể đang trải qua chống lại việc chuyển sang các hiệntượng tâm lí cụ thể khác

Theo chúng tôi, tính ì tâm lí là tính muốn duy trì trạng thái tâm líhiện tại, bao gồm cách suy nghĩ theo lối mòn, cách nhìn nhận vấn đề mộtcách rập khuôn,

Ngoại trừ việc cản trở sự sáng tạo, suy nghĩ theo lối mòn (tức tư duydựa trên những kiến thức đã biết, những lập luận có sẵn hoặc đã biết để giảiquyết một vấn đề) rất có lợi Chính nhờ việc hình thành lối mòn tư duy màcon người sẽ giải quyết được những vấn đề quen thuộc một cách dễ dàng.Tuy nhiên, cuộc sống luôn vận động, con người không chỉ đối mặt vớinhững tình huống cũ Vậy cần phải giải quyết những tình huống mới bằngcách nào? Chúng ta cần tìm hiểu và khắc phục tính ì "thiếu" và tính ì "thừa"

1.1.6.2 Tính ì tâm lí – vật cản trong tư duy sáng tạo

Tính ì tâm lí bao gồm tính ì “thiếu” và tính ì “thừa”

Tính ì "thiếu" luôn làm cho người ta e dè trước những cái mới, lo sợmình sẽ làm sai, vì nó không giống những cái đã được công nhận trướcđây Vì vậy, người ta rất hạn chế đưa ra một dự đoán nào đó khác vớinhững kiến thức mà họ đã gặp trong những tình huống quen thuộc Khi gặpmột tình huống mới, người ta chỉ suy nghĩ và đề xuất những giải pháp cũ,không có tính sáng tạo, không có tính riêng của cá nhân Họ chỉ suy nghĩtheo một lối mòn đã định trước mà không có sự cách tân nào

Khi gặp một tình huống mới, người ta hay nghĩ đến những quy luật,định luật đã được học để áp dụng nó vào giải quyết vấn đề Họ không dámnghĩ ra một giải pháp mới nào đó mà họ chưa biết để giải quyết vấn đề.Mặt khác, tình huống mới này không nằm trong phạm vi áp dụng của quyluật, định luật nên việc vận dụng quy luật, định luật không thể giải quyếthoặc giải quyết sai vấn đề Đó chính là tính ì thừa trong tâm lí con ngườigây nên

- Tính ì "thừa" hay còn gọi là tính ì do liên tưởng ngoại suy ra ngoàiphạm vi áp dụng Trong quá trình tư duy, sự tưởng tượng của con người

23

đôi khi vượt quá giới hạn, phạm vi áp dụng của các đại lượng, quy luật,định luật vật lí

- Tính ì tâm lí tự ti hay còn gọi là tính thiếu tự tin, rụt rè đối với sángtạo Tham khảo [18] [19], chúng tôi đưa ra ba nguyên nhân chủ yếu dẫnđến loại tính ì này là:

1) Số phép thử - sai trong quá khứ nhiều hơn số phép thử - đúng(thất bại nhiều hơn thành công);

2) Chủ thể phải sống và hoạt động trong môi trường thiên về chỉtrích, phê phán, không có sự khuyến khích sáng tạo ra ngoài khuôn mẫu;

3) Do chủ thể luôn cầu toàn đối với sự sáng tạo

độ khác nhau Biết tạo ra nhiều giả thiết khi lý giải một hiện tượng Biết

đề xuất các giải pháp khác nhau, phải xử lí tình huống không máy móc,biết vận dụng những mô hình sẵn có vào những tình huống mới Bài tậpsáng tạo (mục 1.4 luận án) là một phương tiện dạy học hiệu quả trong việcrèn luyện tính tích cực, tự lực, sáng tạo của học sinh trong dạy học vật lí,giúp khắc phục đáng kể tính ì tâm lý không chỉ trong giải bài tập mà còntạo nên một nhân cách mới năng động hơn, tránh được cách suy nghĩ theolối mòn, từ đó làm việc hiệu quả hơn

Để khắc phục tính ì “thiếu”, chủ thể tư duy phải có nhiều cách xemxét đối tượng sao cho số lượng nghĩa rút ra càng nhiều càng tốt Ví dụ giảiBTST theo nhiều cách khác nhau

Để khắc phục tính ì “thừa”, chủ thể tư duy phải luôn ý thức vềphạm vi áp dụng của đối tượng Khi hoàn cảnh thay đổi, chủ thể phải

xem lại tất cả những gì đem lại ích lợi trong hoàn cảnh cũ có còn tiếp tụcđem lại ích lợi trong hoàn cảnh mới hay không Nếu không, cần chủđộng thay đổi chúng hoặc đưa ra những cái mới đem lại ích lợi tronghoàn cảnh mới Ví dụ: Giải bài tập có hình thức tương tự nhưng nội dungbiến đổi (trang 48 – Luận án).

Để khắc phục tính thiếu tự tin, rụt rè đối với sự sáng tạo, cần khắcphục các nguyên nhân nói trên Ví dụ trong dạy học BTST, chúng tôi đã

đề ra được một số biện pháp sư phạm nhằm tạo không khí lớp học đồngthời khuyến khích sự sáng tạo

1.1.7 Các biện pháp rèn luyện TDST

Để rèn luyện TDST đạt hiệu quả cao, cần căn cứ vào quy luật hìnhthành và phát triển tư duy Tham khảo [88], theo chúng tôi có các biệnpháp rèn luyện TDST sau đây:

- Tập thói quen tự đặt câu hỏi: Tự đặt câu hỏi là một cách để pháthiện ra các vấn đề cần giải quyết Vì vậy, HS nên tập thói quen dù đi đâu,làm gì cũng sẵn sàng tự mình đặt câu hỏi: Ai, ở đâu? Tại sao? Như thế nào?

- Rèn luyện tinh thần độc lập suy nghĩ: Người có tư duy độc lập sẽthu nhận kiến thức vững chắc và biết cách vận dụng kiến thức đó vào thực

tế Tư duy độc lập được đánh giá cao khi nó dựa trên cơ sở lí luận sắc bén,thực tế sinh động và khả thi Vì vậy, người có tư duy độc lập mới có khảnăng phê phán, có tư duy phê phán thì mới có TDST

- Tư duy tập thể: Những hiểu biết từ tư duy độc lập của cá nhân cóthể chưa đầy đủ, toàn vẹn Nhờ tư duy mang tính tập thể thông qua cáchoạt động theo nhóm, tổ, seminar, hội thảo,… mà tư duy ban đầu đượcđiều chỉnh, bổ sung cho phù hợp với thực tế khách quan

- Thường xuyên rèn luyện các thao tác tư duy, nhiều kỹ năng tư duyvới nhiều loại tư duy, đặc biệt là TDST Mặt khác, HS cần rèn luyện nhiều

25

phẩm chất đạo đức cần cho sự sáng tạo: Tính tự giác, tự học, tinh thần kỷluật, kiên trì, nhẫn nại, khách quan,…

- Khắc phục tính ì tâm lí để có tư duy toàn diện: Tính ì tâm lí là vậtcản trong TDST, khắc phục tính ì tâm lí con người sẽ nhìn nhận sự vậtbiện chứng hơn, toàn diện hơn, thúc đẩy TDST phát triển

- Để tư duy được nhạy bén và sâu sắc, cần phải có cách nhìn nhậnvấn đề một cách tổng quát, linh động trong việc lựa chọn phương tiện vàgiải pháp giải quyết vấn đề Luôn hướng tới những giải pháp mới, ít hoặcchưa xuất hiện trong khi giải quyết vấn đề đó

- Rèn luyện khả năng giải quyết vấn đề: Giải quyết vấn đề bao gồmcác bước sau:

Hình 1.4 Các bước giải quyết vấn đề

1.2 Dạy học sáng tạo trong dạy học vật lí

Trong giới hạn đề tài này, dạy học sáng tạo được hiểu là dạy họcnhằm bồi dưỡng TDST cho học sinh

Theo lý thuyết vùng phát triển gần của Vưgôtsxki thì có thể dạyđược, bồi dưỡng được TDST cho HS

Kiểm tra đánh giá kết quả hành động (Bước 5)

Xây dựng kế hoạch hành động (Bước 2)

Xác định vấn đề (Bước 1)

Thu thập kết quả hành động (Bước 4)

Thực hiện

kế hoạch hành động (Bước 3)

Trong khoa học, nếu phân loại theo sản phẩm sáng tạo, hoạt độngTDST được chia thành phát minh và sáng chế Áp dụng vào DHVL ởtrường phổ thông được chia thành hai dạng: Dạy HS phát minh lại địnhluật, thuyết vật lí và dạy HS sáng chế lại các thiết bị kỹ thuật Việc dạy họcnhững ứng dụng kỹ thuật của vật lí ở trường phổ thông có thể diễn ra theohai con đường [88,84]:

- Con đường thứ nhất là quan sát cấu tạo của đối tượng kỹ thuật cósẵn, giải thích nguyên tắc hoạt động của nó Đây là bài toán “hộp trắng”:Biết cấu tạo bên trong của hộp, biết tác động ở đầu vào và kết quả của đầu

ra, giải thích nguyên tắc hoạt động

- Con đường thứ hai là dựa trên những định luật vật lí, những đặctính vật lí của sự vật, hiện tượng, thiết kế một thiết bị nhằm giải quyết mộtyêu cầu kỹ thuật nào đó Con đường này thực chất là tìm tòi, phát minh lạimột thiết bị, máy móc dùng trong kỹ thuật, là một bài tập sáng tạo[88,89].Đây là bài toán “hộp đen” Đã từ lâu, các nhà khoa học đã biết sử dụngTRIZ (ở mục 1.3) để ứng dụng các định luật vật lí vào chế tạo nên cácthiết bị, máy móc có tính năng, tác dụng nhất định đáp ứng những yêu cầucủa kỹ thuật và cuộc sống Chuyển dịch sang DHVL, có thể sử dụng TRIZvào xây dựng và hướng dẫn HS giải bài tập sáng tạo

1.2.1 Cơ sở tâm lí học về dạy học sáng tạo

Dạy học sáng tạo lấy lý thuyết thích nghi của Piaget và lý thuyết vềvùng phát triển gần của Vưgôtsxki làm cơ sở

Lý thuyết thích nghi của Piaget chỉ ra rằng những phẩm chất mớicủa con người được phát triển từ chính những hoạt động tích cực, tự lựccủa con người Mặt khác, Vưgôtsxki trong lý thuyết vùng phát triển gần lạicho rằng: “Dạy học được cho là tốt nhất nếu nó đi trước sự phát triển vàkéo theo sự phát triển.” Lý luận dạy học đã chỉ ra rằng: “Dạy học phải có

27

tác dụng thúc đẩy sự phát triển trí tuệ của người học” Thông qua hoạt độngtrí tuệ HS phát triển dần từ thấp đến cao Trình độ ban đầu của HS tươngứng với “vùng phát triển hiện tại” Trình độ này cho phép HS có thể thuđược những kiến thức gần gũi nhất với kiến thức cũ để đạt được trình độmới cao hơn Vưgôtxki gọi đó là “vùng phát triển gần nhất” Khi HS đạt tớivùng phát triển gần nhất, nghĩa là các em ở “vùng phát triển hiện tại”nhưng ở trình độ mới cao hơn Người giáo viên 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” Cứ tiếp tục như vậy, sự phát triển của HS đi từnấc thang này đến nấc thang khác cao hơn Nếu người thầy biết phát huytốt vai trò tổ chức điều khiển làm giảm nhẹ khó khăn cho học sinh trongquá trình nhận thức, biết cách khuyến khích học sinh tham gia vào hoạtđộng nhận thức tích cực trong dạy học thì trí tuệ của học sinh có thể đượcphát triển tốt Mặt khác, đối với học sinh để tự lực phát triển trí tuệ không cócách nào khác là phải tự mình hoạt động, hoạt động một cách tích cực, tự giáctrong sự tương tác với xã hội DHST có thể giải quyết được tất cả những vấn

đề trên

1.2.2 Cơ sở lí luận dạy học về dạy học sáng tạo

Dạy học sáng tạo là biểu hiện sự thống nhất giữa chức năng giáodục, giáo dưỡng và phát triển Trong dạy học sáng tạo, học sinh tựchiếm lĩnh được kiến thức phỏng theo các giai đoạn nghiên cứu của nhàkhoa học

Khảo sát chu trình sáng tạo của V.G.Razumôpxki đã chỉ ra hai giaiđoạn khó khăn đòi hỏi sự sáng tạo là giai đoạn từ sự kiện khởi đầu tới xâydựng mô hình giả thuyết trừu tượng và giai đoạn chuyển từ một tiên đề líthuyết và những quy luật nhất định của hiện tượng sang việc kiểm trabằng thực nghiệm Giai đoạn thứ nhất đòi hỏi sự giải thích hiện tượng, trả

lời câu hỏi “Tại sao”; giai đoạn thứ hai đòi hỏi thực hiện một hiện tượngthực, đáp ứng với các yêu cầu đã cho, đòi hỏi trả lời câu hỏi “Làm thếnào” Đó là cơ sở ra đời loại BT nghiên cứu và BT thiết kế chế tạo trongdạy học [88].

1.2.3 Các biện pháp dạy học sáng tạo trong môn vật lí ở trường phổ thông

Theo [88] [51], có một số biện pháp sau đây nhằm phát huy năng lựcsáng tạo của học sinh trong dạy học vật lí:

1.2.3.1 Áp dụng phương pháp dạy học nêu và giải quyết vấn đề

Như ta đã biết, tư duy chỉ phát triển trong hoàn cảnh có vấn đề và sựsáng tạo chỉ nảy sinh trong khi giải quyết vấn đề đó Vì vậy, người giáoviên nên dạy học theo phương pháp dạy học nêu và giải quyết đề Tùy theonội dung kiến thức của bài học, trình độ của học sinh, điều kiện về thờigian và cơ sở vật chất nhà trường mà có thể áp dụng dạy học nêu và giảiquyết vấn đề theo các mức độ khác nhau

- Mức thấp nhất: Trong một bài lên lớp, giáo viên đặt hệ thống câuhỏi phục vụ trọng tâm, mục đích, yêu cầu của bài giảng;

- Mức độ cao: Giáo viên đặt đề tài nhỏ;

+ HS hoàn thành ở lớp, phòng thí nghiệm hay ở nhà rồi trình bàytrước tổ hoặc lớp Có thảo luận, kết luận

+ Giáo viên gợi ý cho học sinh tự đặt vấn đề rồi nghiên cứu giảiquyết vấn đề

Dạy học giải quyết vấn đề có tác dụng to lớn trong việc bồi dưỡngnăng lực tư duy sáng tạo cho học sinh vì:

- Luôn đặt HS vào tình huống có vấn đề làm xuất hiện các nhu cầugiải quyết vấn đề của HS (rèn luyện thói quen tự đặt câu hỏi hay thói quenphát hiện vấn đề cần giải quyết của người học)

29

- Rèn luyện kỹ năng giải quyết vấn đề.

1.2.3.2 Chuyển hóa phương pháp nhận thức của vật lí học thành phương pháp dạy học vật lí.

Khi người GV biết chuyển hóa phương pháp nhận thức của vật lí họcthành phương pháp dạy học vật lí tức là dạy cho HS nghiên cứu khoa học.Người GV đặt HS vào vị trí của nhà khoa học và hướng dẫn họ thực hiện cáchoạt động học tập phỏng theo các hoạt động của nhà khoa học, kết quả HSvừa thu nhận được kiến thức vừa biết được con đường tạo ra kiến thức đó

1.2.3.3 Tăng cường sử dụng các phương tiện dạy học

Các phương tiện dạy học gồm các thiết bị dạy học, phòng bộ môn,phòng thí nghiệm, vườn thí nghiệm, bàn ghế, các phương tiện kỹ thuật.Giáo án điện tử là phương tiện dạy học hiện đại, sử dụng đạt hiệu quả khá cao

Sử dụng các phương tiện dạy học một cách hợp lí không những giúp

HS có điều kiện nhận thức thế giới bên ngoài tốt hơn, rèn luyện TDSTđồng thời giảm cường độ lao động của giáo viên Phương tiện trực quankhông những cung cấp cho HS kiến thức bền vững, chính xác, mà còn gâyhứng thú học tập, tăng chú ý đối với bài học

Khi tiếp xúc với các tình huống xảy ra trong thực tiễn ở các bài thínghiệm thực hành, tư duy của HS luôn được đặt trước vấn đề mới buộc họphải suy nghĩ, tìm tòi, phát triển năng lực TDST của HS

1.2.3.4 Rèn luyện trí tưởng tượng, tư duy không gian, tư duy lôgic cho học sinh

Óc tưởng tượng, tư duy không gian, tư duy lôgic là ba năng lực rấtcần thiết cho người lao động sáng tạo

Theo [52], tưởng tượng là xây dựng trong đầu những hình ảnh mớitrên cơ sở các biểu tượng đã có Tưởng tượng phong phú là yếu tố quantrọng nhất góp phần phát triển năng lực TDST cho HS

Tư duy không gian phát triển tức là óc tưởng tượng không gianphong phú Không gian ở đây có thể là 3 chiều hoặc vô số chiều Nói cáchkhác, tư duy không gian giúp cho cách nhìn nhận vấn đề theo nhiều cáchkhác nhau và tùy từng bài toán, ta chọn cách đi tới kết quả sớm nhất, hiệuquả nhất.

Bồi dưỡng tư duy không gian giúp cho việc nhìn nhận sự vật, hiệntượng một cách tổng thể và toàn diện hơn, tránh cách nhìn cục bộ, phiếndiện về một vấn đề, sự vật Tư duy không gian phát triển làm cho quá trình

tư duy trở nên khách quan hơn, toàn diện hơn, sáng tạo hơn

Một chuỗi suy luận dù có mang tính sáng tạo hay không thì đều có suyluận lôgic, vì vậy, tư duy lôgic mà phát triển thì sẽ thúc đẩy được TDST pháttriển, người có TDST nhất định sẽ có suy luận lôgic tốt

1.2.3.5 Đưa bài tập sáng tạo về vật lí vào dạy học

Để giải BTST, cần phải có sự nhạy bén trong tư duy, khả năng tưởngtượng, sự vận dụng kiến thức một cách sáng tạo trong những tình huốngmới, hoàn cảnh mới, học sinh phát hiện ra những cái chưa biết, những điềuchưa biết đầy đủ đối với HS Loại bài tập này yêu cầu HS có khả năng đềxuất, đánh giá theo ý kiến riêng của HS, vì vậy sẽ bồi dưỡng được năng lựcTDST của HS

1.2.3.6 Bồi dưỡng phương pháp tự học

Qua những sáng tạo được thể hiện từ thời Thomas Edison đến thờiBill Gates, giới khoa học kỹ thuật ngày càng nhận thấy giữa khả năng sángtạo và việc tự học có một mối liên hệ nhân quả Tạp chí Science et Vie(Pháp) đã viết: "Ai tự học mạnh nhất, người đó tích lũy được một tiềmnăng sáng tạo dồi dào nhất Ngược lại, ai có nhu cầu sáng tạo nhiều hơn,người ấy càng thôi thúc ý chí tự học cao hơn"

31