Xây dựng hệ thống bài tập sáng tạo dùng cho dạy học phần cơ học vật lí 10 chương trình nâng cao

Cũng như việc học tập môn vật lí nói chung, việc giải bài tập vật lí ở nhàtrường nói riêng giúp học sinh hiểu sâu hơn các hiện tượng vật lí xảy ra trong thếgiới tự nhiên xung quanh ta, t

Bộ giáo dục và đào tạo Trờng đại học vinh

Bộ giáo dục và đào tạo Trờng đại học vinh

Lời cảm ơn

Trong quá trình hoàn thành luận văn này tác giả đã nhận được sự giúp đỡ tận tình của các thầy cô giáo, bạn bè, một

số đồng nghiệp, người thân Tác giả xin được gửi lời cảm

ơn chân thành tới những người đã giúp đỡ tác giả hoàn thành luận văn này.

Tác giả xin được bày tỏ lòng biết ơn chân thành đối với cô giáo, PGS.TS Phạm Thị Phú, người đã tận tình hướng dẫn, động viên và giúp đỡ tác giả trong suốt thời gian nghiên cứu và hoàn thành luận văn

Tác giả gửi lời cảm ơn sâu sắc tới các thầy giáo, cô giáo trong tổ PPGD Vật lí trường Đại học Vinh, các thầy cô giáo trong khoa Sau Đại học trường Đại học Vinh, các thầy cô giáo giảng dạy khoa Vật lí trường Đại học Vinh.

Tác giả luận văn xin chân thành cảm ơn ban giám hiệu và các giáo viên trong trường THPT Quỳnh Lưu 1 Nghệ An, tổ Vật lí – Tin học trường THPT Quỳnh Lưu 1.

Quỳnh Lưu, ngày 20 tháng 12 năm 2008

Tác giảNguyễn Thị xuân Bằng

MỞ ĐẦU

1 Lí do chọn đề tài

Sáng tạo là lẽ sống còn của mọi quốc gia trong nền kinh tế thị tr ường cạnhtranh quyết liệt hiện nay Dạy học sáng tạo là vấn đề mới mẻ đối với toàn thế giớicũng như ở nước ta Việc rèn luyện và phát triển năng lực sáng tạo cho học sinh

có thể và cần được tiến hành trong suốt thời gian các em còn ngồi trên ghế nhàtrường thông qua việc thực hiện các quá trình sư phạm, việc dạy các bộ môn trong

đó có bộ môn vật lý

Cũng như việc học tập môn vật lí nói chung, việc giải bài tập vật lí ở nhàtrường nói riêng giúp học sinh hiểu sâu hơn các hiện tượng vật lí xảy ra trong thếgiới tự nhiên xung quanh ta, trong các đối tượng của nền công nghệ văn minh mà

ta đang sử dụng, và từ sự hiểu biết sâu sắc đó mà thúc đẩy học sinh học giảiquyết những vấn đề khác nhau của đời sống và công nghệ sau này

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

mà học sinh sẽ gặp trong cuộc sống Nếu học sinh không hiểu thấu đáo vật lí học

và nhất là không quen với việc giải bài tập vật lí một cách thông minh sáng tạo thìhọc sinh sẽ khó lòng giải quyết tốt những bài toán thực của cuộc sống

Nội dung dạy học là kiến thức khoa học, là tư duy để chế biến kiến thức, lànhân cách để khắc phục khó khăn trên con đường chiếm lĩnh tri thức nên nhà giáođồng thời phải là nhà khoa học Người giáo viên phải lựa chọn phương pháp, biệnpháp để giảng dạy và giáo dục cho từng đối tượng học sinh đòi hỏi người thầylòng nhiệt tình và óc sáng tạo cao

Cơ học lớp 10 là phần kiến thức nền tảng của vật lý THPT Những kiến thức

về cơ học lớp 10 có liên quan rất nhiều đến đời sống và khoa học kỹ thuật Vì vậyviệc nghiên cứu xây dựng hệ thống bài tập sáng tạo trong dạy học vật lý nhằmgiúp học sinh nắm vững nội dung này, đặc biệt giúp học sinh phát triển tư duysáng tạo, năng lực giải quyết các tình huống khác nhau để có điều kiện đi sâu vàonghiên cứu trong tương lai và áp dụng tốt vào thực tiễn

Xuất phát từ cơ sở lý luận và thực tiễn nói trên tôi chọn đề tài nghiên cứu

“Xây dựng hệ thống bài tập sáng tạo dùng cho dạy học phần Cơ học Vật lý 10 chương trình nâng cao”

2 Mục đích nghiên cứu

Xây dựng hệ thống bài tập sáng tạo phần Cơ học và đề xuất phương án sử

dụng vào dạy học Cơ học lớp 10 ban KHTN nhằm góp phần bồi dưỡng tư duy cho học sinh

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

4 Giả thuyết khoa học

- Có thể xây dựng được hệ thống bài tập sáng tạo phần Cơ học lớp 10 đảm bảocác yêu cầu của khoa học vật lý, tâm lý học và lý luận dạy học

- Việc sử dụng bài tập sáng tạo vào dạy học một cách hợp lí sẽ góp phần bồidưỡng năng lực tư duy sáng tạo cho học sinh, nâng cao hiệu quả dạy học

5 Nhiệm vụ nghiên cứu

5.1 Nghiên cứu cơ sở lý luận của việc bồi dưỡng năng lực tư duy sáng tạocho học sinh

5.2 Nghiên cứu lý luận về bài tập sáng tạo trong dạy học vật lý

5.3 Nghiên cứu mục tiêu, nội dung kiến thức phần Cơ học lớp 10 chươngtrình nâng cao

5.4 Thực trạng dạy học bài tập vật lí phần Cơ học lớp 10

5.5 Xây dựng hệ thống bài tập sáng tạo phần Cơ học lớp 10 chương trìnhnâng cao

5.6 Đề xuất các phương án giảng dạy với bài tập sáng tạo đã xây dựng.5.7 Thực nghiệm sư phạm

6 Phương pháp nghiên cứu

+ Phương pháp nghiên cứu lý thuyết:

- Nghiên cứu cơ sở lý luận về tư duy sáng tạo

- Xây dựng hệ thống bài tập sáng tạo phần Cơ học lớp 10 nâng cao

+ Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm:

- Điều tra thực trạng dạy học vật lí ở trường THPT

- Thí nghiệm vật lí giải bài tập sáng tạo

- TNSP

7 Kết quả đóng góp của đề tài

- Đề xuất được phương pháp xây dựng bài tập sáng tạo về Vật lí

- Xây dựng được hệ thống bài tập sáng tạo phần Cơ học lớp 10 chươngtrình nâng cao

- Đề xuất các hình thức và biện pháp dạy học với BTST nhằm bồi dưỡngnăng lực sáng tạo cho học sinh

8 Cấu trúc của luận văn

- Mở đầu

- Nội dung: 3 chương

Chương 1: Cơ sở lí luận về việc xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập sángtạo trong dạy học vật lí ở trường THPT

Chương 2: Xây dựng hệ thống bài tập sáng tạo phần Cơ học lớp 10 chươngtrình nâng cao

Chương 3: Thực nghiệm sư phạm

- Kết luận

- Tài liệu tham khảo

- Phụ lục

đề sau:

- Năng lực tư duy sáng tạo

- Dạy học sáng tạo

- Bài tập sáng tạo

1.1 Năng lực tư duy sáng tạo

Trong các năng lực của con người, năng lực tư duy đóng vai trò số một Bởi

vì tư duy tốt hay tư duy không tốt sẽ có ảnh hưởng quyết định đến đời sống củacon người về thể chất, tinh thần, quan hệ với cộng đồng, đến sự giàu có, hạnhphúc một gia đình, đến sự hưng thịnh, hùng cường của một quốc gia

Năng lực tư duy sáng tạo là tiêu chuẩn đánh giá và đào tạo người lao độngtrong thế kỷ trí tuệ này

Tư duy sáng tạo không những chỉ giúp học tập tốt ở trường học mà còn giúptrở thành người công dân tốt trong việc ra những quyết định thông minh, để tìm ranhững giải pháp sáng tạo, thích hợp tối ưu cho mọi vấn đề xã hội yêu cầu; trởthành con người tích cực, tiến bộ, văn minh, tỉnh táo tìm được những giải phápsáng tạo trong đấu tranh, lao động vì sự tồn tại và phát triển của xã hội loài người.Vậy năng lực tư duy sáng tạo là gì? Năng lực tư duy sáng tạo của con ngườiđược hình thành và phát triển theo quy luật nào? Làm thế nào để bồi dưỡng tư duysáng tạo?

1.1.1 Khái niệm về năng lực

Theo tâm lí học thì “năng lực là tổng hợp những thuộc tính độc lập của cánhân phù hợp với những yêu cầu đặc trưng của một hoạt động nhất định, nhằmđảm bảo việc hoàn thành có kết quả tốt trong lĩnh vực hoạt động đó” [27,16].Như vậy, năng lực là những thuộc tính tâm lí riêng của cá nhân, được thể hiện ởtrình độ học vấn, sự phát triển trí tuệ, kĩ năng, kinh nghiệm hoạt động sáng tạo, hệthống tri thức, sự trải nghiệm cuộc sống

Mặc dù năng lực của mỗi cá nhân một phần dựa trên cơ sở tư chất, nhưngchủ yếu năng lực được hình thành, phát triển và thể hiện trong hoạt động tích cựccủa con người dưới sự tác động của học tập rèn luyện, giáo dục Trong đó việchình thành và phát triển nhân cách là phương tiện hiệu quả thúc đẩy sự phát triểncủa năng lực

1.1.2 Khái niệm về tư duy

Theo các nhà tâm lí học [35]: Tư duy là quá trình phân tích và tổng hợp, sosánh, trừu tượng hoá và khái quát hoá trên con đường tìm ra cái mới

Mục tiêu của tư duy là tìm ra các triết lí, lí luận, phương pháp luận, phươngpháp, giải pháp trong các tình huống hoạt động của con người

Hoạt động của tư duy đồng nghĩa với hoạt động trí tuệ, đó là các quá trìnhphân tích, tổng hợp, so sánh, khái quát hoá và trừu tượng hoá Phân tích là hoạtđộng tách đối tượng nghiên cứu thành những phần tử nhỏ hơn, nhằm tìm hiểu bảnchất của nó Tổng hợp là quá trình kết hợp bằng tưởng tượng hay sự thật các yếu

tố riêng rẽ nào đó thành một chỉnh thể So sánh là thao tác nhằm phát hiện sựgiống nhau và khác nhau giữa các đối tượng, sự biến đổi của chúng theo thời gian

và không gian, ảnh hưởng của môi trường, điều kiện cần cho quá trình phát triểncủa các sự vật hiện tượng Trong dạy học Vật lí, vận dụng so sánh – tương tự cóthể giúp học sinh tìm ra được bản chất các đại lượng vật lí Trừu tượng hoá là hoạtđộng nhằm lựa chọn và rút ra được những cái chung và bản chất của một số đốitượng Khái quát hoá nhằm gom những đối tượng có cùng thuộc tính chung vàbản chất vào một nhóm Trừu tượng hoá và khái quát hoá luôn có quan hệ chặtchẽ với nhau khi tiến hành phân loại đối tượng Việc hình thành năng lực kháiquát hoá - trừu tượng hoá liên quan mật thiết tới việc bồi dưỡng tài năng

Tư duy là một hiện tượng tâm lí, là hoạt động nhận thức bậc cao củacon người Hoạt động tư duy diễn ra khi có những điều kiện vật chất vàtinh thần sau:

 Cơ sở vật chất và tinh thần của tư duy

* Cơ sở vật chất của tư duy bao gồm: Cơ sở sinh lí thần kinh; Sức khoẻ vànhu cầu vật chất

Cơ sở sinh lí thần kinh của tư duy là sự hoạt động của vỏ đại não Sức

khoẻ dồi dào mới đủ dưỡng chất, năng lượng cung cấp cho hoạt động của bộnão Sức khoẻ theo y tế thế giới xác định gồm ba nhân tố: sức khoẻ thể chất, sứckhoẻ tinh thần và sức khoẻ tâm lí xã hội [31,74] Tuỳ theo thể lực, điều kiệnsống, nghề nghiệp mà mỗi người cần có cách rèn luyện sức khoẻ và chế độ dinhdưỡng phù hợp để có đủ sức khoẻ, đảm bảo điều kiện cho hoạt động tư duy đạtkết quả tốt

Hoạt động tư duy đòi hỏi những nhu cầu vật chất nhất định Đó là tiềnlương thưởng để giải quyết nhu cầu sinh học và nhu cầu văn hoá của người laođộng, là phương tiện làm việc (công cụ, máy móc, tiền vốn, chỗ làm việc ), làkinh phí để biến ý tưởng thành sản phẩm

* Cơ sở tinh thần của tư duy gồm có sự tôn trọng, không khí cởi mở giữa nhữngngười cùng lao động, sự khuyến khích, động viên, các phong trào thi đua, khenthưởng

Khi tinh thần được kích phát, người lao động có thể vượt nhiều khó khăntrở ngại để lao động tốt hơn, giải quyết khó khăn, kể cả khó khăn về vật chất

 Các loại tư duy

Có thể chia tư duy ra làm ba loại tư duy cơ bản, phổ biến ta thường gặptrong học tập cũng như trong cuộc sống đời thường Ba loại tư duy đó là [31,62]:

- Tư duy logic hình thức (tư duy logic): Tư duy logic dựa trên luật bài trung

và tam đoạn luận Luật bài trung quy định A là A chứ A không thể vừa là A vừa

là không A được Tam đoạn luận trước hết khẳng định một tính chất  chungcho mọi phần tử của một tập hợp A; sau đó khẳng định rằng một phần tử a nào

đó thuộc tập hợp A; cuối cùng với hai khẳng định đó thì có thể kết luận rằng:phần tử a có tính chất .

Tư duy logic chỉ dùng trong việc nghiên cứu các đối tượng trong trạng tháiyên tĩnh Nếu đối tượng ở trạng thái vận động thì phải dùng tư duy logic biệnchứng (tư duy biện chứng)

- Tư duy biện chứng: Tư duy biện chứng bác bỏ luật bài trung, chấp nhận Avừa là A, vừa đồng thời không phải là A Đó là chân lí của sự vận động Vậnđộng là thường xuyên, yên tĩnh là tạm thời nên tư duy biện chứng đóng vai trò tolớn trong quá trình suy nghĩ của con người

Ngoài hai kiểu tư duy cơ bản nói trên, con người còn tạo ra các hình thứcvăn học nghệ thuật để thâm nhập vào thế giới xung quanh ta và trong ta Kiểu tưduy đó gọi là tư duy hình tượng

- Tư duy hình tượng: Tư duy hình tượng là kiểu tư duy mà sản phẩm tạo rabằng hư cấu, bằng tưởng tượng ra những đối tượng theo những quan điểm thẩm

mỹ nhất định giúp người ta hình dung ra các sự vật, các sự kiện, những conngười với những khả năng vốn có của chúng

Từ ba loại tư duy cơ bản nói trên, người ta có thể chia tư duy thành nhiềuloại tuỳ theo đặc điểm và tính chất của quá trình tư duy

Nếu xét về mức độ độc lập, có thể chia tư duy ra làm bốn bậc [31,65]:

- Tư duy lệ thuộc để chỉ tư duy của những người suy nghĩ dựa dẫm vào tưduy của người khác

- Tư duy độc lập để chỉ tư duy của những người có chính kiến riêng trongmột lĩnh vực nào đó

- Tư duy phê phán chỉ tư duy của những người có tư duy độc lập và biếtphán xét đúng sự việc đó bằng khả năng quan sát, phân tích, tổng hợp của mình

- Tư duy sáng tạo chỉ tư duy của những người biết phê phán sự việc và đề rađược những giải pháp mới nhằm khắc phục thiếu sót và phát huy ưu điểm

1.1.3 Khái niệm về sáng tạo

Sáng tạo là hoạt động tạo ra sản phẩm (đối tượng) vật chất hoặc tinh thần cótính mới và tính ích lợi [8,10]

Sáng tạo cần cho bất cứ lĩnh vực nào trong cuộc sống, lao động của conngười từ cấp độ vi mô đến vĩ mô Sáng tạo có mặt trong mọi lĩnh vực hoạt độngvật chất và tinh thần của con người Sáng tạo có nhiều cấp độ từ thấp đến cao; ởcấp độ cao sản phẩm của sáng tạo là các phát minh, sáng chế

Để đánh giá một sản phẩm có phải là sản phẩm sáng tạo hay không cần xem xéthai tiêu chí: tính mới và tính ích lợi Chương trình đánh giá tính sáng tạo của sảnphẩm:

- Chọn đối tượng tiền thân

- So sánh sản phẩm đánh giá với đối tượng tiền thân của nó

- Tìm tính mới của sản phẩm (tính khác biệt so với đối tượng tiền thân)

- Trả lời câu hỏi: tính mới đó đem lại ích lợi gì? trong phạm vi nào?

- Kết luận về tính sáng tạo của sản phẩm

(Chương trình này rất có ý nghĩa khi đánh giá tính sáng tạo của một bài tậptrong dạy học)

Sáng tạo có nhiều mức tương ứng với mức khó của bài toán

1.1.4 Tư duy sáng tạo

1.1.4.1 Khái niệm về tư duy sáng tạo

Theo Rubinski: “tư duy bắt đầu từ tình huống có vấn đề” hay “vấn đề” làđiều kiện cần để khởi động tư duy Vấn đề (bài toán) là đối tượng của tư duy

 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 mụcđích trong một số cách đã biết [8,11]

Trường hợp thứ hai chính là quá trình ra quyết định

Trong Sáng tạo học [8,11] (dựa theo tính thực tế của nội dung bài toán),người ta phân biệt hai loại:

- Bài toán đúng hay bài toán giáo khoa: là những bài toán gồm hai phần giảthiết và kết luận; phần giả thiết trình bày những yếu tố cho trước đủ để giải bàitoán, phần kết luận chỉ ra đúng mục đích cần đạt Các bài toán này thường gặptrong các sách giáo khoa, sách bài tập và sử dụng phổ biến trong dạy học; nộidung mang tính sách vở, xa rời thực tế

- Tình huống vấn đề xuất phát: đây là bài toán mà người giải phải tự phátbiểu bài toán, phần giả thiết có thể thiếu hoặc thừa hoặc vừa thừa vừa thiếu; phầnkết luận nêu mục đích chung chung, không rõ ràng, không chỉ cụ thể phải tìm racái gì Trong quá trình giải bài toán, người giải phải trải qua giai đoạn biến bàitoán tình huống xuất phát thành bài toán đúng, bao gồm các bước sau:

+ Phát hiện các tình huống vấn đề 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 huốngvấn đề xuất phát ưu tiên

+ Phân tích, đánh giá và lựa chọn trong số các bài toán cụ thể kể trên ra bàitoán cụ thể đúng cần giải

Loại bài toán thứ hai này là có tác dụng to lớn trong việc bồi dưỡng tư duylinh hoạt sáng tạo và đầu óc thực tiễn có thể vận dụng trong dạy học và gọi là bàitập sáng tạo Loại bài toán này ít được đề cập trong trường học

Tư duy sáng tạo là quá trình suy nghĩ đưa người giải

- Từ không biết cách đạt đến mục đích đến biết cách đạt mục đích, hoặc

- Từ không biết cách tối ưu đạt đến mục đích đến biết cách tối ưu đạt đếnmục đích trong một số cách đã biết [8,13]

Tư duy sáng tạo và quá trình suy nghĩ giải quyết vấn đề (giải bài toán) và raquyết định được coi là tương đương về nghĩa

Mỗi con người chúng ta cần sáng tạo bởi vì tư duy sáng tạo là nguồn tàinguyên cơ bản nhất của con người, là nguồn gốc chính sinh ra sự giàu có, thịnhvượng của một quốc gia, một gia đình

Các nghiên cứu lí thuyết và thực nghiệm về tâm lí học sáng tạo [31,20] đãkhẳng định: Tất cả mọi người đều ẩn chứa tiềm năng sáng tạo lớn hoặc nhỏ Nếuđược khơi dậy, bồi dưỡng rèn luyện thường xuyên và đúng phương pháp thì tiềmnăng sáng tạo sẽ bộc lộ và phát triển không ngừng, nếu không chú ý khơi dậy thìtiềm năng sáng tạo sẽ mai một hoặc không có điều kiện bộc lộ Kết luận này có ýnghĩa rất lớn đối với giáo dục nói chung và dạy học các môn học trong trường phổthông nói riêng

1.1.4.2 Quy luật hình thành và phát triển của tư duy sáng tạo

Kết quả nhiều công trình nghiên cứu về tư duy sáng tạo [31,61] cho thấy, tưduy sáng tạo được hình thành và phát triển theo các quy luật sau:

* Khi hoàn cảnh có vấn đề (có tình huống có vấn đề) thì tư duy sáng tạo mớiphát triển Trong dạy học, để khởi động tư duy cần tạo các tình huống có vấn đề.Đứng trước tình huống có vấn đề, ở học sinh (HS) sẽ xuất hiện nhu cầu nhận thức,

đó là điểm xuất phát của quá trình sáng tạo

* Tư duy sáng tạo hình thành và phát triển trên cơ sở thực tiễn rồi trở lại làmphong phú thực tiễn Do vậy các bài tập (vấn đề) trong dạy học cần xuất phát từthực tiễn, giải quyết yêu cầu bức thiết của thực tiễn

* Tư duy sáng tạo phát triển từ tư duy độc lập, tư duy phê phán Độc lập suynghĩ, tôn trọng ý kiến cá nhân, đánh giá đúng sự việc là điều kiện cần thiết để phát triển tư duy sáng tạo

* Chủ thể của tư duy sáng tạo cần được cung cấp đầy đủ tư liệu, đó là trithức, thông tin, kinh nghiệm, các phương pháp, các sự kiện trong tự nhiên, xã hội.Trong dạy học, dạy tư duy phải đi kèm với dạy tri thức, phương pháp Phải coitrọng việc bồi dưỡng phương pháp tự học Tự học giúp cá nhân có thể thu thậpmột cách cập nhật thông tin về tự nhiên, xã hội Tự học giúp hình thành ở cá nhânnhu cầu nhận thức

* Bộ não cần được cung cấp đầy đủ các chất dinh dưỡng, và được hoạt độngtrong môi trường thuận lợi Tạo môi trường thông thoáng cởi mở tự do để giảiphóng tư duy là điều kiện rất quan trọng trong hoạt động dạy học

* Tư duy sáng tạo hình thành và phát triển dần dần theo quy luật từ tiệm cậnđến nhảy vọt, kiểu mưa dầm thấm lâu, hạt cát bé tích tụ lâu ngày thành bãi phù salớn Trong dạy học cần rèn luyện các kĩ năng tư duy sáng tạo cho học sinh giúp

họ giải quyết tốt các bài tập (vấn đề), về lâu dài tiến tới điều khiển tư duy sángtạo

Sau đây là mô hình quá trình tư duy sáng tạo theo phương pháp thử và sai vàtheo quan điểm lí thuyết thông tin

1.1.4.3 Mô hình biến đổi thông tin thành tri thức của tư duy sáng tạo

Trong TRIZ (Lí thuyết giải bài toán sáng chế) [9,38] tri thức được hiểu làthông tin có ý nghĩa đối với chủ thể (người có thông tin) (Quan điểm này và quan

điểm về quan hệ giữa nhu cầu cá nhân, tư duy và hành động cần được xem xétvận dụng trong dạy học để biến việc học thành hoạt động nhu cầu bức thiết cánhân, học là niềm vui, là hạnh phúc chứ không phải học là gánh nặng hiện naynhư trong nhà trường nước ta).

Theo lí thuyết thông tin, quá trình suy nghĩ giải quyết vấn đề và ra quyết địnhchính là quá trình biến đổi thông tin thành tri thức hoặc biến tri thức đã có thànhtri thức mới, vì lời giải bài toán chính là thông tin đem lại ích lợi cho người giải(đạt được mục đích) Sơ đồ 1.1 mô hình hoá các giai đoạn của quá trình tư duy đểgiải bài toán theo phương pháp thử và sai theo quan điểm lí thuyết thông tin

Sơ đồ 1.1: Mô hình hoá quá trình tư duy giải quyết vấn đề theo phương pháp thử và sai.Trong dạy học, để phát triển tư duy sáng tạo cho học sinh cần hướng dẫnhọc sinh giải các bài tập theo các giai đoạn của quá trình được mô tả trong sơ đồ

Tiếp thu thông tin (hiểu BT)

Phát ý tưởng giải BT

Tìm thêm thông tin từ môi trường bên ngoài

Lời giải

Thực hiện thử các ý tưởng

Sai

1.1 Mô hình đó còn cho thấy rằng có thể điều khiển tư duy sáng tạo bằng cáchđiều khiển thành tố tâm lí trong tư duy sáng tạo.

1.1.4.4 Các thành tố tâm lí trong tư duy sáng tạo

Các công trình nghiên cứu về tâm lí học sáng tạo [8,40] đã chỉ ra rằng, tưduy sáng tạo là sự nhảy vọt về chất của quá trình tích luỹ về lượng của các thành

tố tâm lí: Trí nhớ, tính liên tưởng, trí tưởng tượng; Ngoài ra trực giác (linh tính)cũng có vai trò quan trọng

a) Trí nhớ: có chức năng ghi nhớ, lưu trữ, tái hiện các thông tin mà chủ thể

đã và đang có Nhờ trí nhớ, tri thức đã học được vận dụng trong tình huống mới.Như vậy, trí nhớ là một điều kiện quan trọng đối với sự phát triển tư duy sáng tạo.Ngoài chức năng ưu việt của trí nhớ, TRIZ phát hiện ảnh hưởng tiêu cực của trínhớ đối với tư duy sáng tạo: trí nhớ tạo nên tính ì tâm lý hướng suy nghĩ củangười giải bài toán về phía quen thuộc, đã biết, cản trở đi đến cái mới

Dựa vào quy luật hoạt động của trí nhớ, trong dạy học, để tăng cường trí nhớcho học sinh cần dạy kiến thức một cách có hệ thống từ dễ đến khó, quá trìnhtruyền thụ kiến thức phải theo các giai đoạn: nhận biết  thông hiểu  vậndụng, các kiến thức đã học cần được hệ thống hoá để sắp xếp chúng trong bộ nhớ.Trí nhớ là hoạt động của phản xạ có điều kiện, thông tin phải được lặp đi lặp lạinhiều lần mới thành lập được phản xạ có điều kiện nên thường xuyên ôn tập làmột phương pháp có hiệu quả để tăng cường trí nhớ Dùng nhiều phương tiện trựcquan để truyền thụ kiến thức nhằm gây ấn tượng mạnh giúp HS nhớ lâu kiến thức.Mục đích học tập chính xác, thái độ học tập nghiêm túc, nỗ lực học tập, đào sâusuy nghĩ là ngọn nguồn sinh ra hứng thú học tập, là điều kiện để phát triển trí nhớ

b) Tính liên tưởng là khả năng của con người từ ý nghĩ này thông qua một

mối liên kết dựa trên kinh nghiệm nào đó để đi đến ý nghĩ khác Liên tưởng xảy

ra theo nhiều hướng khác nhau tuỳ theo người suy nghĩ chú ý nhấn mạnh vào khíacạnh nào của đối tượng suy nghĩ Khả năng liên tưởng giúp cho việc xuất phát các

ý tưởng trong đó có ý tưởng sáng tạo

Trong dạy học, cần chú ý phân tích quá trình vận dụng trí nhớ để phát hiệnmối liên hệ giữa bài tập tình huống xuất phát với các bài tập khác tương tự Cầnhướng cho học sinh suy nghĩ theo một định hướng rõ ràng: từ nhu cầu giải bài tập

đến thu nhận thông tin từ bài tập và các nguồn thông tin khác, phát hiện mối liên

hệ giữa thông tin được cung cấp, trí nhớ và mục tiêu cần đạt tới Cần đặt câu hỏiloại như kiến thức này (kia) có thể dùng ở đâu? Ví dụ nào minh hoạ? kiến thứcnày liên quan gì đến thông tin mình được cung cấp, liên quan gì đến mục tiêu củabài tập? Việc tập cho HS dùng phép liên tưởng trong các bài tập sáng tạo sẽ hìnhthành và phát triển ở họ năng lực liên tưởng

c) Trí tưởng tượng : Tưởng tượng giúp ta nhìn thấy trước sản phẩm hoạt

động trong nhiều trường hợp, là một hoạt động mang tính sáng tạo Trí tưởngtượng cung cấp cho con người những gì mà thực tại chưa kịp hoặc không thể chocon người Người có tri thức và kinh nghiệm thực tiễn phong phú, đa dạng thường

có năng lực tưởng tượng mạnh hơn hẳn người chỉ biết một mặt của tri thức Đểphát triển trí tưởng tượng cho HS, các bài tập (vấn đề) cần xuất phát từ thực tiễn,phải đa dạng, việc giải bài tập phải sử dụng kiến thức tổng hợp của nhiều mônhọc

d) Trực giác (linh tính): Trực giác giúp người giải có nhiều ý tưởng từ

vùng tiềm thức và vô thức trong quá trình giải toán ngoài các ý tưởng có nhờ ýthức Để hình thành khả năng trực giác cho học sinh, cần tạo không khí học tậpthoải mái, không ràng buộc, hạn chế để suy nghĩ trong vùng ý thức rõ ràng, mạchlạc, thoải mái Từ đó giúp giải phóng thêm nhiều ý tưởng xuất phát từ miền tiềmthức và vô thức

Như vậy cần tích luỹ về lượng cho các thành tố tâm lí: Trí nhớ, tính liên tưởng,trí tưởng tượng, trực giác để dẫn đến sự nhảy vọt về chất đó là tư duy sáng tạo

Tư duy sáng tạo cần cho tất cả mọi người Dạy học sáng tạo là một chiến lượcquan trọng của giáo dục phổ thông nước ta cũng như các nước khác trên thế giới

1.2 Dạy học sáng tạo

Lí thuyết và thực nghiệm đã chứng tỏ rằng có thể dạy tư duy sáng tạo (dạyhọc sáng tạo) cho HS trong trường phổ thông Vậy dạy học sáng tạo là gì? Cơ sởkhoa học và thực tiễn của dạy học sáng tạo? Cần sử dụng những biện pháp nào

để phát huy năng lực sáng tạo của cá nhân?

1.2.1 Dạy học sáng tạo là gì?

Dạy học sáng tạo là dạy học nhằm mục đích bồi dưỡng tư duy sáng tạo chongười học.

Trong lịch sử Sáng tạo học, đã tồn tại các quan điểm khác nhau về sáng tạo:

* Sáng tạo là bẩm sinh, sáng tạo không có con đường logic, không dạy được

* Sáng tạo = bẩm sinh + rèn luyện (tích luỹ)  nhảy vọt về chất (Lí thuyếtvùng phát triển gần của Vưgôtxki) Theo quan điểm thứ hai thì có thể dạy được,bồi dưỡng được tư duy sáng tạo

Người khởi xướng khoa học sáng tạo là Altshuller (Nga), ông đã nung nấu

lí thuyết để giúp bất kì người bình thường nào cũng có thể sáng tạo được Cùngvới các cộng sự, dựa trên cơ sở kiến thức tổng hợp của nhiều bộ môn khoa học và

kĩ thuật đã phân tích các hồ sơ sáng chế kĩ thuật để xây dựng nên Lí thuyết giảicác bài toán sáng chế (TRIZ), hình thành phương pháp luận sáng tạo (hay Sángtạo học) Phương pháp luận sáng tạo đã được đưa vào dạy ở nhiều trường, tổchức, công ty

Một trong những đặc điểm quan trọng của hoạt động sáng tạo là tính mới

mẻ của sản phẩm Theo quan điểm tâm lí học, sản phẩm mới mẻ có tính chất chủquan đóng vai trò quan trọng đối với hoạt động học tập sáng tạo Tính chủ quancủa cái mới được xem như dấu hiệu đặc trưng của quá trình sáng tạo, cho khảnăng định hướng hoạt động sáng tạo của người học

Năng lực tư duy sáng tạo gắn liền với kĩ năng , kĩ xảo, vốn hiểu biết của chủthể Có thể dạy tư duy sáng tạo cho HS phổ thông thông qua dạy kiến thức Kiếnthức khoa học là đã biết đối với nhân loại nhưng là mới mẻ đối với HS Việc tổchức các hoạt động sáng tạo gắn liền với quá trình nhận thức có tác dụng pháttriển tư duy sáng tạo cho HS HS sáng tạo không đem lại lợi ích gì cho nhân loại

mà để tập dượt sáng tạo, sáng tạo ra chính bản thân mình bây giờ, chuẩn bị saunày sáng tạo ra cái mới cho dân tộc, cho đất nước

Dạy học sáng tạo có thể đi trước sự phát triển, thúc đẩy sự phát triển Dạyhọc sáng tạo được thực hiện trên cơ sở khoa học và thực tiễn sau:

1.2.2 Cơ sở khoa học và thực tiễn của việc dạy học sáng tạo

1.2.2.1 Cơ sở tâm lí học

Dạy học sáng tạo lấy lí thuyết thích nghi của Piaget và lí thuyết về vùngphát triển gần của Vưgốtsxki làm cơ sở.

- Lí thuyết thích nghi của Piaget [32,63]:

Những phẩm chất mới của con người được phát triển thông qua các giai đoạn :Mất cân bằng - điều ứng - đồng hóa - thích nghi – lập lại cân bằng ở trình

độ cao hơn

Như vậy, bằng hoạt động tích cực, tự lực, con người sáng tạo ra chính bảnthân mình, những phẩm chất mới của mình

- Lí thuyết về vùng phát triển gần của Vưgốtsxki [32,64]:

Chỗ tốt nhất để phát triển những phẩm chất tâm lí là vùng phát triển gần

Đó là vùng nằm giữa khả năng đang có và nhiệm vụ mới phải thực hiện mà tachưa biết cách làm, nhưng nếu có sự cố gắng cá nhân và có sự giúp đỡ của nhữngngười cùng trình độ hoặc có trình độ cao hơn thì có thể tự lực thực hiện được.Như vậy:

+ Nếu trao cho học sinh (HS) nhiệm vụ nằm trong vùng phát triển gần thìhọc sinh cố gắng một chút có thể hoàn thành được

+ Sự giúp đỡ của bạn bè và giáo viên (GV) có thể hỗ trợ cho học sinh tìm

ra cách vượt qua khó khăn, hoàn thành nhiệm vụ

1.2.2.2 Cơ sở lí luận dạy học

Dạy học sáng tạo biểu hiện sự thống nhất giữa chức năng: giáo dục, giáodưỡng và phát triển Điều này thể hiện ở chỗ trong dạy học sáng tạo, HS chiếmlĩnh được tri thức theo phương pháp nghiên cứu của các nhà khoa học (Biểu diễn

ở sơ đồ 1.2 - Chu trình nhận thức sáng tạo của Razumôpxki) nhờ vậy mà tư duysáng tạo được phát triển Đồng thời dạy học sáng tạo cũng góp phần bồi dưỡngcho HS những đức tính cần thiết như tính chủ động, tích cực, kiên trì, vượt khó,tính kế hoạch và thói quen tự kiểm tra, đánh giá,

Sơ đồ 3: Chu trình nhận thức sáng tạo của Razumôpxki

1.2.2.3 Cơ sở phương pháp luận sáng tạo

Dạy học sáng tạo lấy lí thuyết TRIZ và các phương pháp tích cực hoá tư duy của phương pháp luận sáng tạo làm cơ sở

 Theo TRIZ có 40 thủ thuật (nguyên tắc) sáng tạo cơ bản Trong khuôn

khổ đề tài và theo định hướng nghiên cứu vận dụng vào dạy học, chúng tôi trìnhbày các nguyên tắc có ý nghĩa trong dạy học sáng tạo như sau:

1 Nguyên tắc phân nhỏ

a) Chia đối tượng thành các phần độc lập

b) Làm đối tượng trở nên tháo lắp được

c) Tăng mức độ phân nhỏ đối tượng

(Phân nhỏ bài toán)

2 Nguyên tắc tách khỏi: tách phần gây “phiền phức” (tính chất “phiền

phức”) hay ngược lại tách phần duy nhất “cần thiết” (tính chất cần thiết) ra khỏiđối tượng

(Đơn giản hoá bài toán)

3 Nguyên tắc phản đối xứng: Chuyển đối tượng có hình dạng đối xứng

thành không đối xứng (giảm bậc đối xứng)

4 Nguyên tắc đảo ngược: hành động ngược lại với yêu cầu của bài toán

5 Nguyên tắc vạn năng: Kết hợp một số chức năng trên một đối tượng.

7 Nguyên tắc thực hiện sơ bộ

a) Thực hiện trước sự thay đổi cần có đối với đối tượng

b) Sắp xếp đối tượng sao cho có thể hoạt động thuận lợi nhất

8 Nguyên tắc đẳng thế: Hạn chế sự nâng lên, hạ xuống đối tượng.

9 Nguyên tắc cầu ( tròn) hoá

a) Chuyển những phần thẳng của đối tượng thành cong, mặt phẳng thànhmặt cầu, kết cấu hình hộp thành kết cấu hình cầu

b) Sử dụng các con lăn, viên bi, vòng xoắn

c) Chuyển sang chuyển động quay, sử dụng lực li tâm

10 Nguyên tắc linh động

a) Cần thay đổi các đặc trưng của đối tượng hay môi trường bên ngoài saocho chúng tối ưu trong từng giai đoạn làm việc

b) Phân chia đối tượng thành từng phần sao cho chúng dịch chuyển với nhau

11 Nguyên tắc giải “thiếu” hoặc “thừa”: làm dễ bài toán bằng cách giảm

hoặc tăng hiệu quả cần thiết một chút (lí tưởng hoá bài toán chẳng hạn)

12 Nguyên tắc sử dụng dao động cơ học

a) Làm đối tượng dao động

b) Nếu đã có dao động, tăng tần số dao động

c) Sử dụng tần số cộng hưởng

d) Thay vì dùng các bộ rung cơ học, dùng các bộ rung áp điện

e) Sử dụng siêu âm kết hợp với trường điện từ

13 Nguyên tắc biến hại thành lợi

14 Nguyên tắc quan hệ phản hồi: Thiết lập quan hệ phản hồi hoặc nếu đã

có quan hệ phản hồi, hãy thay đổi nó

15 Nguyên tắc sử dụng trung gian: sử dụng đối tượng trung gian, chuyển tiếp.

16 Nguyên tắc sao chép (coppi): thay thế đối tượng bằng bản sao.

17 Thay thế sơ đồ cơ học

a) Thay thế sơ đồ cơ học bằng điện, quang, nhiệt, âm hoặc mùi vị

b) Sử dụng điện trường, từ trường và điện từ trường trong tương tác với đốitượng

c) Chuyển các trường đứng yên sang chuyển động, các trường cố định sangthay đổi theo thời gian, các trường đồng nhất sang có cấu trúc nhất định

d) Sử dụng trường kết hợp với các hạt sắt từ

18 Sử dụng các kết cấu khí và lỏng: Thay cho các phần của đối tượng ở thể

rắn, sử dụng các chất khí và lỏng; nạp khí, nạp chất lỏng, đệm không khí, thuỷtĩnh, thuỷ phản lực

19 Nguyên tắc đồng nhất: Những đối tượng, tương tác với đối tượng cho

trước, phải được làm từ cùng một vật liệu (hoặc từ vật liệu gần về tính chất) vớivật liệu chế tạo đối tượng cho trước

20 Thay đổi các thông số hoá lí của đối tượng: Thay đổi trạng thái đối

tượng; thay đổi nồng độ hay độ đậm đặc, độ dẻo; thay đổi nhiệt độ, thể tích

21 Sử dụng sự nở nhiệt

a) Sử dụng sự nở (hay co) nhiệt của các vật liệu

b) Nếu đã dùng nở nhiệt, sử dụng với vật liệu có các hệ số nở nhiệt khácnhau

22 Nguyên tắc thay đổi màu sắc

a)Thay đổi màu sắc của đối tượng hay môi trường bên ngoài

b) Sử dụng các chất phụ gia màu để quan sát tốt hơn

c) Sử dụng các nguyên tử đánh dấu

d) Sử dụng hình vẽ, thay đổi kí hiệu thích hợp

 Các phương pháp tích cực hóa tư duy

Đồng thời với TRIZ ra đời ở liên xô (cũ), Các phương pháp tích cực hoá tưduy cũng ra đời ở phương Tây

Tích cực hoá tư duy được hiểu là làm tăng số lượng các ý tưởng phát ratrong một đơn vị thời gian, tăng năng suất phát ý tưởng, khắc phục tính ì tâm lí.Các phương pháp tích cực hoá tư duy đang được đánh giá cao và được sử dụngtrong dạy học hiện nay [8,83]:

a) Tập kích não

Phương pháp này hoạt động bằng cách tập trung trên vấn đề, và rút ra rấtnhiều đáp án căn bản cho nó Các ý niệm, hình ảnh về vấn đề trước hết được nêu

ra một cách rất phóng khoáng và ngẫu nhiên theo dòng suy nghĩ càng nhiều càng

đủ càng tốt Trong “tập kích não” thì vấn đề được đào bới từ nhiều khía cạnh và

từ nhiều cách nhìn khác nhau Sau cùng các ý kiến sẽ được phân nhóm và đánh giá

Phương pháp này có thể tiến hành bởi từ một đến nhiều người Số lượngngười tham gia nhiều sẽ giúp cho phương pháp tìm ra lời giải được nhanh hơn haytoàn diện hơn nhờ vào nhiều góc nhìn khác nhau bới các trình độ, trình tự khácnhau của mỗi người

b) Nới rộng khái niệm

Nới rộng khái niệm là một cách để tìm ra các tiếp cận mới về một vấn đề khi

mà tất cả các phương án giải quyết hiển nhiên khác không còn dùng được.Phương pháp này triển khai nguyên tắc “lui một bước” để nhận được tầm nhìnrộng hơn

c) Kích hoạt

Tác động chính của phương pháp này là đưa sự suy nghĩ ra khỏi các nền nếpsuy nghĩ cũ mà ta thường dùng để giải quyết vấn đề

Các bước tiến hành: Hãy viết xuống nhiều mệnh đề ngớ ngẩn một cách chủ

ý Các mệnh đề này cần thiết phải “ngu xuẩn” để tạo cú “sốc” (kích hoạt) cho hệthống tư tưởng làm nó thoát ra ngoài những cung cách suy nghĩ hiện có Chúng sẽlàm ngưng các đánh giá phán quyết để tạo nên ý kiến mới Các ý tưởng củaphương pháp này thường là các bước mở đầu cho những ý tưởng mới

d) Cụ thể hoá và Tổng quát hoá

Khi chủ thể bắt đầu thực hiện giải quyết vấn đề, tuỳ theo trình độ, nhữngvốn liếng tư liệu và tâm lý, sở thích mà có người muốn giải quyết ngay đến cáchgiải quyết tổng quát, có người muốn đề cập về cách thức cụ thể cho từng mảngcủa vấn đề

Cụ thể hoá và tổng quát hoá là hai khía cạnh đối nghịch nhau những hoàntoàn không xung khắc lẫn nhau Ngược lại, chúng bổ sung cho nhau để cho ngườinghiên cứu nhìn nhận vấn đề thấu đáo và giải quyết vấn đề một cách có hệ thống hơn

- Cụ thể hoá: Có một vấn đề F, thay đổi nhiều trên các thông số w1, w2 , ,

wn Quá trình ta đặt vấn đề F1 = F(a1, a2, ,an) với wi = ai là những hằng số khôngđổi nào đấy được gọi là cụ thể hoá Và ta gọi G1 là cách giải quyết vấn đề F1

Cụ thể hoá một vấn đề không chỉ đơn thuần là cụ thể hoá bài toán nêu ra màcòn cụ thể đến những phương pháp

+ Cụ thể hoá là phương pháp dễ tiếp cận đến vấn đề nhất

+ Nhiều trường hợp cụ thể cũng có thể cho người ta tình trạng gần tổng quát.+ Giúp tìm ra phương pháp giải bài toán tổng quát Nhanh chóng kiểm nghiệmnhững giả thuyết, tạo điều kiện cho nhà khoa học điều chỉnh lý thuyết của mình.

- Tổng quát hoá: Ngược với quá trình cụ thể hoá là tổng quát hoá Ta gặp một vấn đề F(w1,w2, ,wn) tại điểm các thông số đã là hằng số nhất định Giải xong vấn đề này, ta tiến đến tổng quát hoá chúng cho các thông số wi bất định nằm trong giới xu không còn là N nữa mà = [N/X]

+ Tổng quát hoá đưa người ta đến những vấn đề lớn hơn Kích thích sự ham

e) Phương pháp đối tượng tiêu điểm

Đây là phương pháp phát ý tưởng nhờ việc chuyển giao những dấu hiệu củađối tượng thu thập ngẫu nhiên cho đối tượng nghiên cứu (đối tượng tiêu điểm).Các bước cơ bản của phương pháp đối tượng tiêu điểm:

Bước 1 Chọn đối tượng tiêu điểm (đối tượng cần cải tiến, sáng tạo)

Bước 2 Chọn 3 – 4 đối tượng tình cờ

Bước 3 Lập danh sách những dấu hiệu của đối tượng đã chọn ở bước 2.Bước 4 Kết hợp những dấu hiệu nêu ở bước 3 với đối tượng tiêu điểm.Bước 5 Phát các ý tưởng dựa trên những kết hợp ở bước 4 bằng sự liêntưởng tự do, không có bất cứ sự hạn chế nào

Bước 6 Đánh giá những ý tưởng thu được và lựa chọn những ý tưởng cótriển vọng khả thi

Phương pháp này cho phép nhanh chóng tìm những ý tưởng mới đối vớiviệc cải tiến các sản phẩm Phương pháp này có thể dùng trong dạy học để luyệntập phát triển trí tưởng tượng - yếu tố tâm lý cần thiết của tư duy sáng tạo Nhìndưới góc độ các nguyên tắc cơ bản, phương pháp này có thể biểu diễn thành: Táchkhỏi, phẩm chất cục bộ, kết hợp, tự phục vụ, tách khỏi

g) Phương pháp phân tích hình thái

Mục đích của phương pháp phân tích hình thái là đưa ra và nghiên cứu tất cảcác phương án một cách hệ thống về nguyên tắc bằng cách phân đối tượng thànhtừng phần, đa dạng hoá chúng rồi kết hợp trở lại nhằm bao quát được nhữngphương án bất ngờ, độc đáo có thể bỏ quên trong phương pháp thử và sai

Dưới góc độ các nguyên tắc cơ bản, phương pháp này có thể biểu diễnthành: phân nhỏ + phẩm chát cục bộ, phẩm chất cục bộ, kết hợp, tách khỏi

h) Phương pháp câu hỏi kiểm tra

Phương pháp này nhằm hướng người giải bài toán đi theo đúng hướng, gợi ý

sử dụng các thủ thuật nguyên tắc sáng tạo

Ví dụ danh sách các câu hỏi kiểm tra của G.Polya (1945) dùng cho giải bàitập toán ở trường phổ thông như sau:

A

Hiểu cách đ ặt vấn đ ề của bài toán : Cái gì chưa biết? Cái gì cho trước?Điều kiện bài toán thể hiện ở chỗ nào? Có thể làm thoã mãn điều kiện không?Điều kiện có đủ để xác định cái chưa biết không? Hay là không đủ? Hay là thừa?Hay là mâu thuẫn? Hãy vẽ hình, đưa vào những ký hiệu thích hợp Hãy phân chiađiều kiện thành từng phần Cố gắng ghi chúng lại

B

Lập kế hoạch giải : Cần phải đi tìm mối liên hệ giữa cái cho trước vànhững cái chưa biết Nếu chưa làm được ngay điều ấy, sẽ rất có ích khi xem xétthêm những bài toán phụ trợ Cuối cùng cần đi tới kế hoạch giải bài toán

- Trước đây bạn đã gặp bài toán này chưa? Dù ở dạng khác một chút? Bạn

có biết bài toán họ hàng với bài toán này không? Bạn có biết định lí nào có íchcho bài toán này không?

- Hãy xem xét kĩ cái chưa biết Cố gắng nhớ lại bài toán quen thuộc có cùnghoặc gần giống về cái chưa biết

- Giả sử có bài toán họ hàng với bài toán đang giải Có thể sử dụng nó đượckhông? Sử dụng kết quả? Sử dụng phương pháp giải? Có cần đưa thêm yếu tố phụtrợ nào không để giải bài toán không?

- Có các cách phát biểu bài toán không? Khác nữa? Hãy quay trở về với địnhnghĩa?

- Nếu không giải được bài toán đã cho cố gắng giải bài toán gần giống nó.

Có thể nghĩ ra bài toán tương đồng dễ hơn không? Bài toán chung hơn? Đặc biệthơn? Bài toán tương tự? Có thể giải một phần bài toán được không?

- Hãy giữ lại một phần điều kiện bài toán, phần còn lại thì bỏ đi: cái chưabiết lúc đó xác định ở mức độ nào? Nó thay đổi thế nào? Có thể lấy được gì có ích

từ những cái đã cho? Có thể thêm dữ kiện gì để xác định cái chưa biết? Có thểthay đổi cái chưa biết hoặc điều kiện bài toán hoặc nếu cần thiết thay đổi cả điềukiện và cái chưa biết để điều kiện mới và cái chưa biết mới gần lại với nhau hơn?Bạn đã sử dụng tất cả các điều kiện chưa? Bạn đã thực sự chú ý tới những kháiniệm cơ bản trong bài toán chưa?

C

Thực hiện kế hoạch giải : Bạn hãy kiểm tra từng bước đi của mình Bạn cóthấy rõ bước bạn vừa quyết định là đúng không? Có thể chứng minh điều đó nhưthế nào?

D

Tổng kết (nghiên cứu lời giải nhận được)

- Có thể kiểm tra lại kết quả giải được không? Quá trình giải?

Có hai loại cơ chế sáng tạo:

- Sáng tạo không điều khiển được: linh tính, trực giác, ngẫu hứng

- Sáng tạo điều khiển được: sử dụng các thủ thuật, các phép tương tự

Do đó cần phải dạy và học cơ chế sáng tạo điều khiển được để nâng cao hiệuquả sáng tạo và tạo điều kiện thuận lợi cho cơ chế sáng tạo không điều khiển đượcphát huy tác dụng

1.2.2.4 Cơ sở thực tiễn

Con người trong lịch sử phát triển của mình đã có ý thức tìm các quy luậtchi phối quá trình tư duy sáng tạo, “khoa học hoá tư duy sáng tạo” Cùng với sự

phát triển của khoa học công nghệ ngày càng tăng tốc, tính cạnh tranh ngày cànggay gắt, tính đa dạng, liên ngành ngày càng tăng là đến lúc cần sự dẫn đường củacủa khoa học sáng tạo, nửa cuối thế kỉ 20 khoa học “Sáng tạo học” ra đời.

Sáng tạo học, cụ thể là TRIZ hình thành và phát triển ở Nga, sau đó lan ra nhiềunước khác Đặc biệt ở Mĩ, từ năm 1991 TRIZ phát triển mạnh mẽ và nhanh chóng

Ở nước ta, những hoạt động liên quan đến khoa học về tư duy sáng tạo mớithực sự bắt đầu vào cuối thập kỉ 70 và còn mang tính tự phát, không thuộc hệthống giáo dục Phan Dũng là người đầu tiên đưa Sáng tạo học một cách bài bảnvào Việt Nam “Trung tâm sáng tạo khoa học kĩ thuật” do Phan Dũng sáng lập ra

đã hoạt động rất có hiệu quả Hàng ngàn bản thu hoạch của học viên đều nói lênnhững điều thống nhất rằng, môn học mới mẻ hấp dẫn và bổ ích cho mọi ngànhnghề, mọi lĩnh vực của cuộc sống, cho nhiều lứa tuổi, cho cá nhân và gia đình

Họ kiến nghị nên đưa vào dạy học ở các trường phổ thông, đại học, cộng đồngbằng các hình thức và phương pháp thích hợp Hiện nay chương trình dạy 40nguyên tắc sáng tạo của TRIZ đang được trình chiếu trên kênh VTV6 Đài truyềnhình Việt Nam

Trong các trường học phổ thông ở nước ta, nhiệm vụ dạy học Vật lí từnhững năm 1960, 1970 đã đề cập đến nhiệm vụ phát triển tư duy trong đó có tưduy sáng tạo Vấn đề là bồi dưỡng như thế nào để có hiệu quả cao nhất? Dạy họcsáng tạo là một chiến lược giáo dục quan trọng vận dụng Sáng tạo học và cáckhoa học về tâm lí, giáo dục vào quá trình dạy học nhằm phát triển tư duy sángtạo cho học sinh, đáp ứng yêu cầu nhân lực trong thời đại mới Dạy học sáng tạo

là vấn đề đang được quan tâm, nghiên cứu và triển khai vận dụng vào thực tiễn.Sau đây là các biện pháp nhằm thực hiện dạy học sáng tạo:

1.2.3 Các biện pháp nhằm thực hiện dạy học sáng tạo

Các nghiên cứu về dạy học sáng tạo [28,104], [31,152] cho thấy rằng, cóthể dùng các biện pháp sau đây để phát huy năng lực sáng tạo của học sinh:

1.2.3.1 Áp dụng rộng rãi phương pháp dạy học nêu và giải quyết vấn đề ở các mức độ khác nhau, lôi cuốn học sinh tham gia vào giải quyết các vấn đề học tập

Bất kì ở đâu và bất kì khi nào, sự sáng tạo chỉ nảy sinh trong quá trình giảiquyết vấn đề

Dạy học nêu và giải quyết vấn đề có nhiều mức độ, áp dụng tuỳ theo nộidung giảng dạy, trình độ HS, điều kiện thời gian, GV.

 Mức thấp nhất.Trong một bài lên lớp, GV đặt một hệ thống câu hỏi phục

vụ trọng tâm mục đích yêu cầu của bài giảng

 Mức độ cao GV đặt đề tài nhỏ, HS hoàn thành ở lớp, phòng thí nghiệmhay ở nhà rồi trình bày trước tổ hoặc lớp Có thảo luận, kết luận

 Mức độ cao hơn GV gợi ý cho HS tự đặt vấn đề (đề tài), rồi nghiên cứugiải quyết vấn đề

Các biện pháp để thực hiện có hiệu quả phương pháp dạy học nêu và giảiquyết vấn đề:

- Luôn đưa HS vào tình huống có vấn đề (làm mất cân bằng) trao nhiệm vụvừa sức, nếu cố gắng một chút thì có thể tự lực hoàn thành (nằm trong vùng pháttriển gần)

- Để HS tự vận động, tự lực hoạt động Bạn bè và giáo viên có thể giúp đỡnhưng không làm thay

- Lôi cuốn HS tham gia vào giải quyết các vấn đề học tập, luyện tập cácphương pháp nhận thức khoa học, đối với vật lí trước hết là phương pháp thựcnghiệm và phương pháp mô hình Đặc biệt chú ý luyện tập:

Các cách thu thập và xử lí thông tin, đưa ra dự đoán, đề xuất phương án thínghiệm kiểm tra dự đoán đã đề ra

1.2.3.2 Tăng cường sử dụng các phương tiện dạy học

Các phương tiện dạy học bao gồm các thiết bị dạy học, phòng bộ môn, phòngthí nghiệm, bàn ghế, các phương tiện kĩ thuật Thí nghiệm ảo, bài giảng điện tử lànhững phương tiện dạy học hiện đại, hỗ trợ rất hiệu quả cho quá trình dạy học.Các phương tiện dạy học không những giúp HS có điều kiện nhận thức thế giớibên ngoài tốt hơn, rèn óc tư duy sáng tạo mà còn giảm đáng kể cường độ lao độngcủa GV Phương tiện trực quan không những cung cấp cho HS kiến thức bền vững,chính xác mà còn gây hứng thú học tập, tăng cường sức chú ý đối với bài học

Khi tiếp xúc với thực tiễn trong các bài thí nghiệm thực hành, tư duy của

HS luôn được đặt trước tình huống mới, buộc họ phải suy nghĩ, tìm tòi, phát triển

trí sáng tạo Qua thí nghiệm thực hành, nhiều đức tính tốt, như tính kiên trì, cẩnthận, chính xác, kỉ luật, lòng yêu lao động, óc sáng tạo được nảy nở, rèn luyện.

1.2.3.3 Rèn óc tưởng tượng, tư duy không gian, tư duy logic cho học sinh

Óc tưởng tượng, tư duy không gian và tư duy logic là ba năng lực rất cầnthiết cho người lao động sáng tạo

Vật lí phổ thông là chủ yếu là vật lí thực nghiệm, dùng các phương tiện trực quansinh động trong dạy học có tác dụng rất tốt trong việc giúp HS rèn luyện ba năng lực trên Cố nhiên, ta không nên lạm dụng đồ dùng dạy học để hạn chế phát triển

óc tưởng tượng, tư duy trừu tượng

1.2.3.4 Cho học sinh luyện tập thao tác tư duy với những bài tập sáng tạo

Việc cho HS thao tác tư duy với “bài tập sáng tạo” nhằm kích thích tínhsáng tạo của họ, góp phần đào tạo người lao động tháo vát, năng động, sáng tạo,không chịu bó tay trước khó khăn, không chịu bằng lòng với hiện tại mà phảiluôn nghĩ cách cải tiến trong công việc, luôn vươn lên trong cuộc sống

1.2.3.5 Bồi dưỡng phương pháp tự học cho học sinh

Tự học là bản năng của con người, là xu thế của thời đại bùng nổ thông tinhiện nay Mọi người phải biết tự học để có thể học tập suốt đời Tự học mới hiểusâu, nhớ lâu kiến thức, đó là đặc điểm thu nhận thông tin của não bộ con người Trong quá trình tự học, vấn đề luôn được lật đi lật lại, hình thành nhữngthắc mắc, những câu hỏi, cố gắng tự trả lời, do đó, tư duy độc lập, tư duy phêphán, tư duy sáng tạo được nảy nở và phát triển Điều quan trọng hơn, là HS thunhận kiến thức bằng cách tự tìm được kiến thức mới dưới sự hướng dẫn của GV

GV phải hướng dẫn HS tự học theo các công đoạn của quá trình tự học

1.2.4.6 Nêu gương sáng tạo của các nhà khoa học, của học sinh trong quá trình dạy học bộ môn

Việc nêu gương sáng tạo của các nhà khoa học hay học sinh, sinh viên cóthể không những kích thích được tiềm năng sáng tạo của HS mà còn gây đượchứng thú học tập môn học

Trên đây là những biện pháp chung để phát huy tư duy sáng tạo của HS vàcũng là những biện pháp để phát triển tư duy của HS trong dạy học vật lí

1.3 Dạy học sáng tạo trong môn Vật lí ở trường phổ thông

1.3.1 Vị trí của vấn đề bồi dưỡng tư duy sáng tạo trong các nhiệm vụ dạy học Vật lí ở trường phổ thông

Vật lí là một bộ môn khoa học tự nhiên, Vật lí phổ thông chủ yếu là Vật líthực nghiệm có tác dụng to lớn trong việc bồi dưỡng tư duy sáng tạo cho HS Phát triển tư duy nói chung, tư duy sáng tạo nói riêng là một trong bốn nhiệm vụ của dạy học vật lí Phát triển tư duy sáng tạo ở học sinh bằng cách rènluyện những thao tác, hành động, phương pháp nhận thức cơ bản nhằm chiếmlĩnh kiến thức vật lí, vận dụng sáng tạo để giải quyết vấn đề trong học tập vàhoạt động thực tiễn sau này

Theo tinh thần lí luận dạy học hiện đại, phát triển tư duy vật lí được đặtngang tầm với nhiệm vụ trang bị tri thức Thậm chí trong chừng mực nhất địnhđối với những HS có thiên hướng trở thành nhà nghiên cứu thì nó còn quan trọnghơn cả nhiệm vụ này

Trong khuôn khổ của đề tài, chúng tôi nghiên cứu một phương tiện dạy họcsáng tạo, đó là bài tập sáng tạo

1.3.2 Bài tập sáng tạo – Phương tiện có hiệu quả bồi dưỡng tư duy sáng tạo trong dạy học Vật lí

1.3.2.1 Bài tập vật lí

Bài tập vật lí được hiểu là một vấn đề được giải quyết nhờ những suy nghĩ logic,những phép toán và thí nghiệm trên cơ sở các định luật và các phương pháp vật lí.Các bài tập vật lí có thể hiện diện ở tất cả các giai đoạn của quá trình lĩnhhội môn học này, tức là từ bước đặt vấn đề để bắt đầu nghiên cứu một đề mục,cho đến bước nghiên cứu giải quyết vấn đề, bước vận dụng để củng cố, luyện tập,

ôn tập hoặc mở rộng, đào sâu tri thức và thực hành Tuỳ theo mục đích sử dụng,các bài tập vật lí có thể xây dựng với nội dung thích hợp và cách giải tương ứng

Có lúc các bài tập vật lí xuất hiện tường minh dưới dạng những đề toán quenthuộc như chúng ta vẫn thường gặp trong các giờ học hoặc các kì thi, nhưng cũng

có lúc chúng ta còn phải phát hiện ra chúng và tự mình nêu thành lời để trở nênmột bài tập vật lí quen thuộc và phải tự mình cung cấp cả số liệu và yêu cầu cầntìm cho bài tập trước khi có thể giải để đi tới kết quả cuối cùng

Vật lí học có quan hệ với con đường hành xử của tự nhiên - tức là với cácđịnh luật tự nhiên Cũng như việc học tập môn vật lí nói chung, việc giải bài tậpvật lí ở nhà trường nói riêng không thể chỉ dừng lại ở sự tìm cách vận dụng cáccông thức vật lí để giải cho xong các phương trình và đi đến những đáp số Quantrọng hơn là giải bài tập vật lí phải giúp HS hiểu sâu hơn các hiện tượng vật líxảy ra trong thế giới tự nhiên xung quanh ta, trong các đối tượng của nền côngnghệ văn minh mà ta đang sử dụng, và từ sự hiểu biết sâu sắc đó mà thúc đẩy HShọc giải quyết những vấn đề khác nhau của đời sống và công nghệ sau này.

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

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

1.3.2.2 Phân loại bài tập vật lí theo định hướng bồi dưỡng tư duy sáng tạo

Bài tập vật lí rất đa dạng và phong phú có nhiều cách gọi tên, phân loạikhác nhau tuỳ theo việc chọn tiêu chí khác nhau Nếu căn cứ vào tính chất củaquá trình tư duy khi giải bài tập là tính chất tái hiện (tái hiện cách thức thực hiện)hay tính chất sáng tạo có thể chia thành hai loại:

- Bài tập luyện tập (BTLT)

Bài tập luyện tập là loại bài tập được xây dựng để rèn luyện kĩ năng áp dụngnhững kiến thức xác định giải các bài tập theo một khuôn mẫu đã có Tính chất táihiện của tư duy thể hiện ở chỗ: HS so sánh bài tập cần giải với các dạng bài tập đãbiết và huy động cách thức giải đã biết; trong đề bài đã hàm chứa angôrit giải

- Bài tập sáng tạo (BTST)

Bài tập sáng tạo là bài tập được xây dựng nhằm mục đích rèn luyện bồidưỡng năng lực tư duy sáng tạo cho HS Đó là loại bài tập tương tự như bài toántình huống xuất phát, tức loại bài tập mà giả thiết không có thông tin đầy đủ liênquan đến hiện tượng quá trình vật lí; có những đại lượng ẩn dấu; điều kiện bài tậpkhông chứa đựng chỉ dẫn trực tiếp và gián tiếp về angôrit giải hay kiến thức vật

lí cần sử dụng BTST đòi hỏi ở HS tính nhạy bén trong tư duy, khả năng tưởngtượng (bản chất của hoạt động sáng tạo), sự vận dụng kiến thức một cách linhhoạt, sáng tạo để giải quyết vấn đề trong những tình huống mới, hoàn cảnh mới;

HS phát hiện ra những điều chưa biết, chưa có Đặc biệt, BTST yêu cầu khả năng

đề xuất, đánh giá theo ý kiến riêng của bản thân HS

1.3.2.3 Các dấu hiệu nhận biết bài tập sáng tạo về Vật lí

Theo Ra-zu-mốp-xki, BTST được chia thành hai loại: Bài tập nghiên cứu (Trả lời câu hỏi : Tại sao?) và Bài tập thiết kế (Trả lời câu hỏi: Làm thế nào?)

Có thể nhận biết các BTST dựa trên những dấu hiệu sau [22]:

a) Bài tập có nhiều cách giải

Dạng bài tập này sẽ tạo cho HS thói quen nhìn nhận vấn đề dưới nhiều góc

độ, kích thích tính sáng tạo của họ

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

Loại bài tập này thường có nhiều câu hỏi, câu hỏi một là bài tập luyện tập,các câu hỏi tiếp theo có hình thức tương tự, nếu vẫn áp dụng phương pháp giảinhư trên thì sẽ dẫn đến bế tắc vì nội dung câu hỏi đã có sự biến đổi về chất

c) Bài tập thí nghiệm

Bài tập thí nghiệm vật lí gồm bài tập thí nghiệm định tính, bài tập thínghiệm định lượng Bài tập thí nghiệm định tính yêu cầu thiết kế thí nghiệm theomột mục đích cho trước, thiết kế một dụng cụ vật lí hoặc yêu cầu làm thí nghiệmtheo chỉ dẫn quan sát và giải thích hiện tượng xảy ra Bài tập thí nghiệm địnhlượng gồm bài tập đo đạc các đại lượng vật lí, minh hoạ quy luật vật lí bằng thínghiệm

d) Bài tập cho thiếu, thừa, hoặc sai dữ kiện

Việc nhìn nhận các vấn đề trong loại bài tập này có tác dụng rèn luyện tưduy phê phán, tư duy sáng tạo cho HS Để giải quyết được vấn đề của bài tập này

HS cần phải có sự phát hiện ra những điều chưa hợp lí và có được sự lí giải cầnthiết, tự cung cấp số liệu cho bài toán thiếu dữ kiện, nếu là đề toán sai thì phảitìm ra chỗ sai và chọn giải pháp tối ưu làm cho đề toán hết sai Bài tập này còngặp trong trường hợp HS cần có ý tưởng để đề xuất hoặc thiết kế vận dụng trithức để đạt được yêu cầu nào đó của cuộc sống hay kĩ thuật

e) Bài tập nghịch lí, nguỵ biện

Đây là dạng bài tập chứa đựng một sự ngụy biện nên dẫn đến nghịch lí: kếtluận rút ra mâu thuẫn với thực tiễn hay mâu thuẫn với nguyên tắc, định luật vật lí

đã biết Các dấu hiệu d và e có tác dụng bồi dưỡng tư duy phê phán, phản biệncho HS; giúp cho tư duy có tính nhạy bén

f) Bài toán hộp đen

Theo Bunxơman, bài toán hộp đen gắn liền với việc nghiên cứu đối tượng

mà cấu trúc bên trong là đối tượng nhận thức mới (chưa biết), nhưng có thể đưa

ra mô hình cấu trúc của đối tượng nếu cho các dữ kiện “đầu vào”, “đầu ra” Giảibài toán hộp đen là quá trình sử dụng kiến thức tổng hợp, phân tích mối quan hệgiữa dữ kiện “đầu vào”, “đầu ra” để tìm thấy cấu trúc bên trong của hộp đen.Tính chất quá trình tư duy của HS khi giải bài toán hộp đen tương tự với quátrình tư duy của người kĩ sư nghiên cứu cấu trúc của chiếc đồng hồ mà không cócách nào tháo được chiếc đồng hồ đó ra; anh ta phải đưa ra mô hình cấu trúc củađồng hồ, vận hành mô hình đó, điều chỉnh mô hình cho đến khi hoạt động của nógiống như chiếc đồng hồ thật, thì khi đó mô hình sáng tạo của người kĩ sư phảnánh đúng cấu tạo của chiếc đồng hồ thật Chính vì vậy bài toán hộp đen ngoàichức năng giáo dưỡng còn có tác dụng bồi dưỡng tư duy sáng tạo cho HS

Trên đây là những dấu hiệu để nhận biết một bài tập sáng tạo về Vật lí Đểgiải loại bài tập này, HS phải học cách thức hoạt động mà các nhà khoa học vật lí

đã sử dụng để nghiên cứu các hiện tượng vật lí và khám phá ra những quy luậtchi phối các hiện tượng đó

Xu thế dạy học hiện nay coi trọng việc dạy cho HS Chiến lược giải bài tậpkhông những hữu ích đối với việc giải các bài tập giáo khoa, mà còn cần thiếthình thành cho HS một phong cách khoa học tiếp cận bài toán nói chung, mộtđiều vô cùng quan trọng đối với hoạt động lao động tương lai của họ

1.3.2.4 Chiến lược tổng quát giải bài tập vật lí

Người ta phân biệt chiến lược giải bài tập tổng quát và chiến lược giải bàitập chung về vật lí Theo các tác giả P Zitzewitz và R Neff [20,35] thì chiếnlược tổng quát giải bài tập có thể coi là một con đường, một kế hoạch tổng thểtiến công vào việc giải bài tập Nó bao gồm sáu bước như sau:

1) Diễn đạt thành lời bài tập

2) Định rõ tính chất bài tập, tức là phân tích thông tin đã cung cấp và xác

định cái gì đã biết và cái gì cần biết để giải được bài tập

3) Khám phá, tức là động não tìm các chiến lược tổ chức thông tin đã cho

và tìm cho được cái cần biết

Đây là một bước cực kì quan trọng của toàn bộ quá trình giải bài tập vật lí Khám phá tức là học cách đối chiếu các thông tin đã cho (dữ kiện) với các thôngtin yêu cầu phải tìm (đáp số) để đạt đến lời giải của bài tập Đó cũng là quá trìnhphải đi đến những thông tin mới có giá trị gợi mở cho mình phương hướng tìmtòi khai thác dữ kiện hữu ích, tìm ra các con đường có thể đi theo để đạt kết quả

Đó cũng là những chiến lược chung về giải bài tập vật lí và những chiến lược cụ

thể ứng với từng lớp hoặc từng loại bài tập vật lí nhất định Các chiến lược giải

bài tập vật lí về thực chất là những phương pháp nghiên cứu đặc thù của vật líhọc Học sinh sẽ phải học cách vận dụng chúng dần từng bước vào việc giải bàitập vật lí để cuối cùng nắm vững chính nội dung khoa học vật lí cũng như cácphương pháp của khoa học vật lí để có thể sử dụng một cách thành thạo và sáng

tạo vật lí học trong cuộc sống lao động của mình sau này Có thể kể một số chiến

lược chung như sau:

- Lập một bảng các số liệu, hoặc một đồ thị

- Làm một mô hình để quan sát sự hoạt động, diễn biến của hiện tượng

- Hành động như mô tả trong bài tập (khi cần cũng tiến hành cả việc nghiêncứu thực nghiệm)

- Phỏng đoán kết quả của hiện tượng mô tả và kiểm tra lại Chiến lược này

có thể gọi là “ thử và sai ”

- Đi giật lùi từ cái cần tìm đến cái đã cho trong bài tập

- Giải một bài tập đơn giản hơn hoặc một bài tập tương tự

- Hỏi chuyên gia (hoặc tìm tài liệu đọc thêm)

4) Kế hoạch, tức là quyết định chọn một chiến lược hoặc một nhóm chiến

lược và lập các bước phụ cho chiến lược đã chọn

5) Thực thi kế hoạch.

Trong quá trình giải bài tập thì các kĩ năng tính toán, kĩ năng thực hành vật

lí quyết định sự thành công của việc giải bài tập Mỗi bài tập là một dịp tốt giúp

HS rèn luyện kĩ năng

6) Đánh giá, tức là khẳng định điều đã làm được, khẳng định đã giải xong

bài tập và tại sao giải được hoặc tại sao không giải được

Trong kế hoạch tổng thể gồm sáu bước giải bài tập vật lí luôn có mặt các

chiến lược chung giải bài tập hiểu như là những phương pháp chung của vật lí

học vận dụng vào việc giải các bài tập vật lí đa dạng Trong khi học giải các bài

tập vật lí theo chiến lược cụ thể, cần yêu cầu HS phải nhanh chóng khái quát hoá

về những chiến lược (phương pháp) giải từng lớp bài tập tương đối bao quát

Để hoạt động giải bài tập vật lí của HS đạt kết quả tốt, GV cần phải trợ giúp

HS bằng hệ thống câu hỏi định hướng tư duy

1.3.2.5 Định hướng tư duy học sinh trong quá trình giải bài tập

Tuỳ theo nội dung của bài tập và mục đích sư phạm của việc giải bài tập, có

ba kiểu định hướng tư duy của học sinh [28,113]:

a) Hướng dẫn tìm tòi qui về kiến thức, phương pháp đã biết

Hướng dẫn tìm tòi qui về kiến thức, phương pháp đã biết có nghĩa là: thoạtmới tiếp xúc với vấn đề cần giải quyết, không thấy ngay mối quan hệ của nó vớinhững cái đã biết, không thể áp dụng ngay một quy tắc, một định luật hay mộtcách làm đã biết mà cần phải tìm tòi bằng phương pháp phân tích, tổng hợp, sosánh để tìm ra dấu hiệu tương tự với cái đã biết (phương pháp tương tự) Kiểuhướng dẫn này thường gặp khi HS vận dụng kiến thức đã biết nhưng chưa cóphương pháp, quy trình hữu hiệu

Trong quá trình hướng dẫn HS giải bài tập, GV cần sử dụng câu hỏi địnhhướng tư duy giúp HS nhận ra phương pháp tương tự để giải quyết vấn đề

b) Hướng dẫn tìm tòi sáng tạo từng phần

Kiểu hướng dẫn này thường được sử dụng khi nghiên cứu tài liệu mới

Ở đây, không thể hoàn toàn sử dụng những kiến thức đã biết, không có conđường suy luận lôgic để suy ra từ cái đã biết mà đòi hỏi sự sáng tạo thực sự, một bướcnhảy vọt trong nhận thức (tình huống cần vận dụng các nguyên tắc sáng tạo) Các câu

hỏi định hướng tư duy của GV phải hướng HS vào việc sử dụng các nguyên tắc sángtạo để giải quyết vấn đề Việc được tập dượt vận dụng các nguyên tắc sáng tạo trongnhững tình huống như vậy nhiều lần sẽ tích luỹ cho HS kinh nghiệm, có sự nhạy cảmphát hiện, đề xuất được giải pháp sáng tạo để vượt qua khó khăn.

c) Hướng dẫn tìm tòi sáng tạo khái quát

Ở kiểu hướng dẫn này, GV chỉ hướng dẫn HS xây dựng phương hướngchung giải quyết vấn đề, còn việc vạch kế hoạch chi tiết và thực hiện kế hoạch đó

HS tự làm Kiểu hướng dẫn này áp dụng cho đối tượng HS khá và giỏi Trongđiều kiện không tách những HS khá ra thành một lớp riêng, GV vẫn có thể sửdụng kiểu hướng dẫn này kết hợp với kiểu hướng dẫn tìm tòi sáng tạo từng phần

HS khá thì có thể tích cực tham gia thảo luận ngay từ khi xác định phương hướng

và lập kế hoạch tổng thể, còn HS yếu hơn thì tham gia vào giải quyết từng phần

cụ thể của kế hoạch đó

Trên đây là các kiểu định hướng tư duy của HS trong quá trình giải BTST

Số lượng loại bài tập này trong SGK còn ít, điều đó đòi hỏi mỗi GV cần phải biếtcách xây dựng BTST để sử dụng trong quá trình dạy học

1.3.2.6 Phương pháp xây dựng bài tập sáng tạo

Theo Camenntxki và Ôrêkhốp thì “Bằng cách phức tạp hoá dần các bài tập

sẽ dẫn tới những bài tập mà trong đó chỉ đặt vấn đề chứ không cho trước một dữkiện nào cả tương tự như những điều thường xảy ra trong cuộc sống ”

Dựa vào chu trình sáng tạo khoa học trong vật lí học, sự tương tự về bảnchất của quá trình nhận thức của HS khi học tập vật lí và của nhà vật lí khinghiên cứu vật lí; dựa vào bản chất của tư duy sáng tạo, hệ thống các nguyên tắcsáng tạo, chúng tôi đề xuất phương pháp xây dựng bài tập sáng tạo về vật lí đểbồi dưỡng tư duy sáng tạo cho HS trong dạy học vật lí như sau:

+ Lựa chọn bài tập xuất phát (có thể dùng nhiều bài tập xuất phát) là bài tậpluyện tập (có thể là bài tập sáng tạo)

+ Giải các bài tập xuất phát (để kết quả bằng chữ)

+ Phân tích hiện tượng vật lí, giả thiết, kết luận cũng như lời giải và kết quảbài tập xuất phát Vận dụng các nguyên tắc sáng tạo để xây dựng các bài tập mớibằng cách trả lời các câu hỏi sau: Có thể phát biểu bài tập theo một cách kháckhông? Có thể bỏ bớt các dữ kiện của bài tập không? có thể thay đổi các dữ kiện

của bài tập không? Có thể thay đổi một số dữ kiện trong bài tập để hiện tượng vật

lí mô tả trong bài tập trở thành mâu thuẫn với các định luật vật lí không? (nguyên

tắc linh động, nguyên tắc đảo ngược)) Có thể thay đổi các thông số vật lí của đối

tượng trong bài tập để biến nó thành bài tập khác không? (nguyên tắc thay đổi

thông số hoá lí của đối tượng) Có thể cụ thể hoá bài tập không? (nguyên tắc phân nhỏ) Có thể chuyển bài tập thành bài tập tổng quát hơn không? Có thể kết

hợp các bài tập thành bài tập tổng quát không? Có bài tập nào khác liên quan cóthể sử dụng thêm để xây dựng bài tập mới? Bài tập có ứng dụng trong thực tiễnnhư thế nào? Có thể dùng hiện tượng ứng dụng đó để phát biểu thành bài tập mới

không? (nguyên tắc kết hợp, nguyên tắc linh động)

+ Đánh giá về tính sáng tạo (tính mới và tính ích lợi được xem xét dưới góc

độ bồi dưỡng tư duy sáng tạo cho HS) của bài tập đã biến đổi được so với các bàitập xuất phát

+ Kết luận về tính sáng tạo của bài tập đã xây dựng được

Chúng tôi phân tích quá trình xây dựng BTST qua 2 ví dụ sau (3 ví dụ tiếptheo được trình bày ở phụ lục 1):

+ Bài tập B [11,298]: Thang dựa vào tường, hợp với sàn góc α Biết hệ số

ma sát nghỉ giữa thang và tường là 2 = 0,5, với sàn là 1 = 0,4 Trọng tâmthang ở giữa thang Tìm giá trị nhỏ nhất của α mà thang không trượt

+ Bài tập C [23,93]: Bằng thực nghiệm, hãy xác định trọng tâm của một cái thước

- Nhận xét:

* Bài tập A và B là các bài tập truyền thống về cân bằng của vật rắn màcác giáo viên vật lí THPT đã quen thuộc, được dùng cho việc rèn luyện kĩ năngvận dụng điều kiện cân bằng của vật rắn

* Bài tập A: Vận dụng điều kiện cân bằng của vật rắn, sử dụng đặc điểmcủa lực ma sát nghỉ (có thể giải bằng phương pháp lập phương trình hoặc dùngphương pháp hình học dựa vào điều kiện cân bằng của vật rắn chịu tác dụng của

ba lực), ta sẽ xác định được góc lệch nhỏ nhất giữa thang và sàn:

* Bài tập B cũng tương tự bài tập A nhưng có mức độ phức tạp cao hơn:biết G, biết 1, 2 ta sẽ xác định được:

Cả hai bài tậpA và B đều là những bài tập luyện tập nếu HS đã được trang

bị angôrit giải bài tập cân bằng của vật rắn Từ việc giải bài tập A đến bài tập B

đã có sự tăng dần về mức độ phức tạp nhưng chưa có sự nhảy vọt về chất, mà chỉ

là sự luyện tập kĩ năng

Nếu ta chú ý đến giả thiết và ẩn số của bài tập A: Cho k, 1 .Tìm αmin Đây là bài tập giáo khoa dùng cho mục tiêu dạy học đã nêu Tư duy sẽ thay

đổi về chất nếu ta thay đổi dữ kiện và câu hỏi bài tập (nguyên tắc đảo ngược,

nguyên tắc linh động) để có một BTST chứ không đơn thuần là một bài tập giáo

khoa mang tính luyện tập:

Bài tập A’: Thiết kế phương án thí nghiệm đo hệ số ma sát nghỉ 1 giữa đầu dưới của thang và sàn, biết tường hoàn toàn trơn nhẵn Trọng tâm của thang đã biết (Thực tế các bức tường thường không trơn nhẵn)

Tương tự ta cũng có thể biến đổi bài tập B thành bài tập như sau:

Bài tập B’: Thiết kế phương án thí nghiệm đo hệ số ma sát nghỉ 2 giữađầu trên của thang với tường, biết hệ số ma sát nghỉ giữa thang với sàn là μ1.Trọng tâm G của thang đã biết

Nhưng nếu bằng cách nào đó có thể khử ma sát giữa đầu trên của thang vớitường chẳng hạn như bọc đầu trên của thang bằng những quả cầu trơn nhẵn

(nguyên tắc thay đổi thông số lí hoá của đối tượng, nguyên tắc cầu hóa) thì có thể kết hợp (nguyên tắc kết hợp) hai bài tập A’ và B’ và bài tập C thành BTST có

ý nghĩa thực tế như sau:

Bài tập 1 : Hãy thiết kế phương án thí nghiệm đo hệ số ma sát nghỉ giữa đầu

trên một cái thang với tường (thẳng đứng), đầu dưới của nó với sàn (nằm ngang)

Có thể sơ đồ hoá quá trình xây dựng BTST 1 bằng sơ đồ 1.2

Sơ đồ 1.2: Sơ đồ hoá quá trình xây dựng BTST 1

- Nhận xét: Rõ ràng ý nghĩa lí luận dạy học của bài toán 1 đã có sự thay đổi về

chất so với các bài tập xuất phát của nó, đặc biệt là tính thực tiễn, tính vận dụng sáng tạokiến thức trong tình huống mới Bài tập không hé lộ một điều gì về kiến thức cần huyđộng Đây là bài tập có yếu tố sáng tạo “làm như thế nào?” Rõ ràng là không thể dựngthang thẳng đứng mà kéo cho thang bắt đầu dịch chuyển để xác định 1 thông qua đolực kéo và đo khối lượng của thang Vậy chỉ có thể giải bài tập dựa vào trạng thái cân

bằng của thang (lựa chọn tình huống xuất phát ưu tiên) HS phải huy động các kiến

thức về mối quan hệ giữa hệ số ma sát nghỉ của thang với tường, với sàn và trạng tháicân bằng của thang Bằng kiến thức thực tế và kết quả bài toán B đã giải, các em biếtrằng góc giữa thang và tường có giá trị giới hạn khi thang cân bằng Các em tìm đượcmột phương trình biểu diễn mối quan hệ giữa μ1 và 2 với αmin, k (kết quả bài toán B

đã được giải) Khó khăn tiếp theo: Nếu xác định được αmin bằng thực nghiệm thìphương trình cũng còn những 3 ẩn số Ồ! Có thể xác định được vị trí trọng tâm thang

(xác định k) nhờ bài toán C đã được giải (nguyên tắc tách khỏi) Vậy còn 2 ẩn số trong

một phương trình thì làm thế nào? GV có thể gợi ý: hãy sử dụng bài tập A (đã đượcgiải)! Có ma sát giữa thang và tường, làm sao có thể sử dụng bài tập A? Tình huống bếtắc! GV tiếp tục gợi ý: Có thể khử ma sát giữa đầu trên của thang với tường không?

(nguyên tắc thay đổi thông số lí hoá của đối tượng) Có thể chứ! Hãy bọc đầu trên của thang bằng những quả cầu trơn nhẵn (bôi dầu nhờn) (nguyên tắc cầu hoá) Công việc của HS tiếp theo là phân bài tập thành 3 bài tập nhỏ đơn giản hơn (nguyên tắc phân

nhỏ) là các BT A’, B’, C.

Biết G(k), 1, 2 = 0

Tìm min

Biết G, 2 = 0

Đo 1Biết G(k), 1, 2

Tìm min

Biết G, 

1

Đo 2Nguyên tắc đảo ngược

Xác định G(k)

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

Nguyên tắc đảo ngược Nguyên tắc linh động

Và cuối cùng, ba bài tập A’, B’, C được chuyển về các bài tập đúng

Có thể sơ đồ hoá quá trình chuyển BTST 1 về bài tập đúng bằng sơ đồ 1.3

Sơ đ ồ 1.3: Sơ đồ mô tả quá trình chuyển BTST 1 thành BT đúng

Việc giải các bài tập đúng sẽ cho kết quả của bài tập ban đầu Có thể dùngmột chiếc thang nhỏ cho HS tiến hành thí nghiệm thì hoạt động học tập sẽ hấpdẫn và bổ ích hơn

Các phân tích trên cho phép khẳng định bài tập mới xây dựng được là sảnphẩm sáng tạo của các bài tập xuất phát Đó là một BTST có thể sử dụng trongdạy học nhằm bồi dưỡng tư duy sáng tạo cho HS

 Ví dụ 2:

- Bài tập xuất phát [33,96]: Một viên gạch được đặt trên một mặt phẳng

nghiêng Hỏi phần nào, bên phải hay bên trái của viên gạch tác dụng một áp lựclớn hơn lên mặt phẳng nghiêng?

- Nhận xét: Đây là một bài tập đơn giản giúp rèn luyện kĩ năng vận dụng

điều kiện cân bằng của vật rắn có mặt chân đế (xác định giá của lực thứ 3 khi biếtgiá của hai lực kia) Câu hỏi chỉ khác ví dụ trong sách giáo khoa ở chỗ thay vìhỏi giá của phản lực mặt phẳng nghiêng tác dụng lên vật thì hỏi nửa nào của viêngạch tác dụng lên mặt nghiêng một áp lực lớn hơn Cũng chính vì sự thay đổi đótrong câu hỏi mà có một số học sinh không biết giải bài tập Vì vậy bài tập nàyvừa giúp học sinh rèn luyện kĩ năng áp dụng điều kiện cân bằng của vật rắn chịutác dụng của 3 lực vừa khắc sâu đặc điểm của lực và phản lực lại giúp học sinhhiểu rõ hơn về phép phân tích lực trong trường hợp đặc biệt này

Đo 1, 2 Nguyên tắc phân nhỏ

nhỏNguyên tắctách khỏi

Xác định G( đo k )

Biết G(k), 2 = 0 Đo 1

Biết G(k), 1

Đo 2

Nguyên tắc thay đổithông số hoá

lí của đối tượng

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

Biết G(k), 2 = 0,

minTìm 1

Biết G(k), 1, minTìm 

2