Vận dụng triz xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập sáng tạo dạy học chương tĩnh học vật rắn vật lí lớp 10 nâng cao

Phát triển khả năng sáng tạo, tự học, khuyến khích học tập suốt đời” Để đáp ứng những yêu cầu thiết thực đó, thì dạy học sáng tạo là một phương pháp hữu hiệu nhằm bồi dưỡng năng lực tư d

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH

Mã số: 8140111

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC

Người hướng dẫn khoa học:

TS VŨ THỊ MINH

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, TS Vũ Thị Minh, 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 tổ Vật lí - Công Nghệ - Tin học trường THPT Phan Đình Phùng

Hà Tĩnh, tháng 8 năm 2018

Tác giả

Nguyễn Thị Thúy Hằng

MỤC LỤC

Trang

LỜI CẢM ƠN

BẢNG KÝ HIỆU CÁC CHỮ VIẾT TẮT

DANH MỤC SƠ ĐỒ, BẢNG, BIỂU ĐỒ

MỞ ĐẦU 1

1 Lí do chọn đề tài 1

2 Mục đích nghiên cứu 2

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 2

4 Giả thuyết khoa học 2

5 Nhiệm vụ nghiên cứu 2

6 Phương pháp nghiên cứu đề tài 3

7 Đóng góp mới của luận văn 3

8 Cấu trúc luận văn 4

Chương 1 CƠ SỞ LÍ LUẬN ĐỂ XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG BÀI TẬP SÁNG TẠO TRONG DẠY HỌC VẬT LÍ 5

1.1 Năng lực tư duy sáng tạo 5

1.1.1 Năng lực 5

1.1.2 Tư duy 5

1.1.3 Sáng tạo 7

1.1.4 Năng lực tư duy sáng tạo 8

1.1.5 Các yếu tố và quá trình tâm lí trong tư duy sáng tạo 9

1.1.6 Rèn luyện tư duy sáng tạo cho HS trong học tập 10

1.2 Dạy học sáng tạo bồi dưỡng tư duy sáng tạo vật lí cho HS 11

1.2.1 Cơ sở tâm lí học về dạy học sáng tạo 11

1.2.2 Cơ sở lí luận dạy học về dạy học sáng tạo 12

1.2.3 Các biện pháp sư phạm trong dạy học sáng tạo môn vật lí ở trường phổ thông 12

1.3 Bài tập sáng tạo và việc bồi dưỡng năng lực tư duy sáng tạo cho HS trong dạy học vật lí 14

1.3.1 Khái niệm bài tập sáng tạo 14

1.3.2 So sánh Bài tập sáng tạo và Bài tập luyện tập 15

1.3.3 Các dấu hiệu nhận biết bài tập sáng tạo về vật lí 15

1.3.4 Dạy học Bài tập sáng tạo về Vật lí nhằm bồi dưỡng năng lực tư duy sáng tạo cho HS 17

1.4 Vận dụng các nguyên tắc sáng tạo của TRIZ vào dạy học vật lí 17

1.4.1 TRIZ là gì? 17

1.4.2 Các nguyên tắc sáng tạo của TRIZ 19

1.4.3 Vận dụng các nguyên tắc sáng tạo củaTRIZ xây dựng BTST môn vật lí 21

1.4.4 Quy trình xây dựng và sử dụng BTST vật lí trên cơ sở vận dụng các nguyên tắc của TRIZ 22

1.5 Định hướng HS giải các bài tập sáng tạo và các biện pháp sư phạm sử dụng trong dạy học sáng tạo 22

1.5.1 Định hướng tư duy giải bài tập sáng tạo 22

1.5.2 Một số biện pháp sư phạm ứng dụng trong quá trình dạy học Bài tập sáng tạo chương “Tĩnh học vật rắn” Vật lí lớp 10 THPT Nâng cao 23

Kết luận chương 1 26

Chương 2 XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG BÀI TẬP SÁNG TẠO DẠY HỌC CHƯƠNG “TĨNH HỌC VẬT RẮN” - VẬT LỚP 10 NÂNG CAO 27

2.1 Tổng quan về nội dung dạy học chương “Tĩnh học vật rắn” -Vật lí lớp 10 THPT 27

2.1.1 Tổng quan chương “Tĩnh học vật rắn” - Vật lí lớp 10 trong SGK nâng cao 27

2.1.2 Mục tiêu dạy học chương “Tĩnh học vật rắn” - Vật lí lớp 10 THPT nâng cao 27

2.2 Cấu trúc trình bày kiến thức chương “Tĩnh học vật rắn” Vật lí lớp 10 THPT nâng cao 28

2.3 Thực trạng dạy học Bài tập Vật lí nói chung, BTST về Vật lí nói

riêng ở trường phổ thông 29

2.3.1 Thực trang dạy học Bài tập Vật lí ở trường phổ thông 29

2.3.2 Nguyên nhân thực trạng sử dụng BTST trong dạy học chương “Tĩnh học vật rắn” - Vật lí 10 Nâng cao 29

2.4 Xây dựng hệ thống Bài tập sáng tạo và hướng dẫn HS giải bài tập sáng tạo chương “Tĩnh học vật rắn” - Vật lí lớp 10 Nâng cao 30

2.4.1 Ví dụ về cách xây dựng và sử dụng Bài tập sáng tạo trong 30

2.4.2 Quy trình xây dựng và định hướng sử dụng hệ thống bài tập sáng tạo chương “Tĩnh học vật rắn” - Vật lí lớp 10 THPT nâng cao 30

2.5 Sử dụng BTST trong dạy học vật lí lớp 10 Nâng cao 51

2.5.1 Các hình thức sử dụng BTST trong dạy học vật lí ở trường THPT 51

2.5.2 Sử dụng bài tập sáng tạo trong dạy học Vật lí lớp 10 Nâng cao 51

Kết luận chương 2 58

Chương 3 THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 59

3.1 Mục đích thực nghiệm sư phạm 59

3.2 Đối tượng thực nghiệm sư phạm 59

3.3 Nhiệm vụ thực nghiệm sư phạm 59

3.4 Nội dung thực nghiệm 60

3.4.1 Công tác chuẩn bị 60

3.4.2 Tiến hành thực nghiệm 60

3.5 Kết quả thực nghiệm 60

3.5.1 Lựa chọn tiêu chí đánh giá 60

3.5.2 Đánh giá kết quả 61

Kết luận chương 3 64

KẾT LUẬN 65

1 Kết luận 65

2 Kiến nghị và đề xuất 66

TÀI LIỆU THAM KHẢO 67

PHỤ LỤC 70

BẢNG KÝ HIỆU CÁC CHỮ VIẾT TẮT

BTST BTLT

DANH MỤC SƠ ĐỒ, BẢNG, BIỂU ĐỒ

Biểu đồ:

Biểu đồ 3.1 Phân phối tần suất luỹ tích 62

MỞ ĐẦU

1 Lí do chọn đề tài

Theo nghị quyết số 29- NQ/TW về đổi mới căn bản giáo dục và đào tạo ngày 4/11/2013 (Ban chấp hành TW khoá XI) : “ Đối với giáo dục phổ thông, tập trung phát triển trí tuệ, thể chất, hình thành phẩm chất năng lực công dân, phát hiện và bồi dưỡng năng khiếu, định hướng nghề nghiệp cho học sinh Nâng cao chất lượng giáo dục toàn diện, chú trọng giáo dục lý tưởng, truyền thống đạo đức lối sống,ngoại ngữ, tin học, năng lực và kĩ năng thực hành, vận dụng kiến thức vào thực tiễn Phát triển khả năng sáng tạo, tự học, khuyến khích học tập suốt đời”

Để đáp ứng những yêu cầu thiết thực đó, thì dạy học sáng tạo là một phương pháp hữu hiệu nhằm bồi dưỡng năng lực tư duy sáng tạo của người học, góp phần quan trọng trong việc đào tạo những con người năng động, sáng tạo, những cá nhân biết kết hợp vận dụng kiến thức và năng lực của bản thân góp phần nâng cao chất lượng cuộc sống của cá nhân và của xã hội, tự tin hội nhập với xu thế phát triển toàn cầu

Trong dạy học vật lí, việc sử dụng bài tập sáng tạo là một cơ hội để dạy học sáng tạo đạt được mục đích đề ra một cách khả thi nhất Bài tập sáng tạo là bài tập khi phân tích

để tìm hướng giải người học không dễ dàng nhận được sự chỉ dẫn trực tiếp hay gián tiếp

và giả thiết không có thông tin đầy đủ liên quan đến hiện tượng vật lí hay có những đại lượng vật lí được ẩn dấu Người dạy phải thực sự có sự hăng say, nhiệt huyết và sự sáng tạo cao để kích thích phát triển năng lực tư duy của người học

Lí thuyết TRIZ là phương pháp luận sáng tạo trong đó có 40 nguyên tắc sáng tạo cơ bản kết hợp một cách chặt chẽ các yếu tố: Tâm lí, logic, kiến thức, trí tưởng tượng nhằm tích cực hóa hoạt động tư duy sáng tạo giải quyết các bài tập sáng tạo trên nhiều lĩnh vực của thực tiễn xã hội trong đó có dạy học vật lí

Kiến thức phần “Tĩnh học vật rắn” vật lí lớp 10 là nền tảng, cơ sở giúp HS giải quyết các bài toán liên quan đến khoa học, kĩ thuật, đời sống, giải thích các hiện tượng tự nhiên đơn giản đến phức tạp quanh ta và rất khó của bộ môn vật lí Nắm vững kiến thức phần này thì HS có thể tiếp tục nghiên cứu sâu hơn các kiến thức ở các lớp học trên

Xuất phát từ cơ sở lí luận trên, tôi chọn đề tài nghiên cứu: “Vận dụng TRIZ

xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập sáng tạo dạy học chương “Tĩnh học vật rắn”

- Vật lí lớp 10 Nâng cao” làm đề tài luận văn tốt nghiệp của mình

2 Mục đích nghiên cứu

- Vận dụng TRIZ xây dựng và sử dụng bài tập sáng tạo dạy học chương “Tĩnh học

vật rắn” Vật lí 10 Nâng cao nhằm bồi dưỡng năng lực tư duy sáng tạo cho học sinh

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

3.1 Đối tượng nghiên cứu

- Quá trình dạy học bài tập vật lí chương “Tĩnh học vật rắn” lớp 10 Nâng cao

3.2 Khách thể nghiên cứu

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

- HS lớp 10 THPT ban khoa học tự nhiên

3.3 Phạm vi nghiên cứu

- Phần “Tĩnh học vật rắn”- Vật lí 10 Nâng cao

- Bài tập sáng tạo về vật lí

4 Giả thuyết khoa học

Nếu vận dụng TRIZ xây dựng hệ thống bài tập sáng tạo chương “Tĩnh học vật rắn” - Vật lí 10 nâng cao và sử dụng hệ thống bài tập đó thì sẽ góp phần bồi dưỡng năng lực tư duy sáng tạo của HS, nâng cao chất lượng dạy học

5 Nhiệm vụ nghiên cứu

5.1 Nghiên cứu cơ sở lí luận

5.1.1 Nghiên cứu cơ sở lí luận bồi dưỡng năng lực tư duy sáng tạo cho HS 5.1.2 Nghiên cứu và đề xuất một số biện pháp sư phạm trong dạy học bài tập sáng tạo

5.1.3 Nghiên cứu các dấu hiệu của bài tập sáng tạo và TRIZ để vận dụng xây

dựng bài tập sáng tạo sử dụng trong dạy học vật lí

5.2 Nghiên cứu cơ sở thực tiễn

5.2.1 Nghiên cứu thực trạng dạy học bài tập sáng tạo cho HS THPT

5.2.2 Nghiên cứu nội dung kiến thức phần “Tĩnh học vật rắn”-Vật lí 10 THPT nâng cao

5.3 Xây dựng hệ thống bài tập sáng tạo chương “Tĩnh học vật rắn” -Vật lí

10 THPT nâng cao và đề xuất các phương án giảng dạy bài tập sáng tạo

5.4 Tiến hành thực nghiệm

5.5 Đánh giá tính hiệu quả của đề tài từ kết quả thực nghiệm và rút ra kết luận

6 Phương pháp nghiên cứu đề tài

6.1 Phương pháp nghiên cứu lí thuyết

6.1.1 Nghiên cứu các tài liệu lí luận dạy học liên quan trong việc ứng dụng làm

đề tài

6.1.2 Nghiên cứu chương trinh SGK, SBT để nắm rõ cấu trúc logic, nội dung của chương “Tĩnh học vật rắn” vật lí lớp 10 THPT nâng cao

6.2.Phương pháp nghiên cứu thực tiễn

6.2.1.Vận dụng cơ sở lí luận và thực trạng cấu trúc chương trình SGK vật lí 10 THPT nâng cao chương “Tĩnh học vật rắn” xây dựng hệ thống bài tập sáng tạo phù hợp và đạt hiệu quả cao

6.2.2 Sử dụng phương pháp thực nghiệm để kiểm tra, đánh giá giả thuyết khoa học của đề tài

6.3 Phương pháp thống kê toán học

7 Đóng góp mới của luận văn

8 Cấu trúc luận văn

- Mở đầu

- Nội dung: 3 chương

Chương 1: Cơ sở lí luận để xây dựng và sử dụng bài tập sáng tạo trong dạy

học vật lí Chương 2: Xây dựng và sử dụng Bài tập sáng tạo dạy học Chương “Tĩnh học

Trong tâm lý học hiện nay cũng có nhiều định nghĩa về năng lực: Theo P.A

Ruđich “Năng lực là tính chất tâm - sinh lý của con người chi phối quá trình tiếp thu

các kiến thức, kỹ năng, kỹ xảo cũng như hiệu quả thực hiện một hoạt động nhất định” Như vậy, khái niệm năng lực bao gồm các điều kiện tâm sinh lý chi phối các hoạt động

con người Theo A.G Côvaliôp định nghĩa “Năng lực là một tập hợp hoặc tổng hợp

những thuộc tính của cá nhân con người, đáp ứng những nhu cầu lao động và đảm bảo

cho hoạt động và đạt được những kết quả cao”

Chuyên gia giáo dục Phạm Minh Hạc định nghĩa: “Năng lực là những đặc điểm

tâm lý cá biệt, tạo thành điều kiện quy định tốc độ, chiều sâu, cường độ, của việc tác

động vào đối tượng lao động” [26]

Như vậy, bên cạnh yếu tố tư chất của mỗi người thì quá trình hoạt động tích cực

cùng với nổ lực học tập và rèn luyện đã hình thành nên năng lực của mỗi cá nhân Đặc

biệt, phương tiện thúc đẩy phát triển năng lực một cách hiệu quả đó chính là sự hình

thành và phát triển nhân cách

1.1.2 Tư duy

“Tư duy là một quá trinh tâm lí thuộc nhận thức lí tính, phản ánh những thuộc

tính bản chất, những mối liên hệ và quan hệ bên trong có tính quy luật của sự vật, hiện

tượng trong hiện thực khách quan mà con người chưa biết” [13]

Theo tâm lý học, “tư duy là quá trình phân tích và tổng hợp, so sánh, trừu tượng

hóa, khái quát hóa trên con đường tìm ra cái mới” [32]

Thế giới khách quan với những mối liên hệ và quan hệ có tính quy luật được

phản ánh vào bộ não con người Hình thức tư duy được thể hiện bằng các khái niệm để

phản ánh những dấu hiệu và đặc điểm chung nhất bản chất của một loại sự vật và hiện

tượng giống nhau Từ đó phản ánh những dấu hiệu bản chất khác biệt của các sự vật và

hiện tượng của hiện thực

Như vậy, dựa trên những tri thức về các thuộc tính và các sự vật được hình thành bởi quá trình tư duy đã phản ánh thực tế một cách khái quát Đồng thời giải quyết những nhiệm vụ thực tế thông qua các hoạt động tinh thần

1.1.2.1 Đặc điểm của tư duy

- Tính “có vấn đề”: Trong điều kiện con người chưa đủ kinh nghiệm, hiểu biết, phương pháp hành động chưa đủ để giải quyết các tình huống, hoàn cảnh khó khăn, mới lạ, tức là đang rơi vào một tình huống có vấn đề Khi đó đòi hỏi phải tư duy, tìm tòi kiến thức mới, biện pháp mới nhằm giải quyết vấn đề

luật của các sự vật, hiện tượng đều do tư duy khám phá ra

- Tính gián tiếp: Nhận thức cảm tính của con người có thể phản ánh trực tiếp sự vật, hiện tượng thông qua các giác quan và chỉ nhận được các hình ảnh cảm tính về các sự vật hiện tượng

- Tư duy có quan hệ trực tiếp với ngôn ngữ: Để tiến hành thao tác tư duy con

- Trong các hoạt động nhận thức thì nhận thức cảm tính có mối quan hệ chặt chẽ với tư duy Tư duy và nhận thức cảm tính có tính thuận nghịch, chi phối lẫn nhau trong hoạt động nhận thức và quá trình tư duy cũng như kết quả của nó tác động khả năng phản ánh của cảm giác và tri giác, làm cho con người mang tính lựa chọn, tính ý nghĩa

Như vậy, khi con người trong tình huống có vấn đề và có nhu cầu giải quyết vấn đề lúc đó con người phải tư duy Nghĩa là, tư duy là bước trung gian trong các nhu cầu hành động dưới tác động to lớn của các nhu cầu, cảm xúc, thói quen Ngược lại, tư duy đóng vai trò quan trọng trong việc điều khiển ngược trở lại các nhu cầu, cảm xúc, thói quen, hành động Tư duy góp phần làm giảm đáng kể các vấn đề nảy sinh trong cuộc sống

1.1.2.2 Tư duy vật lí

Quá trình quan sát, phân tích các hiện tượng vật lí phức tạp thành những bộ phận đơn giản hơn từ đó xây dựng mối quan hệ định tính hay định lượng của các hiện tượng hay các đại lượng vật lí đưa ra dự đoán các hệ quả mới từ các lí thuyết Từ những kiến thức khái quát thu được vận dụng một cách linh hoạt, sáng tạo vào thực tiễn

Trong quá trình nhận thức vật lí, luôn xảy ra sự đối lập về quan điểm, lập trường, phương pháp dẫn đến sự tranh chấp quyết liệt để phân định hay đào thải những luận điểm không phù hợp Qua đó các nhà khoa học xây dựng được những khái niệm, những định luật, những mô hình, những lí thuyết vật lí phản ánh ngày càng chính xác hơn các hiện tượng vật lí, bao quát được càng nhiều hơn các lĩnh vực khác nhau của vật lí học bằng các hình thức tư duy như: tư duy lí luận, tư duy lôgic và những hình thức đặc thù của vật lí học như thực nghiệm và mô hình hóa

1.1.3 Sáng tạo

“Sáng tạo là một hoạt động mà kết quả của nó là một sản phẩm tinh thần hay vật chất có tính cách tân, có ý nghĩa xã hội, có giá trị” [33]

Sáng tạo là hoạt động tạo ra bất kì cái gì đó có đồng thời “tính mới” và “tính

ích lợi” [24], trong đó “tính mới” là bất kỳ sự khác biệt nào của đối tượng cho trước

so với đối tượng tiền thân và để có được sự sáng tạo, tính mới phải đem lại lợi ích như tăng năng suất, hiệu quả, giảm giá thành, có thêm chức năng mới, sử dụng thuận tiện hơn

Trong cuộc sống, lao động của con người từ mọi cấp độ, trong mọi lĩnh vực hoạt động vật chất và tinh thần của con người thì sáng tạo là điều kiện tiên quyết đem lại lợi ích trong các hoạt động ấy Tính sáng tạo có nhiều cấp độ, cấp độ cao nhất sản phẩm của sáng tạo là các phát minh, sáng chế

Khi đánh giá một sản phẩm có phải là sản phẩm sáng tạo hay không cần xem xét hai tiêu chí: tính mới và tính ích lợi Để đánh giá tính sáng tạo của sản phẩm cần thực hiện theo các quy trình như sau:

- Cần chọn đối tượng tiền thân

- Dùng đối tượng tiền thân làm đối chứng so sánh với sản phẩm đánh giá

- Phát hiện tính mới của sản phẩm bằng cách so sánh sự khác biệt với đối tượng tiền thân

- Đánh giá tính mới đạt được lợi ích là gì? trong phạm vi nào?

- Tổng kết về tính sáng tạo của sản phẩm

Như vậy, con người cần phải có năng lực tư duy sáng tạo để giải quyết các vấn

đề nhằm tạo ra được các sản phẩm sáng tạo

1.1.4 Năng lực tư duy sáng tạo

1.1.4.1 Tư duy sáng tạo

Tư duy sáng tạo (TDST) là quá trình người giải sử dụng một số cách đã biết để

từ chỗ không có cách tối ưu để đạt mục đích tìm được cách tối ưu đạt đến mục đích

TDST là tư duy tạo ra được cái mới, là tư duy độc lập, tích cực Tuy nhiên mọi

tư duy tích cực không phải đều là tư duy độc lập và không phải mọi tư duy độc lập đều

là TDST

TDST được xác định bởi chất lượng hoạt động trí tuệ ở mức độ cao thể hiện ở tính mềm dẻo, tính linh hoạt, tính độc đáo và tính nhạy cảm của tư duy TDST tìm ra cách giải quyết vấn đề không rập khuôn, máy móc và có sẵn

Biểu hiện của TDST là sự thông minh, sự bản lĩnh thay đổi kinh nghiệm TDST tạo góp phần tạo nên kinh nghiệm

1.1.4.2 Năng lực tư duy sáng tạo

Trong các loại năng lực của con người thì năng lực tư duy sáng tạo đóng vai trò quan trọng nhất, là đỉnh cao của các quá trình hoạt động trí tuệ Người có năng lực tư duy sáng tạo biểu hiện ở các phẩm chất sau:

- Có quan điểm riêng, luôn giải quyết vấn đề, tình huống mới bằng các giải pháp tối ưu một cách tự tin, độc lập

- Tìm ra quy luật mới một cách tự tin bằng việc khai thác các vấn đề bản chất một cách trực tiếp

- Sẵn sàng đối mặt với các rủi ro, thách thức, thích khám phá, tìm tòi, luôn hiếu

kỳ, hiếu động

- Luôn đặt các câu hỏi tại sao? có khả năng dự báo và ấp ủ các ý tưởng mới

- Năng động, nhiệt tình, nhiều đam mê, hài hước

Năng lực tư duy ảnh hưởng đến nhận thức của con người, nghĩa là nó quyết định đến đời sống của con người trong tất cả các lĩnh vực: vật chất, tinh thần, quan hệ

xã hội Từ đó có thể khẳng định nó là yếu tố then chốt của sự phát triển, sự thịnh vượng của mỗi quốc gia

Vì vậy nhiệm vụ cực kì quan trọng của nền giáo dục và đào tạo nước ta hiện nay đó là rèn luyện năng lực tư duy sáng tạo cho học sinh để trở thành chủ nhân tương lai của đất nước

1.1.5 Các yếu tố và quá trình tâm lí trong tư duy sáng tạo

1.1.5.2 Tính liên tưởng:

Là khả năng liên kết từ ý nghĩ này đến ý nghĩ khác dựa trên kinh nghiệm nào

đó Tùy theo từng khía cạnh mà liên tưởng xảy ra theo nhiều hướng khác nhau Các ý tưởng hay ý tưởng sáng tạo đều xuất phát từ khả năng liên tưởng của con người

Trong dạy học, tính liên tưởng thể hiện ở sự vận dụng trí nhớ nhằm tìm ra mối liên hệ giữa bài tập tình huống xuất phát với các bài tập khác tương tự

đa dạng, phát huy được khả năng vận dụng kiến thức liên môn để giải bài tập Đó chính

là cách giúp cho HS khai thác, phát triển trí tưởng tượng của bản thân

1.5.4 Trực giác (linh tính):

Từ vùng tiềm thức và vô thức có thể hình thành nhiều ý tưởng ngoài các ý tưởng

có được nhờ ý thức Khi được học trong điều kiện, môi trường thoải mái, tự do, không

hạn chế khả năng tư duy gò bó trong vùng ý thức rõ ràng thì tự nhiên khả năng trực giác của HS được phát huy, điều này giúp giải phóng thêm nhiều ý tưởng xuất phát từ miền tiềm thức và vô thức

Như vậy cần tích luỹ về lượng cho các thành tố tâm lí trên để tạo đà cho sự nhảy vọt về chất đó là tư duy sáng tạo

Tư duy sáng tạo cần cho tất cả mọi người, mọi nền giáo dục, mọi quốc gia Hiện nay dạy học sáng tạo được coi là một chiến lược quan trọng hàng đầu của tất cả các nền giáo dục phổ thông trên thế giới

1.1.6 Rèn luyện tư duy sáng tạo cho HS trong học tập

Quy luật hình thành và phát triển tư duy sáng tạo đã được đúc kết như sau:

- Tư duy sáng tạo phát triển khi xảy ra tình huống có vấn đề Trong quá trình học tập khi gặp tình huống có vấn đề thì nhu cầu nhận thức xuất hiện, tức là bước khởi đầu của quá trình sáng tạo

- Dựa trên cơ sở thực tiễn tư duy sáng tạo được hình thành và phát triển sau đó quay lại làm phong phú thực tiễn Trong dạy học các bài tập (vấn đề) được xây dựng

từ thực tiến thực chất là giải quyết yêu cầu bức thiết của thực tiễn

- Tư duy độc lập, tư duy phê phán phát triển thành tư duy sáng tạo

- Trong dạy học cùng với dạy tư duy là dạy tri thức, phương pháp Đồng thời coi trọng phương pháp tự học Việc coi trọng bồi dưỡng phương pháp tự học giúp cá nhân có thể thu thập, cập nhật thông tin về tự nhiên, xã hội cùng như giúp hình thành ở

cá nhân nhu cầu nhận thức

- Trong hoạt động dạy học để phát huy khả năng tư duy thì cần cung cấp cho bộ não đầy đủ các dưỡng chất cần thiết, và môi trường hoạt động thuận lợi

- Quá trình hình thành và phát triển tư duy sáng tạo được tích lũy từng bước Qua quá trinh tích lũy nhảy vọt thành các kĩ năng tư duy để giải quyết các vấn đề thực tiễn.Việc rèn luyện kĩ năng tư duy sáng tạo cho HS trong dạy học giúp họ giải quyết tốt các bài tập (vấn đề), và tiến tới điều khiển tư duy sáng tạo

Như vậy, để rèn luyện tư duy sáng tạo cho HS thì sự hứng thú là yếu tố cực kì quan trọng trong hoạt động sáng tạo nói chung và môn vật lí nói riêng Bắt nguồn từ

sự hứng thú HS sẽ tạo ra sản phẩm sáng tạo hay nhận thức ra cái mới, đúc rút ra

những kinh nghiệm mới trong học tập cũng như trong thực tế Điều cơ bản trong tư duy sáng tạo là phải nắm vững kiến thức một cách vững chắc Sự tái hiện những cái

đã biết khởi nguồn cho mọi quá trình sáng tạo Nghĩa là HS vận dụng tri thức đã biết

để giải thích được các sự khác biệt của sự vật, hiện tượng, quá trình diễn biến trong thực tế xảy ra trong tình huống mới Sáng tạo là HS phải có tính nghi ngờ khoa học thể hiện ở thói quen đặt câu hỏi tại sao, làm thế nào, để phát hiện ra vấn đề cần giải quyết từ đó dĩ bất biến, ứng vạn biến là một phương pháp giải quyết vấn đề một cách hiệu quả và mang tính sáng tạo cao Bên cạnh đó, rèn luyện cho HS tư duy độc lập suy nghĩ và tư duy phê phán, đây là hai yếu tố quan hệ mật thiết lần nhau quyết định

có hay không tư duy sáng tạo của con người Đổi mới tư duy cũ, giáo điều, máy móc, thiếu biện chứng và học cách tư duy toàn diện mới có tư duy sáng tạo Đồng thời giúp các em rèn luyện các thao tác tư duy, sự linh hoạt, chi tiết, các phẩm chất tư duy như tính tự giác, tự học, kiên trì, nhẫn nại…

1.2 Dạy học sáng tạo bồi dưỡng tư duy sáng tạo vật lí cho HS

1.2.1 Cơ sở tâm lí học về dạy học sáng tạo

Lí thuyết thích nghi của Piaget và lí thuyết về vùng phát triển gần của Vygotsky

là cơ sở của dạy học sáng tạo

- Lí thuyết thích nghi của Piaget:

Các giai đoạn phát triển những phẩm chất mới của con người đó là:

Mất cân bằng - điều ứng - đồng hóa - thích nghi - lập lại cân bằng ở trình độ cao hơn

- Lí thuyết về vùng phát triển gần của Vygotsky:

Vùng phát triển gần là vùng nằm giữa khả năng đang có nhiệm vụ mới phải thực hiện mà ta chưa có phương án thực hiện Bằng sự cố gắng của bản thân và dưới

sự giúp đỡ của những người có trình độ thì bản thân có thể tự lực thực hiện được Những phẩm chất tâm lí dễ dàng phát triển nhất khi vùng này được phát huy

Do vậy, khi trao nhiệm vụ cho HS nằm trong vùng phát triển gần, HS có thể hoàn thành nhiệm vụ chỉ cần cố gắng một chút Ngoài ra để vượt qua khó khăn, hoàn thành nhiệm vụ HS có thể cần sự giúp đỡ, hỗ trợ của bạn bè và giáo viên

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

Các chức năng: giáo dục, giáo dưỡng và phát triển tạo nên lí luận dạy học sáng tạo 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), tư duy sáng tạo phát triển giúp HS chiếm lĩnh được tri thức và dạy học sáng tạo góp phần bồi dưỡng cho HS những đức tính cần cù, chủ động, tích cực, kiên trì, vượt khó, tính kế hoạch và thói quen tự kiểm tra, đánh giá,

Sơ đồ 1.1 Chu trình nhận thức sáng tạo của Razumôpxki

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

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

Các mức độ dạy học nêu và giải quyết vấn đề:

 Mức thấp nhất: GV đưa ra hệ thống câu hỏi theo trọng tâm, mục đích yêu cầu của bài

 Mức độ cao: HS hoàn thành đề tài nhỏ theo yêu cầu của GV, có thể thực hiện

ở lớp, phòng thí nghiệm hay ở nhà rồi lên lớp trình bày, thảo luận trước tổ hoặc lớp từ

- HS phải tự vận động, tự lực hoạt động, có thể được trợ giúp bởi bạn bè, giáo viên nhưng tuyệt đối không được làm thay

- Kích thích sự hứng thú của HS để tham gia vào giải quyết các vấn đề học tập, luyện tập các phương pháp nhận thức khoa học, chú trọng phương pháp thực nghiệm

và phương pháp mô hình, rèn luyện cách thu thập và xử lí thông tin, đưa ra dự đoán,

đề xuất phương án thí nghiệm, kiểm tra dự đoán đã đề ra khi dạy học vật lí

1.2.3.2 Tăng cường sử dụng các phương tiện dạy học

Trong nền giáo dục hiện nay, việc sử dụng các phương tiện dạy học như các thiết bị dạy học, phòng bộ môn, phòng thí nghiệm, bàn ghế, các phương tiện kĩ thuật, thí nghiệm ảo, bài giảng điện tử góp phần hỗ trợ cực kì hiệu quả cho quá trình dạy học Bên cạnh việc trang bị cho HS có điều kiện nhận thức thế giới bên ngoài tốt hơn, rèn

óc tư duy sáng tạo thì sự vận dụng một cách hiệu quả các phương tiện dạy học góp phần đáng kể nâng cao hiệu quả lao động, giảm cường độ làm việc của GV Là nguồn minh chứng khẳng định tính chính xác, bền vững và khả năng gây hứng thú học tập, tăng cường sự tập trung chú ý đối với bài học

Quá trình lĩnh hội kiến thức khi sử dụng phương tiện dạy học như các bài thí nghiệm thực hành, HS luôn được đặt trước tình huống mới, đòi hỏi họ phải tư duy sáng tạo Khi đó, rèn luyện được tính kiên trì, cẩn thận, chính xác, kỉ luật, lòng yêu lao động, óc sáng tạo phát triển

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

Người lao động sáng tạo hội tụ đầy đủ ba năng lực cơ bản đó là: Óc tưởng tượng, tư duy không gian và tư duy logic

Vật lí là môn học thực nghiệm vì vậy HS rèn luyện ba năng lực trên thông qua các phương tiện trực quan Tuy nhiên, ta có thể khuyến khích các em phát huy óc tưởng tượng, tư duy trừu tượng mà không nhất thiết phải dựa dẫm vào các phương tiện

có sẵn

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

Việc sử dụng bài tập sáng tạo trong dạy học góp phần rèn luyện các thao tác tư duy, kích thích tính sáng tạo của HS, góp phần đào tạo người lao động luôn năng động, sáng tạo

1.2.3.5 Bồi dưỡng phương pháp tự học cho học sinh

Theo xu thế giáo dục hiện nay, người ta luôn chú trọng năng lực tự học Mỗi người cần nâng cao ý thức tự học để có thể học tập suốt đời Từ đó khắc sâu, hiểu sâu kiến thức phục vụ cuộc sống Để đạt hiệu quả cao trong quá trình tự học thì cần sự hướng dẫn của GV những kiến thức cơ bản và năng lực xử lí thông tin, chú ý đặc thù

bộ môn để hướng dẫn phương thức tiếp cận môn học

Khi đó bằng tư duy độc lập, tư duy phê phán HS tiếp thu và xử lí thông tin một cách linh hoạt từ đó phát triển tư duy sáng tạo

1.2.3.6 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, nhà bác học, nhà phát minh, nhà sáng chế nổi tiếng hay học sinh, sinh viên tiêu biểu không những kích thích được tiềm năng sáng tạo của HS mà còn gây được hứng thú học tập môn học

1.2.3.7 Phát động tham gia cuộc thi sáng tạo khoa học kĩ thuật Tổ chức các hoạt động ngoại khoá, tham quan, dã ngoại, khen thưởng các HS tích cực tư duy trong học tập

+ Khuyến khích, động viên, phát động HS tham gia cuộc thi sáng tạo khoa học

kĩ thuật do sở giáo dục, sở khoa học công nghệ, Bộ GD - ĐT tổ chức hàng năm

+ Tổ chức và động viên HS tham gia tích cực các cuộc thi sáng tạo trong các lĩnh vực như nghệ thuật, kiến trúc, giao thông, môi trường

+ Xây dựng chương trình để cho HS trải nghiệm thực tế Từ đó liên hệ thực tiễn

và giải thích thực tiễn bằng kiến thức đã học

+ Phát động HS tham gia giải, gửi bài trên các tạp chí nhằm rèn luyện tư duy sáng tạo và kích thích niềm đam mê môn vật lí

1.3 Bài tập sáng tạo và việc bồi dưỡng năng lực tư duy sáng tạo cho HS trong dạy học vật lí

1.3.1 Khái niệm bài tập sáng tạo

Là dạng bài tập mà giả thiết có những đại lượng vật lí bị ẩn dấu, không có thông tin đầy đủ liên quan đến hiện tượng quá trình vật lí, không chứa đựng chỉ dẫn trực tiếp và gián tiếp về angôrit giải hay kiến thức vật lí cần sử dụng [15]

1.3.2 So sánh Bài tập sáng tạo và Bài tập luyện tập

Có nhiều cách gọi tên và phân loại Bài tập vật lí Có thể chia Bài tập Vật lí thành hai loại là Bài tập luyện tập và Bài tập sáng tạo dựa vào tính chất của quá trình

tư duy khi giải bài tập là tính chất tái hiện hay tính chất sáng tạo

+ Bài tập luyện tập (BTLT) là loại bài tập tái hiện đó là HS so sánh bài tập cần

giải với các dạng bài tập đã biết cách giải Tức là có thể giải dễ dàng giải theo mẫu mà không cần huy động sự sáng tạo của tư duy để giải quyết vấn đề và ra quyết định Loại bài tập này nhằm củng cố kiến thức vật lí giúp HS hiểu sâu hơn bản chất vật lí của các hiện tượng vật lí, cũng như rèn luyện các kĩ năng phân tích, tổng hợp, các thao tác tính toán, xử lí số liệu

+ Ngược lại, Bài tập sáng tạo đòi hỏi HS huy động khả năng tư duy, sự liên

tưởng cũng như vận dụng kiến thức một cách linh hoạt để giải quyết vấn đề và đưa ra quyết định vì loại bài tập không có angôrit giải Trong thời đại hiện nay đòi hỏi phải đào tạo được nguồn nhân lực năng động, sáng tạo có chất lượng cao đáp ứng nhu cầu phát triển kinh tế trong thời kì hội nhâp Với chức năng bồi dưỡng tư duy sáng tạo, việc sử dụng BTST trong dạy học vật lí đóng vai trò quan trọng trong quá trình tạo ra nguồn nhân lực đạt các yêu cầu trên Trong quá trình dạy học để phát hiện và bồi dưỡng HS giỏi thì BTST vật lí là phương tiện hữu hiệu bồi dưỡng tư duy sáng tạo cho các em

Tuy nhiên, tùy vào đối tượng hay thời điểm sử dụng mà BTST có tính mới hay trở thành BTLT sau khi đã biết BTST chỉ được sử dụng cũng như giải được BTST khi

HS giải thành thạo BTLT

1.3.3 Các dấu hiệu nhận biết bài tập sáng tạo về vật lí

Theo Ra-zu-mốp-xki, BTST được chia làm hai loại Đó là:

 BT nghiên cứu: Là loại BT yêu cầu HS nghiên cứu để giải thích một hiện tượng mới gặp nào đó nhằm trả lời câu hỏi: Tại sao?

 BT thiết kế: Là loại BT này HS phải đề xuất được một thiết bị thỏa mãn yêu cầu tạo ra một hiện tượng vật lí nào đó nhằm trả lời câu hỏi: Làm thế nào?

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

1.3.3.1 Bài tập có nhiều cách giải

Việc giải bài tập bằng nhiều cách có thể tạo cho HS thói quen khai thác, đánh

giá, nhận định vấn đề dưới nhiều góc độ, lúc này tính sáng tạo của họ được kích thích

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

Loại bài tập này thường có nhiều câu hỏi, câu hỏi đầu tiên là bài tập luyện tập, các câu hỏi tiếp theo có hình thức tương tự nhưng gặp bế tắc khi vận dụng phương pháp giải như trên vì nội dung câu hỏi đã có sự biến đổi về chất

1.3.3.3.Bài tập thí nghiệm

Có hai loại: bài tập thí nghiệm định tính, bài tập thí nghiệm định lượng Bài tập thí nghiệm định tính đòi hỏi thiết kế thí nghiệm theo một mục đích cho trước, thiết kế một dụng cụ vật lí hoặc làm thí nghiệm theo chỉ dẫn quan sát và giải thích hiện tượng xảy ra Bài tập thí nghiệm định lượng gồm bài tập đo đạc các đại lượng vật lí, minh hoạ quy luật vật lí bằng thí nghiệm

1.3.3.4 Bài tập cho thiếu, thừa, hoặc sai dữ kiện

Dạng bài tập này có tác dụng rèn luyện tư duy phê phán, tư duy sáng tạo cho HS.Vấn đề chỉ được giải quyết khi HS phát hiện được những điều chưa hợp lí và có được sự lí giải cần thiết, với trường hợp thiếu dữ kiện thì phải tự tìm số liệu thích hợp bổ sung cho bài toán, nếu là sai đề thì phải tìm ra chỗ sai và đưa ra giải pháp tối

ưu làm cho đề toán hết sai Bài tập này còn gặp trong trường hợp HS cần có ý tưởng

để đề xuất hoặc thiết kế vận dụng tri thức để đạt được yêu cầu nào đó của cuộc sống hay kĩ thuật

1.3.3.5 Bài tập nghịch lí ngụy biện

Khi giải dạng bài tập này thì kết luận rút ra mâu thuẫn với thực tiễn hay mâu thuẫn với nguyên tắc, định luật vật lí đã biết, tức là bằng sự ngụy biện của bài toán đưa đến sự nghịch lí Các bài tập cho thừa, thiếu, sai dữ kiện và bài tập nghịch lí ngụy biện dụng nhằm bồi dưỡng tư duy phê phán, phản biện cho HS, giúp cho tư duy HS nhạy bén hơn

1.3.3.6 Bài toán hộp đen

Theo Bunxơman, từ các dữ kiện “đầu vào”, “đầu ra” có thể đưa ra mô hình cấu trúc của đối tượng cần nghiên cứu với cấu trúc bên trong là đối tượng nhận thức mới (chưa biết) Sử dụng kiến thức tổng hợp, phân tích mối quan hệ giữa dữ kiện “đầu vào”, “đầu ra” để tìm cấu trúc bên trong của hộp đen.Việc giải bài toán hộp đen có chức năng giáo dưỡng đồng thời có tác dụng bồi dưỡng tư duy sáng tạo cho HS

1.3.4 Dạy học Bài tập sáng tạo về Vật lí nhằm bồi dưỡng năng lực tư duy sáng tạo cho HS

Trong thời đại công nghệ 4.0 hiện nay thì vấn đề “sáng tạo” là yếu tố quyết định sự phát triển của nhân loại, của mỗi quốc gia và mỗi cá nhân con người Lĩnh vực Vật lí nói chung và giáo dục môn Vật lí nói riêng trong nhà trường đạt tới đỉnh cao về

sự ứng dụng trong khoa học kĩ thuật và đời sống cũng nhờ vào khả năng tư duy sáng tạo trong quá trình lĩnh hội, vận dụng tri thức của người học Để bồi dưỡng được các phẩm chất của tư duy sáng tạo cho người học như tính linh hoạt, độc đáo, sự mềm dẻo, nhanh nhạy đặc biệt là trí tưởng tượng được phát huy tối đa Đồng nghĩa với việc người học biết vận dụng linh hoạt, sáng tạo để giải quyết những tình huống mới, hoàn cảnh mới, thậm chí tự xây dựng được các ý tưởng mới thì việc người dạy phải đưa được hệ thống “Bài tập sáng tạo” thích hợp vào dạy học là điều kiện tiên quyết Đối với bộ môn Vật lí nếu bài tập luyện tập là loại bài tập được xây dựng để rèn luyện kĩ năng áp dụng những kiến thức xác định giải các bài tập theo một khuôn mẫu đã có thì bài tập sáng tạo (BTST) là bài tập mà giả thiết không có thông tin đầy đủ liên quan đến hiện tượng, quá trình vật lí, có những đại lượng vật lí được ẩn dấu, điều kiện bài toán không chứa đựng chỉ dẫn trực tiếp và gián tiếp về cách giải hay kiến thức cần sử dụng thì việc hướng dẫn HS tìm được lời giải cho dạng bài tập này là sự thành công trong việc bồi dưỡng năng lực tư duy sáng tạo cho HS cũng như của mục tiêu giáo dục môn Vật lí đặt ra

1.4 Vận dụng các nguyên tắc sáng tạo của TRIZ vào dạy học vật lí [25] [26]

1.4.1 TRIZ là gì?

* Năm 1946 Genrikh Saulovich Altshuler (1926 - 1998) TRIZ đặt nền móng cho hệ thống lí thuyết về lĩnh vực khoa học sáng tạo được gọi là TRIZ phiên âm từ

tiếng Nga là TPИЗ (Viết tắt từ tiếng Nga: Teopия peшения изобретательских задач)

nghĩa là lý thuyết giải các bài toán sáng chế, thuật ngữ tiếng Anh: Theory of inventive problem solving tips

* Phương pháp luận sáng tạo (PPLST) TRIZ đánh dấu sự bùng nổ về ứng dụng lí thuyết sáng tạo vào thực tiễn một cách cực kì hiệu quả trong tất cả các lĩnh vực khoa học trên thế giới Nó được đưa vào làm môn học chính ở một số trường đại

học ở khối kĩ thuật Ở Việt Nam người khởi xướng đưa môn khoa học này vào hệ thống giáo dục là Giáo sư, Tiến sĩ vật lí thực nghiệm Phan Dũng và Kỹ sư Dương Xuân Bảo, với giáo án gồm 60 tiết được công nhận là tốt nhất thế giới Tuy nhiên, hiện nay sự vận dụng TRIZ vào quá trình dạy học là quá mới Thực tế các quá trình học tập của HS chỉ dừng ở mức độ tự phát chứ không phải là kết quả của một quá trình rèn luyện được định hướng một cách hệ thống, khoa học Vì vậy, HS khi cần giải quyết các vấn đề đòi hỏi mức tư duy cao thì HS thường lúng túng, gặp nhiều trở ngại Với bộ môn Vật lí là môn học thực nghiệm việc sử dụng TRIZ trong dạy học có vai trò quan trọng theo phương pháp thực nghiệm, mô hình, tương tự có thể giúp người học dễ dàng tìm ra cách giải quyết vấn đề, các biện pháp kĩ thuật, cách xử lí các khó khăn trong thực tiễn

* Nội dung cơ bản của TRIZ gồm:

- 9 quy luật phát triển hệ thống

- 40 nguyên tắc sáng tạo (NTST) cơ bản

- 11 biến đổi mẫu dùng để giải bài toán sáng chế

* Sự sáng tạo lấy TRIZ làm một công cụ hỗ trợ để:

- Tăng cường tính hệ thống của quá trình sáng tạo, rút ngắn thời gian, tiết kiệm công sức

- Làm cho quá trình sáng tạo trở thành một khoa học, có những tiêu chí, nguyên tắc nhất định chứ không phải một quá trình mày mò, may rủi

- Con người được rèn luyện khả năng sáng tạo, khả năng thích ứng, khả năng và

kĩ năng giải quyết vấn đề

* Để giải quyết một vấn đề theo lý thuyết sáng tạo của TRIZ, thông thường người ta phải thực hiện các trình tự sau:

Bước 1: Xác định bài toán cần giải

Bước 2: Xác định cách tiếp cận bài toán, liên quan đến bài toán cần giải Phân tích các mâu thuẫn nảy sinh trong vấn đề

Bước 3: Vận dụng các NTST để tìm ý tưởng giải toán

Bước 4: Phát triển các ý tưởng thành các giải pháp và kết cấu kỹ thuật

Bước 5: Áp dụng thực tế

1.4.2 Các nguyên tắc sáng tạo của TRIZ

“Thủ thuật sáng tạo là các thao tác tư duy đơn giản, có tính định hướng nhất định Có thể coi thủ thuật là lời chỉ dẫn: Cần phải suy nghĩ về hướng nào” và: “Các thủ thuật được chọn ra là các thủ thuật đủ mạnh, khá bền vững với thời gian và mang tính khách quan cao được gọi là những nguyên tắc”, theo TRIZ có 40 thủ thuật (nguyên tắc) sáng tạo cơ bản Từ hướng nghiên cứu của đề tài để vận dụng vào dạy học sáng tạo, chúng tôi trình bày 10 nguyên tắc như sau:

- Nguyên tắc phân nhỏ

* Nội dung:

- Chia đối tượng thành các phần độc lập

- Làm đối tượng trở nên tháo lắp được

- Tăng mức độ phân nhỏ của đối tượng

- Nguyên tắc thay đổi các thông số hoá lý của đối tượng

* Nội dung

- Thay đổi trạng thái đối tượng

- Thay đổi nồng độ hay độ đậm đặc

- Thay đổi độ dẻo, độ cứng

- Thay đổi nhiệt độ, thể tích

- Nguyên tắc kết hợp

* Nội dung

- Kết hợp các đối tượng đồng nhất hoặc các đối tượng dùng cho các hoạt động

kế cận, kết hợp về mặt thời gian các hoạt động đồng nhất hoặc kế cận nhằm đem lại tính năng vượt trội cho sản phẩm hay giải pháp

- Nguyên tắc đảo ngược

* Nội dung

- Thay vì thực hiện theo yêu cầu bài toán, hãy thực hiện ngược lại

- Làm phần chuyển động của đối tượng thành đứng yên và ngược lại, phần đứng yên thành chuyển động

- Lật ngược đối tượng

- Nguyên tắc linh động

* Nội dung

- Cần thay đổi các đặt trưng của đối tượng hay môi trường bên ngoài sao cho chúng tối ưu trong từng giai đoạn làm việc

- Phân chia đối tượng thành từng phần, có khả năng dịch chuyển với nhau

- Nguyên tắc giải “thiếu” hoặc “thừa”

- Sử dụng những tác nhân có hại để thu được hiệu ứng có lợi

- Khắc phục tác nhân có hại bằng cách kết hợp nó với tác nhân có hại khác

- Tăng cường tác nhân có hại đến mức nó không còn có hại nữa

- Nguyên tắc quan hệ phản hồi

* Nội dung

- Thiết lập quan hệ phản hồi

- Nếu đã có quan hệ phản hồi, hãy thay đổi (hoàn thiện) nó

- Nguyên tắc tự phục vụ

* Nội dung

- Đối tượng phải tự phục vụ bằng cách thực hiện các thao tác phụ trợ, sửa chữa

- Sử dụng phế liệu, chất thải, năng lượng dư

- Nguyên tắc sao chép (Copy)

1.4.3 Vận dụng các nguyên tắc sáng tạo TRIZ xây dựng BTST môn vật lí

Phương pháp luận sáng tạo nhằm mục đích tạo ra bất kì cái gì có đồng thời tính mới và tính ích lợi đó là TRIZ Cụm từ “bất kì cái gì” nói lên rằng sáng tạo

có mặt ở bất kì lĩnh vực nào trong thế giới vật chất và tinh thần, kể cả lĩnh vực

xây dựng BTST về Vật lí, do vậy các NTST của TRIZ đóng vai trò cực kì quan

trọng trong việc hình thành các ý tưởng sáng tạo Hầu hết các NTST của TRIZ đều xây dựng dựa trên quy luật biện chứng vì thế chúng có sự tương đồng, đan xen nhau Để xây dựng và hướng dẫn HS giải BTST có thể lựa chọn và sử dụng một tổ hợp các NTST của TRIZ Lí thuyết TRIZ được vận dụng trong toàn bộ các nghành khoa học kĩ thuật liên quan đến phát minh, sáng chế và vật lí học là một khoa học mà lí thuyết và sản phẩm của nó chính là các sản phẩm khoa học kĩ thuật Vì vậy một số NTST của TRIZ có thể vận dụng để xây dựng bài BTST và hướng dẫn học sinh giải BTST nhằm rèn luyện cho học sinh khả năng sáng tạo, khả năng thích ứng, khả năng và kĩ năng giải quyết vấn đề Từ lí luận dạy học ta

sử dụng sơ đồ chuyển một số NTST của TRIZ thành một số NTST để xây dựng các bài tập sáng tạo như sau:

Nghĩa là các NTST trong TRIZ chuyển thành NTST trong xây dựng BTST qua

Ví dụ: Nguyên tắc phân nhỏ

- Chia đối tượng thành các phần độc lập

- Làm đối tượng trở nên tháo lắp được

- Tăng mức độ phân nhỏ của đối tượng

Nguyên tắc này thường dùng trong những trường hợp khó làm “trọn gói”,

“nguyên khối”, “một lần” Nói cách khác, phân nhỏ ra cho vừa sức, dễ thực hiện, phù hợp với những phương tiện hiện có

- Trong quá trình giải quyết một vấn đề, bài tập vật lí khó ta chia vấn đề, bài tập thành nhiều giai đoạn đơn giản hơn hoặc chia bài tập khó thành một số bài toán trung gian

1.4.4 Quy trình xây dựng và sử dụng BTST vật lí trên cơ sở vận dụng các nguyên tắc của TRIZ

Trên cơ sở phương pháp luận sáng tạo TRIZ và chu trình sáng tạo khoa học trong vật lí học, mối quan hệ giữa TRIZ và BTST trong quá trình giảng dạy, bồi dưỡng

tư duy sáng tạo cho HS, tham khảo phương pháp xây dựng BTST, tôi xây dựng bài tập sáng tạo theo các bước như sau:

- Bước 1: Chọn BT xuất phát

- Bước 2: Chuyển BT xuất phát thành BTST dựa trên các nguyên tắc sáng tạo TRIZ

- Bước 3: Định hướng cho HS giải BTST sử dụng các nguyên tắc sáng tạo TRIZ

- Bước 4: Giải BTST

1.5 Định hướng HS giải các bài tập sáng tạo và các biện pháp sư phạm sử dụng trong dạy học sáng tạo

1.5.1 Định hướng tư duy về giải bài tập sáng tạo

Có ba kiểu định hướng tư duy đề định hướng cho học sinh tùy theo nội dung bài tập và mục đích sư phạm của việc giải bài tập [14, 113]:

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

Khi HS vận dụng các kiến thức đã biết vào việc giải bài tập nhưng chưa có phương pháp, quy trình thích hợp thì GV hướng dẫn cho các em tìm tòi bằng phương pháp phân tích, tổng hợp, so sánh để tìm ra dấu hiệu tương tự với cái đã biết (phương pháp tương tự) Bằng cách sử dụng câu hỏi định hướng tư duy có thể giúp HS nhận ra phương pháp tương tự để giải quyết vấn đề trong quá trình hướng dẫn HS giải bài tập

1.5.1.2 Hướng dẫn tìm tòi sáng tạo từng phần

Khi nghiên cứu tài liệu mới có thể sử dụng kiểu định hướng này

Bên cạnh sử dụng những kiến thức đã biết, đòi hỏi HS phải thực sự sáng tạo tức

là cần vận dụng các nguyên tắc sáng tạo bằng các câu hỏi định hướng tư duy do GV đưa ra để giải quyết vấn đề mà không có con đường suy luận lôgic để suy ra từ cái đã biết Hướng dẫn HS vận dụng các nguyên tắc sáng tạo trong việc giải bài tập nhiều lần dần dần giúp cho HS tích luỹ kinh nghiệm, sự nhạy cảm phát hiện, khả năng đề xuất các giải pháp sáng tạo để đạt được mục đích

1.5.1.3 Hướng dẫn tìm tòi sáng tạo khái quát

Là quá trình HS tự vạch kế hoạch chi tiết và thực hiện kế hoạch đó dưới sự chỉ dẫn của GV về cách xây dựng phương hướng chung giải quyết vấn đề Tuy nhiên theo quy trình này chỉ áp dụng cho đối tượng HS khá và giỏi Nếu trong lớp học không phân chia năng lực riêng thì GV có thể kết hợp với kiểu hướng dẫn tìm tòi sáng tạo từng phần Giao nhiệm vụ cho HS khá tích cực tham gia thảo luận ngay từ khi xác định phương hướng và lập kế hoạch tổng thể, HS yếu hơn giải quyết từng phần cụ thể của kế hoạch đã lập ra

1.5.2 Một số biện pháp sư phạm ứng dụng trong quá trình dạy học Bài tập sáng tạo chương “Tĩnh học vật rắn” Vật lí lớp 10 THPT Nâng cao

Trước mỗi tiết dạy học giáo viên cần chuẩn bị giáo án một cách kĩ lưỡng để điều hành giờ dạy đạt mục tiêu đặt ra Đó là việc lựa chọn hệ thống kiến thức, hệ thống bài tập phù hợp với từng đối tượng HS, hệ thống câu hỏi dẫn dắt, định hướng nhằm kích thích, khơi dậy khả năng tò mò, trí thông minh, tính sáng tạo cho HS Đồng thời bản thân giáo viên cũng phải chuẩn bị tâm lí để kịp thời xử lí những tình huống thực

tế, bất ngờ xảy ra trong giờ dạy học Ngoài ra một số biện pháp không thể thiếu đòi hỏi giáo viên phải huy động một cách bài bản, chủ động, tích cực và sáng tạo sau đây:

1.5.2.1 Tổ chức dạy học tích cực

Giáo viên là tác nhân chính trong nỗ lực tạo ra các điều kiện tôt nhất giúp HS tiếp nhận kiến thức đồng thời phát triển các kĩ năng ngay tại lớp học bằng việc ứng dụng các nghiệp vụ sư phạm chuyên nghiệp của mình Ngoài trách nhiệm giảng dạy, giáo viên còn phải làm tốt một số công tác sau:

 Quản lí: Khởi tạo các hoạt động trong lớp học, hướng dẫn HS tham gia các hoạt động, đặt HS vào trong tình huống bắt buộc phải tư duy, lôi cuốn HS tham gia vào giải quyết vấn đề, trả lời câu hỏi, đặt câu hỏi, thảo luận, giải thích, tranh luận, động não… thay vì chỉ ngồi nghe giảng

 Điều phối: Góp phần tăng tính năng động cho các hoạt động trong lớp, bổ sung các thông tin cần thiết và hữu ích cho các hoạt động cung cấp các tác nhân kích

thích cho quá trình học tập cũng như tạo động cơ học tập như động viên, khuyến khích

và hỗ trợ kĩ thuật

 Đánh giá: Đánh giá thành tích của người học, cung cấp ý kiến phản hồi cho các hoạt động của người học, hướng dẫn người học phát hiện và sữa chữa các điểm yếu, đồng thời phát huy các điểm mạnh phục vụ các bài học sau

1.5.2.2 Kết hợp đa dạng các phương pháp dạy học

Trong giáo dục, mỗi phương pháp dạy học mang một màu sắc riêng, có ưu, nhược điểm và giới hạn sử dụng riêng Vì vậy trong dạy học cần phối hợp đa dạng các phương pháp và hình thức trong toàn bộ quá trình dạy học nhằm nâng cao chất lượng, hiệu quả dạy học Cần kết hợp các hình thức dạy học toàn lớp, dạy học nhóm, nhóm đôi, dạy học

cá thể, sử dụng những phương pháp chuyên biệt như đóng vai, nghiên cứu trường hợp, dự

án nhằm thực hiện mục tiêu dạy học, kích thích khả năng sáng tạo của HS

1.5.2.3 Vận dụng dạy học giải quyết vấn đề, dạy học theo tình huống, dạy học theo định hướng hành động và tăng cường sử dụng phương tiện dạy và công nghệ thông tin

Dạy học giải quyết vấn đề nhằm phát triển năng lực tư duy, khả năng nhận biết

và khả năng giải quyết vấn đề, HS được đặt trong một tình huống có vấn đề đó là tình huống chứa đựng mâu thuẫn nhận thức, thông qua việc giải quyết vấn đề HS lĩnh hội tri thức, kĩ năng và phương pháp nhận thức Vật lí là môn học gắn liền thực tiễn vì vậy

sử dụng dạy học theo tình huống là việc dạy học được tổ chức theo một chủ đề phức hợp gắn với các tình huống thực tiễn cuộc sống và nghề nghiệp góp phần khắc phục tình trạng xa rời thực tiễn của các môn khoa học chuyên môn, rèn luyện cho HS năng lực giải quyết các vấn đề phức hợp, liên môn Tuy nhiên các tình huống trong dạy học

là những tình huống mô phỏng lại, chưa phải là tình huống thực Đối với bộ môn Vật lí thì yêu cầu kết hợp giữa lí thuyết và thực hành là điều không thể tách rời Đồng nghĩa với sự cần thiết vận dụng dạy học định hướng hành động tức là làm cho hoạt động trí

óc và lao động chân tay kết hợp chặt chẽ với nhau ví dụ như dạy học dự án Bên cạnh

đó với đặc thù bộ môn Vật lí thì việc sử dụng, lắp ráp, chế tạo các bộ thí nghiệm thực hành góp phần không nhỏ trong quá trình dạy học sáng tạo cho HS Đồng thời sử dụng

đa phương tiện và công nghệ thông tin hợp lí nâng cao hiệu quả rõ rệt

1.5.2.4 Bồi dưỡng phương pháp học tập và đổi mới kiểm tra đánh giá kết qua học tập của HS [17]

Trong thời kì công nghiệp hóa, hiện đại hóa phát triển như vũ bão để đáp ứng với sự phát triển đó nền giáo dục cần phải có trách nhiệm bồi dưỡng cho HS phương pháp tự học một cách chủ động, tích cực nhằm tạo nên các thế hệ HS có thể phát huy năng lực sáng tạo phục vụ cho khoa học, đời sống Để làm được điều này thì một yếu

tố không thể thiếu đó là đổi mới kiểm tra đánh giá kết quả học tập của HS từ: mục tiêu, nội dung đánh giá; đa dạng về hình thức kiểm tra- đánh giá; đa dạng hóa loại hình kiểm tra viết bằng cách sử dụng trắc nghiệm khách quan; hiện đại hóa phương tiện đo lường, kiểm tra đánh giá; tăng cường sự quan sát và đánh giá thường xuyên đối với quá trình học tập của HS; khai thác thông tin phản hồi trong đo lường, kiểm tra và đánh; phối hợp với gia đình HS trong quá trình đánh giá kết quả học tập

Cần luyện tập cho HS phương pháp nhận thức chung như phương pháp thu thập, xử lí, đánh giá thông tin, phương pháp tổ chức làm việc, phương pháp làm việc nhóm, phương pháp chuyên biệt của bộ môn Vật lí là biện pháp khả thi giúp HS lĩnh hội, khám phá, sáng tạo kiến thức mới

Kết luận chương 1

Qua nghiên cứu cơ sở lí luận về dạy học sáng tạo kết quả cho thấy để đáp ứng

xu thế toàn cầu về phát triển tri thức ứng dụng vào thời kì đỉnh cao của công nghệ, khoa học như hiện nay thì việc giáo dục, bồi dưỡng TDST cho HS là nhiệm vụ cực kì quan trọng và cấp thiết Đặc biệt đối với môn học mang tính thực nghiệm như Vật lí ở trường THPT thì BTST là phương tiện ưu việt nhất rèn luyện TDST đảm bảo mục tiêu giáo dục đề ra trong bối cảnh hiện nay

TDST được rèn luyện bởi hệ thống BTST mà các BTST hiện nay còn hạn chế

về số lượng, chưa thực sự được chú trọng hoặc GV chưa nắm bắt, tiếp cận được xu thế phát triển năng lực tư duy trong dạy học hoặc một số BTST có thể lại trở thành BTLT

Do đó, cần xây dựng các chương trình tập huấn cho GV để tiếp cận lý thuyết TRIZ để chủ động xây dựng hệ thống BTST sử dụng các NTST nhằm phát triển khả năng sáng tạo, khả năng thích ứng, kĩ năng giải quyết vấn đề, tăng cường tính hệ thống của quá trình sáng tạo, rút ngắn thời gian, tiết kiệm công sức và quá trình sáng tạo thực sự trở thành một khoa học

Để đáp ứng nhu cầu giáo dục hiện nay về rèn luyện khả năng sáng tạo cho HS chúng tôi sẽ vận dụng các NTST của TRIZ để xây dựng và sử dụng BTST vào dạy học chương “Tĩnh học vật rắn” - Vật lí 10 nâng cao ở chương 2

Chương 2 XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG BÀI TẬP SÁNG TẠO DẠY HỌC

CHƯƠNG “TĨNH HỌC VẬT RẮN” - VẬT LỚP 10 NÂNG CAO

2.1 Tổng quan về nội dung dạy học chương “Tĩnh học vật rắn” -Vật lí lớp

1 Cân bằng của vật rắn dưới tác dung của hai lực Trọng tâm

2 Cân bằng của vật rắn dưới tác dụng của ba lực không song song

3 Quy tắc hợp lực song song Điều kiện cân bằng của một vật rắn dưới tác dụng của ba lực song song

4 Mô men của lực Điều kiện cân bằng của một vật rắn có trục quay cố định

Theo cấu trúc như trên mục tiêu dạy học được xác định:

- Biết được định nghĩa giá của lực, phân biệt giá với phương

- Biết định nghĩa trọng tâm của vật rắn

- Nắm vững điều kiện cân bằng của vật rắn dưới tác dụng của hai lực, vận dụng điều kiện ấy để tìm phương pháp xác định đường thẳng đứng, xác định trọng tâm của vật rắn, xác định điều kiện cân bằng của một vật trên giá đỡ nằm ngang

- Tập dượt cách suy luận chặt chẽ

- Biết cách tổng hợp hai lực đồng quy tác dụng lên cùng một vật rắn

- Biết cách suy luận dẫn đến điều kiện cân bằng của một vật rắn chịu tác dụng của ba lực song song và trình bày được thí nghiệm minh họa

- Có kĩ năng vận dụng điều kiện cân bằng để giải một số bài tập

- Hiểu và vận dụng được quy tắc hợp lực hai lực song song cùng chiều

- Phân tích được một lực thành hai lực song song tùy theo điều kiện của bài toán

- Hiểu và vận dụng được điều kiện cân bằng của vật rắn dưới tác dụng của ba lực song song và hệ quả của quy tắc này

- Có khái niệm về ngẫu lực và mô men của ngẫu lực

- Định nghĩa được mô men lực, công thức tính mô men trong trường hợp lực trực giao với trục quay

- Vận dụng được khái niệm mô men của lực và quy tắc mô men để giải thích một số hiện tượng vật lí và giải một số bài tập đơn giản

2.2 Cấu trúc trình bày kiến thức chương “Tĩnh học vật rắn” Vật lí lớp 10 THPT nâng cao

2 lực song song

Mô men lực

M = F d

Ngẫu lực

Cân bằng của vật rắn

có mặt chân đế

Các dạng cân bằng

Quy tắc tổng hợp 2 lực đồng quy

Điều kiện cân bằng F1 + F2 + F3= 0

Điều kiện cân bằng F1 + F2 + F3= 0

Quy tắc

mô men lực

2.3 Thực trạng dạy học Bài tập Vật lí nói chung, BTST về Vật lí nói riêng

ở trường phổ thông

2.3.1 Thực trạng dạy học Bài tập Vật lí ở trường phổ thông

- Thực trạng giảng dạy ở địa phương:

+ Còn nhiều GV chưa nhận thức đúng về vai trò của việc giải bài tập vật lí, việc truyền đạt kiến thức mang tính rèn luyện kĩ năng vận dụng các công thức vật lí qua đó đánh giá kiến thức HS có giải được bài tập hay không mà chưa khai thác kĩ khía cạnh liên hệ với thực tiễn và ứng dụng vào thực tiễn tức là khơi nguồn tư duy sáng tạo của

HS phục vụ vào khoa học, đời sống

+ Đa số GV chưa cập nhật về bài tập sáng tạo một cách có hệ thống hay nói cách khác họ chưa có nhiều cơ hội, chưa được tạo điều kiện tiếp cận để xây dựng và sử dụng BTST một cách bài bản để áp dụng trong quá trình dạy học

+ Vận dụng BTST chương Tĩnh học vật rắn trong dạy học vật lí cũng ít được chú trọng gần như chưa thực hiện được

- Tài liệu phục vụ dạy học sáng tạo:

+ Chưa được cung cấp tài liệu lí luận về xây dựng và sử dụng bài tập sáng tạo theo quá trình học các chuyên đề phục vụ giảng dạy vật lí

+ SGK vật lí lớp 10 và Sách BT vật lí lớp 10, sách tham khảo gần như chưa có

sự phân loại về dạng bài tập luyện tập hay bài tập sáng tạo

- GV chưa làm tròn trách nhiệm trong việc đầu tư chất xám nhằm nâng cao chất lượng dạy học như học hỏi, đầu tư công sức vào việc xây dựng và sử dụng BTST trong dạy học

- GV chưa được tập huấn một cách bài bản để hiểu tầm quan trọng của việc bồi dưỡng, rèn luyện TDST

- Chưa có hệ thống tài liệu phù hợp để phục vụ mục đích này

- Kiểm tra, đánh giá phần lớn chưa gắn liền với tiêu chí sáng tạo, chủ yếu mang tính tư duy tái hiện dẫn đến hạn chế dạy và học sáng tạo

- Chương trình sách giáo khoa còn nặng về kiến thức nên gây khó khăn về thời gian cho việc đầu tư xây dựng và sử dụng BTST

- Cơ sở vật chất còn thiếu thốn và nhiều bất cập như chưa đúng chuẩn hoặc tuổi thọ không cao trong việc ứng dụng và sáng tạo ra các dụng cụ mới ứng dụng cho thực tiễn

Với những lí do nêu trên, nhằm khuyến khích GV có ý thức và tích cực sử dụng BTST trong dạy học Vật lí nói chung, chương Tĩnh học vật rắn nói riêng, chúng tôi tiến hành xây dựng hệ thống BTST chương Tĩnh học vật rắn - Vật lí 10 Nâng cao

2.4 Xây dựng hệ thống Bài tập sáng tạo và hướng dẫn HS giải bài tập sáng tạo chương “Tĩnh học vật rắn” - Vật lí lớp 10 Nâng cao

2.4.1 Ví dụ về cách xây dựng và sử dụng Bài tập sáng tạo trong

dạy học chương “Tĩnh học vật rắn” - Vật lí lớp 10 Nâng cao

 Ví dụ 1:

BTXP 1

Có 3 viên gạch được chồng lên nhau sao cho một phần của hòn gạch trên nhô

ra khỏi hòn gạch dưới (hình vẽ) Hỏi mép phải của hòn gạch trên cùng có thể nhô ra khỏi mép phải của hòn gạch dưới cùng một đoạn cực đại bằng bao nhiêu mà chồng gạch không bị đổ Biết chiều dài của viên gạch là l[6]

- Nhận xét: Đây là bài toán cân bằng của vật có mặt chân đế Học sinh thường giải những bài đơn giản về cân bằng của vật khi trọng tâm rơi trên mặt chân đế và tác

dụng của mô men lực lên một trục quay tức thời Đối với dạng bài toán này HS cần vận dụng được điều kiện cân bằng của hệ vật có chứa nhiều trục quay tức thời liên kết với nhau thông qua mỗi vật Đây là một cách vận dụng kiến thức linh hoạt để giải Tuy nhiên để phát huy được tính sáng tạo cho HS với phương châm học đi đôi với hành theo hướng đổi mới như hiện nay thì ngoài cách giải trên ta chuyển thành BTST 1 với yêu cầu giải toán mang tính linh hoạt hơn, nhạy bén hơn, đó là:

BTST 1:

Có 4 viên gạch được chồng lên nhau sao cho một phần của hòn gạch trên nhô ra khỏi hòn gạch dưới (hình vẽ BTST 19) Hỏi mép phải của hòn gạch trên cùng có thể nhô ra khỏi mép phải của hòn gạch dưới cùng một đoạn cực đại bằng bao nhiêu mà chồng gạch không bị đổ Biết chiều dài của viên gạch là l Giải bài toán bằng hai cách

- Nhận xét: Đối với bài toán này HS dễ dàng sử dụng nguyên tắc sao chép để giải Tuy nhiên HS phải tư duy rằng ngoài cách tìm đáp án như trên thì có thể có phương án nào để tìm kết quả nữa hay không Điều này đòi hỏi HS phải sử dụng được nguyên tắc linh động để trả lời câu hỏi đó Khi đưa ra được phương án giải thứ hai và thực hiện điều đó cũng rèn luyện được khả năng tư duy, kĩ năng đo đạc thu thập số liệu một cách trực quan, thực tế

 Ví dụ 2:

BTXP 2: Một thanh chắn đường dài 7,8 m, có trọng lượng 210 N và có trọng

tâm cách đầu bên trái 1,2 m Thanh ớ cách đầu bên trái 1,5 m và có thể quay quanh một trục nằm ngang như hình vẽ Để giữ cho thanh nằm ngang thì phải tác dụng vào đầu bên phái một lực bằng bao nhiêu?[2]

- Nhận xét: Đây là dạng bài tập về cân bằng của vật rắn có trục quay cố

định áp dụng quy tắc mô men lực để giải tức là MP = MF hay P.l1 = F.l2 từ đó.suy ra F Thông qua giải bài tập này giúp cho học sinh hiểu sâu hơn về quy tắc mô men lực cũng như vận dụng được kiến thức đó để giải thích được điều kiện cân bằng của các vật xung quanh chúng ta Đồng thời áp dụng vào thực tế để chế tạo, thiết kế các thiết

bị, vật dụng đơn giản đảm bảo tính khoa học phục vụ cuộc sống

- Có thể phát triển tư duy sáng tạo cho HS bằng cách sử dụng nguyên tắc linh động biến bài tập trên thành BTST 3 như sau:

BTST 2:

Hai người muốn cưa một cái gậy gỗ đồng chất một đầu to, một đầu nhỏ thành hai phần có trọng lượng bằng nhau Họ quyết định dùng một sợi dây mảnh buộc cái gậy ở một vị trí mà khi treo dây lên thì gậy nằm ngang rồi cưa đôi gậy ở chỗ buộc Hãy giải thích cách làm đó đúng hay sai?

- Nhận xét: Tính sáng tạo ở đây là HS phải nhận ra được sự nhầm lẫn cảm tính

khi cho rằng trọng lượng hai phần bằng nhau khi gậy thăng bằng Sử dụng nguyên tắc thiết lập quan hệ phản hồi chỉ ra được mâu thuẫn trong bài toán và sử dụng nguyên tắc linh động chỉ ra được bài toán đúng tức là theo quy tắc mô men suy ra trọng lượng phần có đầu to lớn hơn phản ánh đúng bản chất vật lí

Ví dụ 3:

BTXP 3:

Đẩy một chiếc bút chì hình sáu cạnh dọc theo mặt phẳng nằm ngang Với các giá trị nào của hệ số ma sát k giữa bút chì và mặt phẳng thì bút chì sẽ trượt mà không quay

- Nhận xét: Đây là bài tập về điều kiện

cân bằng của khối hộp Để giải bài toán này ta áp

dụng quy tắc mô men lực đối với trục quay tức

thời với điều kiện vật bị lật

hay không lật và điều kiện vật trượt hay không

trượt để tìm điều kiện của hệ số ma sát k Xác

định được k ≤ 0,577

Có thể khai thác tư duy sáng tạo của HS

bằng cách sử dụng nguyên tắc đảo ngược, nguyên

tắc linh động cho hệ số ma sát k = 0,6 để xây

dưng BTST 3 như sau: