Xây dựng và sử dụng bài tập sáng tạo trong dạy học một số vấn đề cơ học lớp 10 nâng cao

Giả thuyết khoa học Có thể xây dựng và sử dụng được hệ thống bài tập sáng tạo về một sốvấn đề cơ học ở 10 nâng caoTHPT đảm bảo các yêu cầu lý luận dạy học thì sẽgóp phần phát triển tư

TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH

ĐOÀN TRỌNG LỤC

X©Y DùNG Vµ Sö D NG BµI TËP S¸NG T¹O ỤNG BµI TËP S¸NG T¹O

LíP 10 N¢NG CAO

LUẬN VĂN THẠC SĨ GIÁO DỤC HỌC

VINH - 2010

TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH

ĐOÀN TRỌNG LỤC

X©Y DùNG Vµ Sö D NG BµI TËP S¸NG T¹O ỤNG BµI TËP S¸NG T¹O

LíP 10 N¢NG CAO

Chuyªn ngµnh: lý luËn vµ ph¬ng ph¸p d¹y häc vËt lý

M· sè: 60.14.10

LUẬN VĂN THẠC SĨ GIÁO DỤC HỌC

Người hướng dẫn khoa học:

PGS TS LÊ PHƯỚC LƯỢNG

VINH - 2010

Sau hơn hai năm học tập và nghiên cứu, tôi đã hoàn thành chươngtrình học Thạc sĩ Với tình cảm chân thành, tôi xin bày tỏ lòng cảm ơn tới:

- Gia đình, bạn bè, đồng nghiệp đã động viên khích lệ tôi hoàn thànhchương trình với những tình cảm tốt đẹp nhất

- Đặc biệt, tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành tới PGS TS Lê Phước Lượng - Người thầy, người trực tiếp hướng dẫn khoa học và thầy PGS TS Nguyễn Quang Lạc – người thầy đã tận tình giúp đỡ tôi trong quá trình

nghiên cứu để hoàn thành luận văn này

- Trường Đại học Vinh, cơ sở đào tạo Sau đại học, hội đồng khoa họcchuyên ngành LL&PPDH bộ môn Vật lí, các quý thầy cô giảng dạy đã giúp

đỡ tôi trong thời gian qua

- Sở GD&ĐT Nghệ An, lãnh đạo trường THPT Tân Kỳ III đã tạođiều kiện thuận lợi cho tôi học tập và nghiên cứu

- Lãnh đạo trường THPT Chuyên Phan Bội Châu đã tạo điều kiệnthuận lợi thực nghiệm sư phạm

Mặc dù đã có nhiều cố gắng nhưng luận văn sẽ không tránh khỏinhững thiếu sót, kính mong nhận được sự góp ý, chỉ dẫn thêm của Hộiđồng chấm luận văn, thầy cô và bạn đọc

Vinh, ngày 20 tháng 12 năm 2009

Tác giả

Đoàn Trọng Lục

MỞ ĐẦU 1

1 Lý 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 3

7 Dự kiến đóng góp của luận văn 3

8 Dự kiến cấu trúc của luận văn 3

Chương 1 CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIẾN CỦA VIỆC XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG BÀI TẬP SÁNG TẠO VỀ VẬT LÍ .5

1.1 Năng lực tư duy sáng tạo của học sinh trong quá trình học Vật lí 5

1.1.1 Khái niệm năng lực 5

1.1.2 Khái niệm tư duy 6

1.1.3 Khái niệm sáng tạo 9

1.1.4 Khái niệm tư duy sáng tạo 10

1.1.5 Năng lực sáng tạo của học sinh trong học tập 17

1.2 Bài tập sáng tạo và việc bồi dưỡng năng lực tư duy sáng tạo cho học sinh trong dạy học vật lí 18

1.2.1 Cơ sở lí thuyết của bài tập sáng tạo 18

1.2.2 Phân biệt bài tập sáng tạo và bài tập luyện tập 19

1.2.3 Các dấu hiệu nhận biết bài tập sáng tạo về vật lí 20

1.2.4 Nguyên tắc xây dựng bài tập sáng tạo 22

1.2.5 Chiến lược tổng quát giải bài tập vật lí 24

1.2.6 Định hướng tư duy học sinh trong quá trình giải bài tập vật lí 25

1.3 Dạy học sáng tạo 27

1.3.2 Các phương pháp tích cực hóa tư duy 30

1.3.3 Các biện pháp tích cực hoá hoạt động tư duy của học sinh trong quá trình dạy học vật lí 35

Kết luận chương 1 36

Chương 2 XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG BÀI TẬP SÁNG TẠO DẠY HỌC PHẦN “XÁC ĐỊNH QUỸ ĐẠO CHUYỂN ĐỘNG CỦA VẬT BỊ NÉM” -“CÂN BẰNG VẬT RẮN” VẬT LÍ 10 NÂNG CAO 37

2.1 Mục tiêu dạy học phần Cân bằng vật rắn – phương pháp xác định quỹ đạo dưới tác dụng lực không đổi” - Vật lí 10 Nâng cao 37

2.2 Thực trạng dạy học bài tập nói chung, bài tập sáng tạo nói riêng 39

2.2.1 Nhận thức của giáo viên về bài tập sáng tạo 39

2.2.2 Học sinh học giải bài tập vật lí 40

2.2.3 Nguyên nhân thực trạng 40

2.3 Phương pháp xây dựng bài tập sáng tạo 41

2.4 Xây dựng hệ thống bài tập sáng tạo phần “Cân bằng vật rắn” “phương pháp xác định quỹ đạo dưới tác dụng lực không đổi” -Vật lí 10 Nâng cao 42

2.4.1 Bài tập phần: phương pháp xác định quỹ đạo dưới tác dụng lực không đổi 42

2.4.2 Bài tập phần: Cân bằng vật rắn 54

2.5 Các hình thức sử dụng bài tập sáng tạo trong dạy học Vật lí 77

2.5.1 Hình thức sử dụng trên lớp 77

2.5.2 Các hình thức sử dụng khác 78

Kết luận chương 2 79

Chương 3 THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 80

3.1 Mục đích thực nghiệm sư phạm 80

3.2 Đối tượng thực nghiệm sư phạm 80

3.4 Nội dung thực nghiệm sư phạm 81

3.4.1 Công tác chuẩn bị 81

3.4.2 Tiến hành thực nghiệm 81

3.5 Kết quả thực nghiệm 89

3.5.1 Lựa chọn tiêu chí đánh giá 89

3.5.2 Đánh giá kết quả 90

Kết luận chương 3 97

KẾT LUẬN 99

TÀI LIỆU THAM KHẢO 101 PHỤ LỤC

Viết tắt Cụm từ

BTXP Bài tập xuất phátBTST Bài tập sáng tạoDHVL Dạy học vật lí

SGK Sách giáo khoaTHPT Trung học phổ thông

MỞ ĐẦU

1 Lý do chọn đề tài

Chúng ta sống trong thời đại bùng nổ về tri thức của khoa học và côngnghệ, dẫn đến sự phát triển của kinh tế và xã hội, đưa nền văn minh nhân loạilên một tầm cao mới Trong thời đại đó mỗi quốc gia phải tìm cách hội nhậpvới xu thế phát triển của thế giới Do đó, mỗi quốc gia muốn thành công thìphải bồi dưỡng lớp trẻ có đủ phẩm chất chính trị và năng lực tư duy sáng tạo để

có thể đáp ứng các yêu cầu ngày một cao

Chính vì vậy, Nghị quyết TW2 khoá VIII của Đảng cũng đã chỉ rõ “Đổimới mạnh mẽ phương pháp giáo dục và đào tạo, khắc phục lối truyền thụ mộtchiều rèn luyện thành nếp tư duy sáng tạo của người học, từng bước áp dụngcác phương pháp tiên tiến và phương tiện hiện đại vào quá trình dạy học, đảmbảo điều kiện và thời gian tự học tự nghiên cứu của học sinh”

Để đáp ứng yêu cầu phát triển của đất nước, Đảng và Nhà nước ta đãkhẳng định: giáo dục là quốc sách hàng đầu Do đó đối với ngành giáo dụcphải có cách nhìn chiến lược về phát triển con người ngày càng hoàn thiệnhơn, phù hợp với sự phát triển của thời đại

Vậy làm thế nào để phát triển được năng lực tư duy sáng tạo cho họcsinh? Đều này ngoài năng lực sư phạm thì mỗi giáo viên cần phải có tâmhuyết với nghề của mình Họ luôn phải tự học hỏi, băn khoăn trăn trở để nắmbắt các thông tin về thời sự, báo chí, tài liệu chuyên môn…để không ngừngnâng cao trình độ và nghiệp vụ sư phạm Trong quá trình dạy học, người giáoviên cần phải giúp đỡ học sinh hiểu biết được lý thuyết và giải được các bàitập thực hành…Song điều đó theo tôi vẫn chưa đủ Qua kinh nghiệm một sốnăm giảng dạy, tôi thấy muốn phát triển năng lực sáng tạo cho học sinh thìcần định hướng cho học sinh một hệ thống bài tập sáng tạo đảm bảo tính vừasức, khoa học, kích thích được hứng thú học tập và từ đó học sinh sẽ có mộttầm nhìn tổng quát hơn, hiểu sâu sắc hơn Hơn nữa, thông qua bài tập sáng tạocũng hình thành cho học sinh năng lực tự nghiên cứu, học hỏi, tìm tòi và tự

giải quyết vấn đề hoặc có thể thông qua bạn, hoặc nhờ thầy giáo hướng dẫn

để giải quyết những khúc mắc của mình về những tri thức khoa học và xã hội

Mặt khác, bài tập cơ học tuy hay nhưng thường khó so với một số phầnkhác, vì nó đòi hỏi quá trình phân tích tỷ mỉ, đầy đủ, chính xác thì mới giảiquyết được chính vì thế xuất phát từ cơ sở thực tiễn và lý luận ở trên tôi chọn

đề tài nghiên cứu“ xây dựng và sử dụng bài tập sáng tạo trong dạy của một sốvấn đề cơ học lớp 10 nâng cao”

2 Mục đích nghiên cứu

Nghiên cứu xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập sáng tạo của một sốvấn đề cơ học lớp 10 nâng cao THPT nhằm định hướng phát triển tư duy sángtạo cho học sinh, nhờ đó nhằm nâng cao chất lượng dạy học phần cơ học nóiriêng, vật lý lớp 10 nói chung

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu.

Đối tượng nghiên cứu:

- Quá trình dạy học vật lý THPT

- Lý luận phát triển tư duy sáng tạo

Phạm vi nghiên cứu:

Bài tập sáng tạo về vấn đề cơ học lớp 10 nâng cao THPT

4 Giả thuyết khoa học

Có thể xây dựng và sử dụng được hệ thống bài tập sáng tạo về một sốvấn đề cơ học ở 10 nâng caoTHPT đảm bảo các yêu cầu lý luận dạy học thì sẽgóp phần phát triển tư duy sáng tạo cho học sinh, góp phần nâng cao chấtlượng dạy học

5 Nhiệm vụ nghiên cứu

- Cơ sở lý luận về phát triển tư duy sáng tạo của học sinh

- Cơ sở lý luận vè bài tập sáng tạo trong dạy học Vật lý ở THPT

- Nghiên cứu xây dựng và phương án sử dụng hệ thống bài tập sáng tạo

về một số vấn đề cơ học lớp 10 nâng cao THPT

- Biên soạn một số giáo án dạy học có sử dụng các bài tập sáng tạonhằm định hướng phát triển tư duy sáng tạo cho học sinh

- Thực nghiệm sư phạm

- Tổng kết và đánh giá đề tài

6 Phương pháp nghiên cứu

6.1 Phương pháp nghiên cứu lý thuyết

- Cơ sở lý luận về tư duy sáng tạo, dạy học sáng tạo, bài tập sáng tạo

- Xây dựng hệ thống bài tập một số vấn đề cơ học thuộc chương trìnhlớp 10 nâng cao THPT

6.2 Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm

- Điều tra thực trạng dạy học vật lý 10 nâng cao THPT

- Thực nghiệm sư phạm

7 Dự kiến kết quả đóng góp của đề tài

- Xây dựng được hệ thống bài tập sáng tạo về một số vấn đề cơ học lớp

- Nội dung: gồm 3 chương

Chương 1 Cơ sở lý luận về bài tập sáng tạo và định hướng phát triển

tư duy sáng tạo trong dạy học vật lý THPT.

1.1 Năng lực tư duy sáng tạo của học sinh trong quá trình học Vật lí1.2 Bài tập sáng tạo và việc bồi dưỡng năng lực tư duy sáng tạo chohọc sinh trong dạy học vật lý

1.3 Dạy học sáng tạo

Chương 2 Xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập sáng tạo trong dạy học phần “ xác định quỹ đạo chuyển động của vật bi ném” –“ cân bằng vật rắn” cơ học lớp 10 nâng cao THPT.

2.1 Mục tiêu dạy học phần Cân bằng vật rắn - xác định quỹ đạo chuyển

động của vật bi ném ” - Vật lí 10 Nâng cao

2.2 Thực trạng dạy học bài tập nói chung, bài tập sáng tạo nói riêng 2.3 Phương pháp xây dựng bài tập sáng tạo

2.4 Xây dựng hệ thống bài tập sáng tạo phần “Cân bằng vật rắn” - “xác

định quỹ đạo chuyển động của vật bi ném” - Vật lí 10 Nâng cao.

Chương 3 Thực nghiệm sư phạm.

3.1 Mục đích thực nghiệm sư phạm

3.2 Đối tượng thực nghiệm sư phạm

3.3 Nhiệm vụ thực nghiệm sư phạm

3.4 Nội dung thực nghiệm sư phạm

3.5 Kết quả thực nghiệm

Chương 1

CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIẾN CỦA VIỆC XÂY DỰNG

VÀ SỬ DỤNG BÀI TẬP SÁNG TẠO

1.1 Năng lực tư duy sáng tạo của học sinh trong quá trình học Vật lí

1.1.1 Khái niệm năng lực

Trong khoa học tâm lí, người ta coi năng lực là những thuộc tính tâm líriêng của cá nhân, nhờ những thuộc tính này mà con người hoàn thành tốt đẹpmột loại hoạt động nào đó, mặc dù phải bỏ ra ít sức lao động nhưng vẫn đạtkết quả cao [1, 128]

Năng lực còn gọi là khả năng thực hiện như khả năng văn nghệ, thểthao, khả năng tính nhẩm v.v… là một sự kết hợp linh hoạt và độc đáo củanhiều đặc điểm tâm lí của một người, tạo thành những điều kiện chủ quan,thuận lợi giúp cho người đó tiếp thu dễ dàng và hoạt động đạt hiệu quả caotrong một lĩnh vực nào đó [2, 13]

Người có năng lực về một hoạt động thuộc một lĩnh vực nào đó thườngbắt tay vào thực hiện một hoạt động nào đó thuộc lĩnh vực đó dễ dàng hơn, sựphát triển chuyên môn trong lĩnh vực đó rất nhanh, chất lượng và hiệu quảcao so với người không có năng lực hoặc có năng lực thấp Người có năng lựccòn thể hiện được tính độc đáo và sáng tạo trong hoạt động

Như vậy, người có năng lực về một mặt nào đó thì không phải nỗ lựcnhiều trong quá trình công tác mà vẫn khắc phục được những khó khăn mộtcách nhanh chóng và dễ dàng hơn những người khác

Năng lực gắn liền với kỹ năng, kỹ xảo trong lĩnh vực hoạt động tươngứng Song kỹ năng, kỹ xảo liên quan đến việc thực hiện một loại hành độnghẹp, chuyên biệt đến mức thành thạo, tự động hoá Còn năng lực chứa đựngyếu tố mới mẻ, linh hoạt trong hành động, có thể giải quyết nhiệm vụ thànhcông trong nhiều tình huống khác nhau, trong một lĩnh vực hoạt động rộnghơn Ví dụ, người có kỹ năng, kỹ xảo thực hiện các phép đo lường thì có thể

thực hiện nhanh chóng, chính xác các phép đo, khéo léo lắp ráp các thiết bị để

đo lường Còn người có năng lực thực nghiệm thì ngoài việc thực hiện cácphép đo, còn có việc thiết kế các thí nghiệm, xử lí các số liệu đo lường rút rakết quả, giải thích đánh giá các kết quả đo được, rút ra kết luận khái quát.Nguồn gốc phát sinh và quá trình phát triển của năng lực là một vấn đề phứctạp, tuân theo quy luật chung của sự phát triển nhân cách Tâm lí học hiện đạicho rằng: con người mới sinh ra chưa có năng lực, chưa có nhân cách Sựhình thành và phát triển năng lực của con người chịu sự tác động của nhiềuyếu tố, trong đó có yếu tố sinh học, yếu tố hoạt động của chủ thể và yếu tốgiao lưu xã hội, đặc biệt là sự tác động của quá trình giáo dục

Giáo dục là một hoạt động chuyên môn của xã hội nhằm hình thành vàphát triển nhân cách của con người theo những yêu cầu của xã hội trongnhững giai đoạn lịch sử nhất định Sự hình thành phát triển năng lực học sinhphải thông qua chính hoạt động của học sinh Dạy học trong nhà trường mới

có khả năng tạo ra những hoạt động phong phú, đa dạng, cần thiết, tạo điềukiện phát triển những năng lực khác nhau, phù hợp với năng khiếu bẩm sinh

và yêu cầu của xã hội

Yếu tố hoạt động chủ thể: Năng lực không sẵn có trong con người.Conngười bằng chính hoạt động của mình chiếm lĩnh những kinh nghiệm hoạtđộng của thế hệ đi trước biến thành năng lực chính mình

1.1.2 Khái niệm tư duy

Tư duy là sự phản ánh trong bộ não con người những sự vật và hiệntượng, những mối liên hệ và mối quan hệ có tính quy luật của chúng Trongquá trình tư duy, con người dùng các khái niệm Nếu cảm giác, tri giác, biểutượng là những sự phản ánh của các sự vật và hiện tượng cụ thể, riêng rẽ, thìkhái niệm là sự phản ánh những đặc điểm chung bản chất của một loại sự vật

và hiện tượng giống nhau [3, 1]

Tư duy là một quá trình nhận thức khái quát và gián tiếp những sự vậthiện tượng của hiện thực trong những dấu hiệu, những thuộc tính bản chất củachúng, những mối quan hệ khách quan, phổ biến giữa chúng, đồng thời cũng

là sự vận dụng sáng tạo những kết luận khái quát đã được thu vào những dấuhiệu cụ thể, dự đoán những thuộc tính, hiện tượng, quan hệ mới [1]

Tư duy phản ánh thực tế một cách khái quát vì nó phản ánh nhữngthuộc tính của hiện thực thông qua các khái niệm mà các khái niệm lại táchkhỏi những sự vật cụ thể, những cái chứa đựng những thuộc tính đó Tư duyphản ánh hiện thực một cách gián tiếp vì nó thay thế những hành động thực tếvới chính các sự vật bằng các hành động tinh thần với những hình ảnh củachúng cho phép giải quyết những nhiệm vụ thực tế thông qua hoạt động tinhthần bằng cách dựa trên những tri thức về các thuộc tính và các mối quan hệcủa các sự vật được củng cố trong các khái niệm

Tư duy là một hiện tượng tâm lí, là hoạt động nhận thức bậc cao củacon người

 Các loại tư duy

Có thể chia tư duy làm ba loại tư duy cơ bản thường gặp trong cuộcsống và trong học tập[2, 62]:

Tư duy lô gic: Dựa trên quy luật bài trung và tam đoạn luận Chỉ dùngtrong việc nghiên cứu các đối tượng ở trạng thái yên tĩnh

Tư duy biện chứng: Đó là tư duy xác nhận chân lí của sự vận động.Vận động thường xuyên, yên tĩnh là tạm thời nên tư duy biện chứng đóng vaitrò to lớn trong suy nghĩ của con người Tư duy biện chứng dùng trong việcnghiên cứu các đối tượng ở trạng thái vận động

Tư duy hình tượng: Là kiểu tư duy mà sản phẩm tạo ra bằng hư cấu,bằng tưởng tượng ra những đối tượng theo những quan điểm thẩm mỹ nhấtđịnh giúp người ta hình dung ra các sự vật, các sự kiện, những con người vớinhững khả năng vốn có của chúng

 Những đặc điểm của tư duy

- Tính “có vấn đề” Khi gặp những hoàn cảnh, những tình huống màvốn hiểu biết đã có, phương pháp hành động đã biết của con người không đủgiải quyết, lúc đó con người rơi vào hoàn cảnh có vấn đề Khi ấy con ngườiphải vượt khỏi phạm vi hiểu biết và đi tìm kiến thức, con đường giải quyếthay nói cách khác, con người phải tư duy

- Tính khái quát của tư duy Tư duy có khả năng khám phá những thuộctính chung, những mối liên hệ, quan hệ có tính quy luật của hàng loạt sự vật,hiện tượng Do vậy, tư duy mang tính khái quát

- Tính gián tiếp của tư duy Ở mức độ nhận thức cảm tính, con ngườiphản ánh trực tiếp sự vật, hiện tượng bằng các giác quan của mình và cũngchỉ có được những hình ảnh cảm tính về các sự vật, hiện tượng đó

- Tư duy có quan hệ trực tiếp với ngôn ngữ Trong quá trình tư duy, nhờsự tham gia của hệ thông tin ngôn ngữ mà con người tiến hành thao tác tư duy

- Tư duy có quan hệ mật thiết với nhận thức cảm tính Tư duy và nhậnthức cảm tính thuộc hai mức độ nhận thức khác nhau không tách rời nhau, cóquan hệ chặt chẽ, bổ sung cho nhau, chi phối lẫn nhau trong hoạt động nhậnthức Tư duy và kết quả của nó chi phối khả năng phản ánh của cảm giác vàtri giác, làm cho con người mang tính lựa chọn, tính ý nghĩa

Như vậy, tư duy chỉ thực sự vào cuộc khi cá nhân có vấn đề và muốnsuy nghĩ để giải quyết vấn đề Tư duy không phải là nguồn gốc của hành động

mà chỉ là một mắt xích trung gian trong chuỗi nhu cầu hành động Do vậy, tưduy chịu tác động rất lớn của các nhu cầu, xúc cảm, thói quen Ngoài ra, tưduy có một khả năng rất to lớn mà trên thực tế nhiều người còn ít khai thác,

đó là khả năng tư duy điều khiển ngược trở lại các nhu cầu, xúc cảm thói quen

và hành động Nếu mọi người làm tốt việc điều khiển đó, số lượng các vấn đềkhông nảy sinh trong cuộc đời mình sẽ giảm đi một cách đáng kể

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 tinh thần của tư duy bao gồm sự tôn trọng, không khí cởi mởgiữa những người lao động, sự khuyến khích, động viên, các phong trào thiđua, khen thưởng

Tư duy vật lý:

Tư duy vật lý là sự quan sát các hiện tượng vật lý, phân tích một hiệntượng phức tạp thành những bộ phận đơn giản và xác lập giữa chúng nhữngmối quan hệ định tính và định lượng của các hiện tượng và các đại lượng vậtlý, dự đoán các hệ quả mới từ các lý thuyết và vận dụng sáng tạo những kiếnthức khái quát thu được vào thực tiễn

Các hiện tượng vật lý trong tự nhiên rất phức tạp, nhưng những địnhluật chi phối chúng lại rất đơn giản, vì mỗi hiện tượng bị nhiều yếu tố tácđộng chồng chéo lên nhau hoặc nối tiếp nhau mà ta có thể quan sát được kếtquả tổng hợp cuối cùng của chúng Vì thế muốn nhận thức được những đặctính bản chất và quy luật của tự nhiên thì việc đầu tiên phải phân tích đượchiện tượng phức tạp thành những thành phần, những bộ phận, những giaiđoạn bị chi phối bởi một số ít nguyên nhân, một số yếu tố

Trong quá trình nhận thức vật lý con người phải sử dụng tổng hợpnhiều hình thức tư duy như tư duy lý luận, tư duy lôgíc và những hình thứcđặc thù của vật lý học như thực nghiệm, mô hình hoá…

1.1.3 Khái niệm sáng tạo

Theo từ điển triết học, sáng tạo là quá trình hoạt động của con ngườitạo ra những giá trị vật chất, tinh thần, mới về vật chất Các loại hình sáng tạođược xác định bởi đặc trưng nghề nghiệp như khoa học, kỹ thuật, văn họcnghệ thuật, tổ chức, quân sự, [7]

Sáng tạo là hoạt động tạo ra sản phẩm vật chất hoặc tinh thần có tínhmới và có lợi ích [4]

Sáng tạo cần cho bất cứ lính 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 hoạtđộng vật chất và tinh thần Sáng tạo ở nhiều cấp độ,ở cấp độ cao là các phátminh, sáng chế.

“Sáng tạo là một loại hoạt động mà kết quả của nó là một sản phẩm

tinh thần hay vật chất có tính cách tân, có ý nghĩa xã hội, có giá trị” [Sáng tạo.Bách khoa toàn thư Liên Xô, Tập 42, trang 54]

Sáng tạo là hoạt động tạo ra bất kì cái gì có đồng thời tính mới và tínhích lợi “Tính mới” là sự khác biệt của đối tượng cho trước so với đối tượngcùng loại ra đời trước đó về mặt thời gian (đối tượng tiền thân) “Tính ích lợi”chỉ thể hiện ra khi đối tượng cho trước hoạt động theo đúng chức năng vàtrong phạm vi áp dụng của nó Khái niệm “phạm vi áp dụng” có xuất xứ từluận điểm triết học “chân lý là cụ thể”: một kết luận là đúng chỉ trong khônggian, thời gian, hoàn cảnh, điều kiện… cụ thể [4, 10]

Sáng tạo là tạo ra giá trị mới; giá trị mới đó có ích hay có hại là tuỳtheo quan điểm người sử dụng và đối tượng nhận hiệu quả của việc sử dụng.Sáng tạo còn có nghĩa là tìm ra cái mới, cách giải quyết mới, không bị gò bóphụ thuộc vào cái đã có sẵn [2, 17]

Như vậy, sáng tạo đòi hỏi “có đồng thời” tính mới và tính ích lợi Nóikhác đi, tính mới phải đem lại giá trị lợi ích sự phát triển so với trước đó.Sáng tạo có mặt ở bất cứ lĩnh vực nào trong thế giới vật chất và tinh thần ởmọi cấp độ

1.1.4 Khái niệm tư duy sáng tạo

Tư duy sáng tạo là quá trình suy nghĩ đưa người giải từ không biết cáchtối ưu đạt đến mục đích đến biết cách tối ưu đạt mục đích, hoặc từ không biếtcách tối ưu đạt đến mục đích đến biết cách tối ưu đạt đến mục đích trong một

số cách đã biết [4, 13]

1.1.4.1 Các quy luật hình thành và phát triển của tư duy sáng tạo

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

- Vấn đề là trạng thái tâm lí của con người lúng túng xuất hiện trong

quá trình nhận thức hay trong hoạt động thực tiễn như một mâu thuẫn giữa cái

đã biết và cái chưa biết, giữa chủ thể và khách thể [2, 95] Vấn đề là tìnhhuống, ở đó người giải biết mục đích cần đạt nhưng không biết cách đạt đếnmục đích hoặc không biết cách tối ưu đạt đến mục đích trong một số cách đãbiết [4, 11]

Trong sáng tạo học dựa vào tính thực tế của bài toán người ta chiathành hai loại Loại thứ nhất bài toán giáo khoa, loại bài toán này không phứctạp Giả thiết, kết luận đầy đủ và rõ ràng và chỉ việc vận dụng kiến thức đãbiết để giải, mục đích cần đạt là nắm vững kiến thức cơ bản Bài toán này sửdụng phổ biến trong day học; nội dung mang tính sách vở, xa rời thực tế Loạithứ hai là bài toán tình huống vấn đề xuất phát: đây là loại bài toán người giảiphải tự phát biểu bài toán,phần giả thiết có thể cho thừa hoặc thiếu hoặc vừathiếu vừa thừa Phần kết luận nêu mục đích chung không rõ ràng, không chỉ

cụ thể tìm ra cái gì Đối với bài toán này người giải thường rơi vào thế bịđộng, lúng túng, khi đó người giải phải suy nghĩ phân tích và xác định đượcmục đích, mấu chốt của bài toán tìm ra phương hướng để giải quyết tức làbiến bài toán tình huống xuất phát thành bài toán đúng Đây là bài tập sángtạo

Loại bài toán thứ hai đóng vai trò quan trọng trong việc bồi dưỡng tưduy linh hoạt, sáng tạo và không được sử dụng phổ biến

Các nghiên cứu lí thuyết, thực nghiệm về tâm lí học sáng tạo[2] đãkhẳng định tất cả mọi người đều ẩn chữa tiềm năng sáng tạo lớn hoặc nhỏ.Nếu được khơi dậy, bồi dưỡng rèn luyện thường xuyên đúng phương pháp

thì tiềm năng sáng tạo sẽ bộc lộ và phát triển không ngừng Nếu không chú ýkhơi dậy tiềm năng tạo thì sẽ bị mai một hoặc không có điều kiện bộc lộ.Kết luận này nó mang ý nghĩa quan trọng trong giáo dục và sự phát triển của

-Tư duy sáng tạo hình thành và phát triển trên cơ sở thực tiến rồi lạilàm phong phú thực tiễn

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

-Chủ thể của tư duy sáng tạo cần được cung cấp đủ tư liệu, đó là trithức, thông tin, kinh nghiệm các phương pháp, các sự kiện trong tự nhiên và

HS giúp họ giải quyết tốt các BT (vấn đề), về lâu dài tiến tới điều khiển tưduy sáng tạo

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

Trong (Lí thuyết giải bài toán sáng chế) TRIZ [4, 34], tri thức đượchiểu là thông tin có ý nghĩa đối với chủ thể (người có thông tin) Quan điểmnày và quan điểm về nhu cầu cá nhân, cho rằng tư duy và hành động cần đượcxem xét vận dụng trong dạy học để biến việc học thành hoạt động có nhu cầu

bức thiết cá nhân, học là niềm vui, là hạnh phúc chứ không phải học là gánhnặng như trong nhà trường ở nước ta hiện nay.

Theo lí thuyết thông tin, quá trình suy nghĩ giải quyết vấn đề và raquyết định chính là quá trình biến đổi thông tin thành tri thức hoặc biến trithức đã có thành tri thức mới, vì lời giải bài toán chính là thông tin đem lạiích lợi cho người giải (đạt được mục đích) Hình 1.1 mô hình hoá các giaiđoạn của quá trình tư duy để giải bài toán theo phương pháp thử và sai theoquan điểm lí thuyết thông tin

Hình 1.1 Mô hình hoá quá trình tư duy giải quyết vấn đề

theo phương pháp thử và sai

Phát ý tưởng giải BT

Tìm thêm thông tin từ môi trường bên ngoài

Lời giải

Thực hiện thử các ý tưởng

Sai

Trong dạy học, để phát triển tư duy sáng tạo cho HS cần hướng dẫn HSgiải các BT theo các giai đoạn của quá trình được mô tả trong sơ đồ 1.1 Môhình đó còn cho thấy rằng có thể điều khiển tư duy sáng tạo bằng cách điềukhiển các thành tố tâm lí trong tư duy sáng tạo.

1.1.4.3 Các yếu tố và quá trình tâm lý trong tư duy sáng tạo

Các công trình nghiên cứu về tâm lí học sáng tạo [4, 40], đã chỉ ra rằng,

tư duy sáng tạo là sự nhảy vọt về chất của quá trình tích luỹ về lượng của cácthành 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 tìnhhuống 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 ảnhhưởng tiêu cực của trí nhớ đối với tư duy sáng tạo: trí nhớ tạo nên tính ì tâm lýhướng suy nghĩ của người giải bài toán về phía quen thuộc, đã biết, cản trở điđến cái mới

Dựa vào quy luật hoạt động của trí nhớ, trong dạy học, để tăng cườngtrí nhớ cho HS, cần dạy kiến thức một cách có hệ thống từ dễ đến khó, quátrình truyền thụ kiến thức phải theo các giai đoạn: nhận biết  thông hiểu vận dụng, 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 đượclặp đi lặp lại nhiều lần mới thành lập được phản xạ có điều kiện nên thườngxuyên ôn tập là một phương pháp có hiệu quả để tăng cường trí nhớ Dùngnhiều phương tiện trực quan để truyền thụ kiến thức nhằm gây ấn tượng mạnhgiúp HS nhớ lâu kiến thức Mục đích học tập chính xác, thái độ học tậpnghiêm túc, nỗ lực học tập, đào sâu suy nghĩ là ngọn nguồn sinh ra hứng thúhọc 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 Liêntưởng xảy ra theo nhiều hướng khác nhau tuỳ theo người suy nghĩ chú ý nhấnmạnh vào khía cạnh nào của đối tượng suy nghĩ Khả năng liên tưởng giúpcho 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 pháthiện mối liên hệ giữa BT tình huống xuất phát với các BT khác tương tự Cầnhướng cho HS suy nghĩ theo một định hướng rõ ràng: từ nhu cầu giải BT đếnthu nhận thông tin từ BT và các nguồn thông tin khác, phát hiện mối liên hệgiữa 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? Kiếnthức này liên quan gì đến thông tin mình được cung cấp, liên quan gì đến mụctiêu của BT? Việc tập cho HS dùng phép liên tưởng trong các BTST 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 thểcho con người Người có tri thức và kinh nghiệm thực tiễn phong phú, đadạng thường có năng lực tưởng tượng mạnh hơn hẳn người chỉ biết một mặtcủa tri thức Để phát triển trí tưởng tượng cho HS, các BT (vấn đề) cần xuấtphát từ thực tiễn, phải đa dạng, việc giải BT phải sử dụng kiến thức tổng hợpcủa nhiều môn học

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 nhờý thức Để hình thành khả năng trực giác cho HS, cần tạo không khí học tậpthoải mái, không ràng buộc, hạn chế để suy nghĩ trong vùng ý thức rõ ràng,mạch lạc, thoải mái Từ đó giúp giải phóng thêm nhiều ý tưởng xuất phát từmiền tiềm thức và vô thức

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

1.1.4.4 Các biện pháp rèn luyện tư duy sáng tạo

- Tập thói quen tự đặt câu hỏi: Đặt những câu hỏi để tìm hiểu thế giớiquanh ta là biểu hiện trí thông minh sáng tạo của con người lúc nhỏ Khi lớn lên vìhoàn cảnh sống, lao động khác nhau, nhất là học theo lối nhồi sọ, nhiều ngườikhông có điều kiện bộc lộ và rèn luyện tư duy sáng tạo Nghiên cứu khoa học làmột hình thức giúp tự đặt câu hỏi và trả lời tốt nhất

- Rèn luyện tinh thần độc lập suy nghĩ: Người có tư duy độc lập mới có tưduy phê phán và tiến tới tư duy sáng tạo

- Tư duy tập thể nâng cao chất lượng tư duy sáng tạo: Những hiểu biết từ tưduy độc lập lúc ban đầu chưa đầy đủ, toàn vẹn, nhờ tư duy tập thể qua các hoạtđộng của nhóm, tổ, xê-mi-na, hội thảo v.v… được điều chỉnh bổ sung phù hợp vớithực tế khách quan

- Nghiên cứu khoa học phát triển tư duy sáng tạo: Người tham gia nghiêncứu khoa học trước tiên biết phát hiện vấn đề rồi xác định đề tài nghiên cứu Sau

đó, công phu xây dựng quy trình nghiên cứu, tức là những việc với yêu cầu chấtlượng xác định theo một trình tự thời gian nhất định

- Đổi mới tư duy cũ, giáo điều, máy móc, thiếu biện chứng để có tưduy sáng tạo

- Tư duy toàn diện mới có tư duy sáng tạo

- “Dĩ bất biến, ứng vạn biến” là một phương pháp giải quyết vấn đề mangtính sáng tạo cao

- Rèn luyện kĩ năng tư duy sáng tạo

+ Kĩ năng trôi chảy, kĩ năng linh hoạt, kĩ năng chi tiết

- Rèn luyện kĩ năng phát hiện và giải quyết vấn đề

1.1.5 Năng lực sáng tạo của học sinh trong học tập

Học trong hoạt động, học bằng hoạt động mới đạt được quan điểm mụctiêu dạy học Lí thuyết hoạt động có 6 thành giữa các thành tố có mỗi quan hệhữu cơ tác động lẫn nhau [3]

Học là hành động thích ứng của chủ thể với tình huống, qua đó chủ thểchiếm lĩnh tri thức, hình thành và phát triển nhân cách cá nhân Mỗi tri thứcmới học được của người học là sản phẩm hoạt động xây dựng tri thức mới

Trong dạy học giáo viên cần tổ chức tình huống học tập đòi hỏi sựthích ứng của học sinh để qua đó học sinh chiếm lĩnh được tri thức đồng thờiphát triển được trí tuệ và nhân cách của mình

Có 4 mức độ của năng lực học sinh nắm tri thức trong học tập:

- Trình độ ghi nhận tái tạo.

- Trình độ áp dụng được vào tình huống quen thuộc.

- Trình độ vận dụng được trong tình huống mới.

- Trình độ sáng tạo

Năng lực sáng tạo có thể hiểu là khả năng tạo ra những giá trị mới vềvật chất và tinh thần, tìm ra cái mới, giải pháp mới, công cụ mới, vận dụngthành công những hiểu biết đã có vào hoàn cảnh mới [5, 133]

Đối với HS, năng lực sáng tạo trong học tập chính là năng lực biết giảiquyết vấn đề trong học tập để tìm ra cái mới ở một mức độ nào đó thể hiệnđược khuynh hướng, năng lực, kinh nghiệm của cá nhân HS Cụ thể, đó lànăng lực tìm ra cái mới, cách giải quyết mới, năng lực phát hiện ra điều chưabiết, chưa có, đồng thời tạo ra cái chưa biết, chưa có và không bị phụ thuộc,

gò bó vào cái đã có

Năng lực sáng tạo không phải chỉ bẩm sinh mà được hình thành và pháttriển trong quá trình hoạt động của chủ thể Vì vậy, muốn phát huy năng lựcsáng tạo trong học tập, GV phải rèn luyện cho HS thói quen nhìn nhận mỗi sựkiện dưới những góc độ khác nhau khi phải xử lý một tình huống Cần giáo

dục cho HS không vội vã, bằng lòng với giải pháp đầu tiên được đề xuất,không suy nghĩ cứng nhắc theo quy tắc lý thuyết đã học trước đó, không máymóc vận dụng những mô hình hành động đã gặp trong sách vở để ứng xửtrước những tình huống mới.

Từ những đặc điểm cơ bản của hoạt động sáng tạo trong học tập [3, 40],

ta có thể thấy những năng lực sáng tạo của HS:

- Năng lực chuyển các tri thức và kĩ năng đã biết sang một tình huống mới

- Năng lực nhìn thấy những vấn đề mới trong điều kiện quen biết

- Năng lực nhận thấy chức năng mới của đối tượng quen biết

- Năng lực nhìn thấy cấu trúc của đối tượng đang nghiên cứu

- Đứng trước một bài toán nhìn thấy nhiều lời giải, nhiều cách nhìn đốivới việc tìm kiếm lời giải

- Tìm ra được phương pháp giải quyết vấn đề một cách độc đáo tuy đãbiết những phương thức khác

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

1.2.1 Cơ sở lí thuyết của bài tập sáng tạo

Cơ sở lí thuyết của bài tập sáng tạo trong dạy học vật lí là sự giốngnhau về bản chất khoa học vật lí và hoạt động vật lí Bản chất đó thể hiện tínhmới mẻ trong nhận thức Đối với nhà vật lí cái mới là những phát minh khoahọc mà nhân loại chưa một ai biết Còn đối với học sinh đó là khám phá cáimới đối bản thân mình; cái mới là bản chất của sự sáng tạo Trong nghiên cứuvật lý, quá trình sáng tạo diễn ra theo chu trình nhận thức sáng tạo củaRazumôpxki Chu trình này gồm bốn giai đoạn, trong đó khó khăn nhất, đòihỏi sự sáng tạo cao nhất là giai đoạn từ những sự kiện thực nghiệm khởi đầu

đề xuất mô hình giả thuyết và giai đoạn đưa ra phương án thực nghiệm đểkiểm tra hệ quả suy ra từ mô hình giả thuyết Trong hai giai đoạn này, không

có con đường suy luận lôgic mà phải chủ yếu dựa vào trực giác [6]

Hình 1.2 Chu trình nhận thức sáng tạo của Razumôpxki

Năng lực sáng tạo khoa học nói chung của mỗi cá nhân thể hiện ở chỗ

cá nhân đó có thể mang lại những giá trị mới, những sản phẩm mới quý giáđối với nhân loại

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

BT 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 BT là tư duy có tính chất tái hiện (tái hiện cách thứcthực hiện) hay tư duy có tính chất sáng tạo thì có thể chia thành hai loại:

- Bài tập luyện tập(BTLT):

BT luyện tập là loại BT được xây dựng để rèn luyện kĩ năng áp dụngnhững kiến thức xác định giải các BT theo một khuôn mẫu đã có Tính chất táihiện của tư duy thể hiện ở chỗ: HS so sánh BT cần giải với các dạng BT đã biết

và huy động cách thức giải đã biết; trong đề bài đã hàm chứa angôrit giải

- Bài tập sáng tạo(BTST):

BTST là BT được xây dựng nhằm mục đích rèn luyện bồi dưỡng nănglực tư duy sáng tạo cho HS Đó là loại BT tương tự như bài toán tình huốngxuất phát, tức loại BT mà giả thiết không có thông tin đầy đủ liên quan đếnhiện tượng, quá trình vật lí; có những đại lượng ẩn dấu; điều kiện BT khôngchứa đựng chỉ dẫn trực tiếp và gián tiếp về angôrit giải hay kiến thức vật lícần sử dụng BTST đòi hỏi ở HS tính nhạy bén trong tư duy, khả năng tưởng

tượng (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 cảnhmới; HS phát hiện ra những điều chưa biết, chưa có Đặc biệt, BTST yêu cầukhả năng đề xuất, đánh giá theo ý kiến riêng của bản thân HS [6].

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

Để có thể nhận biết các BTST chúng ta dựa trên những dấu hiệu sau [6]:

a) Bài tập có nhiều cách giải

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

c) Bài tập thí nghiệm

BT thí nghiệm vật lí gồm BT thí nghiệm định tính, BT thí nghiệm địnhlượng BT thí nghiệm định tính yêu cầu thiết kế thí nghiệm theo một mục đíchcho trước, thiết kế một dụng cụ vật lí hoặc yêu cầu làm thí nghiệm theo chỉdẫn quan sát và giải thích hiện tượng xảy ra BT thí nghiệm định lượng gồm

BT đo đạc các đại lượng vật lí, minh hoạ quy luật vật lí bằng thí nghiệm

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

Việc nhìn nhận các vấn đề trong loại BT này có tác dụng rèn luyện tưduy phê phán, tư duy sáng tạo cho HS Để giải quyết được vấn đề của BTnày, HS cần phải có sự phát hiện ra những điều chưa hợp lí và có được sự lígiải cần thiết, tự cung cấp số liệu cho bài toán thiếu dữ kiện, nếu là đề toán saithì phải tìm ra chỗ sai và chọn giải pháp tối ưu làm cho đề toán hết sai Loại

BT này còn gặp trong trường hợp HS cần có ý tưởng để đề xuất hoặc thiết kếvận dụng tri thức để đạt được yêu cầu nào đó của cuộc sống hay kĩ thuật

e) Bài tập nghịch lí, ngụy biện

Đây là dạng BT 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 luậtvật lí đã biết Các dấu hiệu d và e có tác dụng bồi dưỡng tư duy phê phán,phản biện cho 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 đốitượng mà cấu trúc bên trong là đối tượng nhận thức mới (chưa biết), nhưng cóthể đưa ra mô hình cấu trúc của đối tượng nếu cho các dữ kiện “đầu vào”,

“đầu ra” Giải bài toán hộp đen là quá trình sử dụng kiến thức tổng hợp, phântích mối quan hệ giữa dữ kiện “đầu vào”, “đầu ra” để tìm thấy cấu trúc bêntrong của hộp đen Tính chất quá trình tư duy của HS khi giải bài toán hộpđen tương tự với quá trình tư duy của người kĩ sư nghiên cứu cấu trúc củachiếc đồng hồ mà không có cách nào tháo được chiếc đồng hồ đó ra, anh taphải đưa ra mô hình cấu trúc của đồng hồ, vận hành mô hình đó, điều chỉnh

mô hình cho đến khi hoạt động của nó giống như chiếc đồng hồ thật, thì khi

đó mô hình sáng tạo của người kĩ sư phản ánh đúng cấu tạo của chiếc đồng hồthật Chính vì vậy bài toán hộp đen ngoài chức năng giáo dưỡng còn có tácdụng bồi dưỡng tư duy sáng tạo cho HS

Trên đây là những dấu hiệu để nhận biết một BTST về vật lí Để giảiloại BT 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 BTkhông những hữu ích đối với việc giải các BT 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 sáng tạo lao động trong tương laicủa họ

1.2.4 Nguyên tắc sáng tạo trong xây dựng bài tập sáng tạo

- Nguyên tắc kết hợp

a Kết hợp các BTXP thành các BT tổng quát hơn

b Kết hợp các yêu cầu của BT, kết hợp các BT giáo khoa với các hiệntượng vật lí, các thí nghiệm vật lí có mối liên hệ, có cùng bản chất Kết hợpcác đối tượng có thể là các bộ phận, dụng cụ nhu cầu,…Trong thực tế, các quátrình, sự kiện, yếu tố thường đan xen và có những mối quan hệ hữu cơ vớinhau, do đó luôn luôn tồn tại khả năng kết hợp để nâng cao hiệu quả của mụcđích cần đạt tới

- Nguyên tắc đảo ngược

Cơ sở triết học của nguyên tắc này là sự tồn tại hai mặt đối lập trongbản thân sự vật hiện tượng tự nhiên hay xã hội bất kì Để tạo ra một BTST cóchất lượng mới về tư duy chúng ta có thể hành động ngược lại với yêu cầu củabài toán

a BTXP cho A tìm B thì BTST cho B tìm A nhưng phải linh độngtrong việc phát biểu lời BT dựa trên một hiện tượng vật lí khác đi

b Làm phần chuyển động của đối tượng trong BT (hay môi trườngbên ngoài) thành đứng yên và ngược lại phần đứng yên thành chuyển động để

b Phân chia yêu cầu của BT thành từng phần nhỏ

c Phát biểu kết quả của BTXP dưới dạng một hiện tượng vật lí, mộtthí nghiệm vật lí bị thiếu đi một đại lượng trong kết quả, theo một cách khác

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

Thay đổi một số hoặc đồng loạt các thông số của một số đại lượng(dẫn đến thay đổi trạng thái đối tượng…) để bản chất của BT có yêu cầu sâuhơn về kiến thức vật lí Sự thay đổi về lượng sẽ dẫn đến sự thay đổi về chất.

- Nguyên tắc phân nhỏ

a Chia các yêu cầu của BT thành các phần độc lập

Nguyên tắc trung gian

Sử dụng đối tượng trung gian chuyển tiếp

- Nguyên tắc sao chép

Chuyển hình thức của BT nhưng giữ nguyên dữ kiện BT (ví dụ nhưchuyển BT luyện tập sang BT thiết kế thí nghiệm)

- Nguyên tắc sử dụng các kết cấu khí và lỏng

(Thay đổi bản chất của BT)

Những nguyên tắc sáng tạo của TRIZ đã nêu trên có thể dùng để giảiBTST, ngoài ra người sử dụng có thể sử dụng thêm các nguyên tắc sau đểgiải BTST:

1 Nguyên tắc tách khỏi: tách phần gây “phiền phức” hay ngược lại

tách phần duy nhất “cần thiết” ra khỏi đối tượng (Đơn giản hóa bài toán)

2 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 chúng hoạt động được thuận lợi nhất

3 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

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

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

1.2.5 Chiến lược tổng quát giải bài tập vật lí

Người ta phân biệt chiến lược giải BT tổng quát và chiến lược giải BTchung về vật lí Theo các tác giả P Zitzewitz và R Neff [7, 35] thì chiến lượctổng quát giải BT có thể coi là một con đường, một kế hoạch tổng thể tiếncông vào việc giải BT, 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 BT

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 BT vật lí.Khám phá tức là học cách đối chiếu các thông tin đã cho (dữ kiện) vớicác thông tin yêu cầu phải tìm (đáp số) để đạt đến lời giải của BT Đó cũng làquá trình phải đi đến những thông tin mới có giá trị gợi mở cho mình phươnghướng tìm tòi 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 BT vật lí và những

chiến lược cụ thể ứng với từng lớp hoặc từng loại BT vật lí nhất định Các

chiến lược giải BT vật lí về thực chất là những phương pháp nghiên cứu đặcthù của Vật lí học HS sẽ phải học cách vận dụng chúng dần từng bước vàoviệc giải BT vật lí để cuối cùng nắm vững chính nội dung khoa học vật lícũng như các phương pháp của khoa học vật lí để có thể sử dụng một cáchthành 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 BT (khi cần cũng tiến hành cả việcnghiên cứu thực nghiệm)

- Phỏng đoán kết quả của hiện tượng mô tả và kiểm tra lại Chiến lượcnày có thể gọi là “thử và sai ”

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

- Giải một BT đơn giản hơn hoặc một BT 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 BT thì các kĩ năng tính toán, kĩ năng thực hành vật

lí quyết định sự thành công của việc giải BT Mỗi BT là một dịp tốt giúp HSrèn luyện kĩ năng

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

xong BT và tại sao giải được hoặc tại sao không giải được

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

chiến lược chung giải BT hiểu như là những phương pháp chung của Vật lí

học vận dụng vào việc giải các BT vật lí đa dạng Trong khi học cách giải các

BT 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 BT tương đối bao quát

Để hoạt động giải BT vật lí của HS đạt kết quả tốt, GV cần phải trợgiúp HS bằng hệ thống câu hỏi định hướng tư duy

1.2.6 Định hướng tư duy học sinh trong quá trình giải bài tập vật lí

Thực trạng học sinh hiện nay khi ứng dụng kiến thức đã học vào việcgiải bài tập thì tưởng cứ săn cho được nhiều bài tập và loại bài tập giải sẵn rồitự mình làm được các bài tập được cho tương tự chứ chưa có sự sáng tạo

Trên tinh thần đó tôi quan niệm, trừ những câu hỏi có thể trả lời ngay

do dễ hay do kinh ngiệm, thì cần cho hoc sinh làm bài tập có đòi hỏi ít nhiềusuy nghĩ và dứt khoát không cho mẫu giải sẵn mà đòi hỏi học sinh suy nghĩtức là phải lao động trí tuệ để giải

Cũng trên tinh thần đó thì mỗi bài tập như thế là một nơi để luyện tập,

là một thao trường và việc giải bài tập là một công trình khoa học Việc viết

ra giấy bài giải của một bài tập như một báo cáo khoa học cho dù nó nhỏ vàđơn giản đến mức độ nào.

Việc giải bài tập là một công trình áp dụng khoa học vào thực tế được

sư phạm hoá.Thầy giáo phải tập cho học sinh như một nhà khoa hoc trẻ làmviệc dưới sự hướng dẫn của một nhà khoa học đàn anh.là thầy cô giáo Họcsinh phải nắm vấn đề, nhiệm vụ là gì?Vận dụng lí thuyết nào? chiến lượcchiến thuật ra sao để hoàn thành nhiệm vụ? Nghĩa là trò cũng phải trăn trởgiống như nhà khoa học thực sự [29]

Do vậy căn cứ vào mục đích sư phạm và nội dung bài tập có thể chiathành ba kiểu định hướng:

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:thoạt mới tiếp xúc với vấn đề cần giải quyết, không thấy ngay mối quan hệcủa nó với những cái đã biết, không thể áp dụng ngay một quy tắc, một địnhluật hay một cách làm đã biết mà cần phải tìm tòi bằng phương pháp phântích, tổng hợp, so sánh để tìm ra dấu hiệu tương tự với cái đã biết (phươngpháp tương tự) Kiểu hướng dẫn này thường gặp khi HS vận dụng kiến thức

đã biết nhưng chưa có phương pháp, quy trình hữu hiệu

Trong quá trình hướng dẫn HS giải BT, 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 cócon đường suy luận lôgic để suy ra từ cái đã biết mà đòi hỏi sự sáng tạo thựcsự, một bước nhảy vọt trong nhận thức (tình huống cần vận dụng các nguyêntắc sáng tạo) Các câu hỏi định hướng tư duy của GV phải hướng HS vào việc

sử dụng các nguyên tắc sáng tạo để giải quyết vấn đề Việc được tập dượt vậndụng các nguyên tắc sáng tạo trong những tình huống như vậy nhiều lần sẽ

tích luỹ cho HS kinh nghiệm, có sự nhạy cảm phát hiện, đề xuất được giảipháp 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 kếhoạch đó HS tự làm Kiểu hướng dẫn này áp dụng cho đối tượng HS khá vàgiỏi Trong điều kiện không tách những HS khá ra thành một lớp riêng, GVvẫn có thể sử dụng kiểu hướng dẫn này kết hợp với kiểu hướng dẫn tìm tòisáng tạo từng phần HS khá thì có thể tích cực tham gia thảo luận ngay từ khixác định phương hướng và lập kế hoạch tổng thể, còn HS yếu hơn thì thamgia 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 giảiBTST Số lượng loại BT này trong SGK còn ít, điều đó đòi hỏi mỗi GV cầnphải biết cách xây dựng BTST để sử dụng trong quá trình dạy học

lực của bản thân và sự dúp đỡ của người cùng trình độ hoặc trình độ cao hơnthì sẽ thực hiện được.

- Cơ sở của lí luận dạy học:

Dạy học sáng tạo biểu hiện sự thống nhất giữa chức năng giáo dục,giáo dưỡng và sự phát triển Điều này thể hiện ở chỗ trong dạy học sáng tạo,

HS chiếm lĩnh tri thức theo phương pháp nghiên cứu của nhà khoa học, nhờvậy mà tư duy sáng tạo phát triển Đồng thời dạy học sáng tạo bồi dưỡng cho

HS những đức tính cần thiết như tích cực chủ động, sáng tạo, kiên trì, vượtkhó, có kế hoạch, kiểm tra đánh giá

- Cơ sở phương pháp luận sáng tạo theo TRIZ: TRIZ và BTST về

vật lí ở trường phổ thông có điểm chung đó là “bài toán có vấn đề” cần phảitìm phương pháp giải quyết

+ TRIZ là phương pháp luận sáng tạo nhằm mục đích tạo ra bất kì cái

gì có đồng thời tính mới và tính ích lợi Cụm từ “bất kì cái gì” nói lên rằngsáng tạo có mặt ở bất kỳ lĩnh vực nào trong thế giới vật chất và tinh thần, kể

cả lĩnh vực xây dựng BTST

+ TRIZ và BTST có cùng một đối tượng là nghiên cứu và hoàn thiện

tư duy sáng tạo - quá trình suy nghĩ giải quyết vấn đề và ra quyết định củamỗi người, có cùng mục đích là trang bị cho người học hệ thống các phươngpháp và kỹ năng cụ thể, giúp họ nâng cao năng suất hiệu quả về lâu dài, tiếntới điều khiển tư duy sáng tạo để tiến tới hoàn thiện con người trong các mốiquan hệ con người với con người, con người với xã hội, con người với công

cụ lao động và con người với tự nhiên

+ Mặt khác TRIZ và BTST có sự tương tự về bản chất là tìm ra cáimới, đi từ cái chưa biết đến biết; chỉ khác nhau về mức độ và điều kiện nhậnthức “Cái mới” trong dạy học có tính cục bộ (trong phạm vi lớp học, thậmchí trong từng cá nhân người học), “Cái mới” trong TRIZ là cái mới đối với

cả nhân loại (gọi là phát minh hay sáng chế) “Cái mới” cần phải đạt được

theo con đường của nhận thức sáng tạo, chịu sự chi phối của quy luật nhậnthức do Lênin nêu ra: từ trực quan sinh động đến tư duy trừu tượng, và từ tưduy trừu tượng trở về với thực tiễn, là con đường của nhận thức chân lý, nhậnthức hiện tại khách quan.

+ TRIZ là lý thuyết giải các bài toán sáng chế trong kỹ thuật, mà Vật líhọc là một khoa học mà lý thuyết và sản phẩm của nó liên quan rất nhiều đếnlĩnh vực khoa học kỹ thuật

- Cơ sở thực tiễn:

Con người trong lịch sử phát triển của mình đã có ý thức tìm các quyluật chi phối quá trình tư duy sáng tạo, “khoa học hoá tư duy sáng tạo” Cùngvới sự phát triển của khoa học công nghệ ngày càng tăng tốc, tính cạnh tranhngày càng gay gắt, tính đa dạng, liên ngành ngày càng tăng là đến lúc cần sựdẫn đường của của khoa học sáng tạo, nửa cuối thế kỉ 20 khoa học “Sáng tạohọc” ra đời

Sáng tạo học, mà TRIZ là một trường hợp cụ thể đã được hình thành vàphát triển ở Nga, sau đó lan ra nhiều nước khác Đặc biệt ở Mĩ, từ năm 1991TRIZ phát triển mạnh mẽ và nhanh chóng

Ở nước ta, những hoạt động liên quan đến khoa học về tư duy sáng tạomới thực sự bắt đầu vào cuối thập kỉ 70 và còn mang tính tự phát, khôngthuộc hệ thống giáo dục Phan Dũng là người đầu tiên đưa Sáng tạo học mộtcách bài bản vào Việt Nam “Trung tâm sáng tạo khoa học kĩ thuật” do PhanDũng sáng lập ra đã hoạt động rất có hiệu quả Hàng ngàn bản thu hoạch củahọc viên đều nói lên những điều thống nhất rằng, môn học mới mẻ hấp dẫn và

bổ ích cho mọi ngành nghề, 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 phổthông, đại học, cộng đồng bằng các hình thức và phương pháp thích hợp.Hiện nay chương trình dạy 40 nguyên tắc sáng tạo của TRIZ đã được trìnhchiếu trên kênh VTV6 Đài truyền hình 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

tư duy sáng tạo Vấn đề là bồi dưỡng như thế nào để có hiệu quả cao nhất?Dạy học sáng tạo là một chiến lược giáo dục quan trọng vận dụng Sáng tạohọc và các khoa học về tâm lí, giáo dục vào quá trình dạy học nhằm phát triển

tư duy sáng tạo 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 vậndụng vào thực tiễn

Sau đây là các biện pháp nhằm thực hiện dạy học sáng tạo:

1.3.2 Các phương pháp tích cực hóa tư duy

Đồng thời với TRIZ ra đời ở liên xô (cũ), các phương pháp tích cực hoá

tư duy 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 sửdụng trong dạy học hiện nay [4,83]:

a) Tập kích não

Phương pháp này hoạt động bằng cách tập trung trên vấn đề, và rút rarất nhiều đáp án căn bản cho nó Các ý niệm, hình ảnh về vấn đề trước hếtđược nêu ra một cách rất phóng khoáng và ngẫu nhiên theo dòng suy nghĩcàng nhiều càng đủ càng tốt Trong “tập kích não” thì vấn đề được đào bới từnhiều khía cạnh và từ nhiều cách nhìn khác nhau Sau cùng các ý kiến sẽ đượcphân nhóm và đánh giá

Phương pháp này có thể tiến hành bởi từ một đến nhiều người Sốlượng người tham gia nhiều sẽ giúp cho phương pháp tìm ra lời giải đượcnhanh hơn hay toàn diện hơn nhờ vào nhiều góc nhìn khác nhau bới các trình

độ, trình tự khác nhau 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 dùngđược Phương pháp này triển khai nguyên tắc “lui một bước” để nhận đượctầm nhìn rộng hơn

d) Cụ thể hoá và Tổng quát hoá

Khi chủ thể bắt đầu thực hiện giải quyết vấn đề, tuỳ theo trình độ,những vốn liếng tư liệu và tâm lý, sở thích mà có người muốn giải quyết ngayđến cách giải quyết tổng quát, có người muốn đề cập về cách thức cụ thể chotừng mảng của vấn đề

Cụ thể hoá và tổng quát hoá là hai khía cạnh đối nghịch nhau nhữnghoàn toàn không xung khắc lẫn nhau Ngược lại, chúng bổ sung cho nhau đểcho người nghiên cứu nhìn nhận vấn đề thấu đáo và giải quyết vấn đề mộtcách 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 không đổi nào đấy được gọi là cụ thể hoá Và ta gọi G1 là cách giải quyếtvấn đề F1

Cụ thể hoá một vấn đề không chỉ đơn thuần là cụ thể hoá bài toán nêu

ra mà còn 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 gầntổng quát

+ Giúp tìm ra phương pháp giải bài toán tổng quát Nhanh chóng kiểmnghiệm những giả thuyết, tạo điều kiện cho nhà khoa học điều chỉnh lý thuyếtcủa mình

- Tổng quát hoá: Ngược với quá trình cụ thể hoá là tổng quát hoá Tagặp 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 bấtđịnh 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 sựham mê khám phá

+ Giúp người nghiên cứu có cách nhìn vấn đề tổng thể hơn Và nhanhchóng nhận ra cách áp dụng cho trường hợp cụ thể nào đó

+ Ngay khi vấn đề tổng quát quá khó, những khái quát hoá là một mảnhđất màu mỡ để khai thác, nghiên cứu tìm tòi kể cả khi giải quyết một phầnvấn đề cũng là thành công

e) Phương pháp đối tượng tiêu điểm

Đây là phương pháp phát ý tưởng nhờ việc chuyển giao những dấu hiệucủa đối tượng thu thập ngẫu nhiên cho đối tượng nghiên cứu (đối tượng tiêuđiểm) 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