NGHIÊN cứu xây DỰNG và sử DỤNG HỆ THỐNG bài tập SÁNG tạo TRONG dạy học PHẦN cơ học lớp 10

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH




VŨ THỊ MINH







NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG HỆ
THỐNG BÀI TẬP SÁNG TẠO TRONG DẠY
HỌC PHẦN CƠ HỌC LỚP 10 - TRUNG HỌC
PHỔ THÔNG





LUẬN ÁN TIẾN SĨ GIÁO DỤC HỌC

VINH - 2011
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH




VŨ THỊ MINH






NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG
HỆ THỐNG BÀI TẬP SÁNG TẠO TRONG
DẠY HỌC PHẦN CƠ HỌC LỚP 10 - TRUNG
HỌC PHỔ THÔNG


CHUYÊN NGÀNH: LÝ LUẬN VÀ PPDH BỘ MÔN VẬT LÍ
MÃ SỐ: 62.14.10.02


LUẬN ÁN TIẾN SĨ GIÁO DỤC HỌC

Người hướng dẫn khoa học:
PGS. TS. HÀ VĂN HÙNG
PGS. TS. PHẠM THỊ PHÚ



VINH - 2011



1



LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam ñoan ñây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số
liệu, kết quả nêu trong luận án là trung thực, khách quan và chưa từng ñược
ai công bố trong bất kỳ một công trình khoa học nào khác.

Tác giả
Vũ Thị Minh






LỜI CẢM ƠN

Tác giả luận án xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu, khoa Sau
ñại học, khoa Vật lí và Bộ môn phương pháp giảng dạy vật lí trường Đại
học Vinh.
Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới PGS. TS. Hà Văn Hùng và
PGS. TS. Phạm Thị Phú ñã tận tình hướng dẫn, ñộng viên, giúp ñỡ tác giả
trong suốt thời gian nghiên cứu và hoàn thành luận án.
Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn tới Ban giám hiệu và các giáo viên
vật lí các trường THPT Lê Viết Thuật - TP. Vinh - Nghệ An, trường THPT
Nguyễn Trãi - TP. Vinh - Nghệ An, trường THPT Nguyễn Công Trứ -
Nghi Xuân - Hà Tĩnh ñã tạo ñiều kiện ñể tác giả tiến hành khảo sát thực tế
và thực nghiệm sư phạm ñề tài.
Cuối cùng, tác giả xin chân thành cảm ơn tới gia ñình, bạn bè và
người thân ñã giúp ñỡ, ñộng viên tác giả trong quá trình nghiên cứu và
hoàn thành luận án này.

Vinh, tháng 9 năm 2011
Tác giả


MỤC LỤC
Trang
MỞ ĐẦU 1
1. Lý do chọn ñề tài 1
2. Tổng quan về vấn ñề nghiên cứu 2
3. Mục ñích nghiên cứu 8
4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 8
5. Giả thuyết khoa học 8
6. Nhiệm vụ nghiên cứu 8
7. Phương pháp nghiên cứu 9

8. Đóng góp mới của ñề tài 10
9. Cấu trúc của luận án 11
Chương 1.
CƠ SỞ LÝ LUẬN XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG HỆ
THỐNG BÀI TẬP SÁNG TẠO TRONG DẠY HỌC
VẬT LÍ THPT
12
1.1. Năng lực tư duy sáng tạo 12
1.1.1. Năng lực 12
1.1.2. Tư duy 12
1.1.3. Sáng tạo 16
1.1.4. Năng lực tư duy sáng tạo 17
1.1.5. Những yếu tố ảnh hưởng ñến năng lực tư duy sáng tạo của
học sinh 18
1.1.6. Tính ì tâm lý và ảnh hưởng của nó ñối với TDST 22
1.1.7. Các biện pháp rèn luyện TDST 25
1.2. Dạy học sáng tạo trong dạy học vật lí 26
1.2.1. Cơ sở tâm lí học về dạy học sáng tạo 27
1.2.2. Cơ sở lí luận dạy học về dạy học sáng tạo 28
1.2.3. Các biện pháp dạy học sáng tạo trong môn vật lí ở trường
phổ thông 29
1.3. TRIZ và việc vận dụng các nguyên tắc sáng tạo của TRIZ vào
dạy học vật lí 32
1.3.1. Tìm hiểu về TRIZ 32
1.3.2. Phân loại mức ñộ khó của bài toán và mức sáng tạo 35
1.3.3. Các phương pháp tích cực hoá tư duy vận dụng trong dạy học
sáng tạo 37
1.4. Bài tập sáng tạo về vật lí - phương tiện dạy học sáng tạo trong
môn vật lí ở trường phổ thông 46
1.4.1. Khái niệm 46

1.4.2. Phân biệt BTST với bài tập luyện tập 47
1.4.3. Các dấu hiệu nhận biết BTST về vật lí 47
1.4.4. Vận dụng các nguyên tắc sáng tạo của TRIZ vào việc xây
dựng hệ thống BTST phần cơ học lớp 10 50
1.4.5. Áp dụng các NTST của TRIZ vào hướng dẫn HS giải BTST
nhằm bồi dưỡng năng lực TDST cho học sinh 53
1.4.6. Những biện pháp sư phạm cần thiết trong tiến trình sử dụng
BTST vào dạy học 56
1.5. Xây dựng thang ño ñánh giá năng lực TDST của HS trong dạy
học BTST về vật lí 59
1.5.1. Đánh giá theo tiêu chí 59
1.5.2. Cơ sở xây dựng các tiêu chí ñánh giá năng lực TDST 59
1.5.3. Cách ñánh giá 60
1.5.4. Thang ño 61
1.5.5. Kiểm chứng thang ño 64
Kết luận chương 1 66
Chương 2.
XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG HỆ THỐNG BÀI TẬP
SÁNG TẠO PHẦN CƠ HỌC LỚP 10 THPT
67
2.1. Phân tích nội dung dạy học phần cơ học lớp 10 67
2.1.1. Mục tiêu và nội dung dạy học phần cơ học lớp 10 67
2.1.2. Phân phối chương trình phần cơ học lớp 10 theo chương trình
vật lí THPT hiện hành 68
2.2. Điều tra thực trạng dạy học bài tập vật lí nói chung, BTST về
vật lí nói riêng ở trường phổ thông 69
2.2.1. Mục ñích ñiều tra 69
2.2.2. Đối tượng ñiều tra 69
2.2.3. Kết quả ñiều tra 70
2.2.4. Nguyên nhân thực trạng 71

2.2.5. Kết luận 72
2.3. Xây dựng hệ thống BTST và hướng dẫn HS giải BTST phần
cơ học lớp 10 73
2.4. Các hình thức sử dụng BTST trong dạy học vật lí ở trường
THPT lớp 10 102
2.4.1. Sử dụng BTST vào tiết bài tập 102
2.4.2. Sử dụng BTST vào tiết thực hành thí nghiệm trong giờ dạy
không chính khoá 108
Kết luận chương 2 123
Chương 3.
THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM
124
3.1. Mục ñích, nhiệm vụ TNSP 124
3.2. Nội dung TNSP 124
3.2.1. Công tác chuẩn bị TNSP 124
3.2.2. Chọn ñối tượng TNSP 125
3.2.3. Tiến hành TNSP 132
3.3. Kết quả TNSP 132
3.3.1. Đánh giá ñịnh tính 133
3.3.2. Đánh giá ñịnh lượng thông qua xử lí, phân tích bài kiểm tra
bằng phương pháp thống kê kiểm ñịnh 133
3.3.3. Đánh giá ñịnh lượng năng lực TDST của HS thông qua các
tiêu chí 138
Kết luận chương 3 143
KẾT LUẬN 145
1. Những kết quả ñạt ñược 145
2. Kết luận 145
3. Kiến nghị 146
DANH MỤC CÁC BÀI BÁO ĐÃ ĐƯỢC CÔNG BỐ 148
TÀI LIỆU THAM KHẢO 149

PHỤ LỤC
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

BT Bài tập
BTST: Bài tập sáng tạo
BTXP: Bài tập xuất phát
DHST Dạy học sáng tạo
DHVL: Dạy học vật lí
ĐC: Đối chứng
GĐ Giai ñoạn
GV: Giáo viên
HS: Học sinh
NT: Nguyên tắc
NTST: Nguyên tắc sáng tạo
Nxb: Nhà xuất bản
PP Phương pháp
PTTH Phổ thông trung học
SGK: Sách giáo khoa
TDST Tư duy sáng tạo
THCS Trung học cơ sở
THPT: Trung học phổ thông
TN: Thực nghiệm
TNSP Thực nghiệm sư phạm
TRIZ Lí thuyết giải các bài toán sáng chế

1

MỞ ĐẦU

1. Lý do chọn ñề tài

Ở Việt Nam, giai ñoạn cuối thế kỷ XX ñầu thế kỷ XXI cùng với sự
phát triển ngày càng nhanh của các ngành khoa học kỹ thuật là việc ñẩy
mạnh công nghiệp hóa và hiện ñại hóa ñất nước. Để thực hiện thành công
sự nghiệp này, nhân tố quyết ñịnh thắng lợi chính là nguồn lực con người
Việt Nam. Điều này ñược xác ñịnh rõ trong Luật giáo dục (2005), ñiều
27.1: “Mục tiêu của giáo dục phổ thông là giúp HS phát triển toàn diện về
ñạo ñức, trí tuệ, thể chất, thẩm mĩ và các kỹ năng cơ bản, phát triển năng
lực cá nhân, tính năng ñộng và sáng tạo, hình thành nhân cách con người
Việt Nam xã hội chủ nghĩa, xây dựng tư cách và trách nhiệm công dân,
chuẩn bị cho HS tiếp tục học lên hoặc ñi vào cuộc sống lao ñộng tham gia
xây dựng và bảo vệ Tổ quốc”.
Luật Giáo dục số 38/2005/QH11 ngày 14/6/2005, ñiều 28.2 ñã ghi:
"Phương pháp giáo dục phổ thông phải phát huy tính tích cực, tự giác, chủ
ñộng, sáng tạo của học sinh; phù hợp với ñặc ñiểm của từng lớp học; bồi
dưỡng phương pháp tự học, rèn luyện kỹ năng vận dụng kiến thức vào thực
tiễn, tác ñộng ñến tình cảm, ñem lại niềm vui, hứng thú học tập cho học sinh".
Có thể nói, trong thời khắc chuyển mình của nền kinh tế ñất nước như
hiện nay, việc ñào tạo nên những con người thực sự năng ñộng, sáng tạo là
ñiều vô cùng cần thiết, vì "tất cả ñều bắt nguồn từ sự sáng tạo " [99].
Thế kỷ XXI là thế kỷ của sự cạnh tranh chất xám sáng tạo bởi sáng
tạo là nguồn tài nguyên cơ bản của con người, nguồn tài nguyên ñặc biệt
mà theo nhà khoa học Mỹ George Kozmetsky: “Bạn càng sử dụng nó nhiều
thì càng có nó nhiều hơn”. Từ ñó ta thấy, giáo dục và rèn luyện tính sáng
tạo sẽ ngày càng ñóng vai trò quan trọng như John Dewey nhận xét: “Mục
ñích giáo dục trẻ em không phải là thông tin về những giá trị quá khứ mà là
sáng tạo những giá trị mới của tương lai” [61].

2

"Dạy học sáng tạo" với nội hàm là dạy tư duy sáng tạo nhằm góp

phần ñào tạo những con người năng ñộng, sáng tạo, những con người luôn
biết vận dụng kiến thức và năng lực của mình ñể tạo ra những giá trị mới
ñể không ngừng cải tạo nâng cao chất lượng cuộc sống của cá nhân và của
xã hội.
Bài tập sáng tạo là bài tập mà các dữ kiện cho trong ñầu bài không
chỉ dẫn trực tiếp hay gián tiếp algorit giải hay kiến thức vật lí cần sử
dụng[85]. Đây là phương tiện có tầm quan trọng và có tác ñộng mạnh mẽ
trong việc bồi dưỡng năng lực tư duy logic, rèn luyện kỹ năng, kỹ xảo vận
dụng lý thuyết vào thực tiễn, phát triển tư duy sáng tạo và nâng cao tinh
thần trách nhiệm, ý thức làm việc tự lực của học sinh. Do ñó, dạy học có sử
dụng loại bài tập này một cách hợp lí chính là dạy học sáng tạo, nó sẽ góp
phần vào việc ñào tạo ra một nguồn nhân lực có phẩm chất ñạo ñức tốt, có
tri thức khoa học, biết vận dụng tri thức vào công cuộc xây dựng ñất nước.
Trên cơ sở ñó, chúng tôi chọn ñề tài: "Nghiên cứu xây dựng và sử
dụng hệ thống bài tập sáng tạo trong dạy học phần cơ học lớp 10 - THPT".
2. Tổng quan về vấn ñề nghiên cứu
2.1. Những kết quả nghiên cứu ở nước ngoài
Trên thế giới, khoa học sáng tạo ñã phát triển rất sớm.
Vào thế kỷ thứ ba, Pappus ñã ñặt nền móng cho khoa học về tư
duy sáng tạo là Ơ-ris-tic, là khoa học về sự sáng chế, phát minh trong
lĩnh vực khoa học cơ bản, kỹ thuật, Đến nay, Ơ-ris-tic ñã tồn tại suốt
17 thế kỷ nhưng có rất ít người biết về nó, vì trong một khoảng thời gian
dài xã hội không có nhu cầu cấp thiết về khoa học tư duy sáng tạo. Ngày
nay, khi mà sáng tạo tự phát không thể giải quyết ñược những vấn ñề
ngày càng phức tạp của xã hội thì khoa học sáng tạo Ơ-ris-tic ñược
nghiên cứu và phát triển.

3

Vào nửa cuối thế kỷ XIX các nghiên cứu về tâm lí học sáng tạo trong

khoa học kỹ thuật bắt ñầu xuất hiện. Đến thế kỷ XX các nghiên cứu ñã cho
kết quả là khả năng sáng tạo có ở tất cả những người bình thường, khoa học
sáng tạo Ơ-ris-tic ñược phát triển với chất lượng mới với tên gọi là sáng tạo
học. Các nhà tâm lí học ñã phát hiện ra phương pháp thử và sai và vai trò
quan trọng của nhiều yếu tố tâm lí như tính liên tưởng, trí tưởng tượng, trực
giác, tính ì tâm lí, trong quá trình tư duy sáng tạo. Tại thời ñiểm ñó ñã
xuất hiện nhiều phương pháp nhằm nâng cao năng suất và hiệu quả tư duy
sáng tạo như: Phương pháp ñối tượng tiêu ñiểm của F. Zwicky, Phương
pháp não công của A. Osborn [16]. Mặc dù các phương pháp này tuy có
nhiều ưu ñiểm song vẫn chưa khắc phục ñược nhược ñiểm của phương
pháp thử và sai là thiếu cơ chế ñịnh hướng từ bài toán ñến lời giải trong tư
duy sáng tạo.
Người có công lớn trong việc xây dựng khoa học sáng tạo là nhà
khoa học Genric Sanlovich Altshuller (1926 - 1998), người Nga, gốc Do
Thái sinh tại Taskent (Uzbekistan). Năm 14 tuổi ông ñã có bằng sáng chế,
năm 20 tuổi, ông ñã dự ñịnh xây dựng lí thuyết ñể giúp bất kỳ người bình
thường nào cũng có thể sáng chế ñược.
Năm 1946, Altshuller bắt ñầu xây dựng lí thuyết giải các bài toán
sáng chế (tiếng Nga là Теория решения изобретательских задач, chuyển
tự Teoriya Resheniya Izobreatatelskikh Zadatch, viết tắt TRIZ) là phương
pháp luận tìm kiếm những giải pháp kỹ thuật mới, cho những kết quả khả
quan, ổn ñịnh khi giải những bài toán khác nhau, thích hợp cho việc dạy và
học với ñông ñảo quần chúng. TRIZ kết hợp một cách chặt chẽ 4 yếu tố:
Tâm lí, logic, kiến thức, trí tưởng tượng. Nó có mục ñích tích cực hoá hoạt
ñộng tư duy sáng tạo. Theo ñó, khoa học về sáng tạo ñược nhiều quốc gia
quan tâm và ñưa vào giảng dạy. Khoa học sáng tạo ñược dạy ñầu tiên tại

4

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

1972 tại trường ĐH kinh doanh Manchester (Anh). Trên thế giới phải kể
ñến sự ñóng góp của các nhà khoa học như:
V. Langue (1978) với “Những bài tập hay về thí nghiệm vật lí” [101]
ñã ñưa ra 124 bài tập thí nghiệm bao gồm các bài tập thí nghiệm gần gũi
với cuộc sống mà học sinh có thể làm ở nhiều nơi như: Làm ở nhà, làm lúc
dạo chơi, làm bên hồ, làm khi ñi du lịch, làm trong nhà máy, trong vũ trụ
hoặc làm trong phòng thí nghiệm.
M. E. Tultrinxki (1979) với “Những bài tập nghịch lý và ngụy biện
về vật lí” [56] ñã chỉ ra những tình huống có vấn ñề mà HS có thể mắc sai
lầm khi vận dụng nó vào giải quyết vấn ñề thông qua các bài tập nghịch lí
và ngụy biện hay, gần gũi với cuộc sống.
V.G. Razumôpxki (1975) với “Phát triển năng lực sáng tạo của HS
trong DHVL ở trường trung học ñã khái quát hoá ý kiến của nhiều nhà vật
lí nổi tiếng về hoạt ñộng sáng tạo, cơ sở lí thuyết của phương pháp phát
triển khả năng sáng tạo của HS trong DHVL và ñưa ra “chu trình sáng tạo
khoa học” trong nghiên cứu vật lí gồm 4 giai ñoạn: Từ sự kiện khởi ñầu
ñến xây dựng mô hình giả thuyết, từ ñó rút ra hệ quả lôgic và ñề xuất
phương án thí nghiệm ñể kiểm tra. Trong ñó hai giai ñoạn ñòi hỏi sự sáng
tạo nhiều nhất của nhà nghiên cứu ñó là từ sự kiện khởi ñầu ñến mô hình,
giả thuyết và từ hệ quả lí thuyết ñến ñề xuất thí nghiệm kiểm tra vì ở ñây
không thể sử dụng suy luận lôgic ñược mà phải dùng trực giác.
V.G. Razumôpxki cũng cho rằng trực giác có thể bồi dưỡng ñược
cho HS trong dạy học nên ông ñề nghị áp dụng chu trình sáng tạo khoa học
trên vào dạy học vật lí ở trường phổ thông. Ông ñưa ra hai loại bài tập sáng
tạo là bài tập nghiên cứu và bài tập thiết kế nhưng chưa ñưa ra quy trình
hướng dẫn HS giải các loại bài tập này.

5

2.2. Những kết quả nghiên cứu ở Việt Nam

Ở Việt Nam, vào cuối thập kỷ 70, những hoạt ñộng nghiên cứu liên
quan ñến khoa học về TDST còn mang tính chất tự phát. Lớp học dạy về
phương pháp luận sáng tạo ñược tổ chức năm 1977. Người có công lớn là
Phan Dũng với các tác phẩm: Phương pháp luận sáng tạo khoa học - kỹ
thuật giải quyết vấn ñề và ra quyết ñịnh [15]; Các nguyên tắc sáng tạo cơ
bản [14] [18]; Thế giới bên trong con người sáng tạo [16]; Tư duy lôgic
biện chứng và hệ thống [17].
Nguyễn Chân, Dương Xuân Bảo và Phan Dũng (1983) với “Angôrit
sáng chế” - Đây là quyển sách ñầu tiên về phương pháp luận sáng tạo ñược
nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật Hà Nội in và phát hành [3]. Các nghiên
cứu trên nhằm mục ñích làm rõ TRIZ là gì, vận dụng TRIZ như thế nào
trong việc giải quyết các vấn ñề trong kỹ thuật sáng chế.
Nguyễn Văn Lê (1998) với “Cơ sở khoa học của sự sáng tạo” [52] ñã
trình bày một số cơ sở khoa học của việc giáo dục tính sáng tạo cho thanh
thiếu niên như: Cơ sở tâm lí học của sự sáng tạo, cơ sở sinh lí thần kinh của
hoạt ñộng sáng tạo, bài học từ những con người sáng tạo.
Nguyễn Minh Triết (2001) với “Đánh thức tiềm năng sáng tạo” [96]
ñã ñề cập ñến việc vận dụng 19 nguyên tắc sáng tạo vào giải các bài toán
cụ thể nhằm khắc phục tính ì tâm lí của con người khi giải quyết các vấn
ñề thực tiễn.
Nguyễn Cảnh Toàn (2005) với “Khơi dậy tiềm năng sáng tạo” [73]
ñã ñưa ra các vấn ñề về sáng tạo học như khái niệm, nguồn gốc, cơ sở thần
kinh của hoạt ñộng sáng tạo. Quyển sách ñã chỉ ra cho người giáo viên làm
thế nào ñể dạy học sinh học tập sáng tạo.
Phạm Hữu Tòng với “Hình thành kiến thức, kỹ năng phát triển trí tuệ
và năng lực sáng tạo của HS trong DHVL” [76] và “Dạy học vật lí ở trường
phổ thông theo ñịnh hướng phát triển hoạt ñộng tích cực, chủ ñộng, sáng

6

tạo và tư duy khoa học” [78] ñã nghiên cứu về các biện pháp nhằm thực
hiện dạy học sáng tạo.
Các tài liệu nêu trên ñã ñề cập ñến cơ sở lí luận và một số kỹ thuật
bồi dưỡng tư duy sáng tạo cho mọi người nói chung và trong dạy học vật lí
nói riêng.
Các luận án tiến sĩ chuyên ngành lí luận và phương pháp dạy học vật
lí nghiên cứu vấn ñề bồi dưỡng tư duy sáng tạo ñã bảo vệ ở nước ta gồm:
Nguyễn Thị Hồng Việt (1993) với “Dạy học một số kiến thức lớp
10 PTTH theo chu trình nhận thức khoa học vật lí”. Luận án nghiên cứu
chu trình nhận thức khoa học ñặc thù của môn vật lí và vận dụng chu trình
này vào dạy học bộ môn một số kiến thức vật lí lớp 10.
Phạm Thị Phú (1999) với “Bồi dưỡng PP thực nghiệm cho HS
nhằm nâng cao hiệu quả dạy học phần cơ học lớp 10” ñã ñề cập ñến việc
bồi dưỡng phương pháp thực nghiệm ñặc thù của vật lí học trên cơ sở dạy
học một số kiến thức phần cơ học lớp 10.
Nguyễn Văn Hoà (2002) với “Bồi dưỡng cho HS PP thực nghiệm
nhằm nâng cao chất lượng học tập và góp phần phát triển năng lực sáng tạo
trong DHVL THCS” ñã ñề cập ñến việc bồi dưỡng phương pháp thực nghiệm
ñồng thời phát triển năng lực sáng tạo cho HS trong dạy học vật lí THCS.
Ngô Thị Bích Thảo (2002) với “Rèn luyện năng lực sáng tạo cho học
sinh trong dạy học phần cơ học lớp 8 THCS” ñã ñề xuất các giải pháp như:
Dạy học giải quyết vấn ñề, bồi dưỡng phương pháp nhận thức khoa học, sử
dụng hệ thống bài tập vật lí nhằm rèn luyện năng lực sáng tạo cho HS.
Phạm Thị Phú - Nguyễn Đình Thước ñã ñề cập ñến bài tập sáng tạo về
vật lí ở trường THPT như một phương tiện bồi dưỡng tư duy sáng tạo có hiệu
quả trong dạy học vật lí [65].
Từ năm 1977, Phan Dũng ñã vận dụng TRIZ vào tổ chức các lớp học
về phương pháp luận sáng tạo dạy kỹ năng tư duy sáng tạo cho mọi người.

7

Đến nay, hàng ngàn người với hàng trăm khoá học ñã ñược tổ chức. Năm
1991, Trung tâm sáng tạo Khoa học - Kỹ thuật ñược thành lập tại Đại học
Khoa học Tự nhiên - Đại học Quốc gia thành phố Hồ Chí Minh với mục
ñích dạy cho người bình thường trở nên sáng tạo. Việc nghiên cứu vận dụng
TRIZ bồi dưỡng tư duy sáng tạo cho học sinh trong nhà trường phổ thông
còn chưa ñược ñề cập trong các công trình nghiên cứu ở nước ta. Trong luận
án này, chúng tôi ñã nghiên cứu áp dụng TRIZ - chủ yếu là các nguyên tắc
sáng tạo vào xây dựng và sử dụng hệ thống BTST trong dạy học môn vật lí
Hàng năm, Việt Nam có rất nhiều HS giỏi cấp quốc gia (năm
2010 có 2177 học sinh), quốc tế và hầu hết những HS ấy ñều ñược ñào
tạo từ các trường chuyên lớp chọn, lớp năng khiếu, lớp chất lượng cao.
Các em là những HS giỏi, sáng tạo. Nhưng số lượng học sinh giỏi, sáng
tạo ñó là quá ít ñể ñáp ứng nhu cầu nhân lực mà ñất nước Việt Nam ñang
cần. Vấn ñề ñặt ra là làm thế nào ñể ñào tạo ra số lượng người có năng
lực tư duy sáng tạo ngày càng nhiều? Chắc chắn chúng ta phải dạy học
sáng tạo không chỉ cho một ít người như kiểu nuôi gà nòi, mà có thể dạy
rộng rãi cho cả những HS có năng lực trung bình và dưới trung bình. Các
nhà khoa học vận dụng các nguyên tắc sáng tạo của TRIZ ñể tạo ra
những sản phẩm mới có ích phục vụ cho ñời sống (ñó là sáng chế), còn
HS cũng TDST ñể thu nhận ñược những kiến thức mới ñối với bản thân
mình. Từ sự tương tự trong cách TDST của nhà khoa học với cách TDST
của HS chúng tôi nghĩ ñến việc sử dụng các nguyên tắc sáng tạo ñể bồi
dưỡng TDST của HS trong DHVL.
Từ những kết quả nghiên cứu trong nước và nước ngoài, một vấn ñề
cấp thiết ñược ñặt ra là làm thế nào ñể bồi dưỡng năng lực TDST và ñánh
giá ñịnh lượng năng lực TDST của HS trong DHVL thông qua việc sử
dụng BTST. Qua nghiên cứu, chúng tôi nhận thấy BTST là một phương
tiện có thể giúp GV bồi dưỡng cho HS năng lực tư duy sáng tạo cho một

8

lớp học bình thường khi nó ñược sử dụng trong dạy học. Muốn vậy, ñầu
tiên phải xây dựng hệ thống BTST có thể sử dụng ñược trong dạy học vật lí
ở trường THPT. Với giới hạn của ñề tài, chúng tôi nghiên cứu xây dựng và
sử dụng hệ thống BTST phần cơ học lớp 10 dựa trên các nguyên tắc sáng
tạo của TRIZ.
3. Mục ñích nghiên cứu
Vận dụng các nguyên tắc sáng tạo của TRIZ, xây dựng và sử dụng
hệ thống BTST nhằm bồi dưỡng năng lực tư duy sáng tạo cho học sinh
trong dạy học phần cơ học lớp 10 - THPT .
4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
- Lí thuyết về dạy học sáng tạo trong bộ môn vật lí.
- TRIZ
- Quá trình dạy học bài tập vật lí phần cơ học lớp 10 THPT.
5. Giả thuyết khoa học
Bằng việc vận dụng TRIZ vào xây dựng hệ thống bài tập sáng tạo và
hướng dẫn học sinh giải các bài tập ñó trong dạy học phần cơ học lớp 10 -
Trung học phổ thông thì sẽ góp phần bồi dưỡng ñược năng lực tư duy sáng
tạo cho học sinh.

6. Nhiệm vụ nghiên cứu
6.1. Nghiên cứu lí thuyết dạy học sáng tạo
6.2. Nghiên cứu TRIZ
6.3. Tìm hiểu thực trạng dạy học BTST ở trường THPT
6.4. Nghiên cứu chương trình SGK vật lí 10 và các tài liệu liên quan
như: Sách bài tập, sách bồi dưỡng GV, sách các chuyên ñề nâng cao, tuyển
tập ñề thi,…
6.5. Nghiên cứu vận dụng các NTST của TRIZ xây dựng hệ thống
BTST về vật lí phần cơ học lớp 10 - THPT

9

6.6. Đề xuất các hình thức sử dụng BTST ñã xây dựng vào dạy học
nhằm bồi dưỡng TDST cho HS. Thiết kế các giáo án thực nghiệm
6.7. Thực nghiệm sư phạm
6.8. Đề xuất tiến trình ñánh giá tính ích lợi của hệ thống BTST ñã ñề xuất.
Nhiệm vụ 6.1 và 6.2 nhằm xây dựng cơ sở lí luận của việc xây
dựng hệ thống bài tập sáng tạo.
Nhiệm vụ 6.3 và 6.4 nhằm xây dựng cơ sở thực tiễn của việc xây
dựng hệ thống bài tập sáng tạo.
Nhiệm vụ 6.5 và 6.6 là nhiệm vụ chính của luận án nhằm vận dụng
TRIZ vào xây dựng và hướng dẫn HS giải bài tập sáng tạo nhằm bồi
dưỡng năng lực tư duy sáng tạo của HS.
Nhiệm vụ 6.7 và 6.8 nhằm kiểm ñịnh hệ thống bài tập sáng tạo ñã
xây dựng có ñảm bảo về mặt khoa học, tâm lí học, lí luận dạy học và có
phù hợp với thực tiễn giáo dục phổ thông hiện nay hay không.
7. Phương pháp nghiên cứu
- Phương pháp nghiên cứu lí luận: Nghiên cứu các tài liệu có liên
quan ñến ñề tài
- Phương pháp ñiều tra thực tiễn: Trao ñổi với GV và HS bằng
phương pháp sử dụng phiếu ñiều tra, phân tích kết quả học tập và ý kiến
của GV, HS
- Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm: Tổ chức dạy học, dự giờ,
quan sát, ghi chép, chụp ảnh, quay phim, thu thập dữ liệu, phân tích, ñánh
giá kết quả học tập và kết quả từ các phiếu ñiều tra
- Phương pháp thống kê toán học: Thống kê kết quả ñiều tra, bài
kiểm tra (sau mỗi bài TNSP, trước và sau ñợt TNSP) của lớp ñối chứng và
lớp TN).

10

8. Đóng góp mới của ñề tài
8.1. Về lí luận
- Nghiên cứu, lựa chọn và tổng hợp ñược 10 trong 40 nguyên tắc
sáng tạo của TRIZ có thể sử dụng vào dạy học vật lí
- Đề xuất mô hình vận dụng 10 NTST ñã tổng hợp vào việc xây
dựng BTST về vật lí
- Đề xuất mô hình vận dụng 10 NTST ñã tổng hợp ñể ñịnh hướng
HS giải BTST nhằm bồi dưỡng TDST cho HS
- Đề xuất ñược tiến trình sử dụng BTST vào dạy học vật lí dưới hình
thức bài học bài tập và hình thức bài học thực hành
- Xây dựng thang ño mức ñộ sáng tạo của HS sau khi học BTST về vật lí.
8.2. Về thực tiễn
- Xây dựng ñược hệ thống gồm 30 BTST dạng BTTN (dựa trên 10
NTST của TRIZ) phần cơ học lớp 10.
- Hướng dẫn HS giải các BTST theo mô hình ñã ñề xuất. Trong ñó
HS ñã ñề xuất ñược 2 mô hình và chế tạo ñược 2 sản phẩm (thiết bị kỹ
thuật) từ mô hình mà họ ñã ñề xuất.
- Đánh giá năng lực TDST của HS sau khi HS học BTST theo thang
ño ñã xây dựng.
- Sử dụng các công cụ mới ñể xử lí kết quả TNSP trong ñánh giá
ñịnh lượng năng lực tư duy sáng tạo của HS sau khi học hệ thống BTST ñã
xây dựng. Bao gồm:
+ Phép kiểm chứng T - Test ñộc lập
+ Hệ số tương quan Pearson (bảng Hopkin)
+ Phương pháp kiểm chứng ñộ tin cậy và ñộ giá trị của dữ liệu.
+ Các hàm Mode (giá trị có tần số lớn nhất); Median (giá trị ở vị trí
giữa); Average (giá trị trung bình); Stdev (ñộ lệch chuẩn); SMD (ñộ lệch

giá trị trung bình chuẩn);

11

9. Cấu trúc của luận án
Ngoài phần mở ñầu, kết luận và tài liệu tham khảo, luận án chia
thành 3 chương:
Chương 1: Cơ sở lý luận xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập
sáng tạo trong dạy học vật lí THPT
Chương 2: Xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập sáng tạo phần
cơ học lớp 10 THPT
Chương 3: Thực nghiệm sư phạm


12

Chương 1

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

Mục ñích nghiên cứu của luận án là hướng tới dạy học bồi dưỡng tư
duy sáng tạo cho HS thông qua dạy học bài tập sáng tạo về vật lí. Để ñạt
ñược ñiều ñó cần nghiên cứu cơ sở lí luận về tư duy sáng tạo, dạy học bồi
dưỡng tư duy sáng tạo và khái niệm bài tập sáng tạo trong dạy học vật lí.
1.1. Năng lực tư duy sáng tạo
1.1.1. Năng lực
Theo tâm lí học, năng lực là những thuộc tính tâm lí riêng của cá
nhân, nhờ những thuộc tính này con người hoàn thành tốt một loại hoạt
ñộng nào ñó, mặc dù phải bỏ ra ít sức lao ñộng nhưng vẫn ñạt kết quả

cao [88].
Sự hình thành và phát triển năng lực của con người chịu sự tác ñộng
của nhiều yếu tố trong ñó có yếu tố sinh học, yếu tố hoạt ñộng của chủ thể
và yếu tố giao lưu xã hội. Con người sinh ra chưa có năng lực, chưa có
nhân cách. Năng lực ñược hình thành và phát triển trong quá trình hoạt
ñộng tích cực như rèn luyện, học tập, giáo dục, của con người.
1.1.2. Tư duy
1.1.2.1. Tư duy và ñặc ñiểm của tư duy
Tư duy là một quá trình nhận thức khái quát và gián tiếp những sự
vật và hiện tượng của hiện thực trong những dấu hiệu, những thuộc tính
bản chất của chúng, những mối quan hệ khách quan, phổ biến của chúng,
ñồng thời cũng là sự vận dụng sáng tạo những kết luận khái quát ñã thu
ñược vào những dấu hiệu cụ thể, dự ñoán ñược những thuộc tính, hiện
tượng, quan hệ mới [88].

13

Tư duy là một quá trình tâm lí phản ánh những thuộc tính bản chất,
những mối liên hệ và quan hệ bên trong có tính quy luật của sự vật, hiện
tượng trong hiện thực khách quan mà trước ñó ta chưa biết [55].
Các ñặc ñiểm của tư duy [88] [55].
- Tính “có vấn ñề” của tư duy.
- Tư duy có quan hệ mật thiết với nhận thức cảm tính.
- Tính trừu tượng và tính khái quát của tư duy.
- Tính gián tiếp của tư duy.
- Tư duy liên hệ chặt chẽ với ngôn ngữ, ngôn ngữ là phương tiện,
hình thức biểu ñạt của tư duy.
1.1.2.2. Phân loại tư duy
Phân loại tư duy là một vấn ñề phức tạp. Có nhiều cách phân loại
khác nhau, tuỳ thuộc vào việc chọn dấu hiệu phân loại. Trong DHVL,

người ta quan tâm ñến các loại tư duy chủ yếu sau ñây [88].
- Tư duy kinh nghiệm: Là tư duy chủ yếu dựa trên kinh nghiệm cảm
tính và sử dụng phương pháp “thử và sai”. Đây là kiểu tư duy ñơn giản,
không cần phải rèn luyện nhiều, có ích trong hoạt ñộng hằng ngày ñể giải
quyết một số vấn ñề trong một phạm vi hẹp.
- Tư duy lí luận: Là loại tư duy giải quyết nhiệm vụ ñược ñề ra dựa
trên sử dụng những khái niệm trừu tượng, những tri thức lí luận. Nhờ có
loại tư duy này mà con người mới có thể ñi sâu vào bản chất của sự vật,
hiện tượng, phát hiện ñược quy luật vận ñộng của chúng và sử dụng tri
thức ñể cải tạo thế giới tự nhiên, phục vụ lợi ích của mình.
- Tư duy lôgic: Là tư duy tuân theo các quy tắc, quy luật của lôgic
học một cách chặt chẽ, chính xác, không phạm phải sai lầm trong các lập
luận, biết cách phát hiện các mâu thuẫn, nhờ ñó mà nhận thức ñược ñúng
ñắn chân lí khách quan.

14

- Tư duy vật lí: Là sự quan sát các hiện tượng vật lí, phân tích một
hiện tượng phức tạp thành những bộ phận ñơn giản và xác lập giữa chúng
những mối quan hệ và những sự phụ thuộc xác ñịnh, tìm ra mối liên hệ
giữa mặt ñịnh tính và mặt ñịnh lượng của các hiện tượng và các ñại lượng
vật lí, dự ñoán các hệ quả mới từ các lí thuyết và áp dụng những kiến thức
khái quát thu ñược vào thực tiễn.
Trong thực tế DHVL, GV và HS rất ít khi sử dụng thuần túy một loại
tư duy mà thường sử dụng phối hợp nhiều loại tư duy với nhau. Tuy nhiên,
trong quá trình tư duy ñó thường có một loại tư duy giữ vai trò chủ yếu.
Theo [76] có thể chia tư duy thành 3 loại cơ bản và phổ biến như sau
- Tư duy lôgic hình thức: Gọi tắt là tư duy lôgic, loại tư duy này dựa
trên luật bài trung và tam ñoạn luận
- Tư duy biện chứng: Là kiểu tư duy bác bỏ luật bài trung, chấp nhận

A vừa là A, vừa ñồng thời không phải là A. Đó là chân lí của sự vận ñộng
chứ không phải là nước ñôi, là không dứt khoát.
- Tư duy hình tượng: Là kiểu tư duy tạo ra những sản phẩm sáng tạo
bằng cách hư cấu, bằng tưởng tượng ra những ñối tượng theo những quan
ñiểm thẩm mĩ nhất ñịnh, giúp người ta hình dung ra ñược các sự vật, sự
kiện, những con người với những khả năng vốn có của nó.
Ba loại tư duy cơ bản nói trên có mối quan hệ chặt chẽ và bổ sung
cho nhau. Tư duy lôgic dùng ñể nghiên cứu các ñối tượng trong trạng thái
ñứng yên. Tư duy biện chứng ñược sử dụng ñể nghiên cứu các ñối tượng ở
trạng thái vận ñộng. Nhờ có tư duy hình tượng mà các sáng tạo trong kỹ
thuật (sáng chế), trong nghệ thuật,…phát triển.
Căn cứ vào mức ñộ ñộc lập của chủ thể, tư duy gồm bốn bậc [76].
- Tư duy lệ thuộc: Để chỉ tư duy của những người có suy nghĩ dựa
dẫm vào tư duy của người khác, không có chính kiến riêng của bản thân
mình về một lĩnh vực nào ñó.

15

- Tư duy ñộc lập: Để chỉ tư duy của những người có chính kiến riêng
trong một lĩnh vực nào ñó, cho dù chính kiến ñó khác, thậm chí ñối lập với
ý kiến của những người có uy tín và quyền lực cao.
- Tư duy phê phán: Là tư duy ñộc lập trước một sự việc, quan sát,
phân tích, tổng hợp, ñể có phán xét ñúng sự việc ñó tốt hay xấu, tốt xấu ở
chỗ nào.
- Tư duy sáng tạo: Là tư duy sau khi ñã phê phán sự việc, chủ thể tư
duy tiếp, ñề ra ñược những giải pháp mới nhằm khắc phục những thiếu sót
và phát huy ưu ñiểm của giải pháp ñó [85].
Các loại tư duy ở trên ñược sắp xếp theo mức ñộ ñộc lập tăng dần
của chủ thể tư duy. Theo chúng tôi, ñây là cách phân loại tư duy rõ ràng
nhất. Người có TDST thì có tư duy ñộc lập và tư duy phê phán, ngược lại

người có tư duy lệ thuộc thì không có 3 loại tư duy còn lại. Trong luận án
chúng tôi ñã sử dụng khái niệm TDST của tác giả Phan Dũng [15] ñược
trình bày ở trang 17 của luận án.
1.1.2.3. Vai trò của tư duy
Theo [98] tư duy có vai trò rất lớn ñối với ñời sống và hoạt ñộng
nhận thức của con người.
Tư duy mở rộng giới hạn của nhận thức, tạo ra khả năng ñể vượt ra
ngoài những giới hạn của kinh nghiệm trực tiếp do cảm giác và tri giác
mang lại, ñể ñi sâu vào bản chất của sự vật, hiện tượng và tìm ra những mối
quan hệ có tính quy luật với nhau.
Tư duy không chỉ giải quyết những nhiệm vụ trước mắt, trong hiện
tại mà còn khả năng giải quyết trước cả những nhiệm vụ trong tương lai.
Tư duy cải tạo lại thông tin của nhận thức cảm tính làm cho chúng có
ý nghĩa hơn cho hoạt ñộng của con người.
Nhờ tư duy mà con người hiểu biết sâu sắc và vững chắc hơn về
thực tiễn và nhờ ñó hành ñộng của con người có kết quả cao hơn.

16

1.1.3. Sáng tạo
Sáng tạo là quá trình mà kết quả là tạo ra những kết hợp mới cần
thiết từ các ý tưởng, dạng năng lượng, các ñơn vị thông tin, các khách thể
hay tập hợp của hai - ba các yếu tố nêu trên [98].
Sáng tạo là quá trình hoạt ñộng của con người tạo ra những giá trị vật
chất, tinh thần mới về chất.
Sáng tạo là tìm ra cái mới, cách giải quyết mới, không bị gò bó phụ
thuộc vào cái ñã có [62].
Sáng tạo ñó là năng lực tạo ra những giải pháp mới hoặc duy nhất
cho một vấn ñề thực tiễn và hữu ích [98].
- Sáng tạo là một loại hoạt ñộng 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 [88].
- Sáng tạo là bất cứ hoạt ñộng nào của con người tạo ra ñược cái
mới, không kể rằng cái ñược tạo ra ấy là một vật nào ñó của thế giới bên
ngoài hay một cấu tạo nào ñó của trí tuệ hoặc tình cảm chỉ sống và biểu lộ
trong bản thân con người.
Ngoài tính cách tân của sản phẩm, sáng tạo còn có ñặc ñiểm tâm lí là
tính hiếm có, tính khó khăn, tính bất ngờ của phát kiến và tính ngẫu nhiên
của phỏng ñoán.
Chúng tôi ñồng ý và sử dụng ñịnh nghĩa sáng tạo của Phan Dũng
như sau:
- Sáng tạo là hoạt ñộng tạo ra bất kỳ cái gì có ñồng thời tính mới và
có lợi.
Tính mới là sự khác biệt của ñối tượng cho trước so với ñối tượng
cùng loại ra ñời trước ñó về mặt thời gian. Tính có lợi chỉ thể hiện ra khi
ñối tượng cho trước hoạt ñộng theo ñúng chức năng và trong phạm vi áp
dụng của nó.
Trong TRIZ [14], ñể ñánh giá một ñối tượng cho trước có phải là
sáng tạo hay không, người ta sử dụng chương trình gồm 5 bước: