Xây dựng hệ thống bài tập sáng tạo dạy học chương Từ trường Vật lý 11 nhằm bồi dưỡng tư duy sáng tạo cho học sinh
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (480.83 KB, 107 trang )
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH
-----------------------------
HOÀNG THỊ THU HƯƠNG
XÂY DỰNG HỆ THỐNG BÀI TẬP
SÁNG TẠO DẠY HỌC CHƯƠNG “TỪ
TRƯỜNG” VẬT LÝ 11 NHẰM BỒI
DƯỠNG TƯ DUY SÁNG TẠO CHO
HỌC SINH
LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC HỌC
NGHỆ AN - 2012
1
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH
-----------------------------
HOÀNG THỊ THU HƯƠNG
XÂY DỰNG HỆ THỐNG BÀI TẬP
SÁNG TẠO DẠY HỌC CHƯƠNG “TỪ
TRƯỜNG” VẬT LÝ 11 NHẰM BỒI
DƯỠNG TƯ DUY SÁNG TẠO CHO
HỌC SINH
Chuyên ngành : Lý luận và phương pháp dạy học Vật lý
Mã số: 60. 14. 10
LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC HỌC
Người hướng dẫn khoa học:
PGS.TS NGUYỄN ĐÌNH THƯỚC
2
LỜI CẢM ƠN
Đầu tiên, tôi xin gởi lời cảm ơn chân thành và sâu sắc đến
thầy hướng dẫn khoa học PGS.TS Nguyễn Đình Thước – người
trực tiếp hướng dẫn tôi trong suốt thời gian nghiên cứu và hoàn
thành luận văn. Sự nhiệt tình, tận tâm chỉ dẫn của thầy là yếu tố
quan trọng góp phần giúp tôi hoàn thành luận văn.
Kế đến, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành đến quý thầy,
cô giảng dạy đã tận tình chỉ dẫn tôi trong suốt quá trình học tập.
Tôi xin gởi lời cảm ơn đến phòng Sau Đại học, khoa Vật lý
trường ĐH Vinh và BGH, phòng đào tạo trường ĐH Sài Gòn đã
tạo điều kiện thuận lợi nhất cho tôi trong quá trình học tập.
Tôi xin gởi lời cảm ơn đến BGH và tổ bộ môn Vật lý trường
THPT Trần Quang Khải (nơi tôi đang công tác) đã tạo điều kiện
thuận lợi cho tôi trong suốt quá trình học tập cũng như trong thời
gian tôi tiến hành thực nghiệm sư phạm tại trường.
Cuối cùng, tôi xin chân thành cảm ơn gia đình, bạn bè và
đồng nghiệp đã luôn động viên và giúp đỡ tôi trong quá trình học
tập và thực hiện đề tài này.
TP. Hồ Chí Minh, Tháng 9 năm
2012
Tác giả
Hoàng Thị Thu Hương
3
MỤC LỤC
MỞ ĐẦU......................................................................................................1
1. Lí do chọn đề tài........................................................................................1
2. Mục đích nghiên cứu.................................................................................1
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu............................................................1
4. Giả thuyết khoa học ..................................................................................2
5. Nhiệm vụ nghiên cứu................................................................................2
6. Phương pháp nghiên cứu...........................................................................2
7. Đóng góp của đề tài...................................................................................3
8 Cấu trúc của Luận văn................................................................................3
Chương 1: Cơ sở lý luận của việc xây dựng bài tập sáng tạo về vật lí...5
1.1 Tư duy và năng lực sáng tạo của học sinh trong quá trình học vật lí......5
1.1.1 Khái niệm tư duy .............................................................................5
1.1.2 Những đặc điểm của tư duy..............................................................5
1.1.3 Tư duy vật lí.....................................................................................6
1.1.4 Khái niệm tư duy sáng tạo................................................................7
1.1.5 Khái niệm tư duy sáng tạo................................................................7
1.1.6 Các yếu tố và quá trình tâm lý trong tư duy sáng tạo.......................8
1.1.7 Các biện pháp hình thành và phát triển tư duy sáng tạo của HS
trong dạy học vật lí........................................................................................9
1.1.8 Khái niệm năng lực........................................................................11
1.2 Cơ sở lý thuyết của bài tập sáng tạo......................................................12
1.2.1 Bài tập sáng tạo..............................................................................13
1.2.2 Các dấu hiệu nhận biết BTST về vật lí...........................................14
1.2.3 TRIZ cơ sở phương pháp luận BTST vật lí....................................17
1.3 Phương pháp xây dựng BTST về vật lí dựa vào các nguyên tắc của
TRIZ ..........................................................................................................18
1.3.1 Các nguyên tắc của TRIZ .................................................................18
1.3.2 Giới thiệu một số nguyên tắc sáng tạo của TRIZ vào dạy học vật lí
.....................................................................................................................20
4
1.4 Chiến lược giải bài tập sáng tạo về vật lí..............................................28
Kết luận chương 1.....................................................................................30
Chương 2: Xây dựng và sử dụng bài tập sáng tạo chương “Từ trường”
lớp 11..........................................................................................................31
2.1 Mục tiêu dạy học chương “Từ trường”................................................31
2.2 Tóm tắt nội dung cơ bản của phần “ Từ trường”..................................31
2.3 Tìm hiểu thực trạng dạy và học bài tập chương “Từ trường” ở một số
trường THPT TP Hồ Chí Minh...................................................................33
2.3.1 Thực trạng xuất bản trên thị trường về bài tập sáng tạo.................23
2.4 Hệ thống bài tập sáng tạo dạy học chương “Từ trường”.......................34
2.5 Các hình thức sử dụng bài tập sáng tạo trong dạy học vật lí.................62
2.5.1 BTST trong tiết học xây dựng kiến thức mới.................................62
2.5.2 Bài tập sáng tạo trong tiết học luyện tập giải bài tập vật lí............62
GIÁO ÁN 1............................................................................................63
GIÁO ÁN 2............................................................................................70
GIÁO ÁN 3............................................................................................77
GIÁO ÁN 4............................................................................................82
2.5.3 BTST trong tiết học ôn tập tổng kết hệ thống hóa kiến thức.........69
2.5.4 BTST Trong tiết học thực hành thí nghiệm vật lí..........................75
2.5.5 BTST trong hoạt động ngoại khóa.................................................76
2.5.6 BTST trong kiểm tra thi tuyển HS giỏi..........................................76
Kết Luận chương 2.....................................................................................87
Chương 3: Thực nghiệm sư phạm...........................................................88
3.1 Mục đích và nhiệm vụ của thực nghiệm sư phạm ................................88
3.1.1 Mục đích thực nghiệm sư phạm ....................................................88
3.1.2 Nhiệm vụ thực nghiệm sư phạm....................................................89
3.2 Đối tượng và phương pháp thực nghiệm ..............................................89
3.2.1 Đối tượng thực nghiệm sư phạm....................................................89
3.2.2 Phương pháp thực nghiệm sư phạm...............................................89
3.3 Nội dung thực nghiệm sư phạm............................................................89
5
3.3.1 Công tác chuẩn bị...........................................................................89
3.3.2 Tiến hành thực nghiệm...................................................................89
3. 4 Kết quả thực nghiệm............................................................................90
3.4.1 Tiêu chí đánh giá............................................................................90
3.4.2 Đánh giá kết quả.............................................................................90
3.4.2.1 Đánh giá thái độ học tập của học sinh, sự phù hợp của các BTST
.....................................................................................................................91
3.4.2.2 Đánh giá tính khả thi của quá trình dạy học................................91
3.4.2.3 Đánh giá chất lượng học tập của học sinh và hiệu quả của quá
trình.............................................................................................................92
3.5 Bảng xử lý kết quả.............................................................................93
Kết luận chương 3.....................................................................................97
Kết luận chung...........................................................................................98
Tài liệu tham khảo.....................................................................................99
Phụ lục.......................................................................................................PL
6
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT TRONG LUẬN VĂN
1
ĐC
Đối chứng
2
BT
Bài tập
3
BTST
Bài tập sáng tạo
4
BTVL
Bài tập vật lý
5
ĐH
Định hướng
6
GV
Giáo viên
7
HS
Học sinh
8
NXB
Nhà xuất bản
9
PPDH
Phương pháp dạy học
10
SGK
Sách giáo khóa
11
SGV
Sách giáo viên
12
THPT
Trung học phổ thông
13
TN
Thực nghiệm
14
VL
Vật lý
15
PL
Phụ lục
7
DANH MỤC CÁC SƠ ĐỒ TRONG LUẬN VĂN
Sơ đồ 1: Chu trình sáng tạo...........................................................................8
Sơ đồ 2: Mô hình xây dựng và sử dụng BTST............................................17
DANH MỤC CÁC HÌNH TRONG LUẬN VĂN
Hình 2.1 Bài tập 3........................................................................................21
Hình 2.2 Bài tập 4........................................................................................22
Hình 2.3 Bài tập 6........................................................................................24
Hình 2.4 Bài tập 7........................................................................................25
Hình 2.5 Bài tập 8........................................................................................26
Hình 2.6 Bài tập 9........................................................................................27
Hình 2.7 Bài tập 10......................................................................................29
Hình 2.8 Bài tập 10......................................................................................29
Hình 2.9 Bài tập 13......................................................................................33
Hình 2.10 Bài tập 14....................................................................................34
Hình 2.11 Bài tập 16....................................................................................36
Hình 2.12 Bài tập 17....................................................................................37
Hình 2.13 Bài tập 18....................................................................................38
Hình 2.14 Bài tập 19....................................................................................39
Hình 2.15 Bài tập 21....................................................................................40
Hình 2.16 Bài tập 22....................................................................................41
8
DANH MỤC CÁC BẢNG TRONG LUẬN VĂN
Bảng 3.1. Bảng thống kê các điểm số kết quả của bài kiểm tra..................56
Bảng 3.2. Bảng phân phối tần suất, tần suất tích lũy..................................57
Bảng 3.3. Bảng tham số thống kê................................................................57
Biểu đồ điểm số...........................................................................................60
Biểu đồ phân phối tần suất tích lũy.............................................................60
9
MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
Muốn thực hiện được sự nghiệp công nghiệp hóa đất nước, giữ gìn
bảo vệ toàn vẹn lãnh thổ của Tổ quốc trong xu thế hội nhập quốc tế trên
mọi lĩnh vực, sự tồn vong, hưng thịnh nước ta ngày nay phụ thuộc vào
nguồn lao động có chất lượng cao, phụ thuộc năng lực sáng tạo của mỗi
công dân trên mọi lĩnh vực của xã hội. Vì vậy nâng cao chất lượng giáo dục
của nước ta hiện nay là một vấn đề quan trọng trong sự cạnh tranh quyết
liệt giữa các quốc gia.
Sự nghiệp giáo dục nước ta không nằm ngoài vấn đề giáo dục của các
quốc gia trên thế giới. Cần phải đổi mới toàn diện về các thành tố của quá
trình dạy học trong nhà trường.
Dạy học Vật lí ở trường phổ thông, góp phần thực hiện mục tiêu giáo
dục. Một trong những nhiệm vụ quan trọng của dạy học Vật lí ở trường phổ
thông là phát triển trí tuệ của học sinh, đỉnh cao là tư duy sáng tạo, năng
lực sáng tạo. Sử dụng bài tập, trong đó có bài tập sáng tạo như một công cụ
để phát triển tư duy khoa học và năng lực sáng tạo của học sinh trong dạy
học Vật lí. Bài tập sáng tạo về Vật lí ở trường THPT nước ta có tỉ lệ còn rất
hạn chế trong hoạt động học tập của học sinh
Với những lý do trên, tôi chọn đề tài nghiên cứu “ Xây dựng hệ
thống bài tập sáng tạo dạy học chương “Từ trường” Vật lí 11 nhằm bồi
dưỡng tư duy sáng tạo cho học sinh.”
2. Mục đích nghiên cứu
Xây dựng hệ thống BTST chương “Từ trường” Vật lí 11 và đề xuất
phương án sử dụng trong dạy học bồi dưỡng 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 Vật lí ở trường THPT.
- Bài tập sáng tạo về Vật lí THPT.
10
3.2 Phạm vi nghiên cứu
- Bài tập sáng tạo chương “Từ trường” Vật lí 11.
- Hoạt động giải bài tập sáng tạo của HS lớp 11, THPT.
4. Giả thuyết khoa học
- Nếu xây dựng được hệ thống BTST dạy học chương “Từ trường”
Vật lí 11, đảm bảo tính khoa học, đáp ứng mục tiêu nội dung dạy học thì có
thể góp phần bồi dưỡng tư duy sáng tạo cho học sinh trong học tập.
5. Nhiệm vụ nghiên cứu
5.1 Nghiên cứu phương pháp luận sáng tạo khoa học.
5.2 Nghiên cứu lý thuyết bài tập sáng tạo về Vật lí; mối quan hệ giữa BTST
với việc bồi dưỡng tư suy sáng tạo cho HS trong dạy học.
5.3 Phân tích mục tiêu dạy học theo chuẩn kiến thức kỹ năng và nghiên cứu
nội dung kiến thức chương “Từ trường” lớp 11 THPT.
5.4 Tìm hiểu thực tế dạy học bài tập chương “Từ trường” ở một số trường
THPT TP Hồ Chí Minh.
5.5 Xây dựng hệ thống các BTST chương “Từ trường” Vật lí 11.
5.6 Đề xuất các phương án sử dụng hệ thống BTST đã xây dựng để bồi
dưỡng tư suy sáng tạo cho học sinh.
5.7 Thực nghiệm sư phạm ở trường THPT nhằm xác định mức độ phù hợp,
tính khả thi và tính hiệu quả của dạy học hệ thống BTST chương Từ
trường.
6. Phương pháp nghiên cứu
6.1 Phương pháp nghiên cứu lý thuyết
- Nghiên cứu các tài liệu về phát triển tư duy và năng lực sáng tạo của
HS, bài tập sáng tạo, sử dụng bài tập sáng tạo trong dạy học Vật lí.
- Nghiên cứu các tài liệu về phương pháp luận sáng tạo.
- Nghiên cứu chương trình, sách giáo khoa, sách giáo viên, sách bài
tập Vật lí lớp 11.
6.2 Phương pháp điều tra
11
- Dự giờ, sử dụng phiếu điều tra tìm hiểu đánh giá thực trạng dạy học
bài tập Vật lí ở trường THPT.
6.3 Phương pháp thực nghiệm sư phạm
- Thử nghiệm dạy học theo kết quả nghiên cứu của đề tài ở trường
THPT để kiểm chứng giả thuyết khoa học của đề tài.
6.4 Phương pháp thống kê toán học
- Xử lý các số liệu điều tra và các kết quả thực nghiệm sư phạm.
7. Đóng góp của đề tài
- Xây dựng được 22 bài tập bài tập sáng tạo dạy học chương “Từ
trường” trong đó có:
+ Bài tập có nhiều cách giải và có hình thức tương tự nhưng nội dung
biến đổi: 2 bài.
+ Bài tập thừa hoặc thiếu dữ kiện: 5 bài.
+ Bài tập thí nghiệm: 2 bài.
+ Bài tập giải thích một hiện tượng : 1 bài.
- Ngoài ra hệ thống bài tập sáng tạo kèm theo câu hỏi hướng dẫn dựa
theo các nguyên tắc sáng tạo TRIZ nhằm bồi dưỡng phát tư duy và năng
lực sáng tạo của học sinh.
- Đề xuất được các phương án sử dụng bài tập sáng tạo nhằm bồi
dưỡng tư duy sáng tạo.
- Thiết kế 4 tiến trình dạy học bài tập sáng tạo chương “Từ trường”
theo các phương án đã đề xuất nhằm bồi dưỡng tư duy sáng tạo cho học
sinh.
- Luận văn có thể dùng làm tư liệu để phát hiện và bồi dưỡng học sinh
có năng khiếu về Vật lí ở trường THPT
8. Cấu trúc luận văn
- Mở đầu (2 trang)
- Nội dung : 3 Chương
Chương 1. Bài tập sáng tạo về Vật lí với việc phát triển tư duy và năng
lực sáng tạo của học sinh. (15 trang)
12
Chương 2. Xây dựng hệ thống bài tập sáng tạo Chương Từ trường. (36
trang)
Chương 3. Thực ngiệm sư phạm. (9 trang)
- Kết luận (2 trang)
- Tài liệu tham khảo (2 trang)
- Phụ lục (15 trang)
13
CHƯƠNG 1
CƠ SỞ LÝ LUẬN CỦA VIỆC XÂY DỰNG BÀI TẬP SÁNG TẠO VỀ
VẬT LÍ
1.1 Tư duy và năng lực sáng tạo của học sinh trong quá trình học vật lí
1.1.1 Khái niệm tư duy
Chúng ta có thể hiểu về tư duy như sau: “ Tư duy là giai đoạn cao của
quá trình nhận thức đi sâu vào bản chất và phát hiện ra tính quy luật của sự
vật bằng những hình thức như biểu tượng, khái niệm, phán đoán và suy lý.”
(tr 1034 - Từ điển Tiếng Việt, Hoàng Phê - Trung tâm từ điển, 1994).
Tư duy phản ánh thực tế một cách khái quát vì nó phản ánh những
thuộc tính của hiện thực thông qua các khái niệm lại tách khỏi những sự vật
cụ thể, những cái chứa dựng những thuộc tính đó. Tư duy phản ánh hiện
thực một cách gián tiếp vì nó thay thế những hành động thực tế với chính
các sự vật bằng các hành động tinh thần với những hình ảnh của chúng cho
phép giải quyết những nhiệm vụ thực tế thông qua các hoạt động tinh thần
bằng cách dựa trên những tri thức về các thuộc tính và các mối quan hệ của
các sự vật được củng cố trong các khái niệm.
1.1.2 Những đặc điểm của tư duy
Tính “có vấn đề” khi gặp những hoàn cảnh, những tình huống mà vốn
hiểu biết đã có, phương pháp hoạt động đã biết của con người không đủ
giải quyết, lúc đó con người rơi vào hoàn cảnh có vấn đề (hay còn gọi là
tình huống có vấn đề). Khi ấy, con người phải vượt khỏi phạm vi hiểu biết
và đi tìm kiến thức, con đường giải quyết hay nói cách khác con người phải
tư duy.
- Tính khái quát của tư duy: Tư duy có khả năng khám phá những
thuộc tính 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 người
phản ánh trực tiếp sự vật hiện tượng bằng các giác quan của mình và cũng
14
chỉ có được những hình ảnh cảm tính về các sự vật, hiện tượng đó. Trong
tư duy con người phản ánh thế giới một cách trực tiếp, phản ánh bằng ngôn
ngữ.
- Tư duy có quan hệ trực tiếp với ngôn ngữ: Ngôn ngữ được xem là
phương tiện của tư duy. Trong quá trình tư duy nhờ sự tham gia của hệ
thông tin ngôn ngữ mà con người tiến hành thao tác tư duy. Cuối cùng sản
phẩm của tư duy là những khái niệm, phán đoán, suy lý… được biểu đạt
bằng từ ngữ, câu v.v…
- Tư duy có quan hệ mật thiết nhận thức cảm tính: Tư duy nhận thức
cảm tính thuộc hai mức nhận thức khác nhau không tách rời nhau, có quan
hệ chặt chẽ bổ sung cho nhau, chi phối lẫn nhau. Trong hoạt động nhận
thức “nói chung chung nhận thức cảm tính bao giờ cũng có tính tư duy trừu
tượng, tựa hồ như làm thành chỗ dựa cho tư duy”. Ngược lại, tư duy và kết
quả của nó chi phối khả năng cảm giác và tri giác, làm cho khả năng cảm
giác và tri giác, làm cho khả năng cảm giác của con người mang tính lựa
chọn, tính ý nghĩa.
1.1.3 Tư duy Vật lí
Tư duy Vật lí là sự quan sát các hiện tượng Vật lí, phân tích một hiện
tượng phức thành những bộ phận đơn giản và xác lập giữa chúng những
mối quan hệ định tính và định lượng của các hiện tượng và các đại lượng
Vật lí, dư đoán các hệ quả mới các lý thuyết và vận dụng sáng tạo những
kiến thức khái quát thu được từ thực tiễn.
Các hiện tượng Vật lí trong tự nhiên rất phức tạp, nhưng những định
luật chi phối chúng lại rất đơn giản, vì mỗi hiện tượng bị nhiều yếu tố tác
động chồng chéo lên nhau hoặc nối tiếp nhau mà ta có thể quan sát được
kết quả tổng hợp cuối cùng của chúng. Vì thế những đặc tính bản chất và
quy luật của tự nhiên thì việc đầu tiên phải phân tích được hiện tượng phức
tạp thành những thành phần, những bộ phận, những giai đoạn bị chi phối
bởi một số ít nguyên nhân, một số yếu tố.
15
Trong quá trình nhận thức Vật lí con người phải sử dụng tổng hợp
nhiều hình thức tư duy như tư duy lý luận, tư duy lôgíc và hình thức đặc
thù của Vật lí học.
1.1.4 Khái niệm Sáng tạo
“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 2, trang 54).
Sáng tạo là hoạt động tạo ra bất kỳ cái gì có tính mới và tính ích lợi.
“Tính mới” là sự khác biệt của đối tượng trước so với đối tượng cùng loại
ra đời trước đó về mặt thời gian (đối tượng tiền thân). “Tính lợi ích” chỉ thể
hiện khi đối tượng cho trước hoạt động đúng chức năng và phạm vi áp
dụng của nó. Khái niệm “phạm vi áp dụng” có xuất thân từ luận điểm triết
học “chân lý là cụ thể”: Một kết luận chỉ đúng trong không gian, thời gian,
hoàn cảnh, điều kiện cụ thể.
1.1.5 Khái niệm tư duy sáng tạo
Tư duy sáng tạo là quá trình suy nghĩ giải quyết vấn đề có tính sáng
tạo.
Theo Rubinski: “tư duy bắt đầu tình huống “có vấn đề” hay “vấn đề”
là điều kiện cần để khởi động tư duy. Vấn đề (bài toán) là đối tượng của tư
duy.
Vấn đề là trạng thái tâm lý của con người lúng túng xuất hiện trong
quá trình nhận thức hay hoạt động thực tiễn như một mâu thuẫn giữa cái đã
biết và cái chưa biết, giữa chủ thể và khách thể. Vấn đề là tình huống, ở đó
người giải biết mục đích cần đạt nhưng không biết cách đạt đến mục đích
hoặc không biết cách tối ưu đạt đến mục đích trong một số cách đã biết.
Tư duy sáng tạo và hình thành phát triển dần dần theo quy luật từ tiệm
cận đến nhảy vọt, kiểu mưa dầm thấm lâu, hạt cát bé tích tụ lâu ngày thành
bãi phù sa lớn. Trong dạy học cần rèn luyện kỹ năng tư duy sáng tạo giúp
cho học sinh giúp học sinh giải quyết tốt bài tập (vấn đề), về lâu dài tiến tới
điều khiển tư duy sáng tạo.
16
Sau đây là mô hình quá trình phát triển tư duy sáng tạo theo phương
pháp thử và sai theo quan điểm lý thuyết thông tin.
1.1.6 Các yếu tố và quá trình tâm lý trong tư duy sáng tạo
Các công trình nghiên cứu về tâm lý học sáng tạo, đã chỉ ra rằng, tư
duy sáng tạo là sự nhảy vọt về chất của quá trình tích lũy về lượng của các
thành tố tâm lý: 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 được vận dụng trong tình
huống mới. Như vậy, trí nhớ là một điều kiện quan trọng đối với sự phát
triển tư duy sáng tạo. Ngoài chức năng ưu việt của trí nhớ, TRIZ phát hiện
ảnh hưởng tiêu cực của trí nhớ đối với tư duy sáng tạo: trí nhớ tạo nên tính
ì tâm lý hướng suy nghĩ của người giải bài toán về phía quen thuộc, đã biết,
cản trở đi đến cái mới.
Dựa vào quy luật hoạt động của trí nhớ, trong dạy học, để tăng cường
trí nhớ cho học sinh, cần dạy kiến thức một cách có hệ thống từ dễ đến khó,
quá trình truyền thụ kiến thức phải theo các giai đoạn: nhận biết → thông
hiểu → vận dụng, các kiến thức đã học cần được hệ thống hóa để sắp xếp
chúng trong bộ trí nhớ. Trí nhớ là hoạt động của phản xạ có điều kiện nên
thường xuyên ôn tập là một phương pháp có hiệu quả để tăng cường trí
nhớ. Dùng nhiều phương tiện trực quan để truyền thụ kiến thức nhằm gây
ấn tượng mạnh giúp học sinh nhớ lâu kiến thức. Mục đích học tập chính
xác, thái độ học tập nghiêm túc, nổ lực học tập, là điều kiện để phát triển trí
nhớ.
b. Tính liên tưởng là khả năng của con người từ ý nghĩ này thông qua
một mối liên kết dựa trên kinh nghiệm nào đó để đi đến ý nghĩa khác. Liên
tưởng xảy ra theo nhiều hướng khác nhau tùy theo người suy nghĩ chú ý và
nhấn mạnh vào khía cạnh nào của đối tượng suy nghĩ. Khả năng liên tưởng
giúp cho việc xuất phát các ý tưởng trong đó có ý tưởng sáng tạo.
17
Trong dạy học cần chú ý phân tích quá trình vận dụng trí nhớ để phát
hiện mối liên hệ giữa bài tập tình huống xuất phát với các bài tập khác
tương tự. Cần hướng cho HS suy nghĩ theo một hướng rõ ràng: từ nhu cầu
giải BT đến thu nhận thông tin khác, phát hiện mối liên hệ giữa thông tin
được cung cấp, trí nhớ và mục tiêu cần đạt tới. Cần đặt câu hỏi loại như
kiến thức này liên quan gì đến thông tin mình được cung cấp, liên quan gì
đến mục tiêu của BT…? Việc tập cho HS dùng phép liên tưởng trong các
BTST sẽ hình thành và phát triển ở họ năng lực liên tưởng.
c. Trí tưởng tượng giúp ta nhìn thấy trước sản phẩm hoạt động trong
nhiều trường hợp, là một hoạt động mang tính sáng tạo. Trí tưởng tượng
cung cấp cho con người những gì mà thực tại chưa kịp hoặc không thể cho
con người. Người có tri thức và kinh nghiệm thực tiễn phong phú, đa dạng
thường có năng lực tưởng tượng mạnh hơn người chỉ biết một mặt tri thức.
Để phát triển trí tưởng tượng cho HS, các BT (vấn đề) cần xuất phát từ thực
tiễn, phải đa dạng, việc giải BT phải sử dụng kiến thức tổng hợp nhiều môn
học.
d. Trực giác (linh tính) Tính trưc giác giúp người giải có nhiều ý
tưởng từ vùng tiềm thức và vô thức trong quá trình giải toán ngoài các ý
tưởng có nhờ ý thức. Để hình thành khả năng trực giác cho HS, cần tạo
không khí học tập thoải mái, để 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 từ tiềm thức và vô thức.
Như vậy, cần tích lũy về lượng cho các thành tố tâm lý: trí nhớ, tính
liên tưởng, trí tưởng tượng, trực giác để dẫn đến sự nhảy vọt về chất đó là
tư duy sáng tạo.
1.1.7 Các biện pháp hình thành và phát triển tư duy sáng tạo của HS
trong dạy học Vật lí
a. Tổ chức hoạt động sáng tạo gắn liền với quá trình xây dựng
kiến thức mới
18
Kiến thức Vật lí trong trường phổ thông luôn mới mẻ đối với học sinh.
Trong nghiên cứu kiến thức mới thường xuyên tạo ra những tình huống có
vấn đề đòi hỏi học sinh phải đưa ra những giả thuyết, giải quyết vấn đề
theo những ý kiến mới, giải pháp mới.
Tổ chức quá trình nhận thức của HS để xây dựng kiến thức mới tốt
nhất là theo chu trình sáng tạo khoa học: [vấn đề → giả thuyết → hệ quả → thí
nghiệm kiểm tra].
Quá trình học tập Vật lí học sinh nắm vững các bước nghiên cứu theo
chu trình sáng tạo khoa học Vật lí, tự thân các em hình thành và phát triển
tư duy sáng tạo của mình.
Trong đổi mới PPDH, GV cần phải vận dụng các phương pháp tích
cực dạy học môn Vật lí; các phương pháp chủ yếu: DH giải quyết vấn đề,
phương pháp thực nghiệm, phương pháp mô hình, là những phương pháp
dạy học Vật lí có điều kiện tốt nhất để hình thành và phát triển tư duy sáng
tạo của học sinh.
b. Tổ chức cho học sinh giải các bài tập sáng tạo về Vật lí
BTST về Vật lí đa dạng và phong phú, nội dung BTST chứa đựng
những đặc trưng của hoạt động sáng tạo:
Đặc trưng của hoạt động sáng tạo là nhận thấy chức năng mới của
đối tượng quen biết. Tùy thuộc vào tình huống, con người nhìn thấy ở cùng
một đối tượng có một công dụng mới đôi khi bất ngờ.
Đặc trưng của hoạt động sáng tạo là nhìn thấy cấu trúc của đối tượng
đang nghiên cứu. Thực chất của năng lực nhìn thấy cấu trúc của đối tượng
là: bao quát nhanh chóng, đôi khi ngay tức khắc, các đối tượng, các bộ
phận, yếu tố của đối tượng trong mối quan hệ giữa chúng.
Đặc trưng của hoạt động sáng tạo là đứng trước bài toán nhiều lời
giải, nhiều cách nhìn đối với việc tìm kiếm lời giải. Điều đó nói lên HS đó
đã nhìn thấy một cách giải quyết khác không thỏa mãn với suy lý ban đầu,
và tìm ra những suy lý khác.
19
Đặc trưng của hoạt động sáng tạo là kỹ năng kết hợp những phương
thức giải đã biến thành một phương thức giải mới.
Đặc trưng của hoạt động sáng tạo là tìm một phương pháp giải độc
đáo tuy đã biết những phương thức khác.
Giải các bài tập sáng tạo đòi hỏi HS tự lực xây dựng Angôrít giải các
bài tập đó. Đó là cách thức tốt nhất rèn luyện cho HS suy nghĩ, cách lập
luận trong con đường khám phá những “vấn đề” của bài toán.
1.1.8 Khái niệm năng lực
Trong tâm lý học, theo các nhà tâm lý: P A. Ruđích, A. G. Côvaliôp,
N. X. Lâytex, Phạm Minh Hạc,… đã đưa ra những định nghĩa về năng lực.
Từ những định nghĩa đó, chúng ta có thể hiểu:
Năng lực là những thuộc tính tâm lý của mỗi con người để có thể thực
hiện một hoạt động nào đó có tính tốc độ, hiệu quả và chất lượng đạt đến
mục tiêu của hoạt động đó.
Dựa vào khái niệm năng lực, ta thấy giữa người này và người khác có
những năng lực khác nhau. Các dấu hiệu để khác biệt về năng lực đó là:
a/ Khác biệt trong khuynh hướng hoạt động.
b/ Khác biệt trong nhịp độ hoạt động và sự tiến bộ hoạt động, sự dễ
dàng trong hoạt động đó.
c/ Số lượng và chất lượng của kết quả hoạt động.
d/ Tính chất độc lập và sáng tạo trong hoạt động.
Nói đến năng lực được hiểu bao gồm tri thức và kỹ năng của con
người.
Ví dụ: năng lực học tập của học sinh Nguyễn văn A thì được hiểu mức
độ nắm vững kiến thức của A về các khái niệm, các định luật, các quy tắc,
các nguyên lý Vật lí, các phương pháp nhận thức Vật lí,… và về mức độ kỹ
năng Vật lí, đó là mức độ có được ở em về các kỹ năng sử dụng thao tác tư
duy, các năng lực thực nghiệm Vật lí v.v… (mức độ cũng được hiểu theo
chuẩn kiến thức kỹ năng).
- Năng lực sáng tạo
20
Dựa vào khái niệm năng lực, chúng ta có thể hiểu:
+ Năng lực sáng tạo là năng lực ở mức độ cao; khả năng của một
nguồn sử dụng kiến thức, kỹ năng một cách sáng tạo để giải quyết “vấn đề”
trong một hoạt động cụ thể.
+ Năng lực sáng tạo của học sinh trong học tập Vật lí chính là khả
năng sáng tạo vận dụng kiến thức, kỹ năng để khám phá giải quyết tốt
những “vấn đề” (bài toán) trong quá trình học tập Vật lí.
- Phân loại năng lực
Có nhiều cách phân loại năng lực theo tiêu chí khác nhau, có thể có
các loại năng lực sau: năng lực chung và năng lực chuyên môn.
+ Năng lực chung là hệ thống những thuộc tính trí tuệ cá nhân đảm
bảo cho cá nhân nắm được tri thức và hoạt động một cách dễ dàng có hiệu
quả có thể gọi năng lực chung là năng lực trí tuệ (inteligence), năng lực này
được thể hiện ở chức năng tâm lý. Ví dụ năng lực phân tích, so sánh, tổng
hợp, khái quát, ghi nhớ, tưởng tượng…
+ Năng lực chuyên môn là hệ thống các thuộc tính cá nhân bảo đảm
đạt được kết quả cao trong nhận thức và trong sáng tạo của các lĩnh vực
chuyên môn: âm nhạc, hội họa, thể thao, ăn học, khoa học, kỹ thuật công
nghệ. Mỗi người đều có năng lực chung và năng lực chuyên môn phát triển
bổ sung lẫn nhau.
1.2 Cơ sở lý thuyết của bài tập sáng tạo
Quá trình sáng tạo diễn ra theo chu trình gồm 4 giai đoạn như trên,
trong đó khó khăn nhất, đòi hỏi sự sáng tạo cao nhất là giai đoạn từ những
sự kiện khởi đầu đề xuất mô hình giả thuyết và giai đoạn đưa ra phương án
thực nghiệm để kiểm tra hệ quả suy ra từ mô hình giả thuyết. Trong hai giai
đoạn này không có con đường suy luận lôgíc mà chủ yếu dựa vào trực giác,
ở đây tư duy trực giác giữ vai trò quan trọng bắt buột phải đưa ra một
phỏng đoán mới, một giải pháp mới chưa hề có, một hoạt động sáng tạo
Mô hình
Hệ quả
thực sự.
Sự kiện
21
Thực nghiệm
Sơ đồ 1 : Chu trình sáng tạo
Dựa vào chu trình sáng tạo khoa học trong Vật lí học, sự tương tự về
bản chất của quá trình nhận thức của HS khi học tập Vật lí và của nhà Vật
lí học khi nghiên cứu Vật lí, có thể xây dựng những bài tập sáng tạo về Vật
lí. Đây là một khái niệm khá mới của lý luận dạy học Vật lí nước ta, còn ít
được đề cập nếu có còn sơ sài chưa thành hệ thống và khó vận dụng.
BTST về Vật lí là bài tập mà giả thuyết 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
Angôrít giải hay kiến thức Vật lí cần sử dụng. Với BTST người giải phải
vận dụng kiến thức linh hoạt trong những tình huống mới (chưa biết), phát
hiện điều mới (về kiến thức, kỹ năng hoạt động hoặc thái độ ứng xử mới).
1.2.1 Bài tập sáng tạo
Bài tập sáng tạo là BT được xây dựng nhằm mục đích rèn luyện bồi
dưỡng năng lực sáng tạo cho HS. Đó là loại BT tương tự như bài toán tình
huống xuất phát, tức loại BT mà giả thuyết không có thông tin đầy đủ liên
quan đến hiện tượng, quá trình Vật lí; có những đại lượng ẩn dấu; điều kiện
BT không chứa dựng chỉ dẫn trực tiếp và gián tiếp về Angôrít giải hay kiến
thức Vật lí cần 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 linh hoạt, sáng tạo để giải quyết vấn đề trong những tình
huống mới, hoàn cảnh mới, HS phát hiện ra những điều chưa biết, chưa có.
Đặc biệt, BTST yêu cầu khả năng đề xuất đánh giá theo ý kiến riêng của
bản thân HS.
Bài tập sáng tạo về Vật lí là bài tập mà giả thuyết không có thông tin
đầy đủ đến hiện tượng, quá trình Vật lí, có những đại lượng Vật lí được ẩn
dấu: điều kiện bài toán không chứa dựng chỉ dẫn trực tiếp và gián tiếp về
Angrôrít giải hay kiến thức Vật lí cần sử dụng.
1.2.2 Các dấu hiệu nhận biết BTST về Vật lí
Theo Nguyễn Đình Thước thì BTST có thể dựa vào các dấu hiệu sau :
22
Dấu hiệu 1. Bài tập có nhiều cách giải
Dạng BT này sẽ tạo cho HS thói quen nhìn nhận vấn đề dưới nhiều
góc độ, nhiều quan điểm khác nhau, từ đó có nhiều con đường đạt đến mục
đích và chọn ra con đường nào đạt hiệu quả nhất. Kích thích tính sáng tạo
của HS.
Dấu hiệu 2. Bài tập có hình thức tương tự nhưng nội dung biến đổi
Đây là những bài tập có nhiều hơn một câu hỏi, ở câu hỏi thứ nhất là
một BTLT, các câu hỏi tiếp theo có hình thức tương tự, nếu vẫn áp dụng
phương pháp giải như trên sẽ dẫn đến bế tắc vì nội dung câu hỏi đã có sự
thay đổi về chất.
Dấu hiệu 3. Bài tập thí nghiệm về VL gồm các bài tập thí nghiệm định
tính và bài tập thí nghiệm định lượng
Bài tập thí nghiệm định tính yêu cầu thiết kế phương án thí nghiệm
theo một mục đích cho trước, thiết kế một dụng cụ ứng dụng VL hoặc yêu
cầu làm thí nghiệm theo chỉ dẫn quan sát và giải thích hiện tượng xảy ra.
Bài tập thí nghiệm định lượng gồm các bài tập đo đạc đại lượng VL, minh
họa lại quy luật VL bằng thực nghiệm.
Có tác dụng bồi dưỡng tính linh hoạt của tư duy trong việc đề xuất các
phương án thí nghiệm, các giải pháp đo đạc trong các tình huống khác nhau
tùy thuộc các thiết bị thí nghiệm đã cho hay tự tìm kiếm.
Dấu hiệu 4. Bài tập cho thiếu hoặc thừa các dữ kiện
Tính sáng tạo ở đây là HS phải nhận ra sự không bình thường của bài
toán, chỉ ra được mâu thuẫn giữa các dữ kiện và có thể đề xuất các cách
điều chỉnh dữ kiện để được bài toán thông thường.
Việc phân tích kết quả nhận được, đối chiếu kết quả với các dữ kiện
bài toán đã cho trong trường hợp bài toán cho thừa dữ kiện quan trọng hơn
chính quá trình giải.
Bài tập này có tác dụng bồi dưỡng tư duy sáng tạo. Tất cả các dữ kiện
trực tiếp để giải đều thiếu, người giải phải tự tìm bằng quan sát đo đạc,
thống kê số liệu từ thực tế. Lập kế hoạch thu thập dữ liệu, triển khai thực
23
hiện kế hoạch là công việc sáng tạo gần như một công trình nghiên cứu
nhỏ.
Bài tập sáng tạo về Vật lí là bài tập mà giả thuyết không có thông tin
đầy đủ đến hiện tượng, quá trình Vật lí, có những đại lượng Vật lí được ẩn
dấu: điều kiện bài toán không chứa dựng chỉ dẫn trực tiếp và gián tiếp về
Angrôrít giải hay kiến thức Vật lí cần sử dụng.
Dấu hiệu 5. Bài tập nghịch lý, ngụy biện
Đây là những bài toán mà trong đề bài chứa đựng một sự ngụy biện
nên đã dẫn đến nghịch lý: kết luận rút ra mâu thuẫn với thực tiễn hoặc mâu
thuẫn với những nguyên tắc, định luật VL đã biết.
Các dấu hiệu 4 và 5 có tác dụng bồi dưỡng tư duy phê phán, phản biện
cho HS; giúp cho tư duy có tính độc đáo, nhạy bén.
Dấu hiệu 6. Bài toán “hộp đen”
Theo M. Vun-sơ-man bài toán hộp đen gắn liền với việc nghiên cứu
đối tượng mà cấu trúc bên trong là đối tượng nhận thức mới (chưa biết),
nhưng có thể đưa ra mô hình cấu trúc của đối tượng nếu cho các dữ kiện
“đầu vào”, “đầu ra”. Giải bài toán hộp đen là quá trình sử dụng kiến thức
tổng hợp, phân tích mối quan hệ giữa dữ kiện đầu vào, đầu ra để tìm thấy
cấu trúc bên trong của hộp đen. Tính chất quá trình tư duy của HS khi giải
bài toán hộp đen tương tự như quá trình tư duy của người kỹ sư nghiên cứu
cấu trúc của chiếc đồng hồ mà không có cách gì tháo được chiếc đồng hồ
ra; anh ta phải đưa ra mô hình về cấu trúc của đồng hồ, vận hành mô hình
đó, điều chỉnh mô hình cho đến khi hoạt động quan sát được của mô hình
giống như chiếc đồng hồ thật, thì khi đó mô hình sáng tạo của người kỹ sư
phản ánh đúng cấu tạo chiếc đồng hồ thật. Chính vì vậy, các bài toán hộp
đen ngoài chức năng giáo dưỡng còn có chức năng bồi dưỡng năng lực
sáng tạo.
Kết luận
Với sáu dấu hiệu đã nêu cho thấy BTST rất đa dạng và có độ khó khác
nhau. Mặc dù, có chức năng to lớn trong bồi dưỡng tư duy sáng tạo, song
24
BTST còn rất ít được sử dụng trong thực tiễn dạy học, số lượng BTST
trong các tài liệu chính thống và không chính thống về bài tập VL rất
khiêm tốn. Việc nhận dạng BTST theo sáu dấu hiệu đề xuất trên đây có
nhiều thuận lợi và dễ áp dụng trong triển khai biên soạn và sử dụng BTST
trong dạy học.
Ngoài những dấu hiệu về bài tập sáng tạo như đã nêu ở trên, còn có
những BTST xây dựng dựa trên tài liệu thu được từ sự phân tích phương
hướng cơ bản của khoa học - công nghệ (cơ khí hóa, điện khí hóa, tự động
hóa, điện tử hóa, sử dụng máy vi tính,vv…). Đó là những BTST có nội
dung (liên quan bài tập sáng chế) có thể dựa vào bốn dấu hiệu sau:
Dấu hiệu 1. Giải thích một hiện tượng kỹ thuật nào đó hoặc tiếp thu
một hiệu ứng kỹ thuật nào đó.
Dấu hiệu 2. Giải thích hoặc sử dụng một hiện tượng nào đó của tự
nhiên.
Dấu hiệu 3. Giải thích hoạt động của một dụng cụ Vật lí hoặc thiết kế
một dụng cụ mới.
Dấu hiệu 4. Xây dựng mô hình hiện tượng.
Qua phân tích ở trên, ta thấy dạng của bài tập sáng tạo có thể rất khác
nhau, có thể ở dạng câu hỏi, bài tập định tính, bài tập định lượng, bài tập thí
nghiệm, bài tập nghiên cứu hoặc thiết kế cho học sinh làm trong thời gian
dài.
Các BTST đều giống nhau ở tính mới lạ về nội dung Vật lí hoặc
phương pháp tiếp cận hay cơ bản nhất là phương pháp tư duy không đi theo
lối mòn mà luôn phải tìm tòi theo những quy luật vận động chung nhất của
triết học duy vật biện chứng về tư duy. Đổi mới phương pháp dạy học môn
Vật lí nhằm bồi dưỡng tư duy học sinh cần khai thác các bài tập sáng tạo và
sử dụng vào dạy học trường phổ thông.
Cần chú ý bài tập sáng tạo “tính mới” tùy thuộc đối tượng giải bài tập,
có thể BTST đối với HS này mới biết, nhưng HS khác đã quen thì nó
không còn là BTST đối với họ.
25
