vận dụng phương pháp luận sáng tạo triz xây dựng và hướng dẫn học sinh giải hệ thống bài tập sáng tạo chương “ các định luật bảo toàn” vật lý 10 thpt

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

Hồ Ngọc Đăng Khoa

VẬN DỤNG PHƯƠNG PHÁP LUẬN SÁNG TẠO
TRIZ XÂY DỰNG VÀ HƯỚNG DẪN HỌC SINH
GIẢI HỆ THỐNG BÀI TẬP SÁNG TẠO
CHƯƠNG “ CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN”
VẬT LÝ 10 THPT

LUẬN VĂN THẠC SĨ GIÁO DỤC HỌC

Thành phố Hồ Chí Minh - 2014


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

Hồ Ngọc Đăng Khoa

VẬN DỤNG PHƯƠNG PHÁP LUẬN SÁNG TẠO
TRIZ XÂY DỰNG VÀ HƯỚNG DẪN HỌC SINH
GIẢI HỆ THỐNG BÀI TẬP SÁNG TẠO
CHƯƠNG “ CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN”
VẬT LÝ 10 THPT
Chuyên ngành : Lý luận và phương pháp dạy học Vật Lý
Mã số

: 60 14 01 11
LUẬN VĂN THẠC SĨ GIÁO DỤC HỌC

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
TS. NGUYỄN MẠNH HÙNG

Thành phố Hồ Chí Minh - 2014


LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu khoa học của riêng tôi và
chưa từng được công bố. Những tài liệu được trích dẫn trong luận văn là chính
xác và trung thực.

Tác giả luận văn
Hồ Ngọc Đăng Khoa


LỜI CẢM ƠN
Trong suốt quá trình thực hiện khóa luận này tác giả đã nhận được sự quan
tâm và giúp đỡ rất lớn của Thầy cô, bạn bè và gia đình. Đến nay khi khóa luận
được hoàn thành tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành đến:
Quý thầy cô trong khoa Vật Lý trường Đại học Sư Phạm Tp. Hồ Chí Minh
đã giảng dạy trong suốt những năm qua. Những kiến thức mà tôi thu nhận được
qua từng bài giảng, từng môn học của các thầy cô là nền tảng để tôi có thể tiếp
thu và giải quyết các vấn đề trong khóa luận. Cảm ơn các thầy cô luôn tạo mọi
điều kiện thuận lợi về cơ sở vật chất để tôi thực hiện các nghiên cứu trong
khóa luận.
Thầy TS. Nguyễn Mạnh Hùng, người thầy đã tận tình truyền đạt kiến thức,
phương pháp nghiên cứu khoa học, hướng dẫn giúp tôi vượt qua những khúc mắc
để có thể hoàn thành khóa luận này một cách tốt nhất.
Cuối cùng xin cảm ơn gia đình đã hỗ trợ tôi về mọi mặt.

Tp. HCM, ngày …. tháng….. năm 2014
Tác giả

Hồ Ngọc Đăng Khoa


MỤC LỤC
Trang phụ bìa
Mục lục
Lời cảm ơn
Danh mục các chữ viết tắt
Danh mục hình vẽ
Danh mục các bảng biểu
MỞ ĐẦU ......................................................................................................................... 1
Chương 1. CƠ SỞ LÝ LUẬN ....................................................................................... 5
1.1. Năng lực tư duy sáng tạo ...................................................................................... 5
1.1.1. Năng lực ....................................................................................................... 5
1.1.2. Tư duy .......................................................................................................... 5
1.1.3. Sáng tạo. ....................................................................................................... 8
1.1.4. Năng lực tư duy sáng tạo ............................................................................. 9
1.1.5. Những yếu tố ảnh hưởng đến năng lực tư duy sáng tạo của học sinh. ............ 10
1.1.6. Các biện pháp phát triển tư duy sáng tạo của học sinh .............................. 14
1.2. Cơ sở lý luận về dạy học bài tập vật lý............................................................... 15
1.2.1. Khái niệm bài tập vật lý............................................................................... 15
1.2.2. Vai trò của bài tập Vật Lý ........................................................................... 16
1.2.3. Phân loại bài tập vật lý ................................................................................ 17
1.2.4. Tư duy trong quá trình giải bài tập vật lý .................................................... 18
1.2.5. Các hình thức dạy học về bài tập vật lý....................................................... 19
1.3. Bài tập sáng tạo về vật lý - phương tiện dạy học sáng tạo trong môn vật lý
ở trường phổ thông ........................................................................................... 22

1.3.1. Khái niệm bài tập sáng tạo .......................................................................... 22
1.3.2. Phân biệt BTST với bài tập luyện tập ......................................................... 23
1.3.3. Các dấu hiệu nhận biết BTST về vật lý ....................................................... 23
1.4. TRIZ và vận dụng các nguyên tắc sáng tạo của TRIZ vào dạy học vật lý ............. 25
1.4.1. Vài nét về lịch sử của TRIZ ....................................................................... 25
1.4.2. Đối tượng, mục đích, lợi ích của phương pháp luận sáng tạo ................... 26
1.4.3. Tổng quan cách tiếp cận xây dựng phương pháp luận sáng tạo - TRIZ ............ 27
1.4.4. Các nguyên tắc sáng tạo của TRIZ ............................................................ 30
1.4.5. Vận dụng các NTST của TRIZ vào việc xây dựng hệ thống BTST ............... 35
1.4.6. Vận dụng các NTST của TRIZ vào hướng dẫn HS giải BTST nhằm
bồi dưỡng năng lực TDST cho học sinh .................................................... 36


Chương 2. XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG BÀI TẬP SÁNG TẠO DẠY HỌC
CHƯƠNG “CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN” VẬT LÝ 10................ 40
2.1. Vị trí và đặc điểm của chương “Các định luật bảo toàn” trong chương trình
vật lý 10 (Nâng cao). .......................................................................................... 40
2.2. Mục tiêu giáo dục của chương ........................................................................... 42
2.2.1. Kiến thức ..................................................................................................... 42
2.2.2. Kỹ năng ....................................................................................................... 44
2.2.3. Thái độ. ........................................................................................................ 44
2.3. Thực trạng dạy chương “Các định luật bảo toàn” của giáo viên ở chương
trình THPT ....................................................................................................... 45
2.3.1. Về tài liệu dạy học BTVL ........................................................................... 45
2.3.2. Về số lượng bài tập ...................................................................................... 45
2.3.3. Về nhận thức và phương pháp giảng dạy BTVL của giáo viên. ................. 45
2.3.4. Về phía học sinh .......................................................................................... 46
2.4. Một số khó khăn và thuận lợi khi dạy chương “Các ĐLBT ” .......................... 47
2.5. Xây dựng hệ thống BTST và hướng dẫn học sinh giải BTST chương “Các
định luật bảo toàn động lượng” lớp 10. ............................................................ 48

Chương 3. THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM .................................................................. 83
3.1. Mục đích, đối tượng và nhiệm vụ TNSP ............................................................ 83
3.1.1. Mục đích ...................................................................................................... 83
3.1.2. Đối tượng thực nghiệm................................................................................ 83
3.1.3. Nhiệm vụ của TNSP .................................................................................... 84
3.2. Nội dung thực nghiệm ........................................................................................ 84
3.2.1. Công tác chuẩn bị ........................................................................................ 84
3.2.2. Tiến hành thực nghiệm ................................................................................ 84
3.3. Kết quả thực nghiệm........................................................................................... 84
3.3.1. Đánh giá định tính ........................................................................................ 85
3.3.2. Đánh giá định lượng thông qua xử lí, phân tích bài kiểm tra bằng
phương pháp thống kê kiểm định .............................................................. 86
3.3.3. Kiểm định giả thuyết thống kê ................................................................... 91
KẾT LUẬN .................................................................................................................. 94
TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................................... 97
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 lý

ĐC

:

Đối chứng

GĐ

:

Giai đoạn

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

SPSS

:

Statistical Package for Social Sciences

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU
Bảng 3.1.

Thống kê điểm kiểm tra 1 tiết của lớp TN và lớp ĐC ............................... 86

Bảng 3.2.

Bảng phân phân bố tần số 1 tiết của lớp thực nghiệm và lớp đối chứng ......... 87

Bảng 3.3.

Bảng phân phân bố tần số tích lũy 1 tiết của lớp TN và lớp ĐC ............... 89

Bảng 3.4.

Bảng kết quả tham số thống kê xử lí bằng phần mềm SPSS ..................... 91

Bảng 3.5.

Kết quả kiểm định Man-Whitney hai mẫu độc lập được xử lý từ phần
mềm SPSS.................................................................................................. 92


DANH MỤC HÌNH VẼ
Hình 1.1.

Mô hình tính nhạy bén của tư duy ............................................................. 11

Hình 1.2.

Mô hình hiệu ứng đường hầm.................................................................... 12

Hình 1.3.

Các nguồn kiến thức và thành tựu của nhiều bộ môn khoa học kĩ
thuật được TRIZ kế thừa ............................................................................ 29

Hình 1.4.

Sự giao nhau giữa hoạt động phát minh, sáng chế và DHST .................... 30

Hình 1.5.

Quy trình xây dựng BTST ......................................................................... 36

Hình 2.1.

Sơ đồ cấu trúc chương “Các đinh luât bảo toàn” theo sách giáo
khoa Vât lí 10 chương trình nâng cao ........................................................ 41

Hình 3.1.

Biểu đồ phân bố tần số điểm 1 tiết của lớp thực nghiệm và lớp đối chứng ......... 87

Hình 3.2.

Biểu đồ phân bố tần số điểm kiểm tra 1 tiết của lớp thực nghiệm và
lớp đối chứng ............................................................................................. 88

Hình 3.3.

Biểu đồ phân bố tần số tích lũy kết quả kiểm tra 1 tiết lớp thực
nghiệm và đối chứng .................................................................................. 90


1

MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
Sáng tạo là lẽ sống còn của mọi quốc gia trong nền kinh tế thị trường cạnh tranh
quyết liệt hiện nay. Trước đây sáng tạo được xem như một yếu tố thần bí, bẩm sinh,
thiên phú thì hiện nay khoa học về sáng tạo đã đúc kết nhiều thành tựu giúp mỗi người
bình thường đưa ra và thực hiện ý tưởng mới, có ích. Trên thế giới có nhiều trường đại
học và các công ty dạy và học tư duy sáng tạo như một môn học riêng với mục đích
đào tạo ra những người biết sáng tạo một cách hiệu quả. Trong khoảng 10 năm trở lại
đây TRIZ – lí thuyết giải các bài toán sáng chế (THEORY OF INVENTIVE
PROBLEM SOLVING) đã được trung tâm sáng tạo khoa học kỹ thuật trường đại học
khoa học tự nhiên – ĐH Quốc gia TPHCM là cơ sở đầu tiên của Việt Nam giảng dạy,
đào tạo và nghiên cứu. Việc nghiên cứu và ứng dụng TRIZ vào dạy học, đặc biệt là
dạy học môn Vật Lý sẽ góp phần không nhỏ vào việc nâng cao năng lực sáng tạo của
học sinh.
Dạy học sáng tạo là vấn đề mới mẻ ở nước ta. “ Dạy học sáng tạo” với nội hàm
là dạy tư duy sáng tạo nhằm góp phần đào tạo những con người năng động, sáng tạo,
những con người luôn biết vận dụng kiến thức và năng lực của mình để tạo ra những
giá trị mới, để không ngừng cải tạo nâng cao chất lượng cuộc sống của cá nhân và của
xã hội. Ở môn vật lý, một trong những hoạt động giúp rèn luyện tư duy và phát triển
năng lực sáng tạo cho học sinh là hoạt động giải bài tập vật lý. Bài tập vật lý rất đa
dạng và phong phú, có nhiều cách gọi khác nhau, phân loại khác nhau. Qua thực tế

giảng dạy cho thấy, việc giải bài tập Vật lý của HS phổ thông còn gặp nhiều khó khăn.
Đa số các em thường giải bài tập Vật lý như giải bài tập đại số mà không hiểu ý nghĩa
vật lý của nó. Mặt khác các bài tập SGK thường khác xa với những bài toán mà HS sẽ
gặp trong cuộc sống. Do đó việc giải bài tập như thế chưa rèn luyện và khơi gợi được
tư duy sáng tạo cho học sinh, chưa làm học sinh hứng thú trong học tập và thấy được
ích lợi của việc học vật lý trong đời sống. Đa số học sinh và kể cả sinh viên ra trường
lúng túng khi gặp các vấn đề thực trong cuộc sống, không biết cách suy nghĩ, áp dụng
kiến thức nào, áp dụng như thế nào để giải quyết, không liên kết được kiến thức đã
học vào thực tế công việc và cuộc sống. Chính vì thế hệ thống những bài tập sáng tạo


2

là những phương tiện có tầm quan trọng và có tác động 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 đó, 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 đào tạo ra một nguồn nhân lực có phẩm
chất đạo đức tốt, có tri thức khoa học, biết vận dụng tri thức vào công cuộc xây dựng
đất nước.
Trong phạm vi đề tài luận văn Thạc sỹ, tôi xin đề cập đến việc vận dụng các
nguyên tắc (thủ thuật) và quy luật của TRIZ để xây dựng hệ thống các BTST tạo
chương “Các định luật bảo toàn” và đề xuất cách giải BTST đã xây dựng nhằm bồi
dưỡng tư duy sáng tạo cho học sinh.
Do đó tôi chọn đề tài : “Vận dụng phương pháp luận sáng tạo TRIZ xây dựng và
hướng dẫn học sinh giải hệ thống bài tập sáng tạo chương “Các định luật bảo toàn”
lớp 10 THPT.
2.Mục đích nghiên cứu
Vận dụng các nguyên tắc sáng tạo của TRIZ, xây dựng và hướng dẫn giải hệ thống
bài tập sáng tạo nhằm bồi dưỡng tư duy, năng lực sáng tạo cho học sinh trong dạy học

chương “ Các định luật bảo toàn” Vật lý 10 THPT .
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
- Lý thuyết về dạy học sáng tạo trong bộ môn Vật lý
- Phương pháp luận sáng tạo TRIZ.
- Quá trình dạy bài tập Vật Lý
4. Giả thuyết của đề tài
- Có thể vận dụng TRIZ xây dựng hệ thống BTST phần “Các định luật bảo
toàn” đảm bảo yêu cầu về tính khoa học, sư phạm, khả thi trong điều kiện hiện nay của
trường THPT nước ta.
- Việc sử dụng TRIZ hướng dẫn HS giải BTST trong các bài học vật lý truyền
thống sẽ góp phần bồi dưỡng tư duy sáng tạo cho học sinh, nâng cao chất lượng dạy
học.


3

5. Nhiệm vụ nghiên cứu
Để đạt được mục đích đề ra, đề tài có nhiệm vụ nghiên cứu cụ thể như sau:
- Tìm hiểu lý luận dạy học vật lý, Phương pháp giảng dạy vật lý và phương
pháp dạy học BTVL ở trường phổ thông.
- Tìm hiểu cơ sở lý luận của việc bồi dưỡng năng lực tư duy sáng tạo cho HS.
- Nghiên cứu tìm hiểu lý thuyết về bài tập sáng tạo.
- Nghiên cứu phương pháp luận sáng tạo TRIZ.
- Tìm hiểu thực trạng dạy học BTST ở trường THPT
- Phân tích mục tiêu dạy học theo chuẩn kiến thức kỹ năng và theo định hướng
nghiên cứu nội dung kiến thức chương “ Các định luật bảo toàn” vật lý 10 THPT.
- Vận dụng TRIZ xây dựng hệ thống bài tập sáng tạo chương “ Các định luật
bảo toàn” Vật lý 10 THPT.
- Đề xuất phương án sử dụng hệ thống bài tập sáng tạo đã xây dựng để bồi
dưỡng tư duy sáng tạo cho học sinh.

- Tiến hành thực nghiệm sư phạm ở trường THPT nhằm xác định mức độ phù
hợp, tính khả thi và tính hiệu quả của dạy và học hệ thống BTST phần “Các định luật
bảo toàn”. Vật lý 10 THPT.
6. Phạm vi nghiên cứu
Do điều kiện khách quan lẫn chủ quan nên trong phạm vi đề tài này tôi chỉ xây
dựng hệ thống bài tập sáng tạo cho chương “ Các định luật bảo toàn” Lớp 10 THPT.
7. Các phương pháp nghiên cứu:
Để thực hiện các nhiệm vụ trên, tôi sử dụng các phương pháp sau:
- Phương pháp nghiên cứu lí luận:
+ Nghiên cứu các tài liệu lý luận dạy học để làm sáng tỏ về mặt lý luận các vấn
đề có liên quan đến đề tài.
+ Nghiên cứu các tài liệu về phương pháp luận sáng tạo khoa học kỹ thuật
TRIZ.
+ Nghiên cứu chương trình SGK và sách bài tập, sách giáo viên, các tài liệu bài
tập tham khảo để phân tích cấu trúc logic, nội dung của các kiến thức thuộc chương
“Các định luật bảo toàn”.


4

- Phương pháp nghiên cứu điều tra – phỏng vấn
+ Tìm hiểu việc dạy (thông qua phỏng vấn trao đổi với giáo viên) và việc học
(thông qua trao đổi với học sinh, phiếu điều tra cơ bản) nhằm đánh giá tình hình dạy
học chương “ Các định luật bảo toàn” – Vật lý 10 THPT.
- Phương pháp thực nghiệm sư phạm
+ Xây dựng tiến trình bài học
+ Tiến hành thực nghiệm sư phạm theo kế hoạch.
+ Phân tích kết quả thu được trong quá trình thực nghiệm sư phạm, đối chiếu
với mục đích nghiên cứu và rút ra kết luận của đề tài.
8. Đóng góp mới của đề tài:

- Làm rõ cơ sở lí luận của dạy học sáng tạo.
- Vận dụng nguyên tắc của phương pháp luận sáng tạo TRIZ để xây dựng và
hướng dẫn HS giải hệ thống các bài tập sáng tạo chương “ Các định luật bảo toàn” Vật
lý 10 THPT, góp phần bồi dưỡng tư duy sáng tạo cho học sinh, nâng cao chất lượng
dạy học.


5

Chương 1. CƠ SỞ LÝ LUẬN
Mục đích nghiên cứu của luận văn này là hướng tới dạy học bồi dưỡng tư duy
sáng tạo cho HS thông qua dạy học bài tập sáng tạo về vật lý. Để đạt được điều đó cần
nghiên cứu cơ sở lý 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 lý.
1.1. Năng lực tư duy sáng tạo
1.1.1. Năng lực
Theo tâm lý học, năng lực là những thuộc tính tâm lý riêng của cá nhân, nhờ
những thuộc tính này con người hoàn thành tốt một loại hoạt động nào đó, mặc dù phải
bỏ ra ít sức lao động nhưng vẫn đạt kết quả cao.
Sự hình thành và phát triển năng lực của con người chịu sự tác động của nhiều
yếu tố trong đó có yếu tố sinh học, yếu tố hoạt động của chủ thể và yếu tố giao lưu xã
hội. Con người sinh ra chưa có năng lực, chưa có nhân cách. Năng lực được hình
thành và phát triển trong quá trình hoạt động tích cực như rèn luyện, học tập, giáo
dục,… của con người.
1.1.2. Tư duy
a) Tư duy và đặc điểm 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, đồng thời cũng là sự vận dụng
sáng tạo những kết luận khái quát đã thu được vào những dấu hiệu cụ thể, dự đoán

được những thuộc tính, hiện tượng, quan hệ mới.[1]
Tư duy là một quá trình tâm lý 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 đó ta chưa biết.
b) Các đặc điểm của tư duy [1],
- Tính có vấn đề của tư duy.
- Tư duy có quan hệ mật thiết với nhận thức cảm tính.
- Tính trừu tượng và khái quát của tư duy.
- Tính gián tiếp của tư duy.


6

- Tư duy liên hệ chặt chẽ với ngôn ngữ, ngôn ngữ là phương tiện, hình thức
biểu đạt của tư duy.
c) Phân loại tư duy [1]
Phân loại tư duy là một vấn đề phức tạp. Có nhiều cách phân loại khác nhau,
tùy thuộc vào việc chọn dấu hiệu phân loại. Trong DHVL, người ta quan tâm đến các
loại tư duy chủ yếu sau đây.
- 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 đơn giản, không cần rèn luyện
nhiều, có ích trong trong hoạt động hằng ngày để giải quyết một số vấn đề trong phạm
vi hẹp.
- Tư duy lý luận: Là loại tư duy giải quyết nhiệm vụ được đề ra dựa trên sử
dụng những khái niệm trừu tượng, những tri thức lý luận. Nhờ có loại tư duy này mà
con người mới có thể đi sâu vào bản chất của sự vật, hiện tượng, phát hiện được quy
luật vận động của chúng và sử dụng tri thức để 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 logic học một cách
chặt chẽ, chính xác, không phạm phải sai lầm trong các lập luận, biết cách phát hiện

mâu thuẫn, nhờ đó mà nhận thức được đúng đắn chân lý khách quan.
- Tư duy vật lý: là sự quan sát các hiện tượng vật lý, phân tích một hiện tượng
phức tạp thành những bộ phận đơn giản và xác lập giữa chúng những mối quan hệ và
những sự phụ thuộc xác định, tìm ra mối liên hệ giữa mặt định tính và mặt định lượng
của các hiện tượng và các đại lượng vật lý, dự đoán các hệ quả mới từ các lý thuyết và
áp dụng những kiến thức khái quát vào thực tiễn.
Trong thực tế DHVL, GV và HS rất ít khi sử dụng thuần túy một loại tư duy mà
thường phối hợp nhiều loại tư duy với nhau. Tuy nhiên trong quá trình tư duy đó
thường có một loại tư duy giũ vai trò chủ yếu.
Theo [2] có thể chia tư duy thành 3 loại cơ bản và phổ biến như sau
- Tư duy logic hình thức: Gọi tắt là tư duy lôgic, loại tư duy này dựa trên luật
bài trung và tam đoạn luận


7

- Tư duy biện chứng: Là kiểu tư duy bác bỏ luật bài trung, chấp nhận A vừa là
A, vửa đồng thời không phải là A. Đó là chân lý của sự vận động chứ không phải là
nước đôi, 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 đối tượng theo những quan điểm thẩm mỹ nhất
định, giúp người ta hình dung ra được các sự vật, sự kiện, những con người với khả
năng vốn có của nó.
Ba loại tư duy cơ bản nói trên có mối quan hệ chặt chẽ với nhau và bổ sung cho
nhau. Tư duy lôgic dùng để nghiên cứu các đối tượng trong trạng thái đứng yên. Tư
duy biện chứng được sử dụng để nghiên cứu các đối tượng ở trạng thái vận động. Nhờ
có tư duy hình tượng mà các sáng tạo trong kỹ thuật ( sáng chế), trong nghệ thuật,…
phát triển.
Căn cứ vào mức độ độc lập của chủ thể, tư duy gồm bốn mức độ
- 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 về một lĩnh vực nào đó.
- Tư duy độc lập: Để chỉ tư duy của những người có chính kiến riêng trong một
lĩnh vực nào đó, cho dù chính kiến đó khác, thậm chí đối lập với ý kiến của những
người có uy tín và có quyền lực cao.
- Tư duy phê phán: là tư duy độc lập trước một sự việc, quan sát, phân tích,
tổng hợp, để có phán xét đúng sự việc đó tốt hay xấu, tốt xấu ở chỗ nào.
- Tư duy sáng tạo: là tư duy sau khi đã phê phán sự việc, chủ thể tư duy tiếp, đề
ra được những giải pháp mới nhằm khắc phục những thiếu sót và phát huy ưu điểm
của giải pháp đó.
Các loại tư duy ở trên được sắp xếp theo mức độ độc lập tăng dần của chủ thể
tư duy. Theo tôi đây là cách phân loại tư duy rõ ràng nhất. Người có TDST thì có tư
duy độc lâp và tư duy phê phán, ngược lại người có tư duy lệ thuộc thì không có 3 loại
tư duy còn lại. Trong luận văn chúng tôi đã sử dụng khái niệm TDST của tác giả Phan
Dũng. [3]
d) Vai trò của tư duy


8

Theo [4] tư duy có vai trò rất lớn đối với đời sống và hoạt động nhận thức của
con người. Tư duy mở rộng giới hạn của nhận thức, tạo ra khả năng để vượt ra ngoài
những giới hạn của kinh nghiệm trực tiếp do cảm giác và tri giác mang lại, để đi sâu
vào bản chất của sự vật, hiện tượng và tìm ra những mối liên hệ có tính quy luật với
nhau.
Tư duy không chỉ giải quyết những nhiệm vụ trước mắt, trong hiện tại mà còn
có khả năng giải quyết trước cả những nhiệm vụ trong tương lai.
Tư duy cải tạo thông tin của nhận thức cảm tính làm cho chúng có ý nghĩa hơn
cho hoạt động của con người. Nhờ tư duy mà con người hiểu biết sâu sắc và vững chắc
hơn về thực tiễn và nhờ đó hành động của con người có kết quả cao hơn.
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 đơn vị thông tin, các khách thể hay tập hợp của hai – ba
các yếu tố nêu trên.[4]
- Sáng tạo là là quá trình hoạt động 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 đã có.
- Sáng tạo là 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 là bất cứ hoạt động nào của con người tạo ra được cái mới, không kể
rằng cái được tạo ra ấy là một vật nào đó của thế giới bên ngoài hay một cấu tạo nào
đó 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 đặc điểm tâm lý là tính hiếm
có, tính khó khăn, tính bất ngờ của phát kiến và tính ngẫu nhiên của phỏng đoán.
Tôi đồng ý và sử dụng định nghĩa sáng tạo của Phan Dũng như sau:
“ Sáng tạo là hoạt động tạo ra bất kỳ cái gì có đồng thời tính mới và có lợi.”
Tính mới là sự khác biệt của đối tượng cho trước so với đối tượng cùng loại ra
đời trước đó về mặt thời gian. Tính có lợi chỉ thể hiện ra khi đối tượng cho trước hoạt
động theo đúng chức năng và trong phạm vi áp dụng của nó.


9

Trong TRIZ [5], để đánh giá một đối tượng cho trước có phải là sáng tạo hay không,
người ta sử dụng chương trình gồm 5 bước:
 Bước 1: Chọn đối tượng tiền thân
 Bước 2: So sánh đối tương cho trước với đối tượng tiền thân.
 Bước 3: Tìm tính mới cho đối tượng cho trước;
 Bước 4: Trả lời câu hỏi: “ Tính mới đó đem lại lợi ích gì trong phạm vi áp dụng
nào”.

 Bước 5: Kết luận theo định nghĩa sáng tạo
1.1.4. Năng lực tư duy sáng tạo
Tư duy sáng tạo (TDST) là quá trình suy nghĩ đưa người giải từ không biết cách
đạt mục đích, từ không biết cách tối ưu đạt mục đích trong một số cách đã biết. [3]
Theo [6] TDST là quá trình biến đổi thông tin thành tri thức hoặc (và) tri thức đã biến
thành tri thức mới bằng các hiện tượng tâm lý.
Cách phát biểu khái niệm TDST này phản ánh sự liên quan giữa tâm lý học và
tin học.
Tư duy sáng tạo, quá trình suy nghĩ giải quyết vấn đề và ra quyết định quá trình
biến đổi thông tin được coi là tương đương về nghĩa.[6]
Tư duy sáng tạo là đỉnh cao nhất của các quá trình hoạt động trí tuệ của con
người. Tư duy sáng tạo được xác định bởi chất lượng hoạt động trí tuệ ở mức độ cao
với các phẩm chất quan trọng: Tính mềm dẻo, tính linh hoạt, tính độc đáo và tính nhạy
cảm của tư duy.[4]
Quá trình sáng tạo của con người thường bắt đầu từ một ý tưởng mới, bắt nguồn
từ TDST của mỗi người. Người có năng lực TDST thường có đặc trưng sau:


Có tư duy độc lập và biết nhận xét, phê phán theo quan điểm riêng

không phụ thuộc, gò bó vào những cái cũ, không tư duy theo lối mòn.


Luôn đi vào các vấn đề bản chất nhằm tìm ra quy luật.



Có khả năng dự báo và say sưa nung nấu các ý tưởng mới.



Luôn tìm ra được giải pháp tối ưu trước một tình huống mới, một vấn đề

cần giải quyết.


10



Rèn luyện năng lực TDST cho HS là nhiệm vụ hàng đầu của nền giáo

dục và đào tạo nước ta. Để thực hiện được đềiu này có hiệu quả, cần xác định những
yếu tố ảnh hưởng đến năng lực TDST của HS.
1.1.5. Những yếu tố ảnh hưởng đến năng lực tư duy sáng tạo của học sinh.
Theo [7] TDST của HS chịu ảnh hưởng của các yếu tố sau:
a) Trí nhớ.
Trí nhớ là quá trình tâm lý ghi nhớ, lưu giữ và tái hiện trong óc các thông tin cá
nhân có được trong các hoạt động của mình.
Trí nhớ là chất liệu để tư duy, không có trí nhớ thì không thể tư duy. Tuy nhiên
trí nhớ không phải là sản phẩm của TDST mà của tư duy tái hiện. Để có chất liệu
TDST, cần phải luyện tập trí nhớ, tích lũy sự kiện làm cơ sở cho tri giác phát triển.
Thành tựu của tâm lí học về đặc điểm của trí nhớ rất có ý nghĩa trong dạy học. Để có
trí nhớ, cần luyện tập, gắn kết các sự kiện có tính chọn lọc và mang ý nghĩa chủ quan
nhận thức. Việc huy động nhiều giác quan đồng thời thu nhận thông tin là biện pháp
giúp ghi nhớ tốt.
Để rèn luyện TDST đạt hiệu quả, cần phải thực hiện ở giai đoạn sau khi HS đã
lĩnh hội được một số kiến thức và kỹ năng cơ bản thông qua dạy học bài học lí thuyết
và giải các bài tập luyện tập.
b) Ngôn ngữ.

Ngôn ngữ vừa là phương tiện vừa là kết quả của tư duy. Các đối tượng nhận
thức khi phản ánh vào đầu óc chủ thể trở thành biểu tượng tâm lí, biểu tượng là bản
sao của đối tượng thông qua nhận thức chủ quan của chủ thể được diễn đạt bằng ngôn
ngữ. Tư duy của con người luôn gắn với ngôn ngữ. Nói rõ hơn, con người suy nghĩ
bằng ngôn ngữ và bị tác động bởi ngôn ngữ.
Con người tư duy không chỉ bằng ngôn ngữ mà còn bằng cả các ký hiệu, ký
hiệu giúp cho tư duy trở nên gọn hơn.
Hình vẽ là một loại ký hiệu mô tả trực quan đối tượng. Hầu hết các phát minh
và sáng chế đều bắt đầu dưới dạng hình ảnh, biểu tượng trong đầu, sau đó mới là từ
ngữ. Trong bất kỳ giai đoạn nào của tư duy, nếu có thể hãy trình bày suy nghĩ bằng
hình vẽ.


11

Để rèn luyện TDST đạt hiệu quả cần lựa chọn từ ngữ sao cho kích thích tư duy, sử
dụng các ký hiệu, hình vẽ để quá trình tư duy trở nên đơn giản, dễ hiểu và trực quan
hơn.
c) Tính nhạy bén của tư duy
Tính nhạy bén của tư duy là khả năng phát hiện ra giá trị của thông tin và sử
dụng chúng để giải bài toán trong khi nhiều người khác cũng tiếp nhận thông tin đó
nhưng lại không phát hiện ra.
Hình vẽ sau thể hiện mô hình tính nhạy bén của tư duy do B.M. Kedrov khởi
xướng:

a) Thông tin bên ngoài
b) Thông tin bên trong
Hình 1.1. Mô hình tính nhạy bén của tư duy
Tuỳ thuộc vào mức độ khao khát giải được bài toán cho trước, cách liên kết
đường (1) và đường (2), mức độ rõ ràng cho trước, cách liên kết đường (1) và đường

(2), mức độ rõ ràng của thông tin cung cấp có thể xảy ra một trong hai hiệu ứng: Hiệu
ứng cầu nhảy và hiệu ứng đường hầm.


12

Hình 1.2. Mô hình hiệu ứng đường hầm
Để tăng tính nhạy bén của tư duy, cần phải tạo các đường 1 trong đầu, chủ động
tạo các đường 2 bên ngoài và bên trong, thiết lập mối liên hệ giữa đường 1 và đường 2
với độ tin cậy cao. Các nguyên tắc sáng tạo của là công cụ giúp phát triển tính nhạy
bén của tư duy hiệu quả.
d) Tính liên tưởng
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 một ý nghĩ khác.
Nếu dùng đúng phạm vi áp dụng, khả năng liên tưởng giúp người giải đi đến ý tưởng
sáng tạo. Phương pháp đối tượng tiêu điểm được xây dựng dựa trên việc sử dụng khả
năng liên tưởng.
e) Trực giác
Có ba bộ phận cùng tham gia vào quá trình suy nghĩ của con người là ý thức,
tiềm thức và vô thức. Suy nghĩ bằng ý thức là biết và có thể lí giải quá trình suy nghĩ
một cách logic. Tiềm thức và vô thức có thể tham gia vào quá trình suy nghĩ nhưng
người suy nghĩ không biết về sự hiện diện của chúng. Loại ý tưởng được phát ra ở
vùng ý thức như là kết quả của quá trình suy nghĩ xảy ra trong tiềm thức, vô thức gọi
là các ý tưởng do trực giác mách bảo. Chúng ta nên thu thập cả những ý tưởng do trực


13

giác mách bảo thì xác suất ý tưởng dẫn đến lời giải càng lớn, suy nghĩ xuất hiện trong
vùng ý thức càng lớn.

f) Trí tưởng tượng
Theo [6], trí tưởng tượng là sự xây dựng trong óc hình ảnh về đối tượng mà
trong khoảng thời gian xây dựng và tồn tại hình ảnh, người tưởng tượng không tiếp thu
đối tượng đó một cách trực tiếp thông qua các giác quan.
Theo [8], tưởng tượng là xây dựng trong đầu những hình ảnh mới trên cơ sở các
biểu tượng đã có. Biểu tượng là hình ảnh sự vật nảy sinh trên vỏ não khi sự vật không
còn trực tiếp tác động vào giác quan của chúng ta nữa.
Nếu như cơ sở sinh lí của trí nhớ là kết nối các đường liên hệ thần kinh tạm thời
và tái hiện những gì được lưu giữ thì khi tưởng tượng, hệ thống các mối liên kết trong
quá khứ bị tách ra, rồi kết hợp lại theo cách mới. về bản chất, cơ chế của trí tưởng
tượng là dựa trên các hình ảnh đã có để tạo ra các hình ảnh mới.
Trí tưởng tượng cũng như trực giác đặc biệt quan trọng không thể thay thế được
trong những giai đoạn đầu tiên của quá trình phát triển rất nhiều lĩnh vực khoa học kỹ
thuật hoặc ở giai đoạn mà lí thuyết hiện hành không còn đủ khả năng giải thích những
kết quả mới thu được từ thực tiễn.
Theo chu trình sáng tạo của Razumôpxki, trong các giai đoạn từ sự kiện khởi
đầu để xây dựng nên các mô hình và từ các hệ quả đến tìm ra các thí nghiệm kiểm tra
các hệ quả thì trí tưởng tượng là công cụ gần như là duy nhất để thực hiện được các
công việc đó - công việc xây dựng các khái niệm mới và tìm các quy luật khách quan.
Người ta chia trí tưởng tượng thành ba loại [6]
 Trí tưởng tượng logic: Là tưởng tượng dựa trên sự lập luận mang tính chặt
chẽ nhất định.
 Trí tưởng tượng phê phán: Là tưởng tượng thiên về phía phê phán, hiểu
theo nghĩa, đi tìm các nhược điểm, khuyết tật, chỗ yếu,... có thể nảy sinh trong tương
lai.
 Trí tưởng tượng sáng tạo: Là tưởng tượng phát hiện hoặc tạo ra đối tượng
đồng thời có tính mới và tính có lợi. Đó là tưởng tượng để có được phát minh và sáng
chế. Ví dụ bất kỳ một học sinh THPT nào cũng đều biết được lực kế để đo lực kéo

14

nhưng hầu hết các em lại chưa biết đến lực kế để đo lực đẩy. Học sinh tưởng tượng ra
được mô hình của lực kế đẩy và chế tạo ra được lực kế có thể đo lực đẩy, tức là học
sinh đã tưởng tượng sáng tạo thành công.
Luận văn này tôi sẽ sử dụng BTST vào phát triển trí tưởng tượng của học sinh.
1.1.6. Các biện pháp phát triển tư duy sáng tạo của học sinh
Để rèn luyện tư duy sáng tạo cho học sinh có thể có những biện pháp sau đã
được nêu ra: [9]
 Tổ chức hoạt động sáng tạo gắn liền với quá trình xây dựng kiến thức mới
 Tổ chức nhận thức vật lý theo chu trình sáng tạo sẽ giúp học sinh trên con
đường hoạt động sáng tạo dễ nhận biết được chỗ nào có thể suy nghĩ dựa trên hiểu biết
đã có, chỗ nào phải đưa ra kiến thức mới, giải pháp mới. Việc tập trung sức lực vào
chỗ mới sẽ giúp học sinh hoạt động sáng tạo có hiệu quả, rèn luyện tư duy trực giác
nhạy bén, phong phú.
 Luyện tập phỏng đoán, dự đoán, xây dựng giả thuyết. Dự đoán có vai trò rất
quan trọng trên con đường sáng tạo khoa học. Dự đoán chủ yếu dựa vào trực giác, kinh
nghiệm và kiến thức sâu sắc về một lĩnh vực nào đó. Có thể có các cách dự đoán sau
trong giai đoạn đầu của hoạt động nhận thức:
+ Dự đoán dựa vào sự liên tưởng tới một kinh nghiệm đã có;
+ Dự đoán dựa trên sự tương tự;
+Dự đoán dựa trên sự xuất hiện đồng thời giữa hai hiện tượng mà dự
đoán giữa chúng có quan hệ nhân quả;
+ Dự đoán dựa trên nhận xét thấy hai hiện tượng luôn biến đổi đồng thời,
cùng tăng hay cùng giảm mà dự đoán về mối quan hệ nhân quả giữa chúng;
+ Dự đoán dựa trên sự thuận nghịch thường thấy của nhiều quá trình;
+ Dự đoán dựa trên sự mở rộng phạm vi ứng dụng của một kiến thức đã
biết sang một lĩnh vực khác;
+ Dự đoán về mối quan hệ định lượng.
+ Luyện tập đề xuất phương án để kiểm tra dự đoán

Để kiểm tra dự đoán, giả thuyết có phù hợp với thực tế không, phải suy luận ra hệ
quả có thể quan sát trong thực tế và tiến hành thí nghiệm kiểm chứng. Quá trình rút ra


15

hệ quả thường áp dụng suy luận logic hay suy luận toán học. Sự suy luận này phải đảm
bảo đúng quy tắc, quy luật, không phạm sai lầm. Những quy tắc và quy luật đó đều đã
biết nên không đòi hỏi sự sáng tạo thật sự. Vấn đề đòi hỏi sự sáng tạo ở đây là đề xuất
được phương án kiểm tra hệ quả đã rút ra được.
Ngoài ra theo tôi để rèn luyện tư duy sáng tạo cho học sinh chúng ta cũng có thể áp
dụng các cách sau:
• Tạo điều kiện về tinh thần
• Tạo điều kiện về vật chất
• Tạo điều kiện về quy luật vận động khách quan của đối tượng.
1.2. Cơ sở lý luận về dạy học bài tập vật lý
1.2.1. Khái niệm bài tập vật lý
Bài tập vật lý được hiểu là một vấn đề được giải quyết nhờ những suy nghĩ
logic, những phép toán và thí nghiệm trên cơ sở các định luật và các phương pháp vật
lý.
Các bài tập vật lý có thể hiện diện ở tất cả các giai đoạn của quá trình lĩnh hội
môn học này, tức là từ bước đặt vấn đề để bắt đầu nghiên cứu một đề mục, cho đến
bước nghiên cứu giải quyết vấn đề, bước vận dụng để củng cố, luyện tập, ôn tập hoặc
mở rộng, đào sâu tri thức và thực hành ... Tuỳ theo mục đích sử dựng, các bài tập vật
lý có thể xây dựng với nội dung thích hợp và cách giải tương ứng. Có lúc các bài tập
vật lý xuất hiện tường minh dưới dạng những đề toán quen thuộc như chúng ta vẫn
thường gặp trong các giờ học hoặc các kì thi, nhưng cũng có lúc chúng ta còn phải
phát hiện ra chúng và tự mình nêu thành lời để trở nên một bài tập vật lý quen thuộc và
phải tự mình cung cấp cả số liệu và yêu cầu cần tìm cho bài tập trước khi có thể giải để
đi tới kết quả cuối cùng.

Cũng như việc học tập môn vật lý nói chung, việc giải bài tập vật lý ở nhà
trường nói riêng không thể chỉ dừng lại ở sự tìm cách vận dụng các công thức vật lý để
giải cho xong các phương trình và đi đến những đáp số. Quan trọng hơn là giải bài tập
vật lý phải giúp HS hiểu sâu hơn các hiện tượng vật lý xảy ra trong thế giới tự nhiên
xung quanh ta, trong các đối tượng của nền công nghệ văn minh mà ta đang sử dụng,


16

và từ sự hiểu biết sâu sắc đó mà thúc đẩy HS học giải quyết những vấn đề khác nhau
của đời sống và công nghệ sau này.
Các bài tập giáo khoa của chúng ta thường rất khác xa với những bài toán mà
HS sẽ gặp trong cuộc sống. Nếu không hiểu thấu đáo vật lý học và nhất là không quen
với việc giải bài tập vật lý một cách thông minh sáng tạo thì HS sẽ khó lòng giải quyết
tốt những bài toán thực của cuộc sống.
1.2.2. Vai trò của bài tập Vật Lý
Trong quá trình dạy học vật lý, các bài tập vật lý có tầm quan trọng đặc biệt.
Chúng được sử dụng theo các mục đích khác nhau. [24,7]
Bài tập vật lý là phương tiện nghiên cứu tài liệu mới khi trang bị kiến thức mới
cho học sinh ở những lớp trên của bậc trung học phổ thông với trình độ toán học đã
khá phát triển. Một khi các bài tập được vận dụng một cách khéo léo thì có thể dẫn dắt
suy nghĩ của học sinh tới các hiện tượng mới từ đó bắt đầu xây dựng khái niệm mới để
giải thích được hiện tượng mới vừa phát hiện. Như vậy đảm bảo cho học sinh lĩnh hội
được kiến thức mới một cách sâu sắc, vững chắc.
Bài tập vật lý là một phương tiện ôn tập, đào sâu, củng cố và mở rộng kiến
thức. Bài tập vật lý giúp cho học sinh thấy được những ứng dụng muôn hình, muôn vẻ
trong thực tiễn của các kiến thức đã học. Giúp luyện tập cho học sinh óc phân tích để
nhận biết được các hiện tượng phức tạp bị chi phối bởi nhiều định luật, nhiều nguyên
nhân. Khi giải các bài tập đòi hỏi học sinh không những phải tái hiện các kiến thức mà
còn phải vận dụng một cách tổng hợp các kiến thức đã học, do đó học sinh sẽ hiểu rõ

hơn và ghi nhớ vững chắc hơn kiến thức đó.
Bài tập vật lý là một phương tiện giúp học sinh rèn luyện kĩ năng, kĩ xảo vận
dụng lí thuyết vào thực tiễn, rèn luyện thói quen vận dụng kiến thức khái quát. Bằng
việc xây dựng các bài tập có nội dung sát với thực tiễn đời sống, trong đó để giải được
nó yêu cầu học sinh phải vận dụng kiến thức đã học để giải thích các hiện tượng hoặc
dự đoán các hiện tượng có thể xảy ra với những điều kiện cho trước.
Bài tập vật lý là một phương tiện có tầm quan trọng đặc biệt trong rèn luyện tư
duy, bồi dưỡng phương pháp nghiên cứu khoa học cho học sinh giải bài tập là một
hình thức làm việc tự lực căn bản của học sinh. Do phải tự mình phân tích các điều