Sử dụng lí thuyết sáng tạo và các biện pháp phát triển năng lực sáng tạo trong dạy học vật lí khi nghiên cứu đề tài các định luật bảo toàn vật lí 10 trung học phổ thông
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.62 MB, 103 trang )
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM HÀ NỘI 2
======
NGUYỄN THỊ DUY
SỬ DỤNG LÍ THUYẾT SÁNG TẠO VÀ CÁC BIỆN PHÁP
PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC SÁNG TẠO TRONG DẠY HỌC
VẬT LÍ KHI NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI “CÁC ĐỊNH LUẬT
BẢO TOÀN” VẬT LÍ 10 TRUNG HỌC PHỔ THÔNG
LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC
Chuyên ngành: Lí luận và Phƣơng pháp dạy học bộ môn Vật lí
Mã số: 60 14 01 11
Ngƣời hƣớng dẫn khoa học
PGS. TS. TẠ TRI PHƢƠNG
HÀ NỘI, 2017
LỜI CẢM ƠN
Lời đầu tiên của luận văn tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành và sâu
sắc nhất tới thầy giáo hƣớng dẫn PGS - TS Tạ Tri Phƣơng, ngƣời đã định
hƣớng chọn đề tài và tận tình hƣớng dẫn, giúp đỡ tôi trong suốt quá trình làm
và hoàn thiện luận văn.
Tôi cũng xin chân thành cảm ơn các thày cô giáo và các em học sinh
trƣờng THPT Lê Văn Thịnh đã giúp đỡ và tạo điều kiện để tôi hoàn thành
luận văn.
Tôi cũng xin gửi lời cảm ơn đến gia đình, bạn bè và đồng nghiệp đã luôn
cổ vũ, động viên và giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học tập và hoàn thành
luận văn này.
Hà Nội, tháng 09 năm 2017
Tác giả
Nguyễn Thị Duy
LỜI CAM ĐOAN
Tôi cam đoan đây là công trình nghiên cứu khoa học của riêng tôi. Các
số liệu, các kết quả nêu trong luận văn là trung thực, khách quan và chƣa từng
đƣợc công bố trong bất kì công trình khoa học nào. Tôi cũng xin cam đoan
rằng mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận văn này đã đƣợc cảm ơn và các
thông tin trích dẫn trong luận văn đã đƣợc ghi rõ nguồn gốc.
Tác giả luận văn
Nguyễn Thị Duy
MỤC LỤC
MỞ ĐẦU ............................................................................................................................... 1
1. Lí do chọn đề tài ............................................................................................................ 1
2. Mục đích nghiên cứu ..................................................................................................... 2
3. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu ................................................................................. 3
4. Giả thuyết khoa học ....................................................................................................... 3
5. Nhiệm vụ nghiên cứu ..................................................................................................... 3
6. Phƣơng pháp nghiên cứu ............................................................................................... 3
7. Dự kiến đóng góp của đề tài .......................................................................................... 4
8. Cấu trúc của đề tài ......................................................................................................... 4
CHƢƠNG 1. CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC BỒI DƢỠNG NĂNG
LỰC SÁNG TẠO CHO HỌC SINH TRONG DẠY HỌC VẬT LÍ ..................................... 5
1.1. Sáng tạo trong nghiên cứu các khoa học tự nhiên ...................................................... 5
1.1.1. Nghiên cứu khoa học(NCKH) là hoạt động sáng tạo .......................................... 5
1.1.2. Cơ chế sáng tạo khoa học .................................................................................... 7
1.1.3. Tư duy sáng tạo.................................................................................................. 13
1.2. Dạy học sáng tạo ....................................................................................................... 15
1.2.1. Sự tương đồng và khác biệt giữa sáng tạo của nhà nghiên cứu và sáng tạo của
học sinh. ....................................................................................................................... 16
1.2.2. Bồi dưỡng năng lực sáng tạo (NLST) trong dạy học vật lí. ............................... 17
1.3. Những nội dung của lí thuyết “Sáng tạo” và “Dạy học sáng tạo” sử dụng trong dạy
học đề tài: “Các định luật bảo toàn” Vật lí 10 THPT ...................................................... 22
1.3.1. Sử dụng các bài tập sáng tạo( BTST) nhằm hình thành và khuyến khích các ý
tưởng sáng tạo ............................................................................................................. 22
1.3.2. Sử dụng nguyên lí về tính chu trình để hình thành cho học sinh cơ chế sáng tạo.
..................................................................................................................................... 24
1.3.3. Sử dụng dạy học GQVĐ để luyện tập phỏng đoán, xây dựng giả thuyết, đề xuất
các phương án kiểm tra giả thuyết .............................................................................. 30
1.4. Thực trạng của việc vận dụng lí thuyết sáng tạo trong dạy học vật lí ở trƣờng phổ
thông ................................................................................................................................ 32
Kết luận chƣơng 1 ............................................................................................................ 34
CHƢƠNG 2. SỬ DỤNG LÍ THUYẾT SÁNG TẠO TRONG DẠY HỌC ĐỀ TÀI ''CÁC
ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN''- VẬT LÍ 10 THPT ................................................................. 35
2.1. Phân tích cấu trúc, cấu trúc logic và nội dung đề tài ''Các định luật bảo toàn''- Vật lí
10 THPT .......................................................................................................................... 35
2.1.1. Vai trò của hệ thống kiến thức của đề tài .......................................................... 36
2.1.2. Động lượng và ĐLBT động lượng ..................................................................... 37
2.1.3. Định luật bảo toàn năng lượng. ......................................................................... 40
2.2. Sử dụng nguyên lí về tính chu trình để thiết kế tiến trình dạy học của một số kiến
thức trong đề tài ''Các định luật bảo toàn''- Vật lí 10 THPT ............................................ 43
2.3. Xây dựng và sử dụng một số bài toán mang đặc trƣng sáng tạo của đề tài “Các định
luật bảo toàn” – Vật lý 10 THPT ..................................................................................... 60
Kết luận chƣơng 2 ............................................................................................................ 67
CHƢƠNG 3: THỰC NGHIỆM SƢ PHẠM ........................................................................ 68
3.1. Xây dựng các tiêu chuẩn và tiêu chí đánh giá năng lực sáng tạo ............................. 68
3.1.1. Đánh giá năng lực ............................................................................................. 68
3.1.2. Đánh giá năng lực sáng tạo ............................................................................... 69
3.2. Tiến hành thực nghiệm sƣ phạm ............................................................................... 72
3.2.1. Mục đích thực nghiệm sư phạm ......................................................................... 72
3.2.2. Nhiệm vụ của thực nghiệm sư phạm . .............................................................. 72
3.2.3. Đối tượng thực nghiệm sư phạm........................................................................ 73
3.2.4. Phương pháp thực nghiệm sư phạm. ................................................................. 74
3.3. Kết quả thực nghiệm sƣ phạm .................................................................................. 75
3.3.1. Phân tích định tính ............................................................................................. 75
3.3.2. Phân tích định lượng ......................................................................................... 78
Kết luận chƣơng 3 ................................................................................................................ 84
KẾT LUẬN CHUNG .......................................................................................................... 85
TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................................... 87
PHỤ LỤC
DANH MỤC VIẾT TẮT
STT
Chữ viết tắt
Chữ viết đầy đủ
1
NCKH
Nghiên cứu khoa học
2
NLST
Năng lực sáng tạo
3
THPT
Trung học phổ thông
4
BTST
Bài tập sáng tạo
5
GQVĐ
Giải quyết vấn đề
6
HS
Học sinh
7
GV
Giáo viên
8
SGK
Sách giáo khoa
9
ĐLBT
Định luật bảo toàn
10
TNo
Thí nghiệm
11
BTXP
Bài tập xuất phát
12
TNg
Thực nghiệm
13
ĐC
Đối chứng
14
TNSP
Thực nghiệm sƣ phạm
DANH MỤC BẢNG
Bảng 3.1. Thống kê kết quả học tập của HS lớp TNg và ĐC trƣớc TNSP .... 73
Bảng 3.2. Phân bố tần suất lũy tích trƣớc TNSP ............................................ 73
Bảng 3.3: Kết quả đánh giá của GV về sự phát triển năng lực sáng tạo
của HS qua phiếu kiểm tra và quan sát. .......................................... 79
Bảng 3.4. Thống kê kết quả học tập của HS lớp TNg và ĐC sau TNSP. ....... 80
Bảng 3.5 Bảng phân bố tần suất sau TNSP .................................................... 80
Bảng 3.6 Phân bố tần suất lũy tích sau TNSP ................................................. 80
Bảng 3.7. Các tham số thống kê...................................................................... 82
Bảng 3.8. Kết quả kiểm nghiệm giả thuyết E0 ................................................ 82
Bảng 3.9. Kết quả kiểm nghiệm giả thuyết H0................................................ 82
DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1 ............................................................................................................................. 9
Hình 1.2: Chu trình sáng tạo khoa học ...................................................................... 11
Hình 1.3 ........................................................................................................................... 12
Hình 1.5 ........................................................................................................................... 26
Hình 1.4 ........................................................................................................................... 26
Hình 1.6 ........................................................................................................................... 26
Hình 1.7. Các giai đoạn hoạt động nhận thức của học sinh trong quá
trình hoạt động học tập vật lí ..................................................................... 28
Hình 3.1. Đồ thị tích lũy hội tụ trƣớc TNSP ............................................................ 74
Hình 3.2. Biểu đồ phân phối tần suất sau TNSP ..................................................... 80
Hình 3.3. Đồ thị tích lũy hội tụ sau TNSP ................................................................ 81
1
MỞ ĐẦU
1. Lí do chọn đề tài
1.1 Nhân loại đã bƣớc sang thế kỉ XXI, thế giới gọi đây là kỉ nguyên của
kinh tế dựa vào kĩ năng. Năng lực của con ngƣời đƣợc đánh giá trên cả ba yếu
tố: Kiến thức, kĩ năng và thái độ. Trong đó, sản phẩm của giáo dục là năng
lực và chất lƣợng nguồn nhân lực tƣơng lai của một đất nƣớc. Đứng trƣớc
tình hình đó tổ chức UNESCO đã đề ra chiến lƣợc giáo dục mới với 4 mục
đích học tập: Học để biết, học để làm, học để cùng chung sống và học để làm
ngƣời. Nổi bật lên vấn đề là cần thay đổi trật tự ƣu tiên từ kiến thức, kĩ năng
của thế kỉ trƣớc thành trật tự mới: Năng lực - thái độ, kĩ năng, kiến thức 2.
Sự thay đổi trật tự này sẽ góp phần giải quyết mâu thuẫn giữa sự bùng nổ tri
thức của nhân loại với thời gian đào tạo có giới hạn.
1.2 Chúng ta là một thành viên của UNESCO, đang từng bƣớc hội nhập
với quốc tế, cùng các nƣớc bƣớc vào thế kỉ XXI với mục tiêu trở thành một
nƣớc công nghiệp hiện đại. Nên cần một nguồn nhân lực chất lƣợng cao nghĩa
là đang rất cần một nền giáo dục có chất lƣợng thực sự. Việt Nam đã nhìn
thấy rõ tính cấp thiết của các yêu cầu trên. Trong khi ra nhập WTO, chúng ta
chấp nhận sự cạnh tranh quyết liệt trong nền kinh tế thế giới. Trong điều kiện
này, Việt Nam cũng đã sớm xác định yếu tố quan trọng nhất, quyết định sự
thành công không phải là vốn liếng, tài sản, tài nguyên (vì nƣớc ta rất hạn chế
về vấn đề này) mà phải là yếu tố con ngƣời, hơn lúc nào hết, xã hội rất cần
những con ngƣời có năng lực. Trƣớc tình hình đó, Đảng ta đƣa ra đƣờng lối
đổi mới căn bản, toàn diện giáo dục, đào tạo, phát triển nguồn nhân lực, xác
định đây là một kế sách, quốc sách hàng đầu, tiêu điểm của sự phát triển,
mang tính đột phá, khai mở con đƣờng phát triển nguồn nhân lực Việt Nam
trong thế kỷ XXI, khẳng định triết lí nhân sinh mới của nền giáo dục nƣớc
nhà. Trong đó tinh thần chủ đạo là: ''Đổi mới phƣơng pháp giáo dục và đào
2
tạo, khắc phục lối truyền thụ một chiều, rèn luyện nếp tƣ duy sáng tạo của
ngƣời học...'' và ''...đào tạo theo hƣớng coi trọng phát triển phẩm chất, năng
lực của ngƣời học'' [4].
1.3 Khái niệm ''năng lực'' là tổ hợp của nhiều khả năng của con ngƣời
đƣợc bộc lộ trong khi hành động, trong đó năng lực sáng tạo đƣợc coi trọng
hàng đầu. Đã có nhiều các nghiên cứu về bồi dƣỡng năng lực cho học sinh
trong dạy học vật lí nhƣ: Sử dụng các phƣơng pháp dạy học hiện đại, các kĩ
thuật dạy học tiên tiến mang lại hiệu quả cao cho việc phát triển tƣ duy sáng
tạo; Sử dụng các bài tập vật lí mang đặc trƣng sáng tạo... Tuy nhiên việc
nghiên cứu để sử dụng đồng bộ các nội hàm của lí thuyết sáng tạo vào dạy
học vẫn chƣa đƣợc chú ý thỏa đáng.
1.4 Tƣ tƣởng về sự bảo toàn là một tƣ tƣởng quan trọng, xuyên suốt toàn
bộ chƣơng trình vật lí phổ thông. Trong quá trình phát triển khoa học vật lí,
việc ra đời các định luật bảo toàn là một sáng tạo khoa học đặc biệt, là một
bƣớc ngoặt lịch sử để cho môn khoa học này phát triển rực rỡ nhƣ ngày nay.
Nhiều khái niệm và định luật cơ bản đƣợc nghiên cứu ở đề tài này là các cơ sở
khoa học quan trọng cho các ngành năng lƣợng học, cơ giới học, nghiên cứu
hàng không và nghiên cứu vũ trụ. Rất nhiều những kĩ thuật và công nghệ thể
hiện sự sáng tạo không có giới hạn của nhân loại sẽ đƣợc học sinh tiếp nhận.
Xuất phát từ những phân tích trên, chúng tôi lựa chọn đề tài: Sử dụng
lí thuyết sáng tạo và các biện pháp phát triển năng lực sáng tạo trong dạy
học vật lí khi nghiên cứu đề tài ''Các định luật bảo toàn'' Vật lí 10 Trung
học phổ thông.
2. Mục đích nghiên cứu
- Phân tích những nội dung cơ bản của lí thuyết sáng tạo và sự sáng tạo
trong dạy học vật lí.
3
- Sử dụng những nội dung đó vào dạy học đề tài '' Các định luật bảo
toàn''- Vật lí 10 THPT.
3. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu
3.1 Đối tƣợng nghiên cứu của đề tài
Hoạt động dạy và học trong quá trình nghiên cứu đề tài '' Các định luật
bảo toàn''- Vật lí 10 THPT.
3.2 Phạm vi nghiên cứu của đề tài
Kiến thức chƣơng '' Các định luật bảo toàn''- Vật lí 10 THPT.
4. Giả thuyết khoa học
Việc sử dụng có chọn lọc với các mục đích chuyên biệt của các nội dung
của lí thuyết sáng tạo; Sự tăng dần các mức độ yêu cầu về phát triển năng lực
sáng tạo sẽ đảm bảo tính hiệu quả, khả thi cho việc hình thành và phát triển
năng lực sáng tạo cho học sinh trong dạy học Vật lí.
5. Nhiệm vụ nghiên cứu
5.1 Phân tích làm xuất hiện những thành tố quan trọng nhất của lí thuyết
sáng tạo và sáng tạo trong dạy học vật lí.
5.2 Sử dụng những thành tố đó vào dạy học đề tài '' Các định luật bảo
toàn''- Vật lí 10 THPT.
5.3 Xây dựng các tiêu chuẩn, các tiêu chí để đánh giá năng lực sáng tạo
của học sinh trong quá trình nghiên cứu vật lí.
5.4 Thực nghiệm sƣ phạm nhằm kiểm chứng giả thuyết khoa học của đề
tài.
6. Phƣơng pháp nghiên cứu
6.1 Phƣơng pháp nghiên cứu lí luận về lí thuyết sáng tạo và sáng tạo
trong dạy học vật lí.
6.2 Phƣơng pháp nghiên cứu thực tiễn:
4
Điều tra thực tiễn về việc vận dụng lí thuyết sáng tạo vào dạy học tại
trƣờng THPT
6.3 Thực nghiệm sƣ phạm.
7. Đóng góp của đề tài
7.1 Về mặt lí luận
- Khái quát hóa những nội hàm của ''Sáng tạo''; ''Sáng tạo trong dạy học''.
- Xây dựng quy trình sử dụng các thành tố của ''Sáng tạo'' và '' Dạy học
sáng tạo''.
7.2 Về thực tiễn
- Thiết kế một số bài giảng trong đó thể hiện các thành tố của ''Sáng tạo''
và '' Dạy học sáng tạo''.
- Xây dựng một số bài toán sáng tạo.
8. Cấu trúc của đề tài
Ngoài phần mở đầu, kết luận, tài liệu tham khảo và phụ lục. Nội dung
chính của đề tài gồm 3 chƣơng:
Chƣơng 1. Cơ sở lí luận và thực tiễn của việc bồi dƣỡng năng lực sáng
tạo cho học sinh trong dạy học vật lí
Chƣơng 2. Sử dụng lí thuyết sáng tạo trong dạy học đề tài '' Các định luật
bảo toàn''- Vật lí 10 THPT
Chƣơng 3. Thực nghiệm sƣ phạm
5
CHƢƠNG 1
CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC BỒI DƢỠNG NĂNG
LỰC SÁNG TẠO CHO HỌC SINH TRONG DẠY HỌC VẬT LÍ
1.1. Sáng tạo trong nghiên cứu các khoa học tự nhiên
1.1.1. Nghiên cứu khoa học(NCKH) là hoạt động sáng tạo
Để có thể đƣa ra điều khẳng định này cần thiết phải phân tích (một cách
khái quát nhất) khái niệm ''nghiên cứu của khoa học''.
* Khái niệm khoa học
Hiện nay có rất nhiều cách hiểu về khái niệm khoa học xuất phát từ
nhiều cách tiếp cận khác nhau. Trong luận văn này, chúng tôi sử dụng định
nghĩa mà tổ chức Giáo dục, Khoa học và văn hóa của Liên Hợp Quốc
(UNESCO) sử dụng trong các văn kiện chính thức và đƣợc thừa nhận chung
trong giới nghiên cứu trên thế giới:
''Khoa học là hệ thống tri thức về mọi loại quy luật của vật chất và sự
vận động của vật chất, những quy luật của tự nhiên, xã hội, tư duy''
[UNESCO, Paris 1961].
* Nghiên cứu khoa học.
Tƣơng tự nhƣ khái niệm khoa học, có rất nhiều các định nghĩa khác nhau
về NCKH. Trong luận văn, chúng tôi sử dụng các định nghĩa có liên quan trực
tiếp đến bản chất của NCKH.
- Định nghĩa 1: NCKH là sự phát hiện bản chất sự vật, phát triển nhận
thức khoa học về thế giới, hoặc sáng tạo ra phƣơng pháp mới và phƣơng tiện kĩ
thuật mới để biến đổi sự vật phục vụ cho mục tiêu hoạt động của con ngƣời.
- Định nghĩa 2: NCKH là quá trình hình thành và chứng minh luận điểm
khoa học về một sự vật hoặc hiện tƣợng cần khám phá.
6
* Sản phẩm của NCKH
Theo những định nghĩa tổng quát nhƣ trên, có thể khẳng định sản phẩm
chung nhất của NCKH gồm:
1. Phát minh (Tiếng Anh – discovery) là sự khám phá ra những quy luật,
những tính chất hoặc những hiện tƣợng của thế giới vật chất tồn tại một cách
khách quan mà trƣớc đó chƣa ai biết, nhờ đó làm thay đổi cơ bản nhận thức
của con ngƣời.
Ví dụ: Niu tơn phát minh định luật vạn vật hấp dẫn v.v...
Phát minh là tìm ra các quy luật khách quan, có ý nghĩa áp dụng trực tiếp
vào sản xuất và đời sống. Vì vậy phát minh không có giá trị thƣơng mại,
không có khái niệm cấp bằng phát minh và không đƣợc bảo hộ pháp lí [6].
2. Phát hiện (Tiếng Anh cũng là discovery) là sự khám phá ra những vật
thể, những quy luật xã hội đang tồn tại một cách khách quan.
Ví dụ: Marie Curie phát hiện nguyên tố phóng xạ radium, Christop
Colomb phát hiện ra châu Mĩ v.v…
Phát hiện cũng chƣa thể áp dụng trực tiếp, chỉ có thể đƣợc áp dụng thông
qua các giải pháp do đó cũng không có giá trị thƣơng mại, không đƣợc cấp
bằng và không đƣợc bảo hộ pháp lí.
3. Sáng chế (Tiếng anh – invention) là một giải pháp kĩ thuật mới về
nguyên lí kĩ thuật, tính sáng tạo và áp dụng đƣợc ngay.
Ví dụ: James watt sáng chế ra máy hơi nƣớc v.v…
Vì sáng chế có khả năng áp dụng, nên có ý nghĩa thƣơng mại, đƣợc cấp
bằng sáng chế độc quyền, có thể mua bán, đƣợc bảo hộ quyền sở hữu.
Trong dạy học nói chung, dạy học vật lí nói riêng, học sinh sẽ đƣợc tiếp
cận với cả ba sản phẩm khoa học đặc biệt này (3 thành tựu khoa học đặc biệt).
* Kết luận sơ bộ
Từ những khái niệm trên, ta có thể rút ra những kết luận quan trọng sau đây:
7
1. Bản chất của NCKH là hoạt động sáng tạo của các nhà khoa học nhằm
nhận thức thế giới, tạo ra hệ thống tri thức có giá trị để sử dụng vào cải tạo thế
giới [18].
2. Phƣơng pháp luận về NCKH và hoạt động sáng tạo khoa học có
những nội dung điển hình tƣơng đồng nhau: Khái niệm, đặc điểm, cơ chế, thu
thập và xử lí thông tin,...
3. Bồi dƣỡng (hình thành và phát triển) NLST cho học sinh trong quá
trình dạy học vật lí đồng nghĩa với quá trình hình thành và phát triển năng lực
NCKH cho học sinh phổ thông.
1.1.2. Cơ chế sáng tạo khoa học
1.1.2.1. Khái niệm sáng tạo
“ Sáng tạo là một hoạt động mà kết quả của nó là một sản phẩm tinh thần
hay vật chất có tính cách tân, có ý nghĩa xã hội, có giá trị giúp giải quyết
những khó khăn, những bế tắc nhất định…”[14]
Trong từ điển Tiếng Việt thì “Sáng tạo là tìm ra cái mới, cách giải quyết
mới, không bị gò bó, phụ thuộc vào cái đã có”.
Theo lí thuyết về TRIZ [6], để đánh giá một đối tƣợng cho trƣớc có phải
là sáng tạo hay không, ngƣời ta sử dụng 5 bƣớc sau:
Bƣớc 1: Chọn đối tƣợng tiền thân;
Bƣớc 2: So sánh đối tƣợng cho trƣớc với đối tƣợng tiền thân;
Bƣớc 3: Tìm tính mới của đối tƣợng cho trƣớc;
Bƣớc 4: Trả lời câu hỏi: Tính mới đó đem lại lợi ích gì, trong phạm vi áp
dụng nào?
Bƣớc 5: Kết luận theo định nghĩa sáng tạo.
Ví dụ 1: Để biết hệ mặt trời theo lí thuyết của Côpenic có thật sự “mới”
hay không ta có thể so sánh nó với đối tƣợng tiền thân là hệ địa tâm của
ptolêmê. Điểm mới của hệ côpenic là chọn mặt trời làm tâm của hệ thống, coi
8
là đứng yên và các hành tinh khác quay xung quanh nó, kể cả trái đất. Điểm
mới này đã cho phép giải thích đƣợc chuyển động của rất nhiều các ngôi sao
chứ không bị hạn chế nhƣ hệ thống địa tâm. Theo định nghĩa sáng tạo, lí
thuyết của Côpenic là sản phẩm của sự sáng tạo.
Ví dụ 2: Việc tìm ra định luật bảo toàn động lƣợng là một sáng tạo có
tính cách mạng cho nghiên cứu khoa học nếu so sánh nó với các định luật của
niuton đã có. Thật vậy, bài toán cơ bản của bộ môn cơ học là xác định vị trí
của vật trong sự tƣơng tác của vật với các vật khác xung quanh nó. Các định
luật của Niutơn cho phép tính đƣợc lực tác dụng và do đó cho phép tính đƣợc
gia tốc trong tƣơng tác ( F ma ). Việc xác định đƣợc gia tốc lại cho phép tìm
đƣợc vận tốc ( a
( v
dv
) và cuối cùng nhờ tìm đƣợc a cho phép tìm đƣợc độ dời
dt
ds
). Khi đã có độ dời s và dựa vào các điều kiện ban đầu ta hoàn toàn
dt
xác định đƣợc tọa độ của vật, bài toán cơ bản của cơ học đã đƣợc giải quyết.
Tuy nhiên có một loạt sự kiện mới xuất hiện (bài toán), trong đó không
cho phép tính toán đƣợc lực tác dụng (trong các va chạm, các vụ nổ). Bài toán
cơ bản của cơ học gặp một bế tắc.
Định luật bảo toàn động lƣợng cho phép giải quyết bế tắc đó. Sử dụng
định luật bảo toàn động lƣợng ta hoàn toàn có thể xác định đƣợc vận tốc của
các vật trƣớc và sau va chạm, và nhƣ logic trình bày ở trên, khi đã tính toán
đƣợc vận tốc lại có thể xác định đƣợc tọa độ.
1.1.2.2. Cơ chế sáng tạo khoa học tự nhiên.
Khi nghiên cứu về lịch sử của sự phát triển của khoa học tự nhiên, ngƣời
ta thƣờng đƣa ra 3 cơ chế sáng tạo khoa học.
*Cơ chế trực giác.
Theo nhà bác học Anbert Anhxtanh thì quá trình sáng tạo khoa học diễn
ra theo hình 1.1
9
trực giác
S
A
trực giác lo gic
S'
S''
E
Hình 1.1
- Chúng ta có những dữ liệu E, những dữ liệu trực tiếp của kinh nghiệm
cảm tính.
- A là những tiên đề mà từ đó rút ra các kết luận. Về mặt tâm lí, A dựa
trên cơ sở của E nhƣng không có con đƣờng logic nào để đi từ E đến A, chỉ có
mối liên hệ trực giác (khái niệm tâm lí) luôn đƣợc tái diễn.
- Từ các tiên đề A có thể rút ra một cách logic những khẳng định bộ
phận S với độ chặt chẽ cao bằng logic hay toán học.
- Những khẳng định đó đƣợc đối chiếu với E (kiểm tra bằng thí nghiệm).
Giai đoạn này cũng sử dụng tới trực giác vì mối quan hệ của các khái niệm
chứa trong S đối với các dữ kiện trực tiếp của kinh nghiệm cảm giác E không
có tính logic về mặt bản chất.
Ví dụ:
- Các định luật Newton và cả thuyết tƣơng đối hẹp của Anhxtanh đều dựa
trên một loạt các tiên đề, chẳng hạn tính đồng nhất và đẳng hƣớng của không
gian, sự tƣơng đƣơng của khối lƣợng quán tính và khối lƣợng hấp dẫn…
- Trƣớc khi tìm ra định luật I Newton đã có những dữ liệu trực tiếp của
kinh nghiệm cảm tính về chuyển động của các vật và lực tác dụng. Đặc biệt là
những tài liệu của Galile và những thí nghiệm vật lí đầu tiên của ông.
- Nhiều thế kỉ trƣớc ngƣời ta cho rằng để cho vật chuyển động với vận
tốc không đổi cần có sự tác động thƣờng xuyên của các vật thể khác vào vật.
Galile làm thí nghiệm về chuyển động của vật trên mặt phẳng nghiêng và
nhận thấy:
10
Khi vật chuyển động xuống dƣới, vật chuyển động nhanh dần (có gia
tốc). Để giữ cho vật đứng yên cần phải dùng lực.
Khi vật đi lên cần phải dùng lực để đẩy nó lên cũng nhƣ giữ nó ở phía
trên.
Khi hạ dần độ nghiêng của mặt phẳng nghiêng ta thấy vật chuyển động
đƣợc quãng đƣờng dài hơn.
Từ các tiên đề và các dữ kiện rút ra đƣợc khẳng định bộ phận là: Một vật
nếu không có tác dụng của vật khác nó sẽ chuyển động thẳng đều mãi mãi
(bằng lôgic). Khi đối chiếu khẳng định đó với dữ liệu E ngƣời ta thƣờng
xuyên sử dụng những thí nghiệm tƣơng đƣơng với một mặt nhẵn dài vô tận.
Việc sử dụng thí nghiệm trên đệm không khí hiện nay cũng chỉ có giá trị giúp
cho việc khái quát hóa đó.
* Chu trình sáng tạo khoa học (cơ chế Algorit)
V.G.Razumopxki khi khái quát những lời phát biểu của các nhà khoa
học nổi tiếng nhƣ: Anbert Anhxtanh, Plank, Boocno, Kapitta… đã đề ra chu
trình sáng tạo khoa học gồm bốn giai đoạn (sơ đồ 1.2). Từ việc khái hóa
những sự kiện đi đến xây dựng mô hình trừu tƣợng của hiện tƣợng (đề xuất
giả thuyết); từ mô hình dẫn đến việc rút ra các hệ quả lí thuyết; từ việc rút ra
các hệ quả dẫn đến sự kiểm tra chúng bằng thực nghiệm. Nếu thực nghiệm
xác nhận các hệ quả suy ra một cách lôgic từ mô hình giả thuyết là đúng thì
trở thành lí thuyết. Ngƣợc lại, chƣa đúng thì phải xem lại mô hình giả thuyết,
điều chỉnh lại cho phù hợp.
Hình 1.2 diễn tả chu trình sáng tạo khoa học (cơ chế Algorit) gồm 4 giai
đoạn.
11
Mô hình giả định
trừu tƣợng
Những sự kiện
khởi đầu
Các hệ quả logic
Thực nghiệm kiểm
chứng
Hình 1.2: Chu trình sáng tạo khoa học
Ta thấy chu trình bắt đầu bằng việc lựa chọn một nhóm những sự kiện,
sau đó đề ra giả thuyết về tính tổng quát của chúng, nó cho phép nhìn thấy
trƣớc (tiên đoán) những sự kiện khác chƣa biết.
Trong rất nhiều trƣờng hợp, không thể kiểm tra trực tiếp đƣợc giả thuyết
đó. Do đó cần đề xuất các hệ quả cho phép kiểm tra đƣợc.
Nếu hệ quả khẳng định bằng thực nghiệm thì mô hình trừu tƣợng đƣợc
chấp nhận làm cơ sở cho lí thuyết đó. Nếu lại xuất hiện các sự kiện, hiện tƣợng
không nằm trong khuôn khổ của lí thuyết đó thì lại phải xây dựng một mô hình
trừu tƣợng (giả thuyết khoa học) mới… Do đó chúng ta lại có một chu trình thứ
hai, thứ ba…( đƣợc biểu diễn bằng các đƣờng nét đứt trong hình 1.2).
Trong các giai đoạn của chu trình đều cần đến sự sáng tạo nhƣng có hai
giai đoạn đòi hỏi sự sáng tạo cao nhất là đƣa ra mô hình giả thuyết trừu tƣợng
và đƣa ra các phƣơng án thực nghiệm để kiểm chứng vì ở đây không thể dùng
tƣ duy lôgic mà nhờ trực giác khoa học.Việc tìm ra định luật rơi tự do (Hình
12
1.3) là một ví dụ điển hình của cơ chế này [12]
Sự kiện ban đầu
Các vật khác nhau rơi chạm đất đồng thời
(tháp nghiêng)
Mô hình giả thuyết
Sự rơi là chuyển động nhanh dần (v -t)
Hệ quả
Nếu vậy (s - t2)
Thực nghiệm
Kiểm tra thông qua chuyển động của vật trên
mặt phẳng nghiêng
Hình 1.3
* Cơ chế Ơrictic
Cơ chế này đã xuất hiện đầu tiên trong nghiên cứu khoa học tự nhiên,
gắn với từ “ơ - rê - ca” (tìm ra rồi) trong truyền thuyết về Acsimet.
Cơ chế đƣợc bắt đầu từ việc hình thành các giả thuyết khoa học dựa trên
cơ sở phát hiện các mâu thuẫn, sai sót của các lí thuyết đã có. Các sai sót này
không thể giải quyết đƣợc bằng những kiến thức đã có, do đó các nhà khoa
học phải đƣa ra những phỏng đoán mới, tức là phải hình thành các giả thuyết
khoa học mới. Lịch sử phát triển của vật lí học đã khẳng định đây là cơ chế
đóng vai trò then chốt để cho vật lí học phát triển rực rỡ nhƣ ngày nay. Một
loạt những phát minh ra đời gắn với các suy nghĩ xảy ra theo cơ chế này nhƣ
lí thuyết sóng - hạt, thuyết lƣợng tử ,…
13
Cơ chế nào có thể vận dụng đƣợc để truyền thụ cho HS, cơ chế nào
mang lại hiệu quả cao nhất trong dạy học sẽ đƣợc phân tích, trình bày ở các
nội dung tiếp sau.
1.1.3. Tư duy sáng tạo
1.1.3.1. Khái niệm
* Tƣ duy
Tƣ 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 nhƣ biểu tƣợng,
khái niệm, phán đoán và suy lí [11].
* Phân loại:
- Dựa trên lịch sử hình thành và phát triển tƣ duy, ngƣời ta chia tƣ duy
thành:
+ Tƣ duy trực quan - hành động
+ Tƣ duy trực quan hình ảnh
+ Tƣ duy hình tƣợng (tƣ duy ngôn ngữ - lôgic).
- Dựa vào lôgic hình thức và lôgic biện chứng, có hai loại:
+ Tƣ duy lôgic
+ Tƣ duy biện chứng.
- Dựa vào tính chất, kết quả của tƣ duy, có các loại:
+ Tƣ duy tích cực
+ Tƣ duy độc lập
+ Tƣ duy sáng tạo.
Với mục đích của luận văn, chúng ta cần phân tích sâu vào tƣ duy sáng
tạo.
1.1.3.2. Tư duy sáng tạo
Tƣ duy sáng tạo là tƣ duy tạo ra cái mới, vậy tạo ra cái mới nhƣ thế nào?
Bằng cách nào? Có một số quan niệm về vấn đề này.
14
*) Dựa theo lí thuyết hoạt động của A.N.Leonchiev, có tác giả cho rằng
“Tƣ duy sáng tạo cần đƣợc xem nhƣ một hoạt động giải quyết vấn đề mới
gồm các thành tố động cơ, hành động lôgic và hành động trực giác [11].
*) Theo tác giả Phan Dũng [6], tƣ duy sáng tạo là quá trình tƣ duy đƣa
ngƣời giải.
- Từ không biết cách đạt đến mục đích đến biết cách đạt đến mục đích.
- Từ không biết cách tối ƣu đến biết cách tối ƣu đạt đến mục đích, trong
một số cách đã biết và ông cho rằng:
Tƣ duy sáng tạo và quá trình suy nghĩ giải quyết vấn đề và ra quyết định
đƣợc coi là tƣơng đƣơng về nghĩa [6].
*) Nhiều nhà tâm lí học, điển hình là J.C Guiford coi tƣ duy phân kì (tƣ
duy theo chiều ngang) là tƣ duy sáng tạo. Tƣ duy phân kì là khả năng đƣa ra
những ý tƣởng độc đáo với nhiều phƣơng án, giải quyết vấn đề.
*) Theo ý kiến của Poăng - ca - rê thì “lôgic là chứng minh, còn trực giác
mới là sáng tạo”
Để có thể có một định nghĩa đầy đủ về tƣ duy sáng tạo cũng cần bàn về
tƣ duy lôgic và tƣ duy trực giác.
- Tƣ duy lôgic (tƣ duy biện giải): Ở tƣ duy này, tri thức đạt đến bằng
cách lí luận liên tục, liên tiếp, trong đó mỗi tƣ tƣởng tiếp theo đều xuất phát
một cách lôgic từ cái có trƣớc và là tiền đề của cái tiếp theo. Tri thức đạt đến
là hiển nhiên, chắc chắn, không bắt bẻ đƣợc. (Luận ba đoạn trong lôgic học
thể hiện kiểu tƣ duy này).
- Với tƣ duy trực giác thì tri thức nhận đƣợc một cách nhảy vọt, đột biến,
các giai đoạn của nó không thể hiện một cách minh bạch, con đƣờng đó vẫn
còn chƣa đƣợc sáng tỏ ngay cả đối với chủ thể sáng tạo. Tƣ duy trực giác thể
hiện nhƣ một quy trình ngắn gọn, chớp nhoáng mà ta không thể nhận biết
đƣợc sự diễn biến [14]. Tuy nhiên nhiều tác giả cho rằng hai kiểu tƣ duy này
15
(mới nhìn có vẻ đối chọi nhau) lại có liên quan đến nhau. Họ cho rằng khi
một ai đó càng tích cực, chăm chỉ hoạt động tƣ duy lôgic thì khả năng trực
giác lại càng nhạy bén, càng cókhả năng phát triển mạnh.
Trên cơ sở phân tích các quan điểm khác nhau về tƣ duy sáng tạo, chúng
tôi đƣa ra một số nội hàm dƣới đây về khái niệm tƣ duy sáng tạo.
+ Tƣ duy sáng tạo là tƣ duy dựa trên nền tảng của tƣ duy lôgic và không
dừng ở đó mà còn tiến theo con đƣờng phi lôgic (trực giác).
+ Đặc trƣng của tƣ duy sáng tạo là tính độc đáo, tính mềm dẻo, tính linh
hoạt, tính nhạy cảm trong tƣ duy.
- Tính độc đáo của tƣ duy là phát hiện ra những mối liên hệ mới lạ, chƣa
có đối với sự vật, hiện tƣợng thực tiễn.
- Tính mềm dẻo của tƣ duy là 1 khả năng thay đổi dễ dàng, nhanh chóng
về cách nhìn sự vật, hiện tƣợng; sử dụng phƣơng pháp tƣ duy; có nhiều cách
tiếp cận khác nhau khi giải quyết vấn đề cũng nhƣ cách đánh giá các ý tƣởng.
- Tính linh hoạt của tƣ duy thể hiện ở tính cách không thích làm theo
khuôn mẫu, bắt chƣớc những cái có trƣớc.
- Tính nhạy cảm của tƣ duy thể hiện ở sự tinh tế của các giác quan, cảm
xúc, tình cảm trong khi tƣ duy.
Bốn đặc trƣng nói trên có mối liên hệ hữu cơ, bổ sung cho nhau, hỗ trợ
cho nhau tạo nên tƣ duy sáng tạo.
1.2. Dạy học sáng tạo
Vào thế kỉ thứ III, nhà toán học ngƣời Hy Lạp là Pappus ở thành phố
Alexandia đặt nền móng khởi đầu cho khoa học về tƣ duy sáng tạo và gọi
khoa học này là ơ-ris-tic (Heuristics). (Lấy từ gốc “Ơ-rê-ca”-tìm thấy rồi).
Tuy nhiên vấn đề “dạy học sáng tạo” đã xuất hiện từ trƣớc đó.
Ở Trung Hoa cổ đại, Khổng Tử (479-355TCN) đã đặt vấn đề phải kích
thích suy nghĩ của ngƣời học ''... vật có 4 góc, bảo cho biết một góc (tức là
dạy) mà không suy ra 3 góc thì không dạy nữa''.
16
Ở phƣơng Tây cổ đại Socrate (469-390 TCN) lại đòi hỏi ở ngƣời học
phát hiện “chân lí” bằng cách đặt câu hỏi để ngƣời học tự tìm ra kết luận, ông
gọi là “phép bà đỡ” giúp ngƣời học “phải tự biết lấy”.
Ngày nay, các nhà khoa học ở cả lĩnh vực khoa học tự nhiên, tâm lí học,
giáo dục học đã có những nghiên cứu về mối quan hệ của hai vấn đề này, các
nghiên cứu này khẳng định:
**. Học tập và sáng tạo không phải là hai mặt tách biệt mà là hai mặt của
một quá trình gắn bó chặt chẽ với nhau. Học không chỉ là “tiếp thu” kinh
nghiệm đã có của nhân loại mà là “sáng tạo lại” cho bản thân mình [8].
**. Khi nói tới các hoạt động sáng tạo trong dạy học là muốn nói tới các
hoạt động mang đậm bản chất của phƣơng pháp sáng tạo trong nghiên cứu
khoa học [7]. (Nhà vật lí học nổi tiếng ngƣời Nga là Kapitxa đã từng nói là
trong từng đứa trẻ đã có sẵn một Niutơn, Faraday. Dạy học phải tìm cách để
cho các nhà bác học đó sống dậy trong các em). Để dạy học sáng tạo đạt hiệu
quả, cần thiết phải phân tích những sự tƣơng đồng cũng nhƣ những khác biệt
của nhà nghiên cứu và của học sinh.
1.2.1. Sự tương đồng và khác biệt giữa sáng tạo của nhà nghiên cứu và
sáng tạo của học sinh
1.2.1.1. Sự tương đồng điển hình
- Cả hai đều tiến tới mục tiêu là tìm ra cái mới cho bản thân mình, thỏa
mãn nhu cầu nhận thức.
- Cả hai cùng đi theo một con đƣờng mà các giai đoạn cơ bản là: Đứng
trƣớc một vấn đề hình thành ý tƣởng giải quyết vấn đề kết quả (thành
công hoặc thất bại).
- Hạnh phúc khi thành công (Ơ-rê-ca).
1.2.1.2. Sự khác biệt cơ bản
* Đối với nhà nghiên cứu
17
- Là ngƣời đã trƣởng thành về mặt sáng tạo, có khả năng độc lập, tự chủ
hoàn toàn trong nghiên cứu (một mình hoặc trong nhóm nghiên cứu).
- Sản phẩm sáng tạo của họ không những thỏa mãn nhu cầu nhận thức
của họ mà đều trở thành sản phẩm trí tuệ có giá trị, thúc đẩy sự phát triển của
nhân loại.
- Đối với nhà nghiên cứu thì sản phẩm cuối cùng của sự sáng tạo mới là
quan trọng, họ không quan trọng hóa vấn đề làm thế nào để có sản phẩm đó
(trong lịch sử của ngành vật lí học, có nhiều phát hiện mang tính chất tình cờ,
vô tình).
* Đối với học sinh
- Là ngƣời chƣa trƣởng thành cả về thể chất, tâm lí. Sự sáng tạo của họ
chỉ mang tính tập dƣợt sáng tạo, sáng tạo lại; họ đƣợc dạy để sáng tạo.
- Sản phẩm sáng tạo của họ chỉ là “mới” đối với bản thân họ (ngƣời
khác, thầy giáo đã biết), do đó chỉ có giá trị với chính họ và bạn bè chƣa biết.
- Vì vậy, sản phẩm sáng tạo không có giá trị bằng con đƣờng, cách thức
tìm ra sản phẩm đó (trong cuộc đời học sinh, họ có thể đƣa ra rất nhiều sản
phẩm và cũng nhanh chóng quên đi, nhƣng con đƣờng, cách thức tìm ra các
kết quả đó sẽ đọng lại, dần dần sẽ hình thành nên cái mà chúng ta quan tâm năng lực sáng tạo. Đây là điều mà giáo viên cần quan tâm và đây cũng là bản
chất sâu sắc nhất của dạy học sáng tạo: Dạy học sáng tạo đồng nghĩa với việc
khơi dậy, kích thích tiềm năng sáng tạo ở trong mỗi học sinh [14].
1.2.2. Bồi dưỡng năng lực sáng tạo (NLST) trong dạy học vật lí
Vấn đề bồi dƣỡng các năng lực cho học sinh trong dạy học hiện nay trở
lên cấp bách hơn lúc nào hết do việc chƣa bắt kịp các tiến bộ trong giáo dục
và đào tạo trên thế giới, trong đó có cả việc bồi dƣỡng NLST cho học sinh
trong dạy học vật lí.
Chúng ta cần trả lời một loạt các câu hỏi.
