Nghiên cứu xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập sáng tạo trong dạy học chương “cảm ứng điện từ” vật lý 11 thpt

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH

ĐẬU QUANG HUY

NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG HỆ THỐNG
BÀI TẬP SÁNG TẠO TRONG DẠY HỌC CHƯƠNG “CẢM
ỨNG ĐIỆN TỪ” VẬT LÝ 11 – TRUNG HỌC PHỔ THÔNG

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC

NGHỆ AN, THÁNG 8/2017


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH

ĐẬU QUANG HUY

NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG HỆ THỐNG
BÀI TẬP SÁNG TẠO TRONG DẠY HỌC CHƯƠNG “CẢM
ỨNG ĐIỆN TỪ” VẬT LÝ 11 – TRUNG HỌC PHỔ THÔNG

Chuyên ngành: Lý luận và phương pháp dạy học môn Vật lý
Mã số: 60 14 10

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
PGS.TS. NGUYỄN QUANG LẠC

NGHỆ AN, THÁNG 8/2017


i

LỜI CẢM ƠN
Tác giả luận văn xin chân thành cảm ơn:

PGS.TS. Nguyễn Quang Lạc - người đã trực tiếp hướng dẫn tận
tình và động viên khuyến khích trong suốt q trình để tác giả
hồn thành luận văn thạc sĩ này.
Q thầy cô trong tổ phương pháp giảng dạy, khoa vật lý, thư
viện, phịng khoa học cơng nghệ sau đại học, trường Đại học
Vinh đã tạo điều kiện giúp đỡ tác giả hồn thành khóa học và luận
văn thạc sĩ.
Ban giám hiệu và các thầy cô trong tổ vật lý các trường THPT
Hàm Nghi – Hương Khê – Hà Tĩnh đã tạo điều kiện và góp ý chân
thành cho tác giả trong khi làm luận văn này.

Tác giả

Đậu Quang Huy


ii

MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN......................................................................................................... i
MỤC LỤC ............................................................................................................. ii
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT .................................................................. iv

MỞ ĐẦU .............................................................................................................. 1
1. Lý do chọn đề tài ........................................................................................... 1
2. Mục đích nghiên cứu ..................................................................................... 2
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu ................................................................. 2
4. Giả thuyết khoa học ...................................................................................... 2
5. Nhiệm vụ nghiên cứu .................................................................................... 3
6. Phương pháp nghiên cứu............................................................................... 3
7. Đóng góp mới của đề tài ............................................................................... 3
8. Cấu trúc của luận văn .................................................................................... 4
Chương 1. CƠ SỞ LÝ LUẬN CỦA VIỆC XÂY DỤNG VÀ SỬ DỤNG HỆ
THỐNG BÀI TẬP SÁNG TẠO TRONG DẠY HỌC VẬT LÝ THPT ......... 5
1.1. Tư duy sáng tạo .......................................................................................... 5
1.1.1. Tư duy và các đặc điểm của tư duy..................................................... 5
1.1.2. Sáng tạo ............................................................................................... 5
1.1.3. Tư duy sáng tạo ................................................................................... 6
1.2. Dạy học sáng tạo ........................................................................................ 7
1.2.1. Cơ sở tâm lý của dạy học sáng tạo ...................................................... 7
1.2.2. Cơ sở lý luận dạy học về dạy học sáng tạo ......................................... 8
1.3. Bài tập sáng tạo về Vật lý .......................................................................... 9
1.3.1. Khái niệm ............................................................................................ 9
1.3.2. Phân biệt BTST với BTLT .................................................................. 9
1.3.3. Các dấu hiệu nhận biết về bài tập sáng tạo Vật lý ............................ 10
1.3.4. Chiến lược tổng quát giải bài tập vật lý ............................................ 12
1.3.5. Định hướng tư duy cho học sinh trong quá trình giải bài tập vật lý . 13
1.4. Giới thiệu một số nguyên tắc sáng tạo của TRIZ sử dụng trong đề tài ... 15


iii
1.5. Phương pháp xây dựng bài tập sáng tạo về vật lý dựa trên nguyên tắc
sáng tạo của TRIZ ........................................................................................... 16

Kết luận chương 1 ............................................................................................... 18
Chương 2. XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG HỆ THỐNG BÀI TẬP SÁNG TẠO
CHƯƠNG “CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ” LỚP 11 – THPT................................... 20
2.1. Mục tiêu dạy học chương “Cảm ứng điện từ” vật lý 11 – THPT ............ 20
2.2. Thực trạng dạy bài tập nói chung, BTST nói riêng chương “Cảm ứng điện
từ” vật lý 11 – THPT ....................................................................................... 21
2.2.1. Nhận thức của giáo viên về BTST .................................................... 21
2.2.2. Sử dụng BTST trong dạy học ........................................................... 21
2.2.3. Nguyên nhân và thực trạng ............................................................... 22
2.3. Xây dựng hệ thống BTST chương “Cảm ứng điện từ” Vật lý 11 – THPT.....22
2.4. Các hình thức sử dụng bài tập sáng tạo trong dạy học vật lý ....................... 44
2.4.1. Sử dụng BTST trong tiết học luyện tập giải bài tập vật lý ................ 44
2.4.2. Sử dụng BTST trong tiết học bồi dưỡng HS năng khiếu vật lý ........ 58
Kết luận chương 2 ............................................... Error! Bookmark not defined.
Chương 3. THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM ........................................................ 66
3.1. Mục đích của thực nghiệm sư phạm ........................................................ 66
3.2. Đối tượng thực nghiệm sư phạm.............................................................. 66
3.3. Nhiệm vụ của thực nghiệm sư phạm........................................................ 66
3.4. Nội dung thực nghiệm ............................................................................. 67
3.4.1. Công tác chuẩn bị .............................................................................. 67
3.4.2 Tiến hành thực nghiệm....................................................................... 67
3.5. Kết quả thực nghiệm ................................................................................ 68
3.5.1. Lựa chọn tiêu chí đánh giá ................................................................ 68
3.5.2. Đánh giá kết quả................................................................................ 68
Kết luận chương 3 ............................................... Error! Bookmark not defined.
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ............................................................................. 77
TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................... 80
PHỤ LỤC ……………………………………………………………………….

iv

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

BT: Bài tập
BTVL: Bài tập vật lý
BTLT: Bài tập luyện tập
BTST: Bài tập sáng tạo
GV: Giáo viên
HS: Học sinh
SGK: Sách giáo khoa
SGV: Sách giáo viên
SBT: Sách bài tập
THPT: Trung học phổ thông


v
DANH MỤC BẢNG
Bảng 3.1: Bảng thống kê điểm số Xi của bài kiểm tra ........................................ 70
Bảng 3.2: Bảng phân phối tần suất...................................................................... 70
Bảng 3.3: Bảng phân phối tần suất tích lũy ........................................................ 71
Bảng 3.4: Bảng tính các tham số thống kê .......................................................... 71

DANH MỤC HÌNH
Hình 3.1: Đồ thị phân phối tần suất điểm 3 lần kiểm tra .................................... 72
Hình 3.2: Đồ thị phân phối tần suất tích lũy điểm 3 lần kiểm tra ....................... 73


1
MỞ ĐẦU

1. Lý do chọn đề tài
Nền văn minh nhân loại đã phát triển mạnh mẽ sau ba làn sóng nơng
nghiệp hóa, cơng nghiệp hóa và cơng nghệ thơng tin. Theo dự báo của các nhà
khoa học thì làn sóng thứ tư trong quá trình phát triển của nhân loại sẽ là tăng
cường tính sáng tạo và phát triển nguồn nhân lực sáng tạo.
Thế kỷ XXI là thế kỷ của sự cạnh tranh chất xám sáng tạo bởi sáng tạo là
nguồn tài nguyên cơ bản của con người, nguồn tài nguyên đặc biệt mà theo nhà
khoa học Mỹ George Kozmetsky: “Bạn càng sử dụng nó nhiều thì càng có nó
nhiều”. Từ đó ta thấy, giáo dục và rèn luyện tính sáng tạo sẽ ngày càng đóng vai
trị quan trọng như John Dewey nhận xét: “Mục đích giáo dục trẻ em không phải
là thông tin về những giá trị quá khứ mà là sáng tạo những giá trị mới của tương
lai”.
Dạy học sáng tạo với nội hàm là dạy tư duy và bước đầu dạy cách hoạt
động 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, khơng ngừng cải tạo, nâng cao chất lượng cuộc sống của cá
nhân và của xã hội.
Bài tập sáng tạo là bài tập mà các dữ kiện cho trong đầu bài không chỉ dẫn
trực tiếp hay gián tiếp algorit hay kiến thức vật lý cần sử dụng. Đây là phương
tiện có tầm quan trọng và có tác động mạnh mẽ trong việc 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 lý chính là dạy học sáng tạo, nó sẽ góp phần vào việc đào tạo ra 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.


2
Trong chương trình vật lý phổ thơng, chương “Cảm ứng điện từ” được

đưa vào giảng dạy trong chương trình Vật lý 11. Chương “Cảm ứng điện từ”
liên quan đến những kiến thức rất thực tế làm cơ sở cho nhiều nghành kỹ thuật,
nhất là kỹ thuật điện, liên quan trực tiếp đến cuộc sống hàng ngày của các em
học sinh. Các bài tập về “Cảm ứng điện từ” rất đa dạng và phức tạp, có rất nhiều
mức độ khó, dễ khác nhau. Chính vì vậy, nếu phát huy được tính sáng tạo của
học sinh trong việc giải các bài tập sáng tạo về “Cảm ứng điện từ” sẽ góp phần
nâng cao hiệu quả dạy học và phát triển năng lực sáng tạo của học sinh.
Trên cơ sở đó, tơi chọn đề tài: “ Nghiên cứu xây dựng và sử dụng hệ
thống bài tập sáng tạo trong dạy học chương “Cảm ứng điện từ” Vật lý lớp 11 THPT”
2. Mục đích nghiên cứu
Xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập sáng tạo nhằm bồi dưỡng năng lực
tư duy sáng tạo cho học sinh trong dạy học chương “Cảm ứng điện từ” Vật lý 11
– THPT.
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
+ Đối tượng nghiên cứu:
- Lý thuyết về dạy học bài tập và bài tập sáng tạo trong bộ môn vật lý.
- TRIZ và mối quan hệ giữa TRIZ với bài tập sáng tạo trong dạy học Vật
lý.
- Phương pháp dạy học bài tập sáng tạo trong bộ môn Vật lý ở trường
THPT
+ Phạm vi nghiên cứu:
Dạy học bài tập sáng tạo trong chương “Cảm ứng điện từ” Vật lý 11 –
THPT
4. Giả thuyết khoa học
Nếu vận dụng TRIZ vào việc xây dựng hệ thống bài tập sáng tạo và
hướng dẫn học sinh giải hệ thống bài tập đó trong dạy học chương “Cảm ứng


3
điện từ” Vật lý 11 – THPT thì sẽ phát triển năng lực tư duy sáng tạo cho học

sinh, góp phần nâng cao chất lượng dạy học bộ môn vật lý.
5. Nhiệm vụ nghiên cứu
5.1. Nghiên cứu lý thuyết dạy học sáng tạo.
5.2. Nghiên cứu TRIZ.
5.3. Tìm hiểu thực trạng dạy học bài tập sáng tạo ở trường THPT.
5.4. Nghiên cứu chương trình SGK vật lý 11 và các tài liệu liên quan như: Sách
bài tập, sách bồi dưỡng giáo viên, sách các chuyên đề nâng cao, tuyển tập các đề
thi,…
5.5. Nghiên cứu vận dụng các nguyên tắc sáng tạo của TRIZ xây dựng hệ thống
bài tập sáng tạo về chương “ Cảm ứng điện từ ” vật lý 11 – THPT.
5.6. Đề xuất các hình thức sử dụng bài tập sáng tạo đã xây dựng vào dạy học
nhằm bồi dưỡng tư duy sáng tạo cho học sinh. Thiết kế các giáo án thực nghiệm.
5.7. Thực nghiệm sư phạm các phương án dạy học đã thiết kế.
6. Phương pháp nghiên cứu
- Phương pháp nghiên cứu lý luận: Nghiên cứu các tài liệu về phương
pháp luận sáng tạo khoa học kỹ thuật (TRIZ), nghiên cứu chương trình, sách
giáo khoa, sách giáo viên, sách bài tập (định tính và định lượng).
- Phương pháp quan sát, phương pháp điều tra: Quan sát về thái độ học
tập của học sinh, điều tra về thực trạng dạy học ở trường THPT.
- Phương pháp thực nghiệm sư phạm.
- Phương pháp thống kê tốn học.
7. Đóng góp mới của đề tài
7.1. Về lí luận
- Hệ thống hóa phương pháp luận sáng tạo nhằm bồi dưỡng tư duy và
năng lực sáng tạo cho học sinh.
- Vận dụng một số nguyên tắc của TRIZ để xây dựng bài tập sáng tạo vật
lý.


4

- Vận dụng nguyên tắc của TRIZ để định hướng, hướng dẫn học sinh giải
bài tập sáng tạo nhằm bồi dưỡng tư duy sáng tạo cho học sinh.
- Đề xuất được tiến trình sử dụng bài tập sáng tạo vào dạy học vật lý.
7.2. Về thực tiễn
- Xây dựng được hệ thống bài tập sáng tạo chương “ Cảm ứng điện từ ”
Vật lý 11 – THPT và hệ thống câu hỏi định hướng tư duy sáng tạo trong từng
bài tập.
- Sử dụng hệ thống đã xây dựng vào quá trình dạy học để bồi dưỡng năng
lực sáng tạo cho học sinh.
8. Cấu trúc luận văn
MỞ ĐẦU
Chương 1 – Cơ sở lý luận của việc xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập sáng
tạo trong dạy học vật lý
Chương 2 – Xây dựng và sử dụng hệ thống bài sáng tạo chương “cảm ứng điện
từ” lớp 11 – THPT
Chương 3 - Thực nghiệm sư phạm
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
TÀI LIỆU THAM KHẢO
PHỤ LỤC


5
Chương 1
CƠ SỞ LÝ LUẬN CỦA VIỆC XÂY DỤNG VÀ SỬ DỤNG HỆ
THỐNG BÀI TẬP SÁNG TẠO TRONG DẠY HỌC VẬT LÝ THPT
Trong phần cơ sở lý luận của đề tài này, tôi sẽ lần lượt giải quyết các vấn
đề sau:
- Tư duy sáng tạo.
- Dạy học sáng tạo.
- Vận dụng các nguyên tắc sáng tạo của TRIZ để xây dựng BTST trong

dạy học vật lý.
1.1. Tư duy sáng tạo
1.1.1. Tư duy và các đặc điểm của tư duy
Theo [10, tr.12] tư duy là một quá trình nhận thức khái quát 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 đốn được những thuộc tính, hiện tượng, quan hệ mới.
Các đặc điểm của tư duy
- 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.
- Tư duy liên hệ chặt chẽ với ngôn ngữ, ngôn ngữ là phương tiện, hình
thức biểu đạt của tư duy.
1.1.2. Sáng tạo
Theo từ điển triết học [14, tr.24], “Sáng tạo là quá trình hoạt động của
con người tạo ra những giá trị vật chất, tinh thần mới về chất. Các loại hình sáng
tạo được xác định bởi đặc trưng nghề nghiệp như khoa học kĩ thuật, tổ chức


6
quân sự. Có thể nói sáng tạo có mặt trong mọi lĩnh vực của thế giới vật chất và
tinh thần”.
Theo Phan Dũng, “Sáng tạo là hoạt động tạo ra bất kì cái gì có đồng thời
tính mới và tính ích lợi” [3, tr.14].
Sáng tạo của con người được xem xét ở nhiều phương diện, khía cạnh
khác nhau và nó có các mức độ cao, thấp khác nhau. Nếu xuất phát từ các nhu
cầu cá nhân và nhằm thỏa mãn các nhu cầu cá nhân thì người ta có thể chia sáng
tạo của con người thành hai loại [3, tr.30]:

+ Sáng tạo nhằm nhận thức (biết, hiểu, giải thích…) hiện thực khách quan
cũng như chính bản thân mình; loại này thuộc khái niệm phát minh.
+ Sáng tạo nhằm biến đổi (cải tạo…) hiện thực khách quan cũng như
chính bản thân mình; loại này thuộc khái niệm sáng chế, có mức độ sáng tạo rất
nhiều và được bảo hộ độc quyền.
Con người phải luôn mong muốn sáng tạo. Sáng tạo là hoạt động có ý
nghĩa quan trọng đối với đời sống con người, tạo sự phát triển toàn diện của xã
hội, tạo sự chuyển biến tích cực trong tất cả các lĩnh vực khác nhau, từ lĩnh vực
này sang lĩnh vực khác. Đối với các em HS, sự sáng tạo còn rất hạn chế và trong
phạm vi rất nhỏ, nó chỉ mới và ích lợi đối với bản thân học sinh mà thơi. Do
vậy, dạy học nói chung và dạy học vật lý nói riêng phải giúp học sinh rèn luyện
sáng tạo để nhắm tới mục tiêu cao hơn là đào tạo những người có khả năng sáng
tạo ra những cơng trình có tính mới và tính ích lợi ở mức độ lớn hơn và rộng
hơn.
1.1.3. Tư duy sáng tạo
Theo Phan Dũng [3, tr.20], “ Tư duy sáng tạo là quá trình suy nghĩ đưa
người giải từ không biết cách đạt đến mục đích đến biết cách đạt đến mục đích,
hoặc từ khơng biết cách tối ưu đạt đến mục đích đến biết cách tối ưu đạt đến
mục đích trong một số cách đã biết”.


7
Ở đây, tính mới thể hiện ở chỗ người giải từ “khơng biết cách” đến “biết
cách” đồng thời tính mới đem lại tính ích lợi là đạt được mục đích. Do vậy, theo
định nghĩa về sáng tạo thì quá trình suy nghĩ giải quyết vấn đề và ra quyết định
là tư duy sáng tạo. Khái niệm tư duy sáng tạo chỉ phản ánh phần suy nghĩ giải
quyết vấn đề, một phần trong tồn bộ q trình thực hiện giải quyết vấn đề.
Ngồi ra, nếu nhìn theo góc độ thơng tin – tâm lí thì tư duy sáng tạo là
q trình biến đổi thông tin thành tri thức, tri thức đã biết thành tri thức mới
bằng các hiện tượng tâm lý. Rõ ràng, các vấn đề cần giải quyết có trong thực tế

đều chứa đựng thông tin, tri thức đã biết; khi giải quyết được vấn đề thì lời giải
chính là những thơng tin mới đem lại ích lợi (đạt được mục đích) tức là trở thành
tri thức cho người giải.
1.2. Dạy học sáng tạo
Dạy học sáng tạo là dạy tư duy sáng tạo và hoạt động sáng tạo nhằm đào
tạo những con người năng động, sáng tạo trong học tập và lao động sản xuất đáp
ứng được với sự phát triển ngày càng mạnh mẽ và phức tạp của xã hội hiện đại.
1.2.1. Cơ sở tâm lý của dạy học sáng tạo
Dạy học sáng tạo lấy lý thuyết thích nghi của Piaget [16, tr.63] và lý
thuyết về vùng phát triển gần của Vugơtsxki [16, tr.64] làm cơ sở.
Lý thuyết thích nghi của Piaget chỉ ra rằng những phẩm chất mới của con
người được phát triển từ chính những hoạt động tích cực, tự lực của con người.
Mặt khác, Vugơtsxki trong lý thuyết vùng phát triển gần lại cho rằng: “Dạy học
được cho là tốt nhất nếu nó đi trước sự phát triển và kéo theo sự phát triển”. Lý
luận dạy học đã chỉ ra rằng: “Dạy học có tác dụng thúc đẩy sự phát triển của
người học”. Thông qua hoạt động trí tuệ HS phát triển dần từ thấp đến cao.
Trình độ ban đầu của HS tương ứng với “vùng phát triển hiện tại”. Trình độ này
cho phép HS có thể thu được những kiến thức gần gủi nhất với kiến thức cũ để
đạt được trình độ mới cao hơn. Khi HS đạt tới vùng phát triển gần nhất, nghĩa là
các em ở “vùng phát triển hiện tại” nhưng ở trình độ mới cao hơn. Người giáo


8
viên tiếp tục tổ chức và giúp đỡ HS, đưa các em tới “vùng phát triển gần nhất”
mới để sau đó lại trở thành “vùng phát triển hiện tại”. Cứ tiếp tục như vậy, sự
phát triển của HS đi từ thấp đến cao. Nếu người thầy biết phát huy tốt vai trị tổ
chức điều khiển trong q trình dạy học, làm giảm nhẹ khó khăn cho HS trong
q trình nhận thức, biết cách khuyến khích HS tham gia vào hoạt động sáng tạo
trong dạy học thì trí tuệ của HS có thể được phát triển tốt.
1.2.2. Cơ sở lý luận dạy học về dạy học sáng tạo

Dạy học sáng tạo là biểu hiện sự thống nhất giữa chức năng giáo dục, giáo
dưỡng và phát triển. Trong dạy học sáng tạo, học sinh tự chiếm lĩnh được kiến
thức phỏng theo các giai đoạn nghiên cứu của nhà khoa học.
Cơ sở lý thuyết của dạy học sáng tạo là sự giống nhau về bản chất của
hoạt động nhận thức khoa học và hoạt động học tập, bản chất đó thể hiện tính
mới mẻ trong nhận thức: đối với nhà khoa học “cái mới” họ tìm ra là phát minh
khoa học mà nhân loại chưa một ai biết, còn HS khám phá “cái mới” đối với bản
thân mình; và “cái mới” là bản chất của sự sáng tạo. Trong vật lý học, V.G Razu-mốp-xki trình bày quá trình sáng tạo dưới dạng chu trình như sau:
Mơ hình

Hệ quả logic

Sự kiện

Thực nghiệm

Từ chu trình sáng tạo của V.G Ra-zu-mốp-xki đã chỉ ra hai giai đoạn khó
khăn địi hỏi sự sáng tạo là giai đoạn từ sự kiện khởi đầu tới xây dựng mơ hình
giả thuyết trừu tượng và giai đoạn chuyển từ một tiên đề lí thuyết và những quy
luật nhất định của hiện tượng sang việc kiểm tra bằng thực nghiệm. Giai đoạn
thứ nhất địi hỏi sự giải thích hiện tượng, trả lời câu hỏi “Tại sao”; giai đoạn thứ
hai đòi hỏi thực hiện một hiện tượng thực, đáp ứng với các yêu cầu đã cho, đòi


9
hỏi trả lời câu hỏi “Làm thế nào”. Đó là cơ sở ra đời loại bài tập nghiên cứu và
bài tập thiết kế chế tạo trong dạy học.
1.3. Bài tập sáng tạo về Vật lý
1.3.1. Khái niệm
Bài tập vật lý được hiểu là một vấn đề được giải quyết nhờ những suy

nghĩ lơgic, những phép tốn và thí nghiệm trên cơ sở các định luật và các
phương pháp vật lý.
BTST là loại bài tập mà giả thiết khơng có thơng tin đầy đủ liên quan đến
hiện tượng, quá trình vật lý, có những đại lượng vật lý được ẩn dấu; điều kiện
bài tốn khơng chứa đựng chỉ dẫn trực tiếp hoặc gián tiếp về angôrit giải hay
kiến thức vật lý cần sử dụng cho việc giải bài tập, đề bài che giấu dữ kiện khiến
người giải liên hệ tới một angơrit đã có. 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). BTST là một
phương tiện dùng cho việc bồi dưỡng các phẩm chất của tư duy sáng tạo (tính
linh hoạt, mềm dẻo, độc đáo, nhạy cảm).
Để giải BTST, HS cần phải có sự nhạy bén trong tư duy, khả năng tưởng
tượng, sự vận dụng kiến thức cũ một cách sáng tạo trong những tình huống mới,
hoàn cảnh mới, HS phát hiện ra những điều chưa biết đối với bản thân họ. Loại
bài tập này yêu cầu HS có khả năng đề xuất, đánh giá theo ý kiến riêng của
mình.
1.3.2. Phân biệt BTST với BTLT
Nếu phân loại theo yêu cầu luyện tập kĩ năng và phát triển tư duy HS, bài
tập vật lý bao gồm: Bài tập luyện tập và bài tập sáng tạo.
Bài tập luyện tập

Bài tập sáng tạo

Có algorit giải

Khơng có chỉ dẫn algorit giải

Áp dụng các kiến thức xác định đã Vận dụng linh hoạt, sáng tạo những

10
biết để giải

kiến thức cũ

Dạng bài tập theo khuôn mẫu nhất Khơng theo khn mẫu
định
Tình huống quen thuộc

Tình huống mới

Có tính tái hiện

Có tính phát hiện

Khơng u cầu khả năng đề xuất, Yêu cầu khả năng đề xuất, đánh giá
đánh giá

1.3.3. Các dấu hiệu nhận biết về bài tập sáng tạo Vật lý
Theo Ra-zu-môp-xki, BTST được chia thành hai loại: bài tập nghiên cứu
(trả lời câu hỏi “tại sao”) và bài tập thiết kế (trả lời câu hỏi “làm thế nào”).
Theo [13, tr. 34] BTST có thể nhận biết thơng qua các dấu hiệu sau:
a) Bài tập có nhiều cách giải
Dạng bài tập này sẽ tạo cho HS thói quen nhìn nhận vấn đề dưới nhiều
góc độ, kích thích tính sáng tạo của HS.
b) Bài tập có hình thức tương tự nhưng có nội dung biến đổi
Loại bài tập này thường có nhiều câu hỏi, câu hỏi một là bài tập luyện tập,
các câu hỏi tiếp theo có hình thức tương tự, nếu vẫn áp dụng phương pháp giải
như trên thì sẽ dẫn đến bế tắc vì nội dung câu hỏi đã có sự biến đổi về chất.
c) Bài tập thí nghiệm

Bài tập thí nghiệm vật lý gồm bài tập thí nghiệm định tính, bài tập thí
nghiệm. Bài tập thí nghiệm định tính yêu cầu thiết kế thí nghiệm theo một mục
đích cho trước, thiết kế một dụng cụ vật lý 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
bài tập đo đạc các đại lượng vật lý, minh họa quy luật vật lý bằng thí nghiệm.
d) Bài tập cho thiếu, thừa hoặc sai dữ kiện
Việc nhìn nhận các vấn đề trong loại bài tập này có tác dụng rèn luyện tư
duy phê phán, tư duy sáng tạo cho HS. Để giải quyết được vấn đề của BT này


11
HS cần phải có sự phát hiện ra những điều chưa hợp lý và có được sự lý giải cần
thiết, tự cung cấp số liệu cho bài toán thiếu dữ kiện, nếu là đề tốn sai thì phải
tìm ra chỗ sai và chọn giải pháp tối ưu làm cho đề tốn hết sai. Bài tập này cịn
gặp trong trường hợp HS cần có ý tưởng để đề xuất hoặc thiết kế vận dụng tri
thức để đạt được yêu cầu nào đó trong cuộc sống hay trong kĩ thuật.
e) Bài tập nghịch lí, ngụy biện
Đây là dạng bài tập chứa đựng một sự ngụy biện nên dẫn đến nghịch lí:
kết luận rút ra mâu thuẫn với thực tiễn hay mâu thuẫn với nguyên tắc, định luật
vật lí đã biết. Loại bài tập này cũng có tác dụng bồi dưỡng tư duy phê phán,
phản biện cho HS; giúp cho tư duy có tính nhạy bén.
f) Bài tốn hộp đen
Theo Van-sơ-man, bài tốn 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 mơ hình cấu trúc của đối tượng nếu cho các dữ kiện. Giải bài tốn hộp
đen là q trình sử dụng kiến thức tổng hợp, phân tích mối quan hệ giữa đầu
vào”, đầu ra” để tìm thấy cấu trúc bên trong của hộp đen. Tính chất q trình tư
duy của HS khi giải bài tốn hộp đen tương tự với q trình tư duy của người kĩ
sư nghiên cứu cấu trúc của chiếc đồng hồ mà khơng có cách nào tháo được chiếc
đồng hồ đó ra; anh ta phải đưa ra mơ hình cấu trúc của chiếc đồng hồ, vận hành

mơ hình đó, điều chỉnh mơ hình cho đến khi hoạt động của nó giống như chiếc
đồng hồ thật thì khi đó mơ hình sáng tạo của người kĩ sư phản ánh đúng cấu tạo
của chiếc đồng hồ thật. Chính vì vậy bài tốn hộp đen ngồi chức năng giáo
dưỡng cịn có tác dụng bồi dưỡng tư duy sáng tạo cho HS.
Trên đây là những dấu hiệu bề ngoài để nhận biết một BTST về vật lý. Để
giải loại bài tập này, HS phải học cách thức hoạt động mà các nhà khoa học vật
lý đã sử dụng để nghiên cứu các hiện tượng vật lý và khám phá ra những quy
luật chi phối các hiện tượng đó. Để tạo ra được những bài tập như vậy, một
trong những cách thức là dựa vào các nguyên tắc của TRIZ.


12
Xu thế dạy học hiện nay coi trọng việc dạy cho HS chiến lược giải bài tập
khơng những hữu ích đối với việc giải các bài tập giáo khoa mà cịn cần để thiết
hình thành cho HS một phong cách khoa học tiếp cận bài tốn nói chung. Đó là
một điều vô cùng quan trọng đối với hoạt động lao động tương lai cho họ.
1.3.4. Chiến lược tổng quát giải bài tập vật lý
Người ta phân biệt chiến lược giải bài tập tổng quát và chiến lược giải bài
tập chung về vật lý. Theo các tác giả P.Zitzewitz và R.Neff thì chiến lược tổng
qt giải bài tập có thể coi là một con đường, một kế hoạch tổng thể tiến cơng
vào việc giải bài tập. Nó gồm sáu bước như sau [9, tr.35]:
1. Diễn đạt thành lời bài tập.
2. Định rõ tính chất bài tập, tức là phân tích thơng tin để cung cấp và xác
định cái gì đã biết, cái gì cần biết để giải được bài tập.
3. Khám phá, tức là động não tìm các chiến lược tổ chức thơng tin đã cho
và tìm được cái cần biết.
Đây là một bước cực kì quan trọng của tồn bộ quá trình giải bài tập vật
lý. Khám phá tức là học cách đối chiếu các thông tin đã cho (dữ kiện) với các
thơng tin u cầu phải tìm (đáp số) để đạt đến lời giải của bài tập. Đó cũng là
q trình phải đi đến những thơng tin mới, có giá trị gợi mở cho mình phương

hướng tìm tịi khai thác dữ kiện hữu ích, tìm ra các con đường có thể đi theo để
đạt kết quả. Đó cũng là những chiến lược chung về giải bài tập vật lý và những
chiến lược cụ thể ứng với từng lớp hoặc từng loại bài tập vật lý nhất định. Các
chiến lược giải bài tập vật lý về thực chất là những phương pháp nghiên cứu đặc
thù của vật lý học. Học sinh sẽ phải vận dụng chúng dần từng bước vào việc giải
bài tập vật lý để cuối cùng nắm vững chính nội dung khoa học vật lý cũng như
các phương pháp của khoa học vật lý để có thể sử dụng một cách thành thạo và
sáng tạo vật lý học trong cuộc sống lao động của mình sau này. Có thể kể một số
chiến lược chung như sau:
- Lập một bảng các số liệu hoặc một đồ thị.


13
- Làm một mơ hình để quan sát sự hoạt động, diễn biến của hiện tượng.
- Hành động như mô tả trong bài tập (khi cần cũng tiến hành cả việc
nghiên cứu thực nghiệm).
- Phỏng đoán kết quả của hiện tượng mơ tả và kiểm tra lại. Chiến lược
này có thể gọi là “thử và sai”.
- Đi giật lùi từ cái cần tìm đến cái đã cho trong bài tập.
- Giải một bài tập đơn giản hơn hoặc một bài tập tương tự.
- Hỏi chuyên gia (hoặc tìm tài liệu đọc thêm).
4. Kế hoạch, tức là quyết định chọn một chiến lược hoặc một nhóm chiến
lược và lập các bước phụ cho chiến lược đã chọn.
5. Thực thi kế hoạch.
Trong q trình giải bài tập thì các kĩ năng tính tốn, kĩ năng thực hành
vật líýquyết định sự thành cơng của công việc giải bài tập. Mỗi bài tập là một
dịp tốt giúp HS rèn luyện kĩ năng.
6. Đánh giá, tức là khẳng định điều đã làm được, khẳng định đã giải xong
bài tập và tại sao giải được hoặc tại sao không giải được.
Trong kế hoạch tổng thể gồm sáu bước giải bài tập vật lý ln có mặt có

chiến lược chung giải bài tập hiểu như là những phương pháp chung của vật lý
học vận dụng vào việc giải các bài tập vật lý đa dạng. Trong khi học giải các bài
tập vật lý theo chiến lược cụ thể, cần yêu cầu HS phải nhanh chóng khái quát
hóa về những chiến lược (phương pháp) giải từng lớp bài tập tương đối bao
quát.
Để hoạt động giải bài tập vật lý của HS đạt kết quả tốt, GV cần phải trợ
giúp HS bằng hệ thống câu hỏi định hướng tư duy.
1.3.5. Định hướng tư duy cho học sinh trong quá trình giải bài tập vật lý
Tùy theo nội dung của bài tập và mục đích sư phạm của việc giải bài tập,
có ba kiểu định hướng tư duy cho học sinh [15, tr.113]:
+ Hướng dẫn tìm tịi quy về kiến thức đã biết, phương pháp đã biết


14
Kiểu định hướng tư duy này có nghĩa là: lúc mới tiếp xúc với vấn đề cần
giải quyết, không thấy ngay mối quan hệ của nó với những cái đã biết, không thể
áp dụng ngay một quy tắc, một định luật hay một cách làm đã biết mà cần phải
tìm tịi bằng phương pháp phân tích, tổng hợp, so sánh để tìm ra dấu hiệu tương
tự với cái đã biết. Kiểu hướng dẫn này thường gặp khi HS vận dụng kiến thức đã
biết nhưng chưa có phương pháp, quy trình hữu hiệu.
Trong quá trình hướng dẫn HS giải bài tập, GV cần sử dụng câu hỏi định
hướng tư duy giúp HS nhận ra phương pháp tương tự để giải quyết vấn đề.
+ Hướng dẫn tìm tịi sáng tạo từng phần
Kiểu hướng dẫn này thường được sử dụng khi nghiên cứu tài liệu mới. Ở
đây khơng thể hồn tồn sử dụng những kiến thức đã biết, khơng có con đường
suy luận lơgic để suy ra từ cái đã biết mà địi hỏi có sự sáng tạo thật sự, một
bước nhảy vọt trong nhận thức (tình huống cần vận dụng các nguyên tắc sáng
tạo). Các câu hỏi định hướng của GV phải hướng HS vào việc sử dụng các
nguyên tắc sáng tạo để giải quyết vấn đề. Việc được tập dượt vận dụng các
nguyên tắc sáng tạo trong những tình huống như vậy nhiều lần sẽ tích lũy cho

HS kinh nghiệm, có sự nhạy cảm phát hiện vấn đề, đề xuất được giải pháp sáng
tạo để vượt qua khó khăn.
+ Hướng dẫn tìm tịi sáng tạo khái qt
Ở kiểu hướng dẫn này, GV chỉ hướng dẫn HS xây dựng phương hướng
chung giải quyết vấn đề, còn việc vạch kế hoạch chi tiết và thực hiện kế hoạch
đó HS tự làm. Kiểu hướng dẫn này áp dụng cho đối tượng HS khá và giỏi.
Trong điều kiện không tách những HS khá ra thành một lớp riêng, GV vẫn có
thể sử dụng kiểu hướng dẫn này kết hợp với kiểu hướng dẫn tìm tịi sáng tạo
từng phần. Học sinh khá thì có thể tích cực tham gia thảo luận ngay từ khi xác
định phương hướng và lập kế hoạch tổng thể, còn HS yếu hơn thì tham gia vào
giải quyết từng phần cụ thể của kế hoạch đó.


15
Trên đây là các kiểu định hướng tư duy của HS trong quá trình giải
BTST. Số lượng loại bài tập này trong SGK cịn ít, điều đó địi hỏi mỗi GV cần
phải biết cách xây dựng BTST để sử dụng trong quá trình dạy học.
1.4. Giới thiệu một số nguyên tắc sáng tạo của TRIZ sử dụng trong đề tài
Theo Phan Dũng [3, tr.9], một nội dung quan trọng của TRIZ là hệ thống
40 nguyên tắc (thủ thuật) sáng tạo.
Với mục đích xây dựng BTST dùng cho dạy học, là một hoạt động sáng
tạo của GV rất cần phải sử dụng nguyên tắc sáng tạo của TRIZ. Tuy nhiên, căn
cứ vào nội dung dạy học của chương “cảm ứng điện từ” và khả năng vận dụng
của bản thân, tôi chỉ sử dụng 6 nguyên tắc sau:
1. Nguyên tắc kết hợp
- Kết hợp các đối tượng đồng nhất hay đối tượng dùng cho hoạt động kế
cận.
- Kết hợp về mặt thời gian các hoạt động đồng nhất hay kế cận.
2. Nguyên tắc đảo ngược
- Thay vì hành động theo yêu cầu bài tốn thì hành động ngược lại.

- Làm thành phần chuyển động của đối tượng (hay mơi trường bên ngồi)
thành đứng yên và ngược lại đứng yên thành chuyển động.
- Lật ngược đối tượng.
3. Nguyên tắc linh động
- Cần thay đổi các đặc trưng của đối tượng hay môi trường bên ngoài để
chúng tối ưu trong từng giai đoạn làm việc.
- Phân chia đối tượng thành những phần có khả năng dịch chuyển với
nhau.
4. Nguyên tắc tách khỏi
Tách phần “gây phiền phức” ra khỏi đối tượng hay tách phần cần thiết ra
khỏi đối tượng.


16

5. Nguyên tắc quan hệ phản hồi
- Thiết lập quan hệ phản hồi.
- Nếu đã có quan hệ phản hồi, hãy thay đổi nó.
6. Nguyên tắc thay thế sơ đồ Cơ học
- Thay thế sơ đồ Cơ học bằng điện, quang, nhiệt, âm hay mùi vị.
- Sử dụng điện trường hay từ trường trong tương tác với đối tượng.
- Chuyển các trường đứng yên sang chuyển động, trường cố định sang
thay đổi theo thời gian, trường đồng nhất sang có cấu trúc nhất định.
- Sử dụng các trường kết hợp với các hạt sắt từ.
1.5. Phương pháp xây dựng bài tập sáng tạo về vật lý dựa trên nguyên tắc
sáng tạo của TRIZ
Dựa vào chu trình sáng tạo khoa học trong vật lý học, sự tương tự về bản
chất của quá trình nhận thức của HS khi học tập vật lý và của nhà vật lý khi
nghiên cứu vật lý; quan hệ giữa TRIZ và BTST, phương pháp xây dựng BTST
để bồi dưỡng tư duy sáng tạo cho HS được đề xuất như sau:

+ Lựa chọn một hoặc một số bài tập cơ sở (đó có thể là bài tập luyện tập
hoặc bài tập sáng tạo);
+ Giải các bài tập cơ sở dạng tổng quát;
+ Vận dụng 6 trong 40 nguyên tắc sáng tạo của TRIZ để xây dựng các bài
tập mới bằng cách trả lới các câu hỏi sau:
- Có thể phát biểu bài tập theo một cách khác khơng? Có thể bỏ bớt các
dữ kiện của bài tập khơng? Có thể thay đổi các dữ kiện của bài tập khơng?
(ngun tắc linh động);
- Có thể thay đổi một số dữ kiện trong bài tập để hiện tượng vật lý mô tả
trong bài tập trở thành mâu thuẫn với các định luật vật lý không? (nguyên tắc
đảo ngược);


17
- Có thể chuyển bài tập thành bài tập tổng qt hơn khơng? Có thể kết
hợp các bài tập thành bài tập tổng qt khơng? Có bài tập nào khác liên quan có
thể sử dụng thêm để xây dựng bài tập mới? (nguyên tắc kết hợp);
- Có thể dùng ứng dụng đó để phát biểu thành bài tập mới được không?
(nguyên tắc linh động, nguyên tắc kết hợp);
+ Đánh giá về tính sáng tạo của bài tập đã biến đổi được so với các bài tập
cơ sở (xem xét dưới góc độ bồi dưỡng tư duy sáng tạo cho HS). Khẳng định tính
sáng tạo của BT xây dựng được.


18

Kết luận chương 1
Vật lý là một môn khoa học tự nhiên, chương trình vật lý phổ thơng chủ
yếu là vật lý thực nghiệm nên nó có vai trị trong việc bồi dưỡng tư duy sáng tạo
cho học sinh. Phát triển tư duy nói chung, tư duy sáng tạo nói riêng là một

nhiệm vụ rất quan trọng của dạy học vật lý. Phát triển tư duy sáng tạo ở học sinh
bằng cách rèn luyện những thao tác, hành động, phương pháp nhận thức cơ bản
nhằm chiếm lĩnh kiến thức vật lý, vận dụng sáng tạo để giải quyết vấn đề trong
học tập và hoạt động thực tiễn sau này.
Trong chương 1, tơi đã trình bày cơ sở lý luận cho việc xây dựng và sử
dụng BTST về vật lý để khẳng định BTST về vật lý là một phương tiện bồi
dưỡng tư duy sáng tạo cho HS rất hiệu quả. Những vấn đề cơ bản được trình bày
trong chương có thể tóm tắt như sau:
Tư duy sáng tạo là quá trình suy nghĩ giải quyết vấn đề và ra quyết định.
Tư duy sáng tạo cần cho tất cả mọi người. Việc bồi dưỡng tư duy sáng tạo phải
dựa vào quy luật hình thành và phát triển của nó.
Các biện pháp để bồi dưỡng tư duy sáng tạo cho HS bao gồm: Áp dụng
rộng rãi phương pháp dạy học nêu và giải quyết vấn đề ở các mức độ khác nhau,
lôi cuốn HS tham gia vào giải quyết các vấn đề học tập; tăng cường sử dụng các
phương tiện dạy học; luyện tập thao tác tư duy với các BTST; bồi dưỡng
phương pháp tự học, ...
BTST về vật lý là bài tập mà dữ liệu khơng có đủ thơng tin liên quan đến
hiện tượng, q trình vật lý, có những đại lượng vật lý được ẩn dấu, điều kiện
bài tập không chứa đựng hướng dẫn trực tiếp và gián tiếp về angơrít giải hay
kiến thức vật lý cần sử dụng. Việc giải BTST phải trải qua giai đoạn chuyển nó
về BT đúng cần giải.
Theo tinh thần lý luận dạy học hiện đại, phát triển tư duy vật lý được đặt
ngang tầm với nhiệm vụ trang bị tri thức. Thậm chí trong chừng mực nhất định