Luận văn Thạc sĩ Giáo dục học: Vận dụng Triz xây dựng hệ thống bài tập sáng tạo dùng cho dạy học Vật lý phần “Từ trường và cảm ứng điện từ” lớp 11 trung học phổ thông nhằm bồi dưỡng tư duy sáng tạo cho học sinh

Chia sẻ: Lavie Lavie | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:124

Thêm vào BST

Báo xấu

150
lượt xem 41
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Luận văn Thạc sĩ Giáo dục học: Vận dụng Triz xây dựng hệ thống bài tập sáng tạo dùng cho dạy học Vật lý phần “Từ trường và cảm ứng điện từ” lớp 11 trung học phổ thông nhằm bồi dưỡng tư duy sáng tạo cho học sinh nêu lên cơ sở lý luận, quy trình xây dựng hệ thống bài tập sáng tạo dùng cho dạy học Vật lý phần “Từ trường và cảm ứng điện từ” lớp 11.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Luận văn Thạc sĩ Giáo dục học: Vận dụng Triz xây dựng hệ thống bài tập sáng tạo dùng cho dạy học Vật lý phần “Từ trường và cảm ứng điện từ” lớp 11 trung học phổ thông nhằm bồi dưỡng tư duy sáng tạo cho học sinh

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP. HỒ CHÍ MINH ****************** NGUYỄN THỊ THU THẢO VẬN DỤNG TRIZ XÂY DỰNG HỆ THỐNG BÀI TẬP SÁNG TẠO DÙNG CHO DẠY HỌC VẬT LÝ PHẦN “TỪ TRƯỜNG VÀ CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ” LỚP 11 TRUNG HỌC PHỔ THÔNG NHẰM BỒI DƯỠNG TƯ DUY SÁNG TẠO CHO HỌC SINH Chuyên ngành: Lý luận và phương pháp dạy học môn vật lý Mã số: 60 14 10 LUẬN VĂN THẠC SĨ GIÁO DỤC HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC PGS.TS. PHẠM THỊ PHÚ Thành phố Hồ Chí Minh – 2010
LỜI CẢM ƠN Tác giả luận văn xin chân thành cảm ơn : - Cô Phạm Thị Phú - PGS.TS Đại Học Vinh - người đã trực tiếp hướng dẫn tận tình và động viên khuyến khích để tác giả hoàn thành luận văn thạc sĩ này. - Quý thầy cô trong tổ phương pháp giảng dạy, khoa vật lý, thư viện, phòng khoa học công nghệ sau đại học, trường Đại học Sư Phạm Thành Phố Hồ Chí Minh, thư viện khoa học tổng hợp đã tạo điều kiện giúp đỡ tác giả hoàn thành khóa học và luận văn thạc sĩ. - Ban giám hiệu và các thầy cô trong tổ vật lý các trường THPT Nguyễn Hữu Tiến, trường PTTH Nguyễn Hữu Cầu, trường THPT Nguyễn Huệ đã tạo điều kiện và góp ý chân thành cho tác giả trong khi làm luận văn này. Tác giả Nguyễn Thị Thu Thảo
MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN .................................................................................................................................. 7 2T T 2 MỤC LỤC ....................................................................................................................................... 8 2T T 2 DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT ............................................................................................. 10 2T 2T MỞ ĐẦU ....................................................................................................................................... 11 2T T 2 1. Lý do chọn đề tài .................................................................................................................... 11 2T 2T 2. Mục đích nghiên cứu .............................................................................................................. 12 2T 2T 3. Khách thể và đối tượng nghiên cứu......................................................................................... 12 2T 2T 4. Phạm vi nghiên cứu ................................................................................................................ 12 2T 2T 5. Giả thuyết khoa học ................................................................................................................ 12 2T 2T 6. Nhiệm vụ nghiên cứu.............................................................................................................. 12 2T 2T 7. Phương pháp nghiên cứu ........................................................................................................ 13 2T 2T 8. Cấu trúc luận văn .................................................................................................................... 14 2T 2T CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÝ LUẬN XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG HỆ THỐNG BÀI TẬP SÁNG TẠO 2T TRONG DẠY HỌC VẬT LÝ Ở TRƯỜNG THPT ........................................................................ 15 T 2 1.1. Mục tiêu và nhiệm vụ cụ thể của quá trình dạy và học vật lý ở trường THPT trong giai đoạn 2T hiện nay ...................................................................................................................................... 15 T 2 1.1.1. Mục tiêu chung của giáo dục phổ thông ....................................................................... 15 2T T 2 1.1.2. Mục tiêu nhiệm vụ cụ thể và của hoạt động dạy học vật lý ở trường THPT. [14],[24] ... 15 2T T 2 1.2. Bồi dưỡng tư duy sáng tạo cho học sinh trong dạy học vật lý ............................................... 17 2T T 2 1.2.1. Khái niệm tư duy .......................................................................................................... 17 2T 2T 1.2.2. Khái niệm sáng tạo [5] .................................................................................................. 19 2T 2T 1.2.3. Khái niệm tư duy sáng tạo [4] ....................................................................................... 19 2T 2T 1.2.4. Các biện pháp phát triển tư duy sáng tạo của học sinh................................................... 20 2T T 2 1.3. Thực trạng thực hiện mục tiêu bồi dưỡng tư duy sáng tạo cho học sinh trong dạy môn vật lý ở 2T trường THPT hiện nay ................................................................................................................ 22 2T 1.4. Ý tưởng góp phần nâng cao hiệu quả thực hiện nhiệm vụ dạy học vật lý ở trường THPT giai 2T đoạn hiện nay ............................................................................................................................. 23 T 2 1.5. Phương pháp luận sáng tạo khoa học kỹ thuật ...................................................................... 24 2T T 2 1.5.1. Vài nét về lịch sử của TRIZ [4], [11] ............................................................................ 24 2T T 2 1.5.2. Đối tượng, mục đích, lợi ích của phương pháp luận sáng tạo ........................................ 24 2T T 2 1.5.3. Tổng quan cách tiếp cận xây dựng phương pháp luận sáng tạo - TRIZ [4] ................... 25 2T T 2 1.5.4. Nội dung cơ bản của TRIZ ............................................................................................ 27 2T 2T 1.6. Vận dụng TRIZ vào việc bồi dưỡng tư duy và phát triển năng lực sáng tạo cho học sinh trong 2T dạy học vật lý ở trường phổ thông. ............................................................................................. 33 2T 1.6.1. Bài tập sáng tạo về vật lý ở trường phổ thông .............................................................. 33 2T T 2 1.6.2. Mối quan hệ giữa TRIZ và BTST ở môn vật lý ............................................................. 34 2T T 2 1.6.3. Phương pháp xây dựng BTST về vật lý dựa vào các nguyên tắc của TRIZ .................... 35 2T T 2
1.6.4. Sử dụng BTST vật lý để bồi dưỡng tư duy sáng tạo cho học sinh theo các nguyên tắc của 2T TRIZ....................................................................................................................................... 36 T 2 CHƯƠNG 2: XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG BÀI TẬP SÁNG TẠO PHẦN “TỪ TRƯỜNG VÀ 2T CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ” LỚP 11 ..................................................................................................... 41 2T 2.1. Mục tiêu dạy học phần “Từ trường và cảm ứng điện từ” ...................................................... 41 2T T 2 2.2. Tóm tắt nội dung cơ bản phần “từ trường và cảm ứng điện từ” ............................................ 41 2T T 2 2.3. Tìm hiểu thực trạng dạy và học bài tập phần “Từ trường và cảm ứng điện từ” ở một số 2T trường THPT TP Hồ Chí Minh .................................................................................................. 43 2T 2.3.1. Thực trạng xuất bản ...................................................................................................... 43 2T 2T 2.3.2. Nhận thức của GV về BTST ......................................................................................... 44 2T 2T 2.3.3. Sử dụng BTST vào dạy học vật lý ................................................................................. 44 2T T 2 2.4. Vận dụng TRIZ xây dựng bài tập sáng tạo phần “từ trường và cảm ứng điện từ” ................. 45 2T T 2 2.5.2. BTST trong tiết học luyện tập giải bài tập vật lý ........................................................... 69 2T T 2 2.5.3. BTST trong tiết học ôn tập tổng kết hệ thống hóa kiến thức .......................................... 72 2T T 2 2.5.4. BTST trong tiết học thực hành thí nghiệm vật lý ........................................................... 75 2T T 2 2.5.5. BTST trong hoạt động ngoại khóa ................................................................................ 75 2T T 2 2.5.6. BTST trong kiểm tra, thi tuyển HS giỏi ......................................................................... 76 2T T 2 CHƯƠNG 3: THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM .................................................................................... 78 2T T 2 3.1. Mục đích thực nghiệm sư phạm ........................................................................................... 78 2T 2T 3.2. Đối tượng thực nghiệm sư phạm ......................................................................................... 78 2T 2T 3.3. Nhiệm vụ thực nghiệm sư phạm ......................................................................................... 79 2T 2T 3.4. Nội dung thực nghiệm sư phạm ........................................................................................... 79 2T 2T 3.4.1. Công tác chuẩn bị ......................................................................................................... 79 2T 2T 3.4.2. Tiến hành thực nghiệm ................................................................................................. 79 2T 2T 3.5. Kết quả thực nghiệm ............................................................................................................ 80 2T 2T 3.5.1. Tiêu chí đánh giá .......................................................................................................... 80 2T 2T 3.5.2. Đánh giá kết quả ........................................................................................................... 80 2T 2T KẾT LUẬN .................................................................................................................................... 86 2T T 2 PHỤ LỤC ...................................................................................................................................... 88 2T T 2 PHỤ LỤC 1 ................................................................................................................................ 88 2T T 2 PHỤ LỤC 2 ................................................................................................................................ 97 2T T 2 PHỤ LỤC 3 .............................................................................................................................. 102 2T T 2 PHỤ LỤC 4 .............................................................................................................................. 106 2T T 2 TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................................................ 128 2T 2T
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 PPLST: Phương pháp luận sáng tạo SGK: Sách giáo khoa SGKVL11CB: Sách giáo khoa vật lý 11 cơ bản SGKVL11NC: Sách giáo khoa vất lý 11 nâng cao SBTVL11CB: Sách bài tập vật lý 11 cơ bản SBTVL11NC: Sách bài tập vật lý 11 nâng cao THPT: Trung học phổ thông
MỞ ĐẦU 1. Lý do chọn đề tài Xã hội loài người đã và đang trải qua 4 thời kỳ văn minh : nông nghiệp, công nghiệp, thông tin và sáng tạo. Bước vào thế kỉ 21, một trong những yếu tố quan trọng để thành công về kinh tế và dần trở thành yếu tố duy nhất chính là nguồn nhân lực năng động, sáng tạo, có khả năng độc lập giải quyết vần đề và ra quyết định. Nhiệm vụ đào tạo ra nguồn nhân lực đáp ứng yêu cầu thời đại đặt trọng trách lên vai ngành giáo dục và đào tạo. Để thực hiện nhiệm vụ ấy, ở các trường học, ngoài việc trang bị kiến thức, kỹ năng và phương pháp chuyên môn, việc rèn luyện tư duy sáng tạo (quá trình suy nghĩ giải quyết vấn đề và ra quyết định) ngày càng trở nên cấp thiết và quan trọng. 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. Ở các trường học nước ta, phương pháp luận sáng tạo chưa được chú ý đúng mức trong quá trình giáo dục và đào tạo. Việc rèn luyện tư duy sáng tạo cho học sinh không được quan tâm chú ý nhiều và được thực hiện gián tiếp thông qua việc học các môn học. 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. Tuy nhiên phương pháp suy nghĩ chủ yếu vẫn là phương pháp thử và sai, thiếu định hướng, thiếu phương pháp khoa học gây ra sự lãng phí lớn và kém hiệu quả. Hơn nữa hệ thống bài tập vật lý trong chương trình hầu hết là những bài toán đã được phát biểu đúng, với những dữ kiện cho sẵn đủ gợi ý cho học sinh sử dụng một vài công thức hay định luật nào đó. Các bài tập như thế chỉ mang tính luyện tập giúp học sinh tái hiện các kiến thức và phương pháp đã biết, không phải là bài tập thực tế trong cuộc sống đa dạng mà các em có thể gặp. 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. Để có kết quả, việc rèn luyện tư duy sáng tạo phải được thực hiện một cách thường xuyên ngay khi học sinh còn ngồi trên ghế nhà trường. Học sinh phải được rèn luyện phương pháp suy nghĩ khoa học và hiệu quả để giải quyết vấn đề. Phương pháp luận sáng tạo với hạt nhân là “lý thuyết giải bài toán sáng chế” (theory of inventive problem solving, viết tắt từ tiếng nga chuyển sang kí tự lating là TRIZ) do Genrikh Saulovich Altshuller (người Nga) sáng lập cung cấp cho quá trình tư duy một công cụ hữu hiệu giúp định hướng suy nghĩ có hiệu quả cao. Đó chính là chìa khoá mở ra
cho người học cánh cửa dẫn đến việc điều khiển quá trình suy nghĩ có định hướng và khoa học dẫn đến sự sáng tạo. Bên cạnh việc dạy TRIZ như một môn học riêng, ta hoàn toàn có thể áp dụng TRIZ vào quá trình dạy các môn học khác, chẳng hạn như vật lý để từng bước giúp định hướng và điều khiển tư duy người học. Vì thế trong dạy học vật lý, việc áp dụng TRIZ để xây dựng hệ thống các bài tập sáng tạo (BTST) nhằm rèn luyện cho học sinh cách suy nghĩ giải quyết vấn đề theo các thủ thuật, quy luật của TRIZ giúp học sinh phát triển tư duy sáng tạo, gắn kết được kiến thức được học vào các bài toán thực tế của cuộc sống. 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 phần “Từ trường và cảm ứng điện từ” và đề xuất các phương án sử dụng BTST đã xây dựng nhằm bồi dưỡng tư duy sáng tạo cho học sinh. Do đó tôi chọn đề tài : “Vận dụng TRIZ xây dựng hệ thống bài tập sáng tạo dùng cho dạy học vật lý phần “Từ trường và cảm ứng điện từ” lớp 11 THPT, nhằm bồi dưỡng tư duy sáng tạo cho học sinh.” 2. Mục đích nghiên cứu Vận dụng TRIZ xây dựng hệ thống BTST phần “Từ trường và cảm ứng điện từ” Vật lý 11 và đề xuất phương án sử dụng trong dạy học. 3. Khách thể và đối tượng nghiên cứu - Khách thể nghiên cứu: Học sinh lớp 11 THPT; - Đối tượng nghiên cứu: Quá trình dạy và học bài tập Vật lý; 4. Phạm vi nghiên cứu - Bài tập sáng tạo dùng cho phần “ Từ trường và cảm ứng điện từ ” lớp 11 THPT. 5. Giả thuyết khoa học - Có thể vận dụng TRIZ xây dựng hệ thống BTST phần “Từ trường và cảm ứng điện từ” 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. 6. Nhiệm vụ nghiên cứu 6.1. Tìm hiểu phương pháp luận sáng tạo khoa học kỹ thuật (TRIZ).
6.2. Tìm hiểu khái niệm bài tập sáng tạo về vật lý, mối quan hệ giữa BTST và TRIZ với việc bồi dưỡng tư duy sáng tạo cho HS trong dạy học. 6.3. Phân tích mục tiêu dạy học theo chuẩn kiến thức kỹ năng và nghiên cứu nội dung kiến thức chương “Từ trường” và “Cảm ứng điện từ” lớp 11 THPT. 6.4. Tìm hiểu thực tế dạy và học bài tập chương “Từ trường” và “Cảm ứng điện từ” ở một số trường THPT TP HCM. 6.5. Vận dụng TRIZ xây dựng hệ thống các BTST môn Vật lý phần “Từ trường và cảm ứng điện từ” lớp 11 THPT. 6.6. Đề xuất các phương án sử dụng hệ thống BTST đã xây dựng để bồi dưỡng tư duy sáng tạo cho học sinh. 6.7. 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 “Từ trường và cảm ứng điện từ”. 7. Phương pháp nghiên cứu 7.1. Phương pháp nghiên cứu lý thuyết - Nghiên cứu tài liệu về mục tiêu dạy học vật lý trong giai đoạn hiện nay, việc rèn luyện tư duy, năng lực sáng tạo cho học sinh. - 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). 7.2. Phương pháp điều tra - Dự giờ, phiếu điều tra. 7.3. Phương pháp thực nghiệm - Thực nghiệm Vật lý - Thực nghiệm sư phạm 7.4. Đóng góp mới của đề tài + Về lý luận - Đề tài nghiên cứu lý thuyết về phương pháp luận sáng tạo nhằm áp dụng vào việc bồi dưỡng tư duy sáng tạo cho học sinh. - Nghiên cứu mô hình vận dụng một số nguyên tắc của TRIZ để xây dựng BTST về vật lý dùng bồi dưỡng tư duy sáng tạo cho học sinh, trong đó sử dụng các nguyên tắc: nguyên tắc phân nhỏ, kết hợp, đảo ngược, thay thế sơ đồ cơ học, linh động, vạn năng, chuyển sang chiều khác, sử dụng trung gian.
- Nghiên cứu mô hình vận dụng một số nguyên tắc của TRIZ để đặt câu hỏi định hướng tư duy cho học sinh trong việc giải bài tập nhằm bồi dưỡng tư duy sáng tạo cho học sinh, trong đó sử dụng các nguyên tắc: nguyên tắc phân nhỏ, kết hợp, đảo ngược, thay thế sơ đồ cơ học, phẩm chất cục bộ, liên tục tác động có ích, giải thiếu hay thừa, chuyển sang chiều khác, linh động, vạn năng, dự phòng, sử dụng trung gian, phản trọng lượng. + Về thực tiễn - Xây dựng hệ thống 20 BTST về vật lý phần “từ trường và cảm ứng điện từ” lớp 11 THPT. - Đề xuất 6 phương án sử dụng BTST trong dạy học vật lý phần “ Từ trường và cảm ứng điện từ” để bồi dưỡng tư duy sáng tạo cho học sinh. - Giúp học sinh gắn kết kiến thức đã học với việc giải quyết các bài toán thực tế, hứng thú trong học tập vật lý. - Giúp học sinh được tiếp cận với phương pháp luận sáng tạo (TRIZ) để nâng cao hiệu quả tư duy sáng tạo. 8. Cấu trúc luận văn - Mở đầu (5 trang) - Nội dung: 3 chương. Chương 1. Cơ sở lý luận xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập sáng tạo trong dạy học vật lý ở trường THPT theo phương pháp luận sáng tạo (TRIZ). (34 trang) Chương 2. Xây dựng và sử dụng bài tập sáng tạo phần “Từ trường và cảm ứng điện từ” lớp 11. (47 trang) Chương 3. Thực nghiệm sư phạm. (11 trang) - Kết luận. (2 trang) - Tài liệu tham khảo. - Phụ lục.
CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÝ LUẬN XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG HỆ THỐNG BÀI TẬP SÁNG TẠO TRONG DẠY HỌC VẬT LÝ Ở TRƯỜNG THPT 1.1. Mục tiêu và nhiệm vụ cụ thể của quá trình dạy và học vật lý ở trường THPT trong giai đoạn hiện nay 1.1.1. Mục tiêu chung của giáo dục phổ thông Hội nghị Ban chấp hành Trung ương Đảng Cộng sản Việt Nam lần 2, khoá VIII đã chỉ rõ mục tiêu giáo dục trong giai đoạn mới là: “Nhiệm vụ và mục tiêu cơ bản của giáo dục nhằm xây dựng những con người gắn bó với lý tưởng độc lập dân tộc và chủ nghĩa xã hội, có đạo đức trong sáng, ý chí kiên cường xây dựng và bảo vệ Tổ quốc, tham gia tích cực vào sự nghiệp công nghiệp hoá và hiện đại hoá đất nước, giữ gìn phát huy các giá trị văn hoá dân tộc, có năng lực tiếp thu văn hoá nhân loại, phát huy tiềm năng của dân tộc và con người Việt Nam, có ý thức cộng đồng và phát huy tính tích cực của cá nhân, làm chủ tri thức và khoa học và công nghệ hiện đại, có tư duy sáng tạo, có kỹ năng thực hành giỏi, có tác phong công nghiệp, có tính tổ chức kỷ luật, có sức khoẻ, là những người thừa kế xây dựng chủ nghĩa xã hội vừa hồng vừa chuyên…”.[11] Dựa vào mục tiêu chung này mà nhà trường THPT đã xây dựng các mục tiêu và nhiệm vụ cụ thể trong các hoạt động dạy học và giáo dục của nhà trường. Mục tiêu của hoạt động dạy học Vật lý trong trường THPT cũng không nằm ngoài mục tiêu chung đã được xác định, dựa vào mục tiêu chung này mà mục tiêu cụ thể của việc dạy học Vật lý được đề ra. 1.1.2. Mục tiêu nhiệm vụ cụ thể và của hoạt động dạy học vật lý ở trường THPT. [14],[24] Mục tiêu kiến thức + Cung cấp cho học sinh hệ thống kiến thức vật lý cơ bản, khoa học, hiện đại bao gồm: - Các khái niệm về các sự vật, hiện tượng và quá trình vật lý thường gặp trong đời sống, kỹ thuật. - Các đại lượng, định luật và các nguyên lý vật lý cơ bản. - Những nội dung chính của một số thuyết vật lý quan trọng nhất. - Những ứng dụng phổ biến của vật lý trong đời sống, kỹ thuật. - Các phương pháp chung của nhận thức khoa học và những phương pháp đặc thù của vật lý. Mục tiêu kỹ năng - Biết quan sát các hiện tượng và quá trình vật lý trong tự nhiên, trong đời sống hằng ngày và trong các thí nghiệm, biết điều tra, sưu tầm, thu thập thông tin cần thiết cho việc học môn vật lý. - Sử dụng các dụng cụ đo phổ biến trong vật lý, có kỹ năng lắp ráp và tiến hành các thí nghiệm vật lý đơn giản.
- Biết phân tích, tổng hợp và xử lý các thông tin thu được để rút ra kết luận, đề ra dự đoán về các mối quan hệ, bản chất của các hện tượng vật lý, đề xuất các phương án thí nghiệm để kiểm tra dự đoán. - Vận dụng kiến thức để mô tả và giải thích các hiện tượng, quá trình vật lý, giải các bài tập vật lý và giải quyết các vấn đề đơn giản trong đời sống và sản xuất ở mức độ phổ thông. - Sử dụng các thuật ngữ vật lý, đồ thị để trình bày rõ ràng và chính xác những hiểu biết cũng như những kết quả thu được qua thu thập và xử lý thông tin. - Rèn luyện tư duy, phát triển năng lực sáng tạo và khả năng tự học, khả năng hoạt động độc lập của học sinh. Mục tiêu thái độ + Giáo dục đạo đức cho học sinh và kĩ thuật tổng hợp cho học sinh, bao gồm : - Có hứng thú học vật lý, yêu thích, tìm tòi khoa học, trân trọng những đóng góp của vật lý học trong sự tiến bộ của xã hội và công lao của các nhà khoa học. - Có thái độ khách quan, trung thực, tác phong tỉ mỉ, chính xác, cẩn thận, có tinh thần hợp tác trong việc học môn vật lý, áp dụng các hiểu biết đạt được. - Có ý thức vận dụng các hiểu biết của vật lý vào đời sống kĩ thuật nhằm cải thiện điều kiện sống và học tập, bảo vệ môi trường sống tự nhiên. Nhiệm vụ cụ thể Từ những mục tiêu cụ thể đã đề ra, các nhiệm vụ cụ thể của hoạt động dạy học vật lý bao gồm: - Nhiệm vụ thứ nhất là cung cấp cho học sinh hệ thống kiến thức vật lý , khoa học, hiện đại và các kĩ năng kĩ xảo vật lý. - Nhiệm vụ thứ hai là góp phần cùng các môn học khác rèn luyện tư duy, bồi dưỡng năng lực sáng tạo và khả năng tự học cũng như khả năng hoạt động độc lập của học sinh. Để thực hiện nhiệm vụ này, người giáo viên phải nắm vững quá trình nhận thức, hiểu rõ các phẩm chất tư duy sáng tạo của các hoạt động tự lực và phương pháp bồi dưỡng chúng. Đồng thời phải có nghệ thuật kết hợp việc rèn luyện này với quá trình dạy học vật lý. - Nhiệm vụ thứ ba là góp phần giáo dục thế giới quan và nhân cách, đạo đức cho học sinh. - Nhiệm vụ thứ tư là giáo dục kỉ thuật tổng hợp cho học sinh.  Các mục tiêu và nhiệm vụ trên có mối liên hệ biện chứng với nhau và được thực hiện đồng thời trong hoạt động dạy học vật lý ở nhà trường. Tuy nhiên hiện nay nhiều giáo viên hầu như chỉ tập trung chú ý đến việc cung cấp hệ thống kiến thức và các kỹ năng vật lý cho học sinh và không chú ý đúng mức đến các mục tiêu còn lại, đặc biệt là nhiệm vụ bồi dưỡng tư duy sáng tạo cho học sinh. Trong khi đó xã hội ngày nay với tốc độ phát triển quá nhanh của khoa học công nghệ và lượng tri thức khổng lồ đòi hỏi những con người có trí tuệ năng động và tư duy sáng tạo như
T.Edison đã nói: “Nhiệm vụ quan trọng nhất của nền văn minh là dạy con người biết suy nghĩ.” Chính vì thế mà việc nghiên cứu để thực hiện mục tiêu nhiệm vụ bồi dưỡng tư duy sáng tạo là điều hết sức cần cấp thiết trong giai đoạn hiện nay của giáo dục và đào tạo. 1.2. Bồi dưỡng tư duy sáng tạo cho học sinh trong dạy học vật lý 1.2.1. Khái niệm tư duy Theo tâm lý học, tư duy là quá trình phân tích và tổng hợp, so sánh, trừu tượng hoá, khái quát hoá trên con đường tìm ra cái mới.[30] Nói rõ hơn, tư duy là một quá trình nhận thức phản ánh những thuộc tính bản chất, những mối liên hệ và quan hệ có tính chất quy luật của sự vật, hiện tượng trong hiện thực khách quan phổ biến giữa chúng.[14, tr.40] * Các đặc điểm của tư duy trong học tập vật lý [14; tr.40, tr.41, tr.43] U U  Tư duy chỉ bắt đầu từ tình huống có vấn đề. Vấn đề là một câu hỏi, một nhiệm vụ mà bằng kiến thức và kinh nghiệm cũ học sinh chưa thể trả lời hay giải quyết được. Tình huống có vấn đề là trạng thái tâm lý trong đó học sinh nhận thức được vấn đề và có nhu cầu giải quyết vấn đề đó. Trong quá trình dạy học giáo viên tổ chức cho học sinh thấy được vấn đề và mong muốn giải quyết nó thì quá trình tư duy bắt đầu. Có nhiều hình thức tham gia của học sinh vào bài học như làm việc với sách giáo khoa, tài liệu tham khảo, thảo luận nhóm, tham gia các trò chơi vật lý, tự lực giải bài tập, làm những thí nghiệm đơn giản. Chính các hoạt động cụ thể này sẽ kích thích hứng thú học tập cho học sinh và trên cơ sở đó hoạt động tư duy diễn ra mạnh mẽ.  Tư duy có tính khái quát và gián tiếp Tư duy khái quát vì nó phản ánh thuộc tính chung, mối liên hệ chung cho các sự vật hiện tượng.Tư duy gián tiếp vì nó phải sử dụng công cụ là ngôn ngữ.  Tư duy có quan hệ mật thiết với ngôn ngữ Ngôn ngữ là phương tiện của tư duy vì ngay từ khâu mở đầu của tư duy là tình huống có vấn đề đến quá trình thực hiện các thao tác tư duy và sản phẩm của tư duy là các khái niệm, phán đoán, suy lý đều phải sử dụng ngôn ngữ. Do đó rèn luyện ngôn ngữ cho học sinh rất quan trọng, nhất là ngôn ngữ của các khái niệm, đại lượng, định luật vật lý. Việc nắm vững kiến thức không chỉ diễn ra trong đầu học sinh mà phải được phát biểu ra bằng lời thông qua việc mô tả các hiện tượng vật lý, giải thích chúng, tìm ra trong đó các đại lượng đặc trưng và các định luật chi phối chúng. Cần tránh việc chỉ yêu cầu học sinh trả lời những câu hỏi đơn giản như phát biểu định nghĩa, định luật…Trong các bài tập vật lý cần chú trọng đến việc phân tích hiện tượng, phân tích các dữ kiện và phân tích kết quả đạt được.
 Tư duy không tách rời nhận thức cảm tính Tư duy thường bắt đầu từ nhận thức cảm tính và trong quá trình tư duy phải sử dụng nguồn tài liệu do nhận thức cảm tính thu nhận được. Ngược lại kết quả của tư duy làm cho nhận thức cảm tính nhạy bén hơn. Vì thế việc rèn luyện và kích thích năng lực quan sát của học sinh là điều quan trọng. Sự quan sát diễn ra dưới định hướng của giáo viên và thường là quan sát hình ảnh, hình vẽ, sơ đồ, mô hình thí nghiệm vật lý.  Tư duy là một quá trình với các thao tác trí tuệ cụ thể Tư duy là một quá trình vì nó có nảy sinh, diễn biến và kết thúc. Tư duy có những thao tác cụ thể như phân tích và tổng hợp, so sánh, trừu tượng hóa, khái quát hoá và cụ thể hoá. Vì thế cần rèn luyện các thao tác tư duy trên các đối tượng vật lý. Giáo viên cần có những biện pháp giúp học sinh chủ động tư duy và biết phương pháp tư duy hiệu quả trong quá trình dạy kiến thức và rèn luyện kĩ năng cho học sinh. Bên cạnh đó cần rèn luyện cho học sinh tư duy biện chứng. * Cơ sở vật chất và tinh thần của tư duy [28] U Cơ sở vật chất và tinh thần của tư duy bao gồm: cơ sở sinh lý thần kinh, sức khỏe và nhu cầu vật chất. Cơ sở sinh lí thần kinh của tư duy là sự hoạt động của vỏ đại não. Hoạt động của bộ não cần sự cung cấp dưỡng chất và năng lực nên phải có sức khoẻ dồi dào bao gồm: sức khoẻ thể chất, tinh thần và sức khoẻ tâm lí xã hội.[25, tr.74]. Do đó tuỳ theo điều kiện thể lực và điều kiện sống mà mỗi người cần rèn luyện sức khoẻ, đảm bảo điều kiện cho hoạt động tư duy tốt. Cơ sở tinh thần của tư duy bao gồm sự tôn trọng, không khí làm việc thoải mái, có sự động viên, khen thưởng hợp lý. Vì thế khi tiến hành xây dựng và sử dụng bài tập sáng tạo và dạy học vật lý, giáo viên cần chú ý đến tính thực tế của bài tập với học sinh đang dạy, tạo không khí làm việc thoải mái, đặc biệt là hết sức tôn trọng ý tưởng của các em, động viên khen thưởng kịp thời những ý tưởng sáng tạo. Giáo viên rèn luyện cho học sinh tôn trọng ý tưởng của nhau, không cười giễu, chê bai ý tưởng của bạn mình. *Các loại tư duy U Có thể chia tư duy thành ba loại cơ bản: [28, tr.62] - Tư duy logic hình thức (tư duy logic): Tư duy logic dựa trên luật bài trung và tam đoạn luận. Luật bài trung quy định A là A chứ không thể vừa là A vừa không là A được. Tam đoạn luận trước hết khẳng định một tính chất α chung cho mọi phần tử thuộc tập hợp A; sau đó khẳng định một phần tử a thuộc tập hợp A và kết luận phần tử A cũng có tính chất α. Tư duy logic chỉ dùng cho đối tượng ở trạng thái yên tĩnh, nếu đối tượng vận động thì phải dùng tư duy logic biện chứng (gọi là tư duy biện chứng)
- Tư duy biện chứng: bác bỏ luật bài trung, chấp nhận A vừa là A vừa không là A. Đó là chân lí của sự vận động. Vì vận động là thường xuyên, yên tĩnh chỉ là tạm thời nên tư duy biện chứng đóng vai trò quan trọng trong suy nghĩ của con người. - Tư duy hình tượng: là kiểu tư duy mà sản phẩm tạo ra bằng hư cấu, bằng tưởng tượng ra những đối tượng theo quan điểm thẫm mĩ nhất định giúp hình dung ra các sự vật, hiện tượng, con người với khả năng vốn có của chúng. Từ ba loại tư duy cơ bản trên, xét về mức độ độc lập, người ta chia tư duy ra thành bốn bậc: [14, tr.65] - Tư duy lệ thuộc: suy nghĩ dựa dẫm vào tư duy người khác. - Tư duy độc lập: tư duy của những người có chính kiến riêng trong một lĩnh vực nào đó. - Tư duy phê phán: chỉ người có tư duy độc lập và biết phán xét sự việc bằng khả năng quan sát, phân tích và tổng hợp. - Tư duy sáng tạo: tư duy của ngững người biết phê phán sự việc và đề ra những giải pháp mới nhằm phát huy ưu điểm và khắc phục các thiếu sót. 1.2.2. Khái niệm sáng tạo [5] Sáng tạo là hoạt động tạo ra cái gì đó đồng thời có tính mới và tính ích lợi + Tính mới: là sự khác biệt của đối tượng cho trước với đối tượng cùng loại trước đó về mặt thời gian (đối tượng tiền thân); +Tính ích lợi: chỉ thể hiện khi đối tượng cho trước hoạt động theo đúng chức năng trong phạm vi áp dụng. Trong dạy học người ta có thể phân biệt sáng tạo ở hai cấp độ là sáng tạo cái mới đối với bản thân và sáng tạo cái mới đối với nhân loại. Trong quá trình học tập vật lý của học sinh sáng tạo chủ yếu là sáng tạo tự nhiên ở cấp độ thứ nhất. Sáng tạo để nắm vững các kiến thức vật lý như các khái niệm, định luật, vận dụng kiến thức vật lý để giải bài tập, lập các mô hình vật lý, các thiết bị ứng dụng nguyên lý vật lý…, sáng tạo để cải tiến những cái cũ. Như vậy sự sáng tạo trước hết là sự lao động bền bỉ với cảm hứng nhất định. Không có lao động nhận thức để tích luỹ dữ kiện thì không có sáng tạo [14, tr.42]. Vì thế muốn sáng tạo học sinh phải được trang bị kiến thức khoa học đầy đủ và chính xác và phải luyện tập tự mình làm việc, tự mình suy nghĩ giải quyết các vấn đề một cách thường xuyên và đúng hướng. 1.2.3. Khái niệm tư duy sáng tạo [4] Tư duy sáng tạo là quá trình suy nghĩ giải quyết vấn đề và ra quyết định. Nói cách khác tư duy là quá trình suy nghĩ để đưa người giải: + Từ không biết cách đạt mục đích đến biết cách đạt mục đích hoặc;
+ Từ không biết cách tối ưu đạt mục đích đến biết cách tối ưu để đạt mục đích trong một số cách đã biết. Khi học sinh gặp một vấn đề mà chưa biết cách để giải hoặc biết một số cách giải nhưng chưa biết cách tối ưu để giải sẽ giúp học sinh bắt đầu một quá trình tư duy sáng tạo. 1.2.4. 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 cách sau đã được nêu ra: [23] a) 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. b) 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. c) 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 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. d) Giải các bài tập sáng tạo  Mục đích của hoạt động giải bài tập vật lý trong quá trình dạy học:
- Bài tập vật lý (BTVL) là một phương tiện, phương pháp dạy học truyền thống đặc thù của môn vật lý; BTVL có chức năng giáo dưỡng, phát triển tư duy và giáo dục kỹ năng tổng hợp. BTVL có thể sử dụng trong tất cả các yếu tố cấu trúc của quá trình của quá trình dạy học từ việc tạo tình huống có vấn đề, xây dựng kiến thức hình thành kỹ năng mới đến củng cố ôn tập hệ thống hoá kiến thức và kiểm tra đánh giá kiến thức kỹ năng của học sinh. Tuy nhiên trong luận văn này chúng tôi muốn xem xét BTVL với chức năng là phương tiện bồi dưỡng tư duy học sinh, đặc biệt là tư duy sáng tạo.  BTVL nào thực hiện được chức năng bồi dưỡng tư duy sáng tạo? Có nhiều cách phân loại BTVL tuỳ thuộc vào mục đích phân loại. Trong đề tài này, với mục đích xây dựng và sử dụng BTVL để bồi dưỡng tư duy sáng tạo cho học sinh, chúng tôi chọn cách phân loại theo phương pháp luận sáng tạo (PPLST).  Phân loại bài tập vật lý - Trong sáng tạo học, theo yêu cầu rèn luyện kỹ năng tư tuy sáng tạo cho học sinh, dựa vào tính thực tế của nội dung bài toán người ta phân ra hai loại bài tập: + Bài toán cụ thể được phát biểu đúng (bài toán đúng): là những bài toán có hai phần: giả thiết và kết luận. Phần giả thiết trình bày những cái cho trước, đủ để giải bài toán, phần kết luận chỉ ra mục đích cần đạt cụ thể. Đây là loại bài toán giáo khoa mà học sinh đang được rèn luyện phổ biến hiện nay. Những bài toán này chỉ mới có tác dụng chủ yếu trong việc củng cố kiến thức lý thuyết, rèn luyện kỹ năng vận dụng. Vì thế về mặt tư duy bài tập này chỉ có tác dụng tái hiện kiến thức và phương pháp đã biết khi các em áp dụng những cách giải quen thuộc được cung cấp, các công thức đã được gợi ý trong giả thiết đã cho để giải, chưa có tác dụng nhiều trong việc phát triển tư duy sáng tạo. + Bài tập sáng tạo (tình huống vấn đề xuất phát): phần giả thiết có thể thiếu hay thừa, hay vừa thiếu vừa thừa, phần kết luận nêu mục đích chung chung, không rõ ràng, không chỉ ra cụ thể đi tìm cái gì, không gợi ý các công thức hay định luật cần sử dụng rõ ràng qua giả thiết cho trước. Loại bài tập này có tác dụng rèn luyện các phẩm chất của tư duy sáng tạo: tính linh hoạt, tính mềm dẻo, độc đáo và nhạy cảm. Loại bài tập này chưa có nhiều trong thực tiễn dạy học vật lý. V.G Razumoxki phân biệt hai loại bài tập sáng tạo tương ứng với hai pha quan trọng trong quá trình sáng tạo khoa học vật lý đó là từ sự kiện cảm tính tới việc xây dựng mô hình giả thuyết trừu tượng và giai đoạn chuyển từ một tiên đề lý thuyết và những quy luật nhất định của hiện tượng sang việc kiểm tra bằng thực nghiệm. Giai đoạn thứ nhất đòi hỏi sự giải thích hiện tượng trả lời câu hỏi tại sao? Giai đoạn thứ hai đòi hỏi thực hiện một hiện tượng hiện thực đáp ứng yêu cầu đã cho, nghĩa là trả lời câu hỏi làm thế nào? Tương ứng với hai trường hợp đó là hai loại bài tập là bài tập nghiên cứu và bài tập thiết kế chế tạo.
 Bài toán đúng (bài toán giáo khoa) chỉ giúp cho HS luyện tập, tái hiện kiến thức đã biết, chưa có tác dụng nhiều trong việc bồi dưỡng tư duy sáng tạo. Do đó để bồi dưỡng tư duy sáng tạo cho học sinh trong dạy học vật lý cần sử dụng các bài tập sáng tạo (BTST) vật lý. 1.3. Thực trạng thực hiện mục tiêu bồi dưỡng tư duy sáng tạo cho học sinh trong dạy môn vật lý ở trường THPT hiện nay Tinh thần cơ bản của đổi mới giáo dục hiện nay là phát huy tính tích cực, chủ động và sáng tạo của học sinh trong học tập. Tuy nhiên có thể nói rằng việc thực hiện mục tiêu bồi dưỡng tư duy sáng tạo cho học sinh vẫn còn đang trì trệ và chưa được quan tâm đúng mức. Có nhiều nguyên nhân của tình trạng này có thể kể đến như : - Giáo viên vẫn chủ yếu sử dụng các phương pháp dạy học truyền thống để truyền tải hết nội dung kiến thức cho học sinh với cái đích nhắm tới là tỉ lệ học sinh đậu tốt nghiệp trung học phổ thông và đại học cao. Do đó nhiệm vụ quan trọng của giáo viên là truyền tải hệ thống kiến thức vật lý chính xác, khoa học đến học sinh và rèn luyện kỹ năng vật lý chủ yếu là kỹ năng giải bài tập với các dạng bài tập luyện tập phổ biến thường gặp ở các kì thi. Giáo viên chưa thấy được sự cấp thiết của mục tiêu dạy học mà chúng ta đang kỳ vọng hiện nay. - Chương trình học và khối lượng kiến thức vật lý cần truyền tải cho học sinh là quá lớn so với thời lượng hạn chế dành cho môn học. Chính áp lực này đã gây cản trở cho giáo viên trong việc đổi mới phương pháp dạy học để bồi dưỡng tư duy sáng tạo của học sinh trong quá trình dạy vật lý. - Một khó khăn nữa là sĩ số lớp học quá đông, có thể lên đến 40, 50 HS mỗi lớp, giáo viên khó tổ chức các hoạt động học tập bồi dưỡng tư duy sáng tạo và qua tâm đến hiệu quả đối với từng em. - Cơ sở vật chất còn thiếu thốn, đa số các trường không có phòng học bộ môn hay nếu có thì phòng ốc nhỏ và thiếu thốn các phương tiện thí nghiệm, ví dụ như các bộ dụng cụ ít dẫn đến việc mỗi nhóm làm khá đông học sinh, các em không tham gia đầy đủ vào các bài tập thí nghiệm được mà thường chỉ đứng xem hay lơ là. Hơn nữa chất lượng các đồ dùng không tốt cũng gây khó khăn cho việc triển khai các bài tập thí nghiệm, bài tập gắn với thực tế. - Một khó khăn cụ thể nữa là việc rèn luyện tư duy sáng tạo cần có những bài tập sáng tạo. Tuy nhiên hệ thống bài tập giáo viên cho học sinh làm hiện nay đa số là bài tập luyện tập, hệ thống bài tập sáng tạo chưa nhiều và cũng không được chú trọng trong sách giáo khoa, sách bài tập, sách tham khảo hay đề cương của các trường. Hơn nữa giáo viên cũng chưa được phổ biến phương pháp bồi dưỡng tư duy sáng tạo có hiệu quả, đó chính là phương pháp luận sáng tạo TRIZ với các thủ thuật sáng tạo đang được áp dụng trên thế giới.
1.4. Ý tưởng góp phần nâng cao hiệu quả thực hiện nhiệm vụ dạy học vật lý ở trường THPT giai đoạn hiện nay Như vậy nhiệm vụ cấp bách và mang tính chiến lược hiện nay trong giáo dục đào tạo là rèn luyện và bồi dưỡng tư duy sáng tạo cho học sinh nhằm đào tạo ra những người biết cách suy nghĩ và giải quyết vấn đề một cách khoa học và hiệu quả. Trong những biện pháp đã trình bày, hoạt động giải các bài tập sáng tạo là một hoạt động giúp bồi dưỡng tư duy thường xuyên và hiệu quả. Tuy nhiên đa số giáo viên chỉ mới dừng lại ở việc cho học sinh tự suy nghĩ để giải các bài tập mà chưa cung cấp cho các em con đường, cách thức để suy nghĩ cho hiệu quả. Giáo viên có thể tổng hợp và đưa ra rất nhiều các dạng bài tập trong chương trình để học sinh có thể giải các bài tập tương tự, việc làm đó giúp học sinh có kết quả tốt trong các kì kiểm tra hay trong khi giải các bài tập giáo khoa quen thuộc. Tuy nhiên cách làm như thế chưa thật sự hiệu quả đối với việc phát triển tư duy sáng tạo cho học sinh, giúp các em biết cách suy nghĩ và giải quyết khi gặp các vấn đề thật trong cuộc sống, đó chính là các bài tập sáng tạo. Hơn nữa hiện nay bài tập sáng tạo không có nhiều, có thể nói là rất ít và cũng không được sử dụng rộng rãi, không được áp dụng chính thức trong chương trình dạy học Vật lý. Vì thế mà ý tưởng xây dựng nên các bài tập sáng tạo sử dụng vào dạy học vật lý là thiết thức góp phần vào việc thực hiện nhiệm vụ quan trọng của quá trình dạy học vật lý nói riêng và dạy học nói chung, đó là bồi dưỡng tư duy sáng tạo. Giáo viên chưa được cập nhật nhiều về các phương pháp giúp tư duy sáng tạo khoa học và hiệu quả. Học sinh chủ yếu giải bài tập dựa vào kinh nghiệm cá nhân với cách suy nghĩ tự nhiên mò mẫm chưa hiệu quả, chưa thể điều khiển được quá trình suy nghĩ của mình sao cho đúng hướng theo một cơ chế định hướng nhất định. Vì thế mà các em mất nhiều thời gian để suy nghĩ, ý tưởng phát ra là ngẫu nhiên mà chính bản thân người giải cũng không hiểu tại sao mình nghĩ ra như vậy. Do đó điều cần thiết và rất có ích cho các em trong việc phát triển tư duy sáng tạo chính là việc được cung cấp một phương pháp và công cụ giúp tư duy theo cơ chế định hướng để đi đến lời giải. Hiện nay trên thế giới có rất nhiều nghiên cứu về các phương pháp sáng tạo : phương pháp não công, phương pháp đối tượng tiêu điểm, phương pháp các câu hỏi kiểm tra, phương pháp phân tích hình thái, phương pháp luận sáng tạo (lý thuyết giải bài toán sáng chế TRIZ)….TRIZ là phương pháp luận tìm kiếm những giải pháp kĩ thuật mới, cho những kết quả khả quan ổn định khi giải các bài toán khác nhau, thích hợp cho việc dạy và học của đông đảo quần chúng. [11, tr.27] Xuất phát từ nhiệm vụ bức thiết đề ra cho quá trình dạy học, từ những hạn chế đang gặp trong việc thực hiện nhiệm vụ ấy và từ vịêc tìm hiểu môn phương pháp luận sáng tạo (TRIZ) trang bị cho người học những công cụ để tư duy sáng tạo, chúng tôi cho rằng việc vận dụng TRIZ để xây dựng nên hệ thống bài tập sáng tạo dùng cho dạy học vật lý và dùng hệ thống bài tập đó để bồi dưỡng tư
duy sáng tạo của học sinh sẽ góp phần bồi dưỡng tư duy sáng tạo cho HS thực hiện nhiệm vụ phát triển tư duy trong dạy học môn vật lý ở trường phổ thông. 1.5. Phương pháp luận sáng tạo khoa học kỹ thuật 1.5.1. Vài nét về lịch sử của TRIZ [4], [11] Khoa học về tư duy sáng tạo đã được đặt nền móng từ thế kỷ thứ ba nhưng chưa được chú ý và phát triển. Đến cuối thế kỉ 19, đầu thế kỷ 20 các nhà tâm lý học bắt đầu nghiên cứu về tâm lý sáng tạo khoa học và kỹ thuật nhưng cách tiếp cân và nghiên cứu này đối với tư duy sáng tạo gặp nhiều khó khăn không vượt qua được nên không đưa thêm được những kết quả mới về mặt nguyên tắc, vì gốc của vấn đề tư duy sáng tạo lại nằm bên ngoài tâm lý. Từ các thông tin về sáng chế (là các giải pháp kỹ thuật có tính mới và đem lại lợi ích) được công nhận cấp bằng tác giả hay patent chính xác và tin cậy, người ta tìm ra nhiều thủ thuật dùng cho tư duy sáng tạo khoa học kỹ thuật. Các thủ thuật này giúp các nhà sáng chế định hướng suy nghĩ và đưa ra các ý tưởng độc đáo trong nhiều trường hợp. Tuy nhiên việc sử dụng còn phức tạp và chưa thể khai thác hiệu quả. Từ những năm 40 của thế kỷ này, người ta đưa ra những phương pháp tích cực hoá tư duy, có mục đích là tăng năng suất phát ý tưởng. Đến nay con số các phương pháp đã lên tới ba mươi, có thể kể đến các phương pháp tiêu biểu: phương pháp não công, phương pháp đối tượng tiêu điểm, phương pháp các câu hỏi kiểm tra, phương pháp phân tích hình thái…Tuy nhiên các phương pháp này chỉ mới hạn chế được một phần nhược điểm của phương pháp thử và sai, còn khá nhiều hạn chế. Từ 1946, G.S.Altshuller bắt đầu nghiên cứu xây dựng lý thuyết giải bài toán sáng chế (TRIZ). TRIZ về mặt nguyên tắc khác với phương pháp thử và sai cùng các phương pháp tích cực hoá tư duy. Tiên đề cơ bàn của TRIZ là: các hệ kỹ thuật phát triển tuân theo các quy luật khách quan, nhận thức được. Chúng được phát hiện và sử dụng một cách có ý thức để giải bài toán sáng chế. Sáng tạo học, cụ thể là TRIZ hình thành và phát triển ở Nga, sau đó lan ra nhiều nước khác. Đặc biệt ở Mĩ, từ năm 1991 TRIZ phát triển mạnh mẽ và nhanh chóng. Ở nước ta những hoạt động liên quan đến khoa học về tư duy sáng tạo mới thực sự bắt đầu vào cuối thập kỉ 70 và còn mang tính tự phát, không thuộc hệ thống giáo dục. “Trung tâm sáng tạo khoa học kỹ thuật” do Phan Dũng sáng lập đã hoạt động có hiệu quả. 1.5.2. Đối tượng, mục đích, lợi ích của phương pháp luận sáng tạo Đối tượng mà môn học nghiên cứu và hoàn thiện là tư duy sáng tạo - quá trình suy nghĩ giải quyết vấn đề và ra quyết định của mỗi người.
Mục đích: trang bị cho người học hệ thống các phương pháp và kỹ năng cụ thể, giúp họ nâng cao năng suất, hiệu quả và về lâu dài tiến tới điều khiển tư duy sáng tạo của họ. Các ích lợi: nếu giải quyết các vấn đề không tốt và đưa ra quyết định sai, ta phải trả giá về thời gian sức khoẻ, phương tiện vật chất…Phương pháp luận sáng tạo giúp định hướng đúng và khoa học trong việc giải quyết các vấn đề. 1.5.3. Tổng quan cách tiếp cận xây dựng phương pháp luận sáng tạo - TRIZ [4] 1.5.3.1. Phương pháp thử và sai * Phương pháp thử và sai là cách suy nghĩ tự nhiên của mỗi người để giải quyết vần đề và ra quyết định, người suy nghĩ hiếm khi suy nghĩ về cách suy nghĩ của mình và tìm cách cải tiến chúng. Khi gặp vấn đề, chủ thể thường nghĩ ngay đến việc áp dụng các các ý tưởng sẵn có trong trí nhớ. Sau khi phát hiện ra những “phép thử” đó là “sai”, người giải tiến hành các phép thử khác. Chính kiến thức và kinh nghiệm riêng của người giải luôn luôn có khuynh hứng đưa người giải đi theo con đường mòn đã hình thành trong quá khứ. Nếu phép thử đó sai, người giải trở nên mất tự tin và các phép thử tiếp theo nhiều khi mang tính chất hú hoạ, mò mẫm. Thông thường người giải sẽ tốn khá nhiều phép thử - sai khi gặp bài toán khó mà chưa chắc đã có thể tìm ra lời giải. * Ưu nhược điểm của phương pháp thử và sai: Phương pháp thử và sai thích hợp với những bài toán có số phép thử khá nhỏ và trả giá cho mỗi phép thử có thể chấp nhận được.Ưu điểm lớn nhất của phép thử và sai là nó chính là cơ chế của sự tiến hoá và phát triển trong tự nhiên, xã hội, tư duy cho đến thời gian gần đây. * Nhược điểm của phương pháp thử và sai là lãng phí lớn về thời gian, chất xám, các tiêu chuẩn đánh giá “đúng”, “sai” mang tính củ quan và ngắn hạn, năng suất phát ý tưởng thấp, nhược điểm lớn nhất là thiếu cơ chế định hướng tư duy về phía lời giải. Chính do tính ì tâm lý và các kinh nghiệm đã có luôn có xu hướng đưa người giải về lối mòn cũ hay phát ý tưởng mò mẫm thiếu định hướng mà không biết có đi đến lời giải hay không. Tuy phương pháp thử và sai trước đến nay vẫn được sử dụng rộng rãi, quen thuộc và cũng đã có nhiều thành tựu nhưng đó chưa phải là phương pháp tối ưu giúp hoàn thiện tư duy của mỗi người. Cần phải có một công cụ lao động giúp suy nghĩ hiệu quả hơn thay cho suy nghĩ thử và sai tự nhiên và thô sơ. Đó chính là cơ chế định hướng giúp người giải định hướng đúng để đi đến lời giải. Khi có công cụ trong tay thì việc tư duy giải quyết vấn đề không phải chỉ dành cho thiên tài mà chia đều cho mọi người bình thường, ai cũng có thể đi đến lời giải một cách khoa học.