8. Cấu trúc của đề tài
1.2.3.Một số biện pháp dạy học sáng tạo trong môn vật lí ở trƣờng phổ thông
1.2.3.1. Áp dụng phƣơng pháp dạy học nêu và giải quyết vấn đề
Dạy học giải quyết vấn đề có tác dụng lớn trong việc bồi dƣỡng năng lực tƣ duy sáng tạo cho HS vì:
- Luôn đặt HS vào tình huống có vấn đề làm xuất hiện các nhu cầu giải quyết vấn đề của HS (rèn luyện thói quen tự đặt câu hỏi hay thói quen phát hiện vấn đề cần giải quyết của ngƣời học).
- Rèn luyện kĩ năng giải quyết vấn đề.
Ngƣời giáo viên nên dạy học theo phƣơng pháp nêu và giải quyết vấn đề. Tùy theo nội dung kiến thức của bài học, trình độ của HS, điều kiện về thời gian và cơ sở vật chất của từng nhà trƣờng mà có thể áp dụng dạy học nêu và giải quyết vấn đề theo các mức độ khác nhau.
1.2.3.2. Tăng cƣờng sử dụng các phƣơng tiện dạy học
Các phƣơng tiện dạy học gồm các thiết bị dạy học, phòng học bộ môn, phòng thí nghiệm, bàn ghế, các phƣơng tiện kĩ thuật. Giáo án điện tử là một phƣơng tiện dạy học hiện đại, sử dụng đạt hiệu quả cao.
Sử dụng các phƣơng tiện dạy học một cách hợp lí không những giúp HS có điều kiện nhận thức thế giới bên ngoài tốt hơn, rèn luyện tƣ duy sáng tạo đồng thời giảm cƣờng độ lao động của giáo viên. Phƣơng tiện trực quan không những cung cấp cho HS kiến thức bền vững, chính xác, mà còn gây hứng thú học tập, tăng khả năng chú ý đối với bài học.
Khi tiếp xúc với các tình huống xảy ra trong thực tiễn ở các bài thí nghiệm thực hành, tƣ duy của HS luôn đƣợc đặt trƣớc vấn đề mới buộc phải suy nghĩ, tìm tòi, phát triển năng lực tƣ duy sáng tạo của họ.
1.2.3.3. Rèn luyện trí tƣởng tƣợng, tƣ duy không gian, tƣ duy lôgic cho học sinh
Óc tƣởng tƣợng, tƣ duy không gian, tƣ duy logic là ba năng lực rất cần thiết cho ngƣời lao động sáng tạo. Tƣởng tƣợng là xây dựng trong đầu những hình ảnh mới trên cơ sở các biểu tƣợng đã có. Tƣởng tƣợng phong phú là yếu tố quan trọng nhất góp phần phát triển năng lực sáng tạo cho HS.
Tƣ duy không gian phát triển tức là óc tƣởng tƣợng không gian phong phú. Không gian ở đây có thể là ba chiều hoặc vô số chiều. Nói cách khác, tƣ duy không giúp cho cách nhìn nhận vấn đề theo nhiều cách khác nhau và tùy từng bài toán, ta chọn cách đi tới kết quả nhanh nhất, hiệu quả nhất.
Bồi dƣỡng tƣ duy không gian giúp cho việc nhìn nhận sự vật, hiện tƣợng một cách tổng thể và toàn diện hơn, tránh cách nhìn cục bộ, phiến diện về một vấn đề, sự vật. Tƣ duy không gian phát triển làm cho quá trình phát triển tƣ duy một cách khách quan hơn, toàn diện hơn, sáng tạo hơn.
Một chuỗi suy luận dù có mang tính sáng tạo hay không thì đều có suy luận logic, vì vậy tƣ duy logic mà phát triển thì sẽ thúc đẩy đƣợc tƣ duy sáng tạo phát triển, ngƣời có tƣ duy sáng tạo nhất định sẽ có suy luận logic tốt.
1.2.3.4. Bồi dƣỡng phƣơng pháp tự học
Chúng ta đã biết, tự học là quá trình nghiên cứu bài học tự lực, khắc sâu đƣợc kiến thức, đó cũng là đặc điểm thu nhận thông tin của bộ não con ngƣời. Nếu HS tự lực tìm đƣợc kiến thức hoặc tìm ra kiến thức mới nhờ sự hƣớng dẫn của thầy cô giáo thì sự lĩnh hội kiến thức sẽ đạt hiệu quả cao. Giáo viên không những dạy cho HS cách tự học (tự tìm kiếm và xử lí thông tin) ngay trên lớp mà còn hƣớng dẫn HS cách tự học ở nhà.
Tự học quá trình HS tự nghiền ngẫm, lật đi lật lại vấn đề, hình thành những thắc mắc, những câu hỏi và cố gắng tự trả lời. Trong quá trình tự học đó, tƣ duy độc lập, tƣ duy phê phán và tƣ duy sáng tạo đƣợc hình thành và phát triển.
1.2.3.5. Giáo dục tính tích cực và sáng tạo cho học sinh
Giáo viên với kinh nghiệm và năng lực của mình cần:
-Khuyến khích, khơi gợi tiềm năng to lớn về học tập ở HS để họ tự đào sâu suy nghĩ, tìm tòi phát huy khả năng của họ. Có thể nêu gƣơng các nhà khoa học, sinh viên, học sinh tiêu biểu trong quá trình học tập bộ môn sẽ kích thích đƣợc tiềm năng sáng tạo và quyết tâm phấn đấu học tập theo những tấm gƣơng đó.
-Giúp HS ham học, hứng thú học, biết cách tự học, khám phá thế giới.
- Giúp HS rèn luyện để phát triển năng lực tƣ duy sáng tạo, năng lực phát hiện và giải quyết vấn đề.
1.3.Vai trò của bài tập vật lí trong dạy học sáng tạo 1.3.1. Định nghĩa bài tập vật lí
Trong thực tế dạy học, bài tập vật lí là một vấn đề đặt ra đòi hỏi giải quyết nhờ những suy luận lôgic, những phép toán và thí nghiệm dựa trên cơ sở các định luật và các phƣơng pháp vật lí. Hiểu theo nghĩa rộng, mỗi vấn đề xuất hiện do nghiên cứu tài liệu giáo khoa cũng chính là một bài tập vật lí đối với học sinh.
Ta cũng có thể hiểu BTVL là những bài tập đƣợc lựa chọn một cách phù hợp với mục đích nghiên cứu các hiện tƣợng vật lí, hình thành các khái niệm, phát triển tƣ duy của HS và rèn luyện kĩ năng vận dụng các kiến thức của họ vào thực tiễn.
1.3.2. Vai trò của bài tập vật lí
BTVL là phƣơng tiện ôn tập, củng cố, mở rộng kiến thức đã học một cách sinh động và có hiệu quả. Khi xây dựng kiến thức, HS đã nắm đƣợc những quy luật chung, những khái niiệm, định nghĩa… là những cái trừu tƣợng. Trƣớc khi giải các BTVL, học sinh phải vận dụng những kiến thức khái quát, trừu tƣợng đó vào trong những trƣờng hợp cụ thể rất đa dạng, có khi đòi hỏi phải vận dụng một cách tổng hợp các kiến thức đã học trong cả chƣơng, cả phần. Nhờ thế, HS sẽ hiểu rõ hơn và ghi nhớ vững chắc những kiến thức đã học.
BTVL có thể là điểm khởi đầu dẫn dắt đến kiến thức mới. Có thể đƣợc sử dụng là phƣơng tiện nghiên cứu mới khi trang bị kiến thức mới cho HS nhằm đảm bảo cho HS lĩnh hội kiến thức mới một cách sâu sắc. Với kiến thức thức toán học và lập luận logic, sử dụng BTVL một cách khéo léo thì phần kiến thức đƣợc xây dựng một cách khoa học, đơn giản và dễ hiểu.
Rèn luyện cho HS kĩ năng, kĩ xảo vận dụng kiến thức, liên hệ lý thuyết thực tiễn, học tập với đời sống. Các môn khoa học nói chung và môn vật lí nói riêng thì việc vận dụng lý thuyết vào thực tiễn là rất quan trọng.
Thông qua việc giải bài tập có thể rèn cho HS những đức tính tốt nhƣ tính tự lập, tính cẩn thận, tính kiên trì, tinh thần vƣợt khó. Khi làm bài tập phải tự mình phân tích các điều kiện của đề bài, tự xây dựng lập luận, thực hiện phép toán (nếu có), tự kiểm tra hoặc phê phán các kết luận đã rút ra, do đó năng lực làm việc tự lực của họ đƣợc nâng cao, tính kiên trì đƣợc rèn luyện.
BTVL là phƣơng tiện có tầm quan trọng đặc biệt trong việc rèn tƣ duy sáng tạo, bồi dƣỡng phƣơng pháp nghiên cứu khoa học cho HS. Giải bài tập là một hình thức làm việc tự lực căn bản của HS. Có nhiều BTVL không chỉ dừng lại ở phạm vi vận dụng kiến hức mà còn giúp bồi dƣỡng cho HS tƣ duy sáng tạo. Đặc biệt là những bài tập giải thích hiện tƣợng, bài tập thí nghiệm, bài tập thiết kế sử dụng rất có ích về mặt này. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
BTVL cũng là một phƣơng tiện có hiệu quả để kiểm tra mức độ nắm vững kiến thức của HS. Tùy theo cách đặt câu hỏi kiểm tra, ta có thể phân loại đƣợc các mức độ nắm vững kiến thức của HS, khiến cho việc đánh giá chất lƣợng kiến thức của HS đƣợc chính xác.
1.3.3. Khái niệm BTST của Razumôpxki
Theo Razumôpxki BTST là bài tập trong đó xuất hiện những yêu cầu mà việc giải quyết chúng phải dựa trên những kiến thức và quy luật vật lí nhƣng lại thiếu những chỉ dẫn trực tiếp hoặc gián tiếp là dựa vào hiện tƣợng nào, quy luật nào.
Bản chất của BTST là tìm đƣợc nguyên tắc giải quyết bài toán và các nguyên tắc đó thực chất đã chứa đựng trong các điều kiện bài toán (không đánh đố). Việc
tìm kiếm các nguyên tắc giải quyết bài toán quan trọng hơn kết quả ( sản phẩm), do đó vai trò đặc biệt của BTST là đặc trƣng luyện tập, rèn luyện năng lực tƣ duy tìm kiếm giải pháp.
Nhƣ vậy, để giải BTST, học sinh cần phải có sự nhạy bén trong tƣ duy, khả năng tƣởng tƣợng, sự vận dụng kiến thức một cách sáng tạo trong những tình huống mới, hoàn cảnh mới, học sinh phát hiện ra những điều chƣa biết đối với bản thân họ. Loại bài tập này yêu học sinh có khả năng đề xuất, đánh giá theo ý kiến riêng của học sinh.
Dựa trên quan điểm này và khái quát hóa những vấn đề về NLST cũng nhƣ rèn luyện NLST cho HS trong dạy học vật lí đã trình bày ở trên của luận văn, có thể coi một bài tập là BTST nếu thỏa mãn các yêu cầu sau:
- Phải dựa trên các hiện tƣợng, quy luật vật lí mà HS đã có, đã biết (không đánh đố HS).
- Chƣa có những chỉ dẫn trực tiếp hoặc gián tiếp cần sử dụng kiến thức cụ thể nào.
- Nguyên tắc giải quyết bài tập là điều mới mẻ, chƣa có. Tuy nhiên những nguyên tắc đó lại đã chứa đựng trong các điều kiện của bài tập.
Nếu phân loại bài tập vật lí theo yêu cầu luyện tập kĩ năng và phát triển tƣ duy học sinh thì có thể chia thành bài tập luyện tập và bài tập sáng tạo.
Bài tập luyện tập Bài tập sáng tạo
Có algorit giải Không chỉ dẫn algorit giải Áp dụng các kiến thức xác định đã biết
để giải
Vận dụng linh hoạt, sáng tạo những kiến thức cũ.
Dạng bài tập theo khuôn mẫu nhất định Không theo khuôn mẫu Tình huống quen thuộc Tình huống mới
Có tính tái hiện Có tính phát hiện Không yêu cầu khả năng đề xuất, đánh
giá
Yêu cầu khả năng đề xuất, đánh giá
1.3.4. Quan niệm về STKH - KT theo thuyết TRIZ
Hiện nay trên thế giới có khá nhiều phƣơng pháp, phƣơng pháp luận đƣợc xây dựng dựa trên những cách tiếp cận khác nhau. Một cách gần đúng, có thể chia các cách tiếp cận này thành bốn loại:
Cách 1. Cách tiếp cận thuần túy tâm lí. Ví dụ nhƣ phƣơng pháp não công cổ điển.
Cách 2. Cách tiếp cận kết hợp tâm lí với một số kinh nghiệm mang tính khái quát của những ngƣời có thành tích sáng tạo tốt.
Cách 3. Cách tiếp cận nhằm bao quát tất cả các phép thử có thể có để từ đó có thể tìm ra tất cả các lời giải có thể có.
Cách 4. Cách tiếp cận dựa trên các quy luật phát triển hệ thống nhằm xây dựng cơ chế định hƣớng trong tƣ duy sáng tạo (nhằm khắc phục nhƣợc điểm cơ bản nhất của phƣơng pháp thử và sai).
Nổi bật nhất đó là Lí thuyết giải các bài toán sáng chế đƣợc viết bằng tiếng Nga và chuyển sang kí tự latinh là Teoriya Reshniya Izobretatelskikh Zadatch, viết tắt là TRIZ. Tác giả của TRIZ là ông Genrikh Saulovich Altshuller (1926-1998), nhà sáng chế, đồng thời là nhà văn viết truyện kho học viễn tƣởng ngƣời Nga. TRIZ là phƣơng pháp luận tìm kiếm những giải pháp kĩ thuật mới, cho những kết quả khả quan, ổn định khi giải những bài toán khác nhau, thích hợp cho việc dạy và học với đông đảo quần chúng.
TRIZ đƣợc xây dựng nhƣ một khoa học chính xác, có lĩnh vực nghiện cứu riêng, các phƣơng pháp riêng, ngôn ngữ riêng, các công cụ riêng. Hạt nhân của TRIZ là Algorit giải các bài toán sáng chế ( viết tắt theo chuyển tự từ tiếng Nga là ARIZ ).
ARIZ là một chƣơng trình các hoạt động tƣ duy có định hƣớng, đƣợc kế hoạch hóa. Nó có mục đích tổ chức hợp lí và làm tích cực hóa tƣ duy sáng tạo, bƣớc đầu tạo cơ sơ cho lí thuyết chung về tƣ duy định hƣớng. ARIZ có tính lôgic và linh động. Về mặt lôgic, ARIZ có tác dụng phân nhỏ bài toán sáng chế thành từng phần, vừa sức với ngƣời giải bình thƣờng. Về mặt linh động, nó khai thác tới mức lớn
nhất mặt mạnh của từng ngƣời nhƣ kiến thức, kinh nghiệm, trí tƣởng tƣợng, linh tính... và hạn chế mặt yếu nhƣ tính ì tâm lí, sự phân tán trong suy nghĩ. Lợi ích của ARIZ nói chung là nâng cao hiệu suất tƣ duy sáng tạo và giải quyết vấn đề.
Ý nghĩa của TRIZ là ở chỗ xây dựng tƣ duy định hƣớng nhằm đi đến lời giải bằng con đƣờng ngắn nhất dựa trên các quy luật phát triển các hệ kĩ thuật và sử dụng chƣơng trình tuần tự các bƣớc, có kết hợp một cách hợp lí bốn yếu tố: tâm lí. loogic, kiến thức và trí tƣởng tƣợng. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Bài toán (problem) là một tình huống ngƣời giải biết mục đích cần đạt đƣợc nhƣng không biết cách đạt đến đến mục đích hoặc không biết cách tối ƣu đạt đến mục đích trong một số cách đã biết. TRIZ phân biệt hai loại bài toán:
Loại thứ nhất: Bài toán giáo khoa (còn gọi là bài tập) đƣợc phát biểu rõ ràng, gồm hai phần giả thuyết và kết luận. Phần giả thuyế trình bày các yếu tố cho trƣớc đủ để giải bài tập, phần kết luận chỉ ra đúng mục đích cần đạt đƣợc. Các bài tập này thƣờng gặp trong SGK, sách bài tập và đƣợc sử dụng phổ biến trong dạy học, nội dung mang tính hàn lâm.
Loại thứ hai: Bài toán sáng tạo (hay còn gọi là tình huống vấn đề xuất phát). Ngƣời giải bài tập phải tự phát biểu bài toán, phần giả thiết có thể thiếu hoặc thừa hoặc vừa thiếu vừa thừa, phần kế hoạch nêu mục đích chung chung không rõ ràng, không chỉ ra cụ thể phải tìm đƣợc cái gì. Trong quá trình giải toán, ngƣời giải phải trải qua giai đoạn biến tình huống vấn đề xuất phát thành bài toán giáo khoa qua các bƣớc sau:
- Phát hiện các tình huống vấn đề xuất phát cụ thể;
- Lựa chọn tình huống vấn đề xuất phát ƣu tiên để giải quyết;
- Phát hiện và phát biểu các bài toán cụ thể có thể có của tình huống vấn đề xuất phát ƣu tiên;
- Phân tích, đánh giá và lựa chọn các bài tập giáo khoa cần giải;
Bài toán sáng tạo (vấn đề) có thể có vấn đề phạm vi rộng hẹp khác nhau nhƣ cá nhân, tập thể, quốc gia toàn cầu hay thậm chí cả vũ trụ, có thể nảy sinh trong bất
cứ thời điểm nào với bất kì ai. Các bài toán có mức độ khó khác nhau, tƣơng ứng mức sáng tạo khác nhau.
Đối tƣợng của TRIZ là vấn đề bài toán sáng chế (nội dung kỹ thuật) Mức độ khó của bài toán phụ thuộc phạm vi tính mới, tính ích lợi. Đề xuất ý tƣởng giải bài toán sáng chế: sử dụng các thủ thuật (nguyên tắc sáng tạo) Bài tập sáng tạo về vật lí có bản chất tƣơng tự với vấn đề bài toán của TRIZ, chỉ khác ở phạm vi và mức độ sáng tạo. Đa số các sáng chế kỹ thuật đều dựa trên các nguyên tắc của vật lí học là nội dung của các kiến thức cơ bản đƣợc vận dụng để
giải BTST.
Có thể vận dụng một số NTST của TRIZ xây dựng BTST, để hƣớng dẫn HS tƣ duy giải BTST, qua đó bồi dƣỡng tƣ duy sáng tạo cho HS. Để giải các bài toán sáng tạo, tạo ra các sản phẩm vật chất mới (có tính toàn cầu). TRIZ đã nêu ra 40 thủ thuật (nguyên tắc) sáng tạo.
Loại bài toán thứ hai này có tác dụng to lớn trong việc bồi dƣỡng tƣ duy linh hoạt sáng tạo và đầu óc thực tiễn, có thể vận dụng trong dạy học có tính tƣơng đối, cục bộ; trong môn vật lí có nhiều khả năng sử dụng các thủ thuật của TRIZ để xây dựng và giải các bài tập sáng tạo bởi vì các quy luật của vật lí học là cơ sở của hầu hết các thiết bị kĩ thuật – sản phẩm của các bài toán sáng chế của nhân loại.