8. Cấu trúc của đề tài
1.3.4. Quan niệm về STK H 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.
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.
Phƣơng pháp xây dựng bài tập sáng tạo về Vật lí
- Lựa chọn bài tập cơ sở
- Giải các bài tập cơ sở dạng tổng quát
- Phân tích hiện tƣợng vật lí, giả thiết cũng nhƣ lời giải và kết quả bài tập. - Vận dụng các nguyên tắc sáng tạo để xây dựng bài tập mới từ các bài tập cơ sở
- Đánh giá về tính sáng tạo (tính mới và tính ích lợi) của bài tập đã xây dựng đƣợc. Khẳng định tính sáng tạo của bài tập đã xây dựng đƣợc.