BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

Hồ Ngọc Đăng Khoa

VẬN DỤNG PHƯƠNG PHÁP LUẬN SÁNG TẠO
TRIZ XÂY DỰNG VÀ HƯỚNG DẪN HỌC SINH
GIẢI HỆ THỐNG BÀI TẬP SÁNG TẠO
CHƯƠNG “ CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN”
VẬT LÝ 10 THPT

LUẬN VĂN THẠC SĨ GIÁO DỤC HỌC

Thành phố Hồ Chí Minh - 2014


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

Hồ Ngọc Đăng Khoa

VẬN DỤNG PHƯƠNG PHÁP LUẬN SÁNG TẠO
TRIZ XÂY DỰNG VÀ HƯỚNG DẪN HỌC SINH
GIẢI HỆ THỐNG BÀI TẬP SÁNG TẠO
CHƯƠNG “ CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN”
VẬT LÝ 10 THPT
Chuyên ngành : Lý luận và phương pháp dạy học Vật Lý
Mã số

: 60 14 01 11
LUẬN VĂN THẠC SĨ GIÁO DỤC HỌC

Tp. HCM, ngày …. tháng….. năm 2014
Tác giả

Hồ Ngọc Đăng Khoa


MỤC LỤC
Trang phụ bìa
Mục lục
Lời cảm ơn
Danh mục các chữ viết tắt
Danh mục hình vẽ
Danh mục các bảng biểu
MỞ ĐẦU ......................................................................................................................... 1
Chương 1. CƠ SỞ LÝ LUẬN ....................................................................................... 5
1.1. Năng lực tư duy sáng tạo ...................................................................................... 5
1.1.1. Năng lực ....................................................................................................... 5
1.1.2. Tư duy .......................................................................................................... 5
1.1.3. Sáng tạo. ....................................................................................................... 8
1.1.4. Năng lực tư duy sáng tạo ............................................................................. 9
1.1.5. Những yếu tố ảnh hưởng đến năng lực tư duy sáng tạo của học sinh. ............ 10
1.1.6. Các biện pháp phát triển tư duy sáng tạo của học sinh .............................. 14
1.2. Cơ sở lý luận về dạy học bài tập vật lý............................................................... 15
1.2.1. Khái niệm bài tập vật lý............................................................................... 15
1.2.2. Vai trò của bài tập Vật Lý ........................................................................... 16
1.2.3. Phân loại bài tập vật lý ................................................................................ 17
1.2.4. Tư duy trong quá trình giải bài tập vật lý .................................................... 18
1.2.5. Các hình thức dạy học về bài tập vật lý....................................................... 19
1.3. Bài tập sáng tạo về vật lý - phương tiện dạy học sáng tạo trong môn vật lý
ở trường phổ thông ........................................................................................... 22

Chương 3. THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM .................................................................. 83
3.1. Mục đích, đối tượng và nhiệm vụ TNSP ............................................................ 83
3.1.1. Mục đích ...................................................................................................... 83
3.1.2. Đối tượng thực nghiệm................................................................................ 83
3.1.3. Nhiệm vụ của TNSP .................................................................................... 84
3.2. Nội dung thực nghiệm ........................................................................................ 84
3.2.1. Công tác chuẩn bị ........................................................................................ 84
3.2.2. Tiến hành thực nghiệm ................................................................................ 84
3.3. Kết quả thực nghiệm........................................................................................... 84
3.3.1. Đánh giá định tính ........................................................................................ 85
3.3.2. Đánh giá định lượng thông qua xử lí, phân tích bài kiểm tra bằng
phương pháp thống kê kiểm định .............................................................. 86
3.3.3. Kiểm định giả thuyết thống kê ................................................................... 91
KẾT LUẬN .................................................................................................................. 94
TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................................... 97
PHỤ LỤC


DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
BT

:

Bài tập

BTST

:

Bài tập sáng tạo


GV

:

Giáo viên

HS

:

Học sinh

NT

:

Nguyên tắc

NTST

:

Nguyên tắc sáng tạo

Nxb

:

Nhà xuất bản


THPT

:

Trung học phổ thông

TN

:

Thực nghiệm

TNSP

:

Thực nghiệm sư phạm

TRIZ

:

Lí thuyết giải các bài toán sáng chế

SPSS

:

Statistical Package for Social Sciences

Hình 1.2.

Mô hình hiệu ứng đường hầm.................................................................... 12

Hình 1.3.

Các nguồn kiến thức và thành tựu của nhiều bộ môn khoa học kĩ
thuật được TRIZ kế thừa ............................................................................ 29

Hình 1.4.

Sự giao nhau giữa hoạt động phát minh, sáng chế và DHST .................... 30

Hình 1.5.

Quy trình xây dựng BTST ......................................................................... 36

Hình 2.1.

Sơ đồ cấu trúc chương “Các đinh luât bảo toàn” theo sách giáo
khoa Vât lí 10 chương trình nâng cao ........................................................ 41

Hình 3.1.

Biểu đồ phân bố tần số điểm 1 tiết của lớp thực nghiệm và lớp đối chứng ......... 87

Hình 3.2.

Biểu đồ phân bố tần số điểm kiểm tra 1 tiết của lớp thực nghiệm và
lớp đối chứng ............................................................................................. 88

giảng dạy cho thấy, việc giải bài tập Vật lý của HS phổ thông còn gặp nhiều khó khăn.
Đa số các em thường giải bài tập Vật lý như giải bài tập đại số mà không hiểu ý nghĩa
vật lý của nó. Mặt khác các bài tập SGK thường khác xa với những bài toán mà HS sẽ
gặp trong cuộc sống. 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. Chính vì thế hệ thống những bài tập sáng tạo


2

là những phương tiện có tầm quan trọng và có tác động mạnh mẽ 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 lí chính là
dạy học sáng tạo, nó sẽ góp phần vào việc đào tạo ra một 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.
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
chương “Các định luật bảo toàn” và đề xuất cách giải BTST đã xây dựng nhằm bồi
dưỡng tư duy sáng tạo cho học sinh.
Do đó tôi chọn đề tài : “Vận dụng phương pháp luận sáng tạo TRIZ xây dựng và
hướng dẫn học sinh giải hệ thống bài tập sáng tạo chương “Các định luật bảo toàn”
lớp 10 THPT.
2.Mục đích nghiên cứu
Vận dụng các nguyên tắc sáng tạo của TRIZ, xây dựng và hướng dẫn giải hệ thống
bài tập sáng tạo nhằm bồi dưỡng tư duy, năng lực sáng tạo cho học sinh trong dạy học

- 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 “Các định luật
bảo toàn”. Vật lý 10 THPT.
6. Phạm vi nghiên cứu
Do điều kiện khách quan lẫn chủ quan nên trong phạm vi đề tài này tôi chỉ xây
dựng hệ thống bài tập sáng tạo cho chương “ Các định luật bảo toàn” Lớp 10 THPT.
7. Các phương pháp nghiên cứu:
Để thực hiện các nhiệm vụ trên, tôi sử dụng các phương pháp sau:
- Phương pháp nghiên cứu lí luận:
+ Nghiên cứu các tài liệu lý luận dạy học để làm sáng tỏ về mặt lý luận các vấn
đề có liên quan đến đề tài.
+ Nghiên cứu các tài liệu về phương pháp luận sáng tạo khoa học kỹ thuật
TRIZ.
+ Nghiên cứu chương trình SGK và sách bài tập, sách giáo viên, các tài liệu bài
tập tham khảo để phân tích cấu trúc logic, nội dung của các kiến thức thuộc chương
“Các định luật bảo toàn”.


4

- Phương pháp nghiên cứu điều tra – phỏng vấn
+ Tìm hiểu việc dạy (thông qua phỏng vấn trao đổi với giáo viên) và việc học
(thông qua trao đổi với học sinh, phiếu điều tra cơ bản) nhằm đánh giá tình hình dạy
học chương “ Các định luật bảo toàn” – Vật lý 10 THPT.
- Phương pháp thực nghiệm sư phạm
+ Xây dựng tiến trình bài học
+ Tiến hành thực nghiệm sư phạm theo kế hoạch.
+ Phân tích kết quả thu được trong quá trình thực nghiệm sư phạm, đối chiếu
với mục đích nghiên cứu và rút ra kết luận của đề tài.
8. Đóng góp mới của đề tài:

được những thuộc tính, hiện tượng, quan hệ mới.[1]
Tư duy là một quá trình tâm lý phản ánh những thuộc tính bản chất, những mối
liên hệ và quan hệ bên trong có tính quy luật của sự vật, hiện tượng trong hiện thực
khách quan mà trước đó ta chưa biết.
b) Các đặc điểm của tư duy [1],
- 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.


6

- Tư duy liên hệ chặt chẽ với ngôn ngữ, ngôn ngữ là phương tiện, hình thức
biểu đạt của tư duy.
c) Phân loại tư duy [1]
Phân loại tư duy là một vấn đề phức tạp. Có nhiều cách phân loại khác nhau,
tùy thuộc vào việc chọn dấu hiệu phân loại. Trong DHVL, người ta quan tâm đến các
loại tư duy chủ yếu sau đây.
- Tư duy kinh nghiệm: là tư duy chủ yếu dựa trên kinh nghiệm cảm tính và sử
dụng phương pháp “ thử và sai”. Đây là kiểu tư duy đơn giản, không cần rèn luyện
nhiều, có ích trong trong hoạt động hằng ngày để giải quyết một số vấn đề trong phạm
vi hẹp.
- Tư duy lý luận: Là loại tư duy giải quyết nhiệm vụ được đề ra dựa trên sử
dụng những khái niệm trừu tượng, những tri thức lý luận. Nhờ có loại tư duy này mà
con người mới có thể đi sâu vào bản chất của sự vật, hiện tượng, phát hiện được quy
luật vận động của chúng và sử dụng tri thức để cải tạo thế giới tự nhiên, phục vụ lợi
ích của mình.
- Tư duy lôgic: Là tư duy tuân theo các quy tắc, quy luật của logic học một cách
chặt chẽ, chính xác, không phạm phải sai lầm trong các lập luận, biết cách phát hiện

duy của người khác, không có chính kiến riêng của bản thân về một lĩnh vực nào đó.
- Tư duy độc lập: Để chỉ tư duy của những người có chính kiến riêng trong một
lĩnh vực nào đó, cho dù chính kiến đó khác, thậm chí đối lập với ý kiến của những
người có uy tín và có quyền lực cao.
- Tư duy phê phán: là tư duy độc lập trước một sự việc, quan sát, phân tích,
tổng hợp, để có phán xét đúng sự việc đó tốt hay xấu, tốt xấu ở chỗ nào.
- Tư duy sáng tạo: là tư duy sau khi đã phê phán sự việc, chủ thể tư duy tiếp, đề
ra được những giải pháp mới nhằm khắc phục những thiếu sót và phát huy ưu điểm
của giải pháp đó.
Các loại tư duy ở trên được sắp xếp theo mức độ độc lập tăng dần của chủ thể
tư duy. Theo tôi đây là cách phân loại tư duy rõ ràng nhất. Người có TDST thì có tư
duy độc lâp và tư duy phê phán, ngược lại người có tư duy lệ thuộc thì không có 3 loại
tư duy còn lại. Trong luận văn chúng tôi đã sử dụng khái niệm TDST của tác giả Phan
Dũng. [3]
d) Vai trò của tư duy


8

Theo [4] tư duy có vai trò rất lớn đối với đời sống và hoạt động nhận thức của
con người. Tư duy mở rộng giới hạn của nhận thức, tạo ra khả năng để vượt ra ngoài
những giới hạn của kinh nghiệm trực tiếp do cảm giác và tri giác mang lại, để đi sâu
vào bản chất của sự vật, hiện tượng và tìm ra những mối liên hệ có tính quy luật với
nhau.
Tư duy không chỉ giải quyết những nhiệm vụ trước mắt, trong hiện tại mà còn
có khả năng giải quyết trước cả những nhiệm vụ trong tương lai.
Tư duy cải tạo thông tin của nhận thức cảm tính làm cho chúng có ý nghĩa hơn
cho hoạt động của con người. Nhờ tư duy mà con người hiểu biết sâu sắc và vững chắc
hơn về thực tiễn và nhờ đó hành động của con người có kết quả cao hơn.
1.1.3. Sáng tạo.

 Bước 5: Kết luận theo định nghĩa sáng tạo
1.1.4. Năng lực tư duy sáng tạo
Tư duy sáng tạo (TDST) là quá trình suy nghĩ đưa người giải từ không biết cách
đạt mục đích, từ không biết cách tối ưu đạt mục đích trong một số cách đã biết. [3]
Theo [6] TDST là quá trình biến đổi thông tin thành tri thức hoặc (và) tri thức đã biến
thành tri thức mới bằng các hiện tượng tâm lý.
Cách phát biểu khái niệm TDST này phản ánh sự liên quan giữa tâm lý học và
tin học.
Tư duy sáng tạo, quá trình suy nghĩ giải quyết vấn đề và ra quyết định quá trình
biến đổi thông tin được coi là tương đương về nghĩa.[6]
Tư duy sáng tạo là đỉnh cao nhất của các quá trình hoạt động trí tuệ của con
người. Tư duy sáng tạo được xác định bởi chất lượng hoạt động trí tuệ ở mức độ cao
với các phẩm chất quan trọng: Tính mềm dẻo, tính linh hoạt, tính độc đáo và tính nhạy
cảm của tư duy.[4]
Quá trình sáng tạo của con người thường bắt đầu từ một ý tưởng mới, bắt nguồn
từ TDST của mỗi người. Người có năng lực TDST thường có đặc trưng sau:


Có tư duy độc lập và biết nhận xét, phê phán theo quan điểm riêng

không phụ thuộc, gò bó vào những cái cũ, không tư duy theo lối mòn.


Luôn đi vào các vấn đề bản chất nhằm tìm ra quy luật.



Có khả năng dự báo và say sưa nung nấu các ý tưởng mới.



Ngôn ngữ vừa là phương tiện vừa là kết quả của tư duy. Các đối tượng nhận
thức khi phản ánh vào đầu óc chủ thể trở thành biểu tượng tâm lí, biểu tượng là bản
sao của đối tượng thông qua nhận thức chủ quan của chủ thể được diễn đạt bằng ngôn
ngữ. Tư duy của con người luôn gắn với ngôn ngữ. Nói rõ hơn, con người suy nghĩ
bằng ngôn ngữ và bị tác động bởi ngôn ngữ.
Con người tư duy không chỉ bằng ngôn ngữ mà còn bằng cả các ký hiệu, ký
hiệu giúp cho tư duy trở nên gọn hơn.
Hình vẽ là một loại ký hiệu mô tả trực quan đối tượng. Hầu hết các phát minh
và sáng chế đều bắt đầu dưới dạng hình ảnh, biểu tượng trong đầu, sau đó mới là từ
ngữ. Trong bất kỳ giai đoạn nào của tư duy, nếu có thể hãy trình bày suy nghĩ bằng
hình vẽ.


11

Để rèn luyện TDST đạt hiệu quả cần lựa chọn từ ngữ sao cho kích thích tư duy, sử
dụng các ký hiệu, hình vẽ để quá trình tư duy trở nên đơn giản, dễ hiểu và trực quan
hơn.
c) Tính nhạy bén của tư duy
Tính nhạy bén của tư duy là khả năng phát hiện ra giá trị của thông tin và sử
dụng chúng để giải bài toán trong khi nhiều người khác cũng tiếp nhận thông tin đó
nhưng lại không phát hiện ra.
Hình vẽ sau thể hiện mô hình tính nhạy bén của tư duy do B.M. Kedrov khởi
xướng:

a) Thông tin bên ngoài
b) Thông tin bên trong
Hình 1.1. Mô hình tính nhạy bén của tư duy
Tuỳ thuộc vào mức độ khao khát giải được bài toán cho trước, cách liên kết
đường (1) và đường (2), mức độ rõ ràng cho trước, cách liên kết đường (1) và đường

f) Trí tưởng tượng
Theo [6], trí tưởng tượng là sự xây dựng trong óc hình ảnh về đối tượng mà
trong khoảng thời gian xây dựng và tồn tại hình ảnh, người tưởng tượng không tiếp thu
đối tượng đó một cách trực tiếp thông qua các giác quan.
Theo [8], tưởng tượng là xây dựng trong đầu những hình ảnh mới trên cơ sở các
biểu tượng đã có. Biểu tượng là hình ảnh sự vật nảy sinh trên vỏ não khi sự vật không
còn trực tiếp tác động vào giác quan của chúng ta nữa.
Nếu như cơ sở sinh lí của trí nhớ là kết nối các đường liên hệ thần kinh tạm thời
và tái hiện những gì được lưu giữ thì khi tưởng tượng, hệ thống các mối liên kết trong
quá khứ bị tách ra, rồi kết hợp lại theo cách mới. về bản chất, cơ chế của trí tưởng
tượng là dựa trên các hình ảnh đã có để tạo ra các hình ảnh mới.
Trí tưởng tượng cũng như trực giác đặc biệt quan trọng không thể thay thế được
trong những giai đoạn đầu tiên của quá trình phát triển rất nhiều lĩnh vực khoa học kỹ
thuật hoặc ở giai đoạn mà lí thuyết hiện hành không còn đủ khả năng giải thích những
kết quả mới thu được từ thực tiễn.
Theo chu trình sáng tạo của Razumôpxki, trong các giai đoạn từ sự kiện khởi
đầu để xây dựng nên các mô hình và từ các hệ quả đến tìm ra các thí nghiệm kiểm tra
các hệ quả thì trí tưởng tượng là công cụ gần như là duy nhất để thực hiện được các
công việc đó - công việc xây dựng các khái niệm mới và tìm các quy luật khách quan.
Người ta chia trí tưởng tượng thành ba loại [6]
 Trí tưởng tượng logic: Là tưởng tượng dựa trên sự lập luận mang tính chặt
chẽ nhất định.
 Trí tưởng tượng phê phán: Là tưởng tượng thiên về phía phê phán, hiểu
theo nghĩa, đi tìm các nhược điểm, khuyết tật, chỗ yếu,... có thể nảy sinh trong tương
lai.
 Trí tưởng tượng sáng tạo: Là tưởng tượng phát hiện hoặc tạo ra đối tượng
đồng thời có tính mới và tính có lợi. Đó là tưởng tượng để có được phát minh và sáng
chế. Ví dụ bất kỳ một học sinh THPT nào cũng đều biết được lực kế để đo lực kéo



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


15

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.
Ngoài ra theo tôi để rèn luyện tư duy sáng tạo cho học sinh chúng ta cũng có thể áp
dụng các cách sau:
• Tạo điều kiện về tinh thần
• Tạo điều kiện về vật chất
• Tạo điều kiện về quy luật vận động khách quan của đối tượng.
1.2. Cơ sở lý luận về dạy học bài tập vật lý
1.2.1. Khái niệm bài tập vật lý
Bài tập vật lý được hiểu là một vấn đề được giải quyết nhờ những suy nghĩ
logic, những phép toán và thí nghiệm trên cơ sở các định luật và các phương pháp vật
lý.
Các bài tập vật lý có thể hiện diện ở tất cả các giai đoạn của quá trình lĩnh hội
môn học này, tức là từ bước đặt vấn đề để bắt đầu nghiên cứu một đề mục, cho đến
bước nghiên cứu giải quyết vấn đề, bước vận dụng để củng cố, luyện tập, ôn tập hoặc
mở rộng, đào sâu tri thức và thực hành ... Tuỳ theo mục đích sử dựng, các bài tập vật
lý có thể xây dựng với nội dung thích hợp và cách giải tương ứng. Có lúc các bài tập
vật lý xuất hiện tường minh dưới dạng những đề toán quen thuộc như chúng ta vẫn
thường gặp trong các giờ học hoặc các kì thi, nhưng cũng có lúc chúng ta còn phải
phát hiện ra chúng và tự mình nêu thành lời để trở nên một bài tập vật lý quen thuộc và
phải tự mình cung cấp cả số liệu và yêu cầu cần tìm cho bài tập trước khi có thể giải để
đi tới kết quả cuối cùng.

hơn và ghi nhớ vững chắc hơn kiến thức đó.
Bài tập vật lý là một phương tiện giúp học sinh rèn luyện kĩ năng, kĩ xảo vận
dụng lí thuyết vào thực tiễn, rèn luyện thói quen vận dụng kiến thức khái quát. Bằng
việc xây dựng các bài tập có nội dung sát với thực tiễn đời sống, trong đó để giải được
nó yêu cầu học sinh phải vận dụng kiến thức đã học để giải thích các hiện tượng hoặc
dự đoán các hiện tượng có thể xảy ra với những điều kiện cho trước.
Bài tập vật lý là một phương tiện có tầm quan trọng đặc biệt trong rèn luyện tư
duy, bồi dưỡng phương pháp nghiên cứu khoa học cho học sinh giải bài tập là một
hình thức làm việc tự lực căn bản của học sinh. Do phải tự mình phân tích các điều