BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH
NGUYỄN VĂN PHƯƠNG
TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG SÁNG TẠO CỦA HỌC SINH
TRONG DẠY HỌC CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN
Ở TRƯỜNG TRUNG HỌC PHỔ THÔNG
LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC
Nghệ An – 2017
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH
NGUYỄN VĂN PHƯƠNG
TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG SÁNG TẠO CỦA HỌC SINH
TRONG DẠY HỌC CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN
Ở TRƯỜNG TRUNG HỌC PHỔ THÔNG
Chuyên ngành: Lí luận và phương pháp dạy học bộ môn Vật lí
Mã số: 62.14.01.11
LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC
Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS. NGUYỄN ĐÌNH THƯỚC
PGS.TS. HÀ VĂN HÙNG
Nghệ An - 2017
i
LỜI CAM ĐOAN
Tôi cam đoan đây là công trình nghiên cứu khoa học của riêng tôi. Các số liệu,
các kết quả nêu trong luận án là trung thực, khách quan và chưa từng được ai công bố
trong bất kỳ công trình khoa học nào.
Tháng 04 năm 2017
Tác giả luận án
Nguyễn Văn Phương
ii
LỜI CẢM ƠN
Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới tập thể cán bộ hướng dẫn khoa học:
PGS.TS. Nguyễn Đình Thước, PGS.TS. Hà Văn Hùng đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ
tác giả trong suốt quá trình nghiên cứu và hoàn thành luận án.
Tác giả xin chân thành cảm ơn các nhà khoa học chuyên ngành lí luận và
phương pháp dạy học bộ môn vật lí của cơ sở đào tạo sau đại học, trường Đại học
Vinh đã quan tâm giúp đỡ để tác giả hoàn thành luận án này.
Xin chân thành cảm ơn lãnh đạo sở GD&ĐT Nghệ An, trường THPT Nghi lộc 5
cơ quan cử tác giả đi làm NCS; cảm ơn Ban Giám Hiệu, các thầy cô giáo, học sinh
của các trường THPT đã tạo điều kiện thuận lợi cho tác giả thực hiện nhiệm vụ nghiên
cứu về điều tra thực trạng dạy học vật lí và thực nghiệm sư phạm.
Tác giả xin chân thành cảm ơn gia đình và người thân, các đồng nghiệp và bạn
bè đã động viên, giúp đỡ về mọi mặt trong quá trình nghiên cứu và hoàn thành luận
án.
Tháng 04 năm 2017
Tác giả luận án
Nguyễn Văn Phương
iii
MỤC LỤC
Trang
LỜI CAM ĐOAN ........................................................................................................ i
LỜI CẢM ƠN ............................................................................................................. ii
MỤC LỤC ................................................................................................................. iii
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT ........................................................................ vi
DANH MỤC CÁC BẢNG ......................................................................................... v
DANH MỤC CÁC SƠ ĐỒ, ĐỒ THỊ ........................................................................ vi
MỞ ĐẦU .................................................................................................................... 1
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU........................................ 5
1.1. Lược sử hình thành và phát triển khoa học sáng tạo ........................................... 5
1.2. Dạy học phát triển tư duy sáng tạo, năng lực sáng tạo của học sinh ................... 7
1.3. Nghiên cứu phát triển năng lực sáng tạo của học sinh trong dạy học vật lí ...... 10
1.3.1. Dạy học vật lí theo định hướng phát triển năng lực sáng tạo ở các nước Tây
Âu và Mỹ .................................................................................................................. 10
1.3.2. Dạy học vật lý theo định hướng phát triển năng lực sáng tạo cho học sinh ở
Liên Xô (cũ) và ở các nước xã hội chủ nghĩa trước năm 1990 ................................ 11
1.3.3. Nghiên cứu phát triển tư duy sáng tạo, năng lực sáng tạo cho học sinh trong
dạy học vật lí ở Việt Nam ......................................................................................... 12
1.4. Những vấn đề cần tiếp tục nghiên cứu .............................................................. 13
Kết luận chương 1 .................................................................................................... 13
CHƯƠNG 2. CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN VỀ HOẠT ĐỘNG SÁNG TẠO
CỦA HỌC SINH TRONG DẠY HỌC VẬT LÍ Ở TRƯỜNG PHỔ THÔNG ........ 14
2.1. Sáng tạo và tư duy sáng tạo ............................................................................... 14
2.1.1. Khái niệm sáng tạo ......................................................................................... 14
2.1.2. Tư duy sáng tạo .............................................................................................. 15
2.2. Năng lực sáng tạo .............................................................................................. 17
2.2.1. Khái niệm năng lực......................................................................................... 17
2.2.2. Năng lực sáng tạo ........................................................................................... 19
2.3. Hoạt động sáng tạo của học sinh trong dạy học vật lí .......................................... 23
2.3.1. Hoạt động học tập vật lí của học sinh ở trường phổ thông ................................ 23
2.3.2. Hoạt động sáng tạo của học sinh trong dạy học vật lí........................................ 24
2.3.3. Nguyên tắc tổ chức hoạt động sáng tạo của học sinh trong dạy học vật lí ......... 25
iv
2.4. Phát triển năng lực sáng tạo của học sinh trong quá trình dạy học vật lí ............... 28
2.4.1. Cơ sở khoa học về phát triển NLST của học sinh ......................................... 28
2.4.2. Dạy học giải quyết vấn đề trong môn vật lí ở trường THPT.......................... 29
2.4.3. Tổ chức hoạt động sáng tạo của học sinh trong dạy học vật lí....................... 35
2.5. Tổ chức hoạt động sáng tạo trong các hình thức dạy học vật lí ở trường THPT.35
2.5.1. Tổ chức hoạt động sáng tạo trong bài học xây dựng kiến thức mới .............. 35
2.5.2. Tổ chức hoạt động giải bài tập sáng tạo về vật lí ........................................... 38
2.5.3. Tổ chức hoạt động sáng tạo của học sinh trong dạy học dự án ...................... 44
2.5.4. Tổ chức hoạt động sáng tạo của học sinh trong hoạt động ngoại khóa .......... 47
2.6. Thang đo năng lực sáng tạo của học sinh trong dạy học vật lí .......................... 52
2.6.1. Cơ sở thiết kế thang đo năng lực sáng tạo của học sinh ................................. 53
2.6.2. Các tiêu chí về mức độ năng lực sáng tạo của học sinh trong dạy học vật lí . 53
2.7. Thực trạng của việc tổ chức hoạt động sáng tạo của học sinh trong dạy học vật
lí ở trường THPT hiện nay ....................................................................................... 55
2.7.1. Mục đích điều tra ............................................................................................ 55
2.7.2. Đối tượng điều tra........................................................................................... 55
2.7.3. Phương pháp điều tra và thời gian điều tra..................................................... 56
2.7.4. Kết quả điều tra thực trạng ............................................................................. 56
2.7.5. Nhận định kết quả điều tra.............................................................................. 57
Kết luận chương 2 .................................................................................................... 58
CHƯƠNG 3. TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG SÁNG TẠO CỦA HỌC SINH TRONG
DẠY HỌC CHƯƠNG “CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN”..................................... 60
VẬT LÝ 10 TRUNG HỌC PHỔ THÔNG .............................................................. 60
3.1. Ý nghĩa, tầm quan trọng của các định luật bảo toàn trong vật lí học và trong
chương trình Vật lí trung học phổ thông .................................................................. 60
3.1.1. Các định luật bảo toàn trong vật lí học ........................................................... 60
3.1.2. Các định luật bảo toàn trong chương trình Vật lí phổ thông .......................... 61
3.2. Phân tích cấu trúc và nội dung chương “Các định luật bảo toàn” Vật lí 10
trung học phổ thông .................................................................................................. 62
3.3. Chuẩn bị các phương tiện dạy học chương “Các định luật bảo toàn” Vật lí 10
THPT. ....................................................................................................................... 64
3.3.1. Các thí nghiệm sử dụng dạy học chương “Các định luật bảo toàn” Vật lí 10 ......... 65
3.3.2. Hệ thống bài tập sáng tạo dạy học chương “Các định luật bảo toàn” Vật lí 10..... 69
v
3.4. Thiết kế các tiến trình dạy học một số nội dung chương “Các định luật bảo
toàn” Vật lí 10 theo định hướng tổ chức hoạt động sáng tạo của học sinh .............. 76
3.4.1. Tiến trình dạy học bài: Định luật bảo toàn động lượng ................................. 77
3.4.2. Tiến trình dạy học bài: Định luật bảo toàn cơ năng ....................................... 85
3.4.3. Thiết kế tiến trình dạy học bài: Bài tập về các định luật bảo toàn ................. 91
3.4.4. Thiết kế tiến trình DHDA về ứng dụng lĩ thuật của vật lí chương “Các định
luật bảo toàn” Vật lí lớp 10 ...................................................................................... 95
3.4.5. Thiết kế kế hoạch bài học ngoại khóa .......................................................... 105
Kết luận chương 3 .................................................................................................. 113
CHƯƠNG 4: THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM........................................................... 114
4.1. Tổ chức thực nghiệm sư phạm ........................................................................ 114
4.1.1. Mục đích thực nghiệm sư phạm ................................................................... 114
4.1.2. Nội dung thực nghiệm sư phạm ................................................................... 114
4.1.3. Nhiệm vụ thực nghiệm sư phạm .................................................................. 114
4.1.4. Đối tượng thực nghiệm sư phạm .................................................................. 114
4.1.5. Tiến hành thực nghiệm sư phạm. ................................................................. 115
4.1.6. Kết quả thực nghiệm sư phạm ...................................................................... 116
4.1.7. Phân tích định lượng sự tiến bộ của học sinh trong quá trình tham gia hoạt
động sáng tạo .......................................................................................................... 136
4.1.8. Đánh giá về chất lượng học tập của học sinh ............................................... 138
4.2. Phản hồi của giáo viên và học sinh về tổ chức hoạt động sáng tạo................. 138
4.2.1. Kết quả điều tra qua phiếu hỏi ...................................................................... 139
4.3.1. Phân tích kết quả phỏng vấn giáo viên tham dự và học sinh sau thực nghiệm
sư phạm................................................................................................................... 141
Kết luận chương 4 .................................................................................................. 145
KẾT LUẬN CHUNG ............................................................................................. 146
NHỮNG CÔNG TRÌNH CỦA TÁC GIẢ LIÊN QUAN ĐẾN ĐỀ TÀI LUẬN ÁN
ĐÃ ĐƯỢC CÔNG BỐ ........................................................................................... 149
TÀI LIỆU THAM KHẢO ...................................................................................... 150
vi
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
STT
GIẢI NGHĨA
VIẾT TẮT
1.
Bài tập lí thuyết
BTLT
2.
Bài tập thí nghiệm
BTTN
3.
Đánh giá
ĐG
4.
Dạy học
DH
5.
Dạy học dự án, dự án
DHDA, DA
6.
Dạy học vật lí
DHVL
7.
Đối chứng
ĐC
8.
Giải quyết vấn đề
GQVĐ
9.
Giáo viên
GV
10.
Hoạt động sáng tạo
HĐST
11.
Học sinh
HS
12.
Kế hoạch
KH
13.
Khoa học kỹ thuật
KHKT
14.
Năng lực sáng tạo
NLST
15.
Nhà xuất bản
Nxb
16.
Phiếu học tập
PHT
17.
Phương pháp
PP
18.
Phương pháp mô hình
PPMH
19.
Phương pháp thực nghiệm
PPTN
20.
Sách giáo khoa
SGK
21.
Sách tham khảo
STK
22.
Sáng tạo
ST
23.
Thí nghiệm
TN
24.
Thí nghiệm tự làm
TNTL
25.
Trải nghiệm sáng tạo
TNST
26.
Trung học Cơ sở
THCS
27.
Trung học phổ thông
THPT
28.
Tư duy sáng tạo
TDST
v
DANH MỤC CÁC BẢNG
Trang
Bảng 1. Hoạt động trải nghiệm sáng tạo và hoạt động NCKH có nội dung vật lý trong
trường THPT .................................................................................................................52
Bảng 2. Bảng đo mức độ hoạt động sáng tạo của HS trong dạy học Vật lí ..................55
Bảng 3. Thống kê GV giảng dạy và các lớp thực nghiệm .........................................115
Bảng 4. Danh mục sản phẩm sáng tạo khoa học kỹ thuật của học sinh trường THPT
Nghi Lộc 5 ...................................................................................................................132
Bảng 5. Danh mục sản phẩm sáng tạo khoa học kỹ thuật của học sinh trường THPT
Nguyễn Duy Trinh .......................................................................................................133
Bảng 6. Thống kê điểm số đánh giá NLST .................................................................133
Bảng 7. Tần suất lũy tích hội tụ lùi (theo số lượng) ....................................................134
Bảng 8. Tần suất lũy tích hội tụ lùi (theo Phần trăm) .................................................134
Bảng 9. Bảng các thông số thống kê. ..........................................................................137
vi
DANH MỤC CÁC SƠ ĐỒ, ĐỒ THỊ
Sơ đồ 1. Cấu trúc tâm lý của hoạt động...........................................................................9
Sơ đồ 2. Chu trình sáng tạo khoa học của V.G. Razumôpxki .......................................28
Sơ đồ 4. Các giai đoạn của tiến trình dạy học dự án [79, tr. 253] .................................46
Sơ đồ 5. Sơ đồ khái quát của tiến trình xây dựng kiến thức theo kiểu dạy học phát hiện
và GQVĐ. ......................................................................................................................76
Biểu đồ 1. Biểu đồ phân phối điểm số lớp ĐC1 và lớp TN1 ......................................135
Biểu đồ2. Biểu đồ phân phối tần suất lũy tích ĐC1 và lớp TN1 .................................135
Biểu đồ 3: Biểu đồ phân phối điểm số lớp TN2 và lớp ĐC2 ......................................135
Biểu đồ 4: Biểu đồ phân phối tần suất lũy tích TN2 và lớp ĐC2................................135
Biểu đồ 5. Biểu đồ phân phối điểm số lớp TN3 và lớp ĐC3 ......................................135
Biểu đồ 6. Biểu đồ phân phối tần suất lũy tích TN3 và lớp ĐC3 ................................135
Biểu đồ 7: Biểu đồ phân phối điểm số lớp TN4 và lớp ĐC4 ......................................136
Biểu đồ 8: Biểu đồ phân phối tần suất lũy tích TN4 và lớp ĐC4................................136
1
MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
Cuộc cách mạng khoa học - công nghệ bắt đầu từ những năm cuối thế kỉ XX và
trong thế kỉ XXI đã và đang phát triển với những bước tiến nhảy vọt, đưa thế giới từ kỉ
nguyên công nghiệp sang kỉ nguyên thông tin và kinh tế tri thức, nó tác động tới tất cả
các lĩnh vực, làm thay đổi nhanh chóng và sâu sắc đời sống vật chất và tinh thần của
xã hội. Một số đặc điểm cơ bản của cuộc cách mạng khoa học - công nghệ có thể nhận
thấy:
- Tri thức khoa học của nhân loại phát triển theo tốc độ lũy tiến, tạo ra một xã
hội thông tin; thông tin đến nhanh và có nhiều thông tin nhanh chóng trở nên lạc hậu.
Khoảng thời gian phát minh khoa học - công nghệ áp dụng vào thực tế cuộc sống được
thu hẹp lại. Nghề nghiệp, việc làm, hoàn cảnh, vị thế,…biến đổi thường xuyên, nhiều
ngành, nghề mới được nảy sinh phát triển và cũng có những ngành nghề cũ mất dần.
Đặc điểm của lao động hiện đại là lao động sáng tạo, luôn đổi mới công nghệ để tăng
năng suất và chất lượng sản phẩm.
- Vấn đề toàn cầu hóa và hội nhập quốc tế là một xu thế khách quan, vừa là quá
trình hợp tác để phát triển, vừa là quá trình cạnh tranh khốc liệt về mọi mặt giữa các
quốc gia; ưu thế ở các quốc gia có nguồn nhân lực chất lượng cao, năng động, sáng
tạo.
+ Đất nước ta đang thực hiện công nghiệp hóa, hiện đại hóa để trở thành nước
công nghiệp hiện đại. Nhân tố quyết định thắng lợi của sự nghiệp đó là nguồn lực
người Việt Nam được phát triển về số lượng và chất lượng. Việc này cần được bắt đầu
từ giáo dục phổ thông, trước hết phải đổi mới giáo dục theo hướng coi trọng phát triển
năng lực của học sinh, đặc biệt là năng lực sáng tạo.
Kiến thức môn học vật lí nói chung và kiến thức về các định luật bảo toàn nói
riêng của chương trình vật lí phổ thông là cơ sở nền tảng quan trọng của nhiều ngành
khoa học và công nghệ. Tư tưởng bảo toàn là một trong những tư tưởng quan trọng về
cơ sở phương pháp luận nghiên cứu vật lí.
Vấn đề phát triển năng lực sáng tạo trong quá trình dạy học có ý nghĩa to lớn góp
phần thực hiện đổi mới căn bản, toàn diện giáo dục và đào tạo hiện nay ở nước ta.
Xuất phát từ những vấn đề nêu trên, chúng tôi chọn đề tài nghiên cứu: Tổ chức hoạt
động sáng tạo của học sinh trong dạy học chương “Các định luật bảo toàn” Vật lí 10
THPT”.
2
2. Mục đích nghiên cứu
Tổ chức các hoạt động sáng tạo của học sinh trong dạy học vật lí nhằm bồi dưỡng năng
lực sáng tạo cho học sinh.
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
- Đối tượng nghiên cứu: Hoạt động dạy học vật lí ở trường Trung học phổ thông.
- Phạm vi nghiên cứu: Các hình thức tổ chức hoạt động sáng tạo của học sinh
trong dạy học chương “Các định luật bảo toàn” Vật lí 10 THPT.
4. Giả thuyết khoa học
Nếu tổ chức cho học sinh hoạt động xây dựng và vận dụng kiến thức trong dạy
học vật lí phỏng theo hoạt động sáng tạo của nhà vật lí thì sẽ bồi dưỡng được năng lực
sáng tạo, góp phần nâng cao chất lượng học tập.
5. Nhiệm vụ nghiên cứu
5.1. Nghiên cứu năng lực sáng tạo của học sinh trong dạy học vật lí.
5.2. Nghiên cứu hoạt động dạy học vật lí ở trường phổ thông theo hướng phát triển
năng lực sáng tạo cho học sinh.
5.3. Nghiên cứu các hình thức hoạt động sáng tạo của học sinh trong dạy học vật lí
ở trường THPT.
5.4. Nghiên cứu thực trạng tổ chức hoạt động sáng tạo của học sinh trong dạy học
vật lí ở trường THPT.
5.5. Thiết kế hoạt động sáng tạo của học sinh trong dạy học chương “Các định luật
bảo toàn” Vật lí 10 THPT
5.6. Thực nghiệm sư phạm kiểm chứng giả thuyết khoa học của đề tài.
6. Phương pháp nghiên cứu
6.1. Phương pháp lý thuyết
Nghiên cứu những tài liệu liên quan đến đề tài, phân tích - tổng hợp những nội
dung khoa học, xây dựng cơ sở lý luận về tổ chức hoạt động sáng tạo của học sinh
trong dạy học vật lí.
6.2. Phương pháp nghiên cứu thực tiễn
Sử dụng nhóm phương pháp: điều tra đại trà và điều tra theo vùng, sử dụng tư liệu
thông tin, dùng phiếu khảo sát, dùng chuyên gia, để tìm hiểu thực trạng tổ chức hoạt
động sáng tạo của học sinh ở trường THPT.
6.3. Phương pháp thực nghiệm
Thực nghiệm sư phạm, kiểm chứng giả thuyết khoa học của đề tài.
3
6.4. Phương pháp thống kê toán học
Xử lí các số liệu kết quả điều tra và kết quả thực nghiệm sư phạm bằng công cụ
thống kê.
7. Đóng góp mới của luận án
7.1. Đóng góp về mặt lí luận
- Góp phần làm sáng tỏ cơ sở lí luận về dạy học phát triển năng lực sáng tạo của
học sinh, bằng việc làm rõ các khái niệm: Sáng tạo, tư duy sáng tạo, năng lực sáng tạo
và hoạt động sáng tạo của học sinh trong dạy học vật lí ở trường phổ thông.
- Đề xuất 10 đặc trưng biểu hiện năng lực sáng tạo của học sinh trong dạy học vật
lí ở trường THPT.
- Đề xuất 8 nguyên tắc tổ chức hoạt động sáng tạo của học sinh trong dạy học vật
lí ở trường THPT.
- Tổ chức hoạt động sáng tạo của học sinh trong bài học xây dựng kiến thức mới:
hoạt động xây dựng giả thuyết và hoạt động đề xuất phương án thí nghiệm kiểm tra giả
thuyết. Tổ chức hoạt động sáng tạo trong vận dụng kiến thức bằng việc giải bài tập
sáng tạo về vật lí trong các hình thức: Bài học bài tập vật lí, dạy học theo dự án, hoạt
động ngoại khóa (trải nghiệm sáng tạo và NCKH).
- Xây dựng thang đo năng lực sáng tạo của học sinh trong học tập môn Vật lí ở
trường THPT.
7.2. Đóng góp mới về thực tiễn
- Đánh giá được thực trạng tổ chức hoạt động sáng tạo trong dạy học vật lí ở
trường THPT trên địa bàn tỉnh Nghệ An.
- Chuẩn bị được các điều kiện cần thiết cho tổ chức hoạt động sáng tạo của HS
trong dạy học chương “Các định luật bảo toàn” Vật lí 10 theo các hình thức tổ chức
dạy học nêu trên, bao gồm:
+ Chuẩn bị 6 thí nghiệm
+ Xây dựng hệ thống bài tập sáng tạo (có 19 bài)
+ Sản phẩm mẫu dự án (tên lửa nước, máy bơm nước xanh, xe máy điện tận dụng
năng lượng lãng phí)
+ Dữ liệu trực quan số hóa (Video, mô phỏng)
4
- Thiết kế được 5 tiến trình dạy học theo hướng tổ chức hoạt động sáng tạo cho
học sinh: 02 kế hoạch bài học xây dựng kiến thức mới, 01 kế hoạch bài học bài tập vật
lí, 01 kế hoạch dạy học theo dự án, 01 kế hoạch dạy học ngoại khóa. Các tiến trình dạy
học nêu trên đã được thực nghiệm ở trường THPT đạt kết quả. Sản phẩm NCKH của
học sinh đã đạt giải KK, giải Ba cấp Tỉnh.
8. Cấu trúc của luận án
Ngoài phần mở đầu, kết luận, tài liệu tham khảo, danh mục các bài báo liên quan
đến đề tài luận án và phụ lục, luận án có cấu trúc gồm 04 chương:
Chương 1. Tổng quan vấn đề nghiên cứu (9 trang)
Chương 2. Cơ sở lí luận và thực tiễn về hoạt động sáng tạo của học sinh trong dạy học
vật lí ở trường phổ thông (46 trang)
Chương 3. Tổ chức hoạt động sáng tạo của học sinh trong dạy học chương “Các định
luật bảo toàn” Vật lí 10 THPT (54 trang)
Chương 4. Thực nghiệm sư phạm (31 trang)
5
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU
1.1. Lược sử hình thành và phát triển khoa học sáng tạo
Vào thế kỷ thứ III, nhà toán học người Hi Lạp Pappus ở thành phố Alexandria,
người chính thức đặt nền móng khởi đầu cho khoa học về tư duy sáng tạo và gọi khoa
học này là Ơ - ris - tic (Heuristics) (lấy từ gốc “Ơ - rê -ca”: tìm ra rồi). Ơ - ris - tic là
khoa học về phát minh, sáng chế trong mọi lĩnh vực khoa học, kỹ thuật, nghệ thuật,
văn học, chính trị, triết học, quân sự ... Sau Pappos có nhiều nhà khoa học, đặc biệt
phải kể đến Descartes, Leibnitz, Bolzano, Poincaré đã cố gắng xây dựng và phát triển
tiếp Ơ - ris - tic. Trong các tác phẩm của các nhà khoa học về “Thuật phát minh” đã
nghiên cứu các quy tắc và các phương pháp của việc phát minh, sáng chế; đúc kết từ
các phương pháp sáng tạo mà nhiều người đã sử dụng.
Thực sự Ơ - ris - tic đã tồn tại hơn 17 thế kỷ nhưng ít người biết đến. Bởi vì,
trong thời gian dài, xã hội không có nhu cầu cấp thiết về khoa học tư duy nên Ơ - ris tic không phát triển.
Vào nửa cuối thể kỷ 19, các nghiên cứu về tâm lý học sáng tạo khoa học kĩ
thuật bắt đầu xuất hiện. Đến thế kỷ 20, nhiều kết quả nghiên cứu có ý nghĩa quan
trọng, nhà tâm lý học người Mỹ, W.Gordon phát hiện hai cơ chế sáng tạo:
- Loại cơ chế sáng tạo không điều khiển được: như các hiện tượng tâm lý: linh
tính, trực giác, ngẫu hứng,... những gì thuộc tiềm thức, vô thức, dưới ngưỡng ý thức.
- Loại cơ chế sáng tạo điều khiển được như sử dụng các phương pháp sáng tạo.
Theo W.Gordon, cơ chế sáng tạo điều khiển được cần thiết dạy và học cho mọi người.
Điều này giúp nâng cao năng suất, hiệu quả sáng tạo và tạo điều kiện cho cơ chế sáng
tạo không điều khiển được phát huy tác dụng [12], [14], [47], [49], [92].
Các nhà tâm lý học phát hiện ra nhiều yếu tố tâm lý quan trọng như liên tưởng,
linh tính, trí tưởng tượng, tính ỳ tâm lý v.v.. Đã chứng minh được ở tất cả mọi người
bình thường đều có tiềm năng sáng tạo. Quá trình sáng tạo là quá trình có thể nhận
thức được. Sáng tạo có mặt ở mọi lĩnh vực trong xã hội. Nhiều phương pháp để nâng
cao năng suất và hiệu quả tư duy sáng tạo được xây dựng và sử dụng như “Đối tượng
tiêu điểm” (Method of Focal Objects) của F.Zwicky, “Não công” (Brain storming)
6
của A.Osborn. Các phương pháp này có ưu điểm là tích cực hóa tư duy, đề xuất các ý
tưởng - các giải pháp giải quyết vấn đề sáng tạo nhưng chưa khắc phục được nhược
điểm của phương pháp thử và sai là thiếu cơ chế định hướng từ bài toán đến lời giải
trong tư duy sáng tạo [12], [14].
Nhà khoa học có công xây dựng khoa học sáng tạo ở Liên Xô (cũ) và thế giới
Genrich Sanlovich Altshuller (G.S. Altshuller, 1926 - 1998). Dựa trên cơ sở kiến thức
tổng hợp: triết học duy vật biện chứng, lý thuyết hệ thống, điều khiển học, lý thuyết
thông tin, lý thuyết ra quyết định, các phương pháp dự báo, tâm lý học sáng tạo, đã
phân tích các thông tin về sự phát triển trong các hồ sơ sáng chế kỹ thuật. Genrich
Saulovich Altshuller là người khai sinh ra phương pháp luận sáng tạo TRIZ, ông là
một trong những nhà bác học xuất sắc của thế kỉ XX về sáng tạo học. G.S.Altshuller
sinh ra ở Tasken nước cộng hoà Udơbêkixtan. Tốt nghiệp đại học công nghiệp, ông
giảng dạy nhiều năm ở đại học Bacu, là tác giả của hàng chục công trình và khoảng
400 bài luận về TRIZ, là tác giả của hàng trăm phát minh sáng chế xuất sắc.
TRIZ là gì? TRIZ là phiên âm từ chữ cái đầu tiếng Nga ra chữ cái Latinh.
Tiếng Nga: “Теория Решения Изобретательских Задач” ТРИЗ dịch ra tiếng Việt:
“Lý thuyết giải các bài toán sáng chế” (Theory of inventive problem solving).
TRIZ kết hợp một cách chặt chẽ 4 yếu tố: Tâm lí, lôgic, kiến thức, trí tưởng
tượng. Nó có mục đích tích cực hoá hoạt động tư duy sáng tạo. Nó được xây dựng như
là một khoa học chính xác; có lĩnh vực nghiên cứu riêng, các phương pháp riêng, ngôn
ngữ riêng, công cụ riêng. Dựa vào TRIZ người ta đã vận dụng giải quyết các bài tập
sáng tạo trên nhiều lĩnh vực của thực tiễn xã hội.
Nội dung TRIZ của G.S.Altshuller xây dựng gồm: 9 quy luật phát triển hệ
thống, 40 nguyên tắc sáng tạo cơ bản, 11 biến đổi mẫu dùng để giải bài toán sáng chế
[2], [14].
TRIZ là công cụ hỗ trợ cho sự sáng tạo, nhằm: rút ngắn thời gian, tiết kiệm
công sức, tài chính; làm cho quá trình sáng tạo trở thành một khoa học, khắc phục sự
mò mẫm theo phương pháp thử và sai; rèn luyện khả năng sáng tạo cho tất cả mọi
người.
7
TRIZ hình thành và phát triển ở Nga sau đó lan truyền tới các nước trên thế giới.
Nước Mỹ tiếp nhận TRIZ từ năm 1991, nhận thấy đây là một công nghệ về tư duy sáng
tạo cao nên đã phát triển mạnh mẽ và nhanh chóng. Trong thời gian ngắn có nhiều
trường đại học, trung học nghiên cứu giảng dạy TRIZ, nhiều công ty, các hãng lớn sử
dụng TRIZ trong sản xuất như Ford, Kodak, Nasa, Motorola v.v... và ở Mỹ đã sản xuất
được phần mềm TRIZ sử dụng có hiệu quả trong sản xuất và đời sống.
Để ghi nhận công lao đóng góp về khoa học sáng tạo của G.S. Altshuller, nhiều
nước đã lấy tên ông đặt cho viện nghiên cứu, tổ chức sáng tạo học của nước mình, ví
dụ Viện Altshuller - Mỹ, hiệp hội Altshuller – Israel, v.v...
Hiện nay môn học về sáng tạo được đưa vào dạy trong nhà trường, ở nhiều tổ
chức, nhiều công ty trên thế giới. Một số nước đã đào tạo cử nhân, thạc sĩ chuyên
ngành sáng tạo và đổi mới.
Hội nghị quốc tế nghiên cứu về sáng tạo (International Conference on
Creativity Research) ở Buffalo bang Niu Oóc, Mĩ đã thống nhất cho sáng tạo học tiếng
Anh gọi là “CREATOLOGY”, tháng 8 năm 1990, [12], [68].
Lịch sử từ Heuristics đến Creatology gắn liền với lịch sử phát triển văn hóa của
nhân loại.
1.2. Dạy học phát triển tư duy sáng tạo, năng lực sáng tạo của học sinh
Trong lịch sử giáo dục, vấn đề phát triển tư duy sáng tạo và năng lực sáng tạo
được quan tâm từ cổ xưa. Dạy học coi trọng hoạt động học, chú trọng phát triển trí tuệ
và nhân cách của người học đã được phát triển theo từng giai đoạn lịch sử và mức độ
phát triển của xã hội đã trở thành quan điểm dạy học hiện đại ngày nay.
Phương Tây cổ đại có Socrate (469 - 390 TCN), Arixtốt (384 - 322 TCN) đưa
ra đòi hỏi người học phát hiện “chân lý” bằng cách đặt câu hỏi để người học tự tìm ra
kết luận, Socrate gọi là “phép đỡ đẻ” giúp người học “phải tự biết lấy”. Ở Trung quốc,
Khổng Tử (479 - 355 TCN) kích thích suy nghĩ của người học “...vật có 4 góc, bảo cho
biết một góc mà không suy ra 3 góc thì không dạy nữa” (Luận ngữ), đòi hỏi người học
phải tự giải quyết vấn đề sáng tạo.
Thời kỳ Phục Hưng, có nhiều nhà giáo dục vĩ đại coi trọng tư duy độc lập,
tư duy sáng tạo để dạy học có hiệu quả như Môngtenhơ (1533 - 1592). J. A.
8
Komenxki (1592 - 1670) kêu gọi người thầy tạo điều kiện làm cho học sinh có
hứng thú trong học tập, từ đó nỗ lực bản thân, suy nghĩ sáng tạo, nắm vững tri thức.
J. J. Rousseau (1712 - 1778) với tư tưởng người dạy cần phải hiểu người học, quan
tâm tới lợi ích người học; trong phương pháp dạy học, ông nói: “Đừng cho trẻ em
khoa học, mà phải để trẻ em tự phát minh”. A. Disterwerg (1780 - 1866): “Người thầy
giáo tồi truyền đạt chân lý, người thầy giáo giỏi dạy cách tìm ra chân lý”; Ông yêu cầu
dạy phương pháp sáng tạo cho người học, nhờ đó người học được phát triển tư duy sáng
tạo, năng lực sáng tạo. Fourrier (1772) rất coi trọng dạy học với thực tế, năng lực vận
dụng kiến thức vào thực tiễn của người học được phát triển.
Trong thế kỷ XX và thập niên đầu của thế kỷ XXI, dạy học và phát triển năng
lực sáng tạo cho học sinh là một trong những mục tiêu giáo dục quan trọng của mọi
quốc gia. Mở đầu cuộc chạy đua về giáo dục phát triển tư duy sáng tạo và năng lực
sáng tạo khi sự kiện Liên Xô (cũ) phóng thành công vệ tinh nhân tạo của Trái Đất vào
ngày 04/10/1957. Sau đó không lâu ngày 12/4/1961, Liên Xô lại thành công phóng tàu
vũ trụ đưa nhà du hành vũ trụ đầu tiên, công dân Nga U.A. Gagarin bay vào vũ trụ.
Tổng thống nước Mỹ lúc đó là J. Kennedy đã phải thừa nhận: “Nền giáo dục Xô Viết
đã chiến thắng!”.
Ngay lúc bấy giờ chính phủ các nước có nền công nghiệp tiên tiến ở Bắc Âu,
Tây Âu đặc biệt là Mỹ đã yêu cầu các nhà khoa học, các nhà giáo dục và đầu tư lớn
cho việc nghiên cứu, giảng dạy sáng tạo, với khẩu hiệu: “Để quốc gia có thể sống sót
thì mỗi cá nhân phải suy nghĩ sáng tạo” (Toynber - 1964, Donal Taylor 1981).
Những kết quả nghiên cứu của tâm lý học hiện đại về nhiều lĩnh vực, trong đó
có tâm lý học trí tuệ, tâm lý học sáng tạo.
Những lý thuyết có uy tín nhất của tâm lý học thế kỷ XX, được ứng dụng rộng
rãi trong dạy học sáng tạo đó là:
1) Lý thuyết kiến tạo nhận thức của J. Piaget (1896 - 1980). J. Bruner nghiên
cứu vận dụng lý thuyết của J. Piaget để xây dựng mô hình dạy học dựa vào sự học tập
khám phá của học sinh. Mô hình dạy học hành động học tập khám phá của Jerome
Bruner có tác động tích cực đối với hoạt động học theo hướng học sinh tự kiến tạo
kiến thức, kỹ năng nhờ đó phát triển tư duy và năng lực sáng tạo.
9
2) Thuyết lịch sử - văn hóa về sự phát triển của chức năng tâm lý cao cấp của
Vưgôtxki (1896 - 1934). Dạy học phát triển là một trong 4 luận điểm dạy học chủ yếu
theo thuyết Vưgôtxki. Dạy học và sự phát triển thường xuyên có quan hệ hữu cơ với
nhau. Dạy học phải đi trước sự phát triển, tạo ra “vùng phát triển gần nhất”, chỉ có như
vậy dạy học mới thực sự kéo theo sự phát triển, định hướng và thúc đẩy nó.
3) Lý thuyết hoạt động của A. N. Leonchiev (1903 - 1979). Nguyên lý nền tảng
của lý thuyết hoạt động, đó là bất kỳ hoạt động nào cũng có 4 đặc điểm cơ bản: 1. Mục
đích hoạt động. 2. Đối tượng hoạt động. 3. Chủ thể hoạt động. 4. Hoạt động theo
nguyên tắc gián tiếp (nhờ công cụ vật chất và công cụ tâm lý).
Về cấu trúc hoạt động, hoạt động chia làm 3 cấp độ: Hoạt động, hành động, thao
tác và tương ứng với chúng là: động cơ, mục đích, điều kiện và phương tiện. Có 6 thành
tố như thế cùng các mối quan hệ điều chỉnh lẫn nhau trong quá trình hoạt động, ta có thể
thấy cấu trúc vĩ mô của hoạt động như sau:
Hoạt động
Động cơ
Hành động
Mục đích
Thao tác
Phương tiện,
Điều kiện
Sơ đồ 1. Cấu trúc tâm lý của hoạt động
Thực chất hoạt động dạy học là tổ chức hoạt động nhận thức cho người học,
biến hình thức hoạt động bên ngoài thành hoạt động bên trong. Ý thức, nhân cách là
sản phẩm của hoạt động dạy học.
Lý thuyết hoạt động tâm lý của A. N. Leonchiev dựa trên tư tưởng triết học
Mác - Lênin làm cơ sở lý luận và phương pháp luận nghiên cứu. Các nhà tâm lý học
Liên Xô (cũ) đã phát triển lý luận và xây dựng các mô hình dạy học hiện đại, có ý
nghĩa và có giá trị to lớn đối với giáo dục thế giới. Có thể kể đến: Mô hình dạy học của
10
A. N. Leonchiev; Mô hình dạy học theo lý thuyết của P. Ia. Galperin về các bước hình
thành hành động trí óc và khái niệm; mô hình dạy học của V.V. Đavưđôv.
Các mô hình dạy học được xây dựng dựa vào 3 lý thuyết tâm lý nổi tiếng kể
trên trong thế kỷ XX đã và đang được giáo dục các nước trên thế giới vận dụng có
hiệu quả về dạy học phát triển năng lực cho học sinh [21], [42], [48], [50], [87],...
Dựa trên cơ sở triết học duy vật biện chứng, tâm lý học hiện đại, giáo dục học
hiện đại, các nhà giáo dục nổi tiếng như: Êxipôp, Danilôp, M.N. Xcatkin, Xamôva,
I.Ia. Lecne (Liên Xô cũ), Ôkôn (Ba Lan), Skinner (Mĩ)... có những kết quả nghiên cứu
có giá trị về nhiều lĩnh vực giáo dục thế hệ trẻ. Với những quan điểm, tư tưởng giáo
dục, những chiến lược dạy học tích cực để phát triển trí tuệ và năng lực sáng tạo của
học sinh cho đến hôm nay vẫn tiếp tục phát triển những giá trị của nó.
1.3. Nghiên cứu phát triển năng lực sáng tạo của học sinh trong dạy học vật lí
Môn học Vật lí là môn khoa học được giảng dạy ở trường phổ thông của tất cả
các nước trên thế giới. Giáo dục phát triển năng lực sáng tạo của học sinh trong dạy
học vật lí có một ý nghĩa to lớn trong lĩnh vực kinh tế - xã hội của mọi quốc gia. Các
kết quả nghiên cứu và thực tiễn dạy học vật lí trong nhà trường có những điểm chung
và những điểm khác nhau về phương pháp, chiến lược dạy học giữa các nước và khu
vực trên thế giới.
1.3.1. Dạy học vật lí theo định hướng phát triển năng lực sáng tạo ở các
nước Tây Âu và Mỹ
Các chiến lược để dạy học có hiệu quả chú trọng quan tâm đến hệ hình học tập
(hoạt động học tích cực, chất lượng, hiệu quả). Tư duy phê phán được đề cao coi tư
duy phê phán là một hình thức của trí thông minh và có thể dạy được. Có chương trình
dạy tư duy phê phán, những người đề xuất đứng đầu của trường phái này là Mathew
Lipman, Robert Sternberg, và Robert Ennis.
Chương trình Lipman dạy cho học sinh phát triển khả năng sử dụng các khái
niệm, các khái quát hóa, các mối quan hệ nhân quả, các suy diễn lôgic, tính nhất quán
và mâu thuẫn, phép loại suy, các mối liên hệ tổng thể - bộ phận và bộ phận - tổng thể,
xây dựng vấn đề, phản bác lại những nhận định lôgic, và ứng dụng các nguyên tắc vào
các tình huống thực tế.
Sternberg chú trọng tới dạy các kỹ năng tư duy phê phán tạo cơ sở cho hành vi
trí tuệ [45, tr. 21-22].
Mô hình dạy học tìm tòi - khám phá của Jerome Bruner rất được chú ý, coi như
một phương pháp bồi dưỡng tính sáng tạo cho học sinh; các kỹ năng hỏi - khám phá
- Xem thêm -