phần mở đầu và phần kết luận nội dung chính của luận văn đƣợc trình bày trong 3 chƣơng Chƣơng 1 : Cơ sở lý thuyết và thực tiễn của đề tài. Chƣơng 2: Vận dụng lý thuyết sáng tạo vào dạy học Sinh học tế bào. Chƣơng 3 : Thực nghiệm sƣ phạm. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.vn/ Chƣơng 1 CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI 1.1 Tổng quan tài liệu 1.Tình hình nghiên cứu TRIZ trên thế giới Trên thế giới, khoa học sáng tạo phát triển rất sớm, từ thế kỉ thứ III.
Nhà toán học ngƣời Hy Lạp Pappos gọi khoa học này là Ơ-ris-tic, là khoa học về các phƣơng pháp và quy tắc làm sáng chế, phát minh trong mọi lĩnh vực khoa học, kĩ thuật, văn học, nghệ thuật, chính trị, triết học, toán, quân sự… Vào nửa cuối thế kỉ XIX các nghiên cứu tâm lý sáng tạo trong khoa học kĩ thuật bắt đầu xuất hiện. Đến thế kỉ XX các nghiên cứu đã cho kết quả là khả năng sáng tạo có ở tất cả những ngƣời bình thƣờng, khoa học sáng tạo Ơ-ris- tic đƣợc phát triển với chất lƣợng mới với tên gọi là sáng tạo học. Các nhà tâm lý học đã phát hiện ra phƣơng pháp thử sai và vai trò quan trọng của nhiều yếu tố tâm lý nhƣ : tính liên tƣởng, trí tƣởng tƣợng,trực giác, tính ì tâm lý. Trong quá trình tƣ duy sáng tạo.
Tại thời điểm đó đã có nhiều phƣơng pháp nhằm nâng cao năng suất và hiệu quả tƣ duy sáng tạo nhƣ: Phƣơng pháp đối tƣợng tiêu điểm F. Zwicky, Phƣơng pháp não công của A. Mặc dù các phƣơng pháp này tuy có nhiều ƣu điểm song vẫn chƣa khắc phục nhƣợc điểm của phƣơng pháp thử sai là thiếu cơ chế định hƣớng từ bài toán đến lời giải trong tƣ duy sáng tạo [1]. Tác giả của TRIZ là G.
Altshuller (1926-1998), một ngƣời Nga gốc Do Thái. Ông đã nghiên cứu và bắt đầu xây dựng lý thuyết giải các bài toán sáng chế từ năm 1946 trong khi làm việc trong "Sáng chế kiểm tra" bộ phận của đội tàu biển Caspian của Hải quân Liên Xô [19]. Năm 1986 ông cộng tác với Hiệp hội toàn liên bang của các nhà sáng chế và hợp lý hoá thành lập Phòng thí nghiệm nghiên cứu và áp dụng các phƣơng pháp sáng chế và Học viện công cộng về sáng tạo sáng chế năm 1971 [21]. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.vn/ Sau khi Liên Xô sụp đổ, TRIZ đƣợc Phƣơng Tây biết đến muộn màng nhƣng đƣợc đón nhận và ứng dụng nhanh chóng và sâu sắc bởi vì TRIZ không chỉ có nhiều ƣu điểm so với các phƣơng pháp sáng tạo và đổi mới đã biết mà còn bởi vì tính khoa học của phƣơng pháp này, đặc biệt ý tƣớng về khoa học hoá quá trình tƣ duy giải quyết vấn đề và ra quyết định [20].
Ở Mỹ, họ nhận thấy cơ hội tăng vị thế cạnh tranh của mình trên nền kinh tế toàn cầu dựa trên tri thức đang xuất hiện bằng việc ứng dụng công nghệ sáng tạo mang tính cách mạng. Chỉ chƣa đầy 10 năm sau khi du nhập TRIZ họ đã làm đƣợc nhiều việc nhƣ: đi học TRIZ, lôi kéo các chuyên gia TRIZ của Liên Xô sang Mỹ, dịch các sách TRIZ từ tiếng Nga sang tiếng Anh. Hiện nay khá nhiều các công ty, tổ chức danh tiếng sử dụng TRIZ để giải quyết các vấn đề của mình nhƣ: 3M, General Motors, Samsung, Intel, Kodak, Motorola. TRIZ còn đƣợc đƣa vào giảng dạy, đào tại tại nhiều trƣờng đại học danh tiếng của Mỹ; một số nƣớc châu Âu, và gần đây một số quốc gia ở châu Á, nhƣ Nhật, Singapore, Hàn quốc, Trung Quốc [19], [20].
Razumôpxki với “Phát triển năng lực sáng tạo của HS trong dạy học vật lý trƣờng trung học” đã khái quát hoá ý kiến của nhiều nhà vật lý nổi tiếng về hoạt động sáng tạo, cơ sở lý thuyết của phƣơng pháp phát triển khả năng sáng tạo của HS trong dạy học vật lý [12]. Ngƣời đầu tiên nghiên cứu về TRIZ trong sinh học là Vitaly Timokhov, năm 1996 ông cho xuất bản cuốn sách giới thiệu các khái niệm cơ bản liên Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.vn/ quan tới TRIZ và các ví dụ về biện pháp sáng tạo giải quyết các vấn đề từ sinh học: bảo vệ môi trƣờng nhờ tạo năng lƣợng xanh, cách tiết kiệm năng lƣợng xanh, phát triển môi trƣờng sinh thái [24], [25]. Năm 2000, Julian FV Vincent và Darrell Mann tiến hành dự án dạy học TRIZ trong sinh học ở đại học. Tác giả giảng dạy lý thuyết TRIZ và 40 nguyên tắc sáng tạo cho 2 sinh viên ngành sinh học và yêu cầu 2 sinh viên này và nhóm sinh viên (8 ngƣời) tìm ra các mâu thuẫn cho sáu vấn đề đƣợc đƣa sẵn và nêu hƣớng giải quyết các mâu thuẫn đó trong 2 giờ.
Kết quả cho thấy: việc vận dụng các nguyên tắc sáng tạo nhƣ hệ thống tƣ duy đã giúp hai sinh viên đƣa ra đƣợc các giải pháp bổ sung hay trong khi đó các giải pháp của nhóm sinh viên đƣa ra đều dựa trên cơ sở kiến thức tự nhiên [22]. Năm 2004, Frances Stuart, Darrell Mann, Dr David J Hill với mục đích là để đánh giá việc sử dụng của TRIZ nhƣ là một phƣơng tiện để tạo các giải pháp giảm thiểu tác động sinh thái của con ngƣời tới môi trƣờng sống của sinh vật, các tác giả đã đƣa thông tin sinh thái cho các chuyên gia phi sinh thái đƣợc đào tạo về TRIZ, các giải pháp do các chuyên gia về TRIZ đƣa ra sẽ đƣợc đƣa lại cho các nhà nghiên cứu sinh thái để tƣ vấn, đánh giá cho các biện pháp đã ứng dụng trƣớc đó. Kết quả với 3 vấn đề sinh thái đƣa ra các nhà nghiên cứu TRIZ đã đƣa ra đƣợc 70 giải pháp trong đó đa phần giải pháp đƣợc đánh giá là có hiệu quả. Đa số các nghiên cứu về TRIZ trong sinh học, hƣớng tới ứng dụng lý thuyết này vào giải quyết các vấn đề khoa học Sinh học mà chƣa vận dụng nó vào trong quá trình dạy học ở phổ thông [21].2 Tình hình nghiên cứu TRIZ ở trong nƣớc Đại học Sáng chế Liên Xô đƣợc thành lập năm 1971, nhằm đào tạo các nhà tổ chức hoạt động sáng tạo [18].
Trong hai khóa học, trƣờng đã nhận 6 sinh viên Việt Nam vào học. Song khi về nƣớc, chỉ có hai trong số họ truyền bá môn học này vào Việt Nam. Đó là thầy Phan Dũng – Tiến sĩ Vật lý thực nghiệm đầu tiên của Việt Nam và thầy Dƣơng Xuân Bảo – Kỹ sƣ Vật lý điện tử bán dẫn [21]. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.vn/ Cuốn sách “Algorit sáng chế” đƣợc Nguyễn Chân, Dƣơng Xuân Bảo và Phan Dũng cho ra đời năm 1983.
Đây là quyển sách đầu tiên về phƣơng pháp luận sáng tạo đƣợc nhà xuất bản Khoa học và Kĩ thuật Hà Nội in và phát hành [1]. Năm 2001, Nguyễn Minh Triết với “Đánh thức tiềm năng sáng tạo” đã đề cập đến việc vận dụng 19 nguyên tắc sáng tạo vào giải các bài toán cụ thể nhằm khắc phục tính ì tâm lý của con ngƣời khi giải quyết các vấn đề thực tiễn [17]. Nguyễn Cảnh Toàn (2005) với khơi dậy tiềm năng sáng tạo đã đƣa ra các vấn đề sáng tạo học nhƣ khái niệm, nguồn gốc, cơ sở thần kinh của hoạt động sáng tạo. Quyển sách đã hƣớng dẫn giáo viên cách dạy học sinh học tập sáng tạo [16].
Từ năm 2002 đến 2009, tác giả Phan Dũng đã nghiên cứu phƣơng pháp luận sáng tạo (giải quyết vấn đề và ra quyết định) áp dụng trong khoa học – kỹ thuật dựa trên nền tảng cơ sở lý thuyết giải quyết vấn đề sáng tạo (TRIZ). Năm 2010, tác giả Phan Dũng đã cho xuất bản bộ sách "Phƣơng pháp luận sáng tạo và đổi mới" gồm 10 tập (do NXB Trẻ ấn hành) trình bày về TRIZ làm tài liệu cho những ai quan tâm nghiên cứu, tìm hiểu học tập về lĩnh vực khoa học sáng tạo [4], [5], [7], [8], [9]. Nguyễn Thị Thu Thảo (2010), Vận dụng TRIZ xây dựng hệ thống bài tập sáng tạo dùng cho dạy học Vật lý phần “Từ trƣờng và cảm ứng điện từ” lớp 11 THPT nhằm bồi dƣỡng tƣ duy sáng tạo cho học sinh [14]. Nguyễn Ngọc Anh Thƣ (2011), vận dụng thuật toán ARIZ là algorit vào trong dạy học hóa học.
Cụ thể, tác giả kết hợp sử dụng grap và algorit vào dạy học chƣơng “Hidrocacbon” trong chƣơng trình sách giáo khoa hóa học 11. Tác giả đã xây dựng hệ thống các grap nội dung về các hidrocacbon và vận dụng Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.vn/ vào quá trình dạy học bài mới của chƣơng, đồng thời tác giả cũng xây dựng và vận dụng algorit để hƣớng dẫn HS giải bài tập hidrocacbon và vận dụng vào quá trình thí nghiệm nhận biết các chất hidrocacbon [15]. Năm 2011, Vũ Thị Minh nghiên cứu và vận dụng các nguyên tắc sáng tạo của TRIZ thiết kế các bài tập sáng tạo trong dạy học phần cơ học (vật lý 10) nhằm giúp HS nâng cao khả năng tƣ duy sáng tạo, nhận biết và giải các bài tập sáng tạo [12]. Hoàng Thanh Tâm (2013), đề tài “Vận dụng TRIZ vào dạy học bài tập quy luật di truyền( Sinh học 12)” [13].
Từ những kết quả nghiên cứu trong nƣớc và nƣớc ngoài, đã đặt ra vấn đề cấp thiết đó là phải làm thế nào để bồi dƣỡng năng lực TDST và đánh giá đƣợc năng lực TDST của học sinh trong chƣơng trình SHPT nói chung và trong phần SHTB (SH10) nói riêng. Cơ sở lý thuyết của đề tài 1.1 Các phƣơng pháp luận sáng tạo đang đƣợc dạy, học và áp dụng rộng rãi trên toàn thế giới * Đối tƣợng tiêu điểm (Focal Objects) do F.Kunze (Đức) đề xuất năm 1926 và đƣợc C. Waiting (Mỹ) hoàn thiện năm 1950. Đây là phƣơng pháp phát ý tƣởng nhờ việc chuyển giao những dấu hiệu của đối tƣợng thu thập ngẫu nhiên cho đối tƣợng nghiên cứu (đối tƣợng tiêu điểm): chọn ngẫu nhiên các đối tƣợng trong sách báo, từ điển…sau đó lấy tính chất của các đối tƣợng ngẫu nhiên này gắn cho đối tƣợng mà ta đang cần quan tâm.
Phƣơng pháp này cho phép nhanh chóng tìm ra những ý tƣởng mới đối với việc cải tiến sản phẩm. Nó đƣợc dùng trong dạy học để luyện tập và phát triển trí tƣởng tƣợng. Đây là yếu tố tâm lý cần thiết giúp khắc phục đƣợc tính ì tâm lí, hình thành TDST của HS [1], [4]. * Tấn công não (Brainstorming) do Alex Osborn (Mỹ) đề xuất năm 1938.
Phƣơng pháp này có mục đích nhằm thu hoạch những ý tƣởng giải toán cho Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.vn/ trƣớc bằng cách làm việc tập thể.Osborn nhận thấy những ngƣời giàu trí tƣởng tƣợng lại hay yếu về mặt phân tích, phê phán.