Xây dựng và sử dụng bài tập nghịch lí, ngụy biện trong dạy học và kiểm tra đánh giá phần “động học và động lực học” – vật lí 10 nhằm phát triển năng lực tư duy logic cho học sinh (pdf)

Bài tập nghịch lí về Vật lí là những bài tập chứa đựng các yếu tốnghịch lí yếu tố trái ngƣợc, không phù hợp với các kiến thức Vật lí hoặc khôngphù hợp với thực nghiệm/thực tế.Ngụy biện l

SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM

Đề tài:

“XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG BÀI TẬP NGHỊCH LÍ,

NGỤY BIỆN TRONG DẠY HỌC VÀ KIỂM TRA ĐÁNH GIÁ PHẦN:“ĐỘNG HỌC VÀ ĐỘNG LỰC HỌC” - VẬT LÍ 10 NHẰM PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC TƢ DUY LOGIC

CHO HỌC SINH”

MÔN/LĨNH VỰC: VẬT LÍ

MỤC LỤC

A MỞ ĐẦU 1

1 Lý do chọn đề tài 1

2 Mục đích nghiên cứu 2

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 2

4 Phương pháp nghiên cứu 2

5 Những đóng góp mới của đề tài 2

6 Cấu trúc của đề tài 2

CHƯƠNG 1: PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC TƯ DUY LOGIC BẰNG BÀI TẬP NGHỊCH LÍ, NGỤY BIỆN TRONG DẠY HỌC VẬT LÍ Ở TRƯỜNG PHỔ THÔNG 3

1.1 Năng lực tư duy logic của học sinh trong học tập Vật lí 3

1.1.1 Khái niệm 3

1.1.2 Biểu hiện của năng lực tư duy logic trong học tập Vật lí 3

1.1.3 Đánh giá năng lực tư duy logic của người học trong dạy học Vật lí 4

1.1.4 Biện pháp phát triển năng lực tư duy logic trong dạy học Vật lí 5

1.2 Bài tập nghịch lí, ngụy biện trong dạy học Vật lí 7

1.2.1 Bài tập nghịch lí về Vật lí 7

1.2.2 Bài tập ngụy biện về Vật lí 7

1.3.Bài tập nghịch lí, ngụy biện với việc phát triển năng lực tư duy logic của học sinh 8

1.4.1 Thực trạng tài liệu về bài tập nghịch lí và ngụy biện Vật lí 8

1.4.2 Hiện trạng xây dựng và sử dụng bài tập nghịch lí và ngụy biện Vật lí vào dạy học và kiểm tra đánh giá ở trường THPT 9

CHƯƠNG 2: DỰNG VÀ SỬ DỤNG HỆ THỐNG BÀI TẬP NGHỊCH LÍ, NGỤY BIỆN VÀO DẠY HỌC PHẦN: “ĐỘNG HỌC VÀ ĐỘNG LỰC HỌC” – VẬT LÍ 10 NHẰM PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC TƯ DUY LOGIC CHO HỌC SINH 12 2.1 Vị trí, đặc điểm của phần: “Động học và Động lực học” – Vật lí 10 12

2.2 Mục tiêu dạy học phần: “Động học và Động lực học” – Vật lí 10 12

2.3 Xây dựng hệ thống bài tập nghịch lí, ngụy biện phần: “Động học và Động lực học” – Vật lí 10 13

2.4 Thiết kế một số hoạt động dạy học phần: “Động học và Động lực học”- Vật lí 10 có sử dụng bài tập nghịch lí, ngụy biện nhằm phát triển năng lực tư duy logic cho học sinh 22

CHƯƠNG 3: THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 32

3.2 Đối tượng, phương pháp, diễn biến thực nghiệm sư phạm 32

3.2.1 Đối tượng 32

3.2.2 Phương pháp thực nghiệm sư phạm 32

3.2.3 Diễn biến thực nghiệmsư phạm 32

3.3 Kết quả thực nghiệmsư phạm 35

3.3.1 Đánh giá định tính 35

C KẾT LUẬN 37

1.2 Kiến nghị, đề xuất 37

D KHẢO SÁT SỰ CẤP THIẾT VÀ TÍNH KHẢ THI CỦA CÁC GIẢI PHÁP ĐỀ XUẤT 38

1 Mục đích khảo sát 38

2 Nội dung và phương pháp khảo sát 38

2.1 Nội dung khảo sát 38

2.2 Phương pháp khảo sát và thang đánh giá 38

3 Đối tượngkhảo sát 39

4 Kết quả khảo sát về sự cấp thiết và tính khả thi của các giải pháp đã đề xuất 39

4.1 Sự cấp thiết của các giải pháp đã đề xuất 39

4.2 Tính khả thi của các giải pháp đã đề xuất 40

TÀI LIỆU THAM KHẢO 41 PHỤ LỤC

A MỞ ĐẦU

1 Lý do chọn đề tài

Năng lực tư duy logic là thuộc tính tính tâm lí cá nhân cho phép cá nhân thực hiện được các thao tác tư duy (phương pháp phân tích - tổng hợp) để tư duy theo đúng các quy luật, quy tắc, nguyên tắc, phạm trù của logic học, giải quyết được các vấn đề nhờ thực hiện thành công các quá trình suy luận Các thao tác tư duy logic góp phần quan trọng vào việc hình thành các năng lực chuyên biệt của môn Vật lí như năng lực sử dụng kiến thức Vật lí, năng lực thực nghiệm, năng lực trao đổi thông tin, năng lực cá thể

Nghịch lí là những gì trái với tự nhiên hoặc những điều hiển nhiên đã được công nhận Bài tập nghịch lí về Vật lí là những bài tập chứa đựng các yếu tố nghịch lí (yếu tố trái ngược, không phù hợp với các kiến thức Vật lí hoặc không phù hợp với thực nghiệm/thực tế)

Ngụy biện là việc sử dụng các lập luận một cách sai lầm, có ý vi phạm các quy tắc logic trong suy luận một cách tinh vi, có ý nhằm mục đích đánh lạc hướng người nghe, người đọc, làm cho họ nhầm tưởng cái sai là đúng và cái đúng là sai Bài tập ngụy biện về Vật lí là bài tập xây dựng các ngụy biện, chủ yếu dựa trên các sai lầm của người học về nhận thức, vận dụng kiến thức Vật lí hoặc sai lầm về vận dụng các quy tắc logic, yêu cầu người học chỉ ra được sai lầm trong lập luận Trong các bài tập nghịch lí thường có yếu tố ngụy biện, ngụy biện để đi đến Vật lí

Các bài tập nghịch lí và ngụy biện có đặc điểm chung là các sai lầm được ẩn dấu một cách tinh vi, nếu chỉ nhìn nhận một cách hình thức thì không nhận ra được, cần phải xem xét, phân tích cặn kẽ, có luận cứ, luận chứng khoa học đầy đủ, chính xác thì mới hóa giải được nghịch lí/ngụy biện đó Ưu điểm nổi trội của dạngbài tập này là khả năng phát triển tư duy độc lập và phản biện của người học khi họđược đặt vào các tình huống để phê phán, phản biện, phát hiện sửa chữa cái sai để nhận thức và thực hành cái đúng một cách tích cực chủ động Từ đó hình thành kĩ năng xây dựng lập luận sắc sảo trên cơ sở phê phán những lập luận sai trong đề bài, qua

đó kích thích tư duy, hứng thú của ngườihọc

Khi sử dụng bài tâp nghịch lí và ngụy biện vào dạy học chương trình Vật lí lớp 10, chúng tôi nhận thấy tính hiệu quả thực tế mà dạng bài tập này mang lại đó

là giúp học sinh rèn luyện và phát triển tốt các kĩ năng như trình bày một vấn đề, phân tích vấn đề, xây dựng được chuỗi suy luận hợp logic và tổng hợp, giải quyết thành công nhiệm vụ học tập Vì vậy đã góp phần phát triển tốt năng lực tư duy logic cho học sinh, đồng thời mang lại hiệu quả cao trong dạy học Vật lí Trong phần “Động học và động lực học - Vật lí 10” có rất nhiều đơn vị kiến thức liên quan có thể xây dựng các bài tập nghịch lí, ngụy biện Vì vậy để nâng cao hiệu quả dạy học Vật lí lớp 10, chúng tôi chọn đề tài: “Xây dựng và sử dụng bài tập nghịch

lí, ngụy biện trong dạy học và kiểm tra đánh giá phần: “Động học và Động lực học” – Vật lí 10 nhằm phát triển năng lực tư duy logic cho học sinh”

2 Mục đích nghiên cứu

- Phát triển năng lực tư duy logic cho học sinh thông qua dạy học bài tập nghịch lí, ngụy biện phần: “Động học và Động lực học” – Vật lí 10

- Tạo hứng thú học tập của học sinh đối với môn Vật lí

- Nâng cao chất lượng giáo dục môn Vật lí, góp phần nâng cao chất lượng giáo dục nhà trường

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

- Đối tượng: Quá trình dạy học Vật lí, năng lực tư duy logic, bài tập nghịch lí, ngụy biện về Vật lí

- Phạm vi nghiên cứu: phần: “Động học và Động lực học” – Vật lí 10

4 Phương pháp nghiên cứu

- Phương pháp nghiên cứu lý luận

- Phương pháp điều tra, khảo sát

- Phương pháp thực nghiệm sư phạm

- Phương pháp thống kê toán học, xử lí các số liệu khảo sát, thực nghiệm

5 Những đóng góp mới của đề tài

- Hệ thống hóa cơ sở lí luận về phát triển năng lực tư duy logic cho học sinh thông qua các bài tập nghịch lí và ngụy biện

- Xây dựng được các bài tập nghịch lí, ngụy biện phục vụ dạy học, kiểm tra đánh giá phần: “Động học và Động lực học” – Vật lí 10 có câu hỏi định hướng tư duy kèm theo

- Thiết kế được một số hoạt động dạy học phần: “Động học và Động lực học”- Vật lí 10 có sử dụng bài tập nghịch lí, ngụy biện nhằm phát triển năng lựctư duy logic cho học sinh

6 Cấu trúc của đề tài:

Ngoài phần mở đầu, phần kết luận và phần khảo sát sự cấp thiết và tính khả thi của các giải pháp đề xuất theo yêu cầu của công văn số 267/SGDĐT-CTTT-GDTX ngày 15 tháng 2 năm 2023, sáng kiến gồm ba chương:

Chương 1: Phát triển năng lực tư duy logic bằng bài tập nghịch lí, ngụy biện trong dạy học Vật lí ở trường phổ thông

Chương 2: Xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập nghịch lí, ngụy biện vào dạy học phần: “Động học và Động lực học” – Vật lí 10 nhằm phát triển năng lực

tư duy logic cho học sinh

Chương 3: Thực nghiệm sư phạm

B NỘI DUNG CHƯƠNG 1:

PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC TƯ DUY LOGIC BẰNG BÀI TẬP NGHỊCH LÍ, NGỤY BIỆN TRONG DẠY HỌC VẬT LÍ Ở TRƯỜNG PHỔ THÔNG

1.1 Năng lực tư duy logic của học sinh trong học tập Vật lí

1.1.1 Khái niệm

Năng lực tư duy logic là thuộc tính tâm lí cá nhân cho phép cá nhân thực hiện được các thao tác tư duy (phương pháp phân tích - tổng hợp) để tư duy theo đúng các quy luật, qui tắc, nguyên tắc, phạm trù của logic học, giải quyết được vấn đề nhờ thực hiện thành công quá trình suy luận

1.1.2 Biểu hiện của năng lực tư duy logic trong học tập Vật lí

Đối với dạy học Vật lí, trong quá trình lĩnh hội kiến thức, kĩ năng mới, năng lực tư duy logic của người học thể hiện qua các kĩ năng:

- Trình bày (ngôn ngữ nói) câu trả lời đúng, với lập luận chặt chẽ đối với các câu hỏi của giáo viên Đặt câu hỏi trúng, rõ, gọn cho giáo viên hoặc chất vấn bạn

bè khi thảo luận

Trong hoạt động vận dụng kiến thức, kĩ năng Vật lí, năng lực tư duy logic của người học thể hiện qua các kĩ năng:

- Giới thiệu một vấn đề về Vật lí (bài tập, câu hỏi, tình huống có vấn đề về Vật lí) bằng ngôn ngữ nói, viết, mô hình hóa đảm bảo đúng, ngắn gọn, rõ ràng, chặt chẽ

- Phát hiện vấn đề trong bài toán nghịch lí và ngụy biện, các bài toán thiếu, thừa, sai dữ kiện

- Phân tích vấn đề, xác định được dữ kiện và ẩn số, phân tích hiện tượng phức tạp thành các hiện tượng đơn giản, so sánh với hiện tượng tương tự, tìm được cách thức giải quyết vấn đề, nêu tường minh con đường giải quyết vấn đề

- Xây dựng chuỗi suy luận hợp lí logic theo phương pháp phân tích (đi từ ẩn số đến các dữ kiện) hoặc theo phương pháp tổng hợp (đi từ dữ kiện đến ẩn số)

- Giải được các bài tập định tính với chuỗi lập luận đúng, mạch lạc, rõ ràng, ngắn gọn

- Giải quyết thành công các nhiệm vụ học tập (bài tập, dự án học tập, báo cáo thí nghiệm, chuyên đề học tập, bài kiểm tra, tiểu luận ), và trình bày kết quả bằng ngôn ngữ (nói,viết) đảm bảo tính chính xác, ngắn gọn, rõ ràng, phù hợp các quy tắc, quy luật logic

- Phân tích, đánh giá đúng câu trả lời của bạn, có lí giải thuyết phục

1.1.3 Đánh giá năng lực tư duy logic của người học trong dạy học Vật lí

Dựa vào các biểu hiện nêu trên của năng lực tư duy logic, có thể đánh giá năng lực tư duy logic của người học theo các tiêu chí, tương ứng với 4 mức độ được trình bày trong bảng sau:

Mức độ 1 (Không đạt)

Mức độ 2 (Đạt)

Mức độ 3 (Khá)

Mức độ 4 (Tốt)

1

Kĩ năng trả lời câu hỏi của giáo viên (nói/viết)

Không trả lời

Trả lời sai

Trả lời đúng Lập luận sơ sài

Trả lời đúng Lập luận đúng, ngôn ngữ tương đối tốt

Trả lời đúng Lập luận chặt chẽ, ngôn ngữ tốt

2

Kĩ năng giới thiệu vấn đề/đề bài tập và phân tích vấn đề

Lặp lại nguyên xi

đề bài (không thoát lí tài liệu); Nêu

dữ kiện, ẩn

số chưa đầy đủ/sai

Nêu được

dữ kiện, ẩn

số ( vẫn phụ thuộc tài liệu)

Nêu được

dữ kiện, ẩn

số bằng ngôn ngữ nói và viết (tóm tắt) thoát li tài liệu

Trình bày vấn đề bằng ngôn ngữ của bản thân kết hợp nói, viết, vẽ hình

3

Kĩ năng xây dựng chuỗi suy luận logic

Không lập luận

Lập luận sơ sài, có từ

02 lỗi logic

Lập luận đúng, còn

01 lỗi logic

Lập luận đúng, chặt chẽ, không

có lỗi logic

4

Kĩ năng đặt câu hỏi phát hiện vấn đề

Không nêu được vấn đề/câu hỏi

Tái hiện được vấn

đề đã có

Nêu được vấn đề mới

Nêu được vấn đề mới

và lập luận chặt chẽ

5

Kĩ năng phân tích/đánh giá câu trả lời

Không đánh giá/đánh giá sai

Đánh giá đúng, không phân tích

Đánh giá đúng, phân tích tương đối đầy đủ

Đánh giá đúng, phân tích ưu điểm, hạn chế đầy đủ

1.1.4 Biện pháp phát triển năng lực tư duy logic trong dạy học Vật lí.

Phát triển năng lực tư duy logi cho người học là nhiệm vụ quan trọng của dạy học nói chung, dạy học Vật lí nói riêng Các biện pháp để học sinh phát triển được năng lực tư duy logic trong dạy học Vật lí bao gồm:

1.1.4.1 Tạo mọi điều kiện phát triển ngôn ngữ cho người học

+ Giảng dạy các khái niệm, đại lượng, định luật Vật lí đảm bảo tính chính xác, đầy đủ và có hệ thống

+ Tạo điều kiện để người học phát biểu thành lời như yêu cầu học sinh mô tả các hiện tượng Vật lí, phân tích, giải thích chúng, tìm trong các hiện tượng đang nghiên cứu những đại lượng đặc trưng và nêu được các định luật chi phối các hiện tượng

+ Yêu cầu người học viết ra giấy câu trả lời miệng, tránh việc chỉ yêu cầu phát biểu lại nguyên văn các định nghĩa, định luật đơn thuần

+ Khi giải bài tập Vật lí yêu cầu người học phân tích hiện tượng, phân tích dữ kiện, phân tích kết quả thu được

+ Trong thực hành thí nghiệm, yêu cầu người học phát biểu mục đích, cách tiến hành, sơ đồ thí nghiệm, nhận xét kết quả thí nghiệm

+ Trong ôn tập tổng kết, cần hệ thống hóa các kiến thức đã học theo một trình

tự logic, chặt chẽ với cách trình bày đặc trưng như sử dụng bảng so sánh, sơ đồ bản

đồ tư duy

+ Luôn khuyến khích và kiên nhẫn lắng nghe ý kiến phát biểu của người học động viên ý kiến tranh luận từ các học sinh khác

1.1.4.2 Rèn luyện kĩ năng thực hiện các thao tác tư duy và kĩ năng suy luận logic trong xây dựng kiến thức mới

+ Sử dụng câu hỏi sao cho bắt buộc người học phải thực hiện các thao tác tư duy và suy luận logic Câu hỏi là phương tiện dạy học truyền thống quan trọng không thể thiếu trong hoạt động dạy học, tuy nhiên không phải tất cả các loại câu hỏi đều bắt buộc người học thực hiện các thao tác tư duy Nên cần có các thủ thuật khi sử dụng câu hỏi trong đàm thoại hướng tới phát triển năng lực tư duy logic của người học trong xây dựng kiến thức mới có một số điểm cần lưu ý như Đặt câuhỏi khuyến khích học sinh đoán mò, lạm dụng câu hỏi khuyến khích trí nhớ thuần túy của học sinh, câu hỏi quá dài, gọi tên người học trước khi nêu câu hỏi, trả lời câu hỏi của người học khi biết một vài học sinh trong lớp có thể trả lời Cho học sinh trả lời đồng thanh, không nhận xét đánh giá câu trả lời của học sinh

Vì vậy nên đặt các câu hỏi thực sự khuyến khích tư duy, câu hỏi phù hợp với kinh nghiệm sống của người học, đặt câu hỏi theo trình tự (câu trả lời của câu hỏi thứ nhất là cơ sở cho câu hỏi thứ hai…) Đa dạng hóa độ khó của câu hỏi để phù hợp các đối tượng học sinh Dành đủ thời gian cần thiết (cho đến khi có ít nhất một cánh tay giơ lên)

CHƯƠNG 2:

XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG HỆ THỐNG BÀI TẬP NGHỊCH LÍ, NGỤY

BIỆN VÀO DẠY HỌC PHẦN: “ĐỘNG HỌC VÀ ĐỘNG LỰC HỌC” –

VẬT LÍ 10 NHẰM PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC TƯ DUY LOGIC CHO HỌC SINH

2.1 Vị trí, đặc điểm của phần: “Động học và Động lực học” – Vật lí 10

Phần Động học và Động lực học có vị trí quan trọng trong chương trìnhVật lí

10, góp phần xây dựng các khái niệm nền tảng cho các phần khác của chương trình Phần Động học và Động lực học tuy có tính trực quan nhưng là phần khó vì các khái niệm mở đầu về chuyển động và các đại lượng đặc trưng cho chuyển động Việc học sinh lĩnh hội được bản chất của các khái niệm và các định luật về cơ học

là khá phức tạp Đó là sự tiếp nối trên cơ sở mở rộng mạch nội dung kiến thức phần

cơ học ở THCS và tiền đề cho việc tiếp thu kiến thức phần dao động cơ

2.2 Mục tiêu dạy học phần: “Động học và Động lực học” – Vật lí 10

Chương II: Động học

- Lập luận để rút ra được công thức tính tốc độ trung bình, định nghĩa được tốc

độ theo một phương

- Từ hình ảnh hoặc ví dụ thực tiễn, định nghĩa được độ dịch chuyển

- So sánh được quãng đường đi được và độdịch chuyển

- Dựa vào định nghĩa tốc độ theo một phương và độ dịch chuyển, rút ra được công thức tính và định nghĩa được vận tốc

- Thực hiện thí nghiệm (hoặc dựa trên số liệu cho trước), vẽ được đồ thị độ dịch chuyển - thời gian trong chuyển động thẳng

- Tính được tốc độ từ độ dốc của đồ thị độ dịch chuyển - thờigian

- Xác định được độ dịch chuyển tổng hợp, vận tốc tổng hợp

- Vận dụng được công thức tính tốc độ, vận tốc

- Mô tả được một vài phương pháp đo tốc độ thông dụng và đánh giá được ưu, nhược điểm của chúng

- Thực hiện thí nghiệm (hoặc dựa trên số liệu cho trước), vẽ được đồ thị vận tốc

- thời gian trong chuyển động thẳng

- Vận dụng đồ thị vận tốc - thời gian để tính được độ dịch chuyển và gia tốc

trong một số trường hợp đơn giản

- Rút ra được các công thức của chuyển động thẳng biến đổi đều (không được dùng tích phân)

- Vận dụng được các công thức của chuyển động thẳng biến đổi đều

- Mô tả và giải thích được chuyển động khi vật có vận tốc không đổi theo một phương và có gia tốc không đổi theo phương vuông góc với phương này

- Thảo luận để thiết kế phương án hoặc lựa chọn phương án và thực hiện phương

án, đo được gia tốc rơi tự do bằng dụng cụ thực hành

Chương III Động lực học

- Thực hiện thí nghiệm, hoặc sử dụng số liệu cho trước để rút ra được a ~ F, a ~ 1/m, từ đó rút ra được biểu thức a = F/m hoặc F = ma (định luật II New- tơn)

- Từ kết quả đã có (lấy từ thí nghiệm hay sử dụng số liệu cho trước), hoặc lập luận dựa vào a = F/m, nêu được khối lượng là đại lượng đặc trưng cho mức quán tính của vật

- Phát biểu định luật I New-tơn và minh hoạ được bằng ví dụ cụthể

- Vận dụng được mối liên hệ đơn vị dẫn xuất với 7 đơn vị cơ bản của hệ SI

- Nêu được: trọng lực tác dụng lên vật là lực hấp dẫn giữa Trái Đất và vật; trọng tâm của vật là điểm đặt của trọng lực tác dụng vào vật; trọng lượng của vật được tính bằng tích khối lượng của vật với gia tốc rơi tự do

- Mô tả được bằng ví dụ thực tế về lực bằng nhau, không bằngnhau

- Mô tả được một cách định tính chuyển động rơi trong trường trọng lực đều khi

có sức cản của không khí

- Phát biểu được định luật III New-tơn, minh hoạ được bằng ví dụ cụ thể; vận dụng được định luật III New- tơn trong một số trường hợp đơn giản

- Mô tả được bằng ví dụ thực tiễn và biểu diễn được bằng hình vẽ: Trọng lực; Lực ma sát; Lực cản khi một vật chuyển động trong nước (hoặc trong không khí); Lực nâng (đẩy lên trên) của nước; Lực căng dây

- Giải thích được lực nâng tác dụng lên một vật ở trong nước (hoặc trong không khí)

2.3 Xây dựng hệ thống bài tập nghịch lí, ngụy biện phần: “Động học và Động lực học” – Vật lí 10

a) Mục đích:

- Bổ sung nguồn tư liệu dạy học Vật lí 10

- Tạo thuận lợi cho giáo viên trong quá trình dạy học phần “Động học và Động lực học”- Vật lí 10

b) Xây dựng hệ thống bài tập nghịch lí, ngụy biện học phần: “Động học và Động lực học” - Vật lí 10

Bài 1 Một ô tô chuyển động trên quãng đường AB Nửa quãng đường đầu ôtô chuyển động thẳng đều với tốc độ v1= 50 km/h, nửa quãng đường còn lại ô tô