Trong dạy học, việc bồi dưỡng tư duy logic là một bộ phận quan trọng của nhiệm vụ phát triển tư duy bởi tư duy logic cần thiết cho mọi hoạt động, là cơ sở của tư duy sáng tạo.. Thực tế g
Trang 1Sử dụng hệ thống bài tập định tính vào
chương "Chất rắn và chất lỏng Sự chuyển thể" vật lý lớp 10 nâng cao nhằm bồi dưỡng
tư duy logic cho học sinh trong dạy học vật lý
ở trường trung học phổ thông
LÊ TRẦN THẢO TRANG
Trang 2LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi, các số liệu và kết quả nghiên cứu nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng công bố bất kì trong công trình nào khác
Tác giả
Lê Trần Thảo Trang
Trang 3LỜI CẢM ƠN
Để hoàn thành công trình nghiên cứu của mình, ngoài sự cố gắng của bản thân, tôi đã nhận được rất nhiều sự ủng hộ, động viên và giúp đỡ của người thân, thầy cô và bạn bè
Tôi xin chân thành cảm ơn:
Ban giám hiệu, Phòng Khoa học Công nghệ - Sau đại học đã tạo điều kiện cho các học viên khóa 17 chúng tôi hoàn thành luận văn của mình
Ban giám hiệu, quý thầy cô trường THPT Ngô Gia Tự đã tạo điều kiện cho tôi vừa học tập vừa nghiên cứu, thực hiện đề tài
Gia đình, những người thân yêu, bạn hữu đã động viên và giúp đỡ tôi trong thời gian qua
Đặc biệt, tôi xin gởi lời cảm ơn sâu sắc đến cô hướng dẫn, PGS.TS Phạm Thị Phú, với lòng tận tụy, người đã tận tình chỉ bảo, đưa ra những phê bình đúng đắn, đã thắp lên trong tôi ngọn lửa nhiệt tình với lời động viên đơn giản “Hãy cố gắng hoàn thành luận văn của mình”
Với tất cả lòng biết ơn, tôi xin chúc mọi người luôn mạnh khỏe, hạnh phúc và thành công
TP Hồ Chí Minh, tháng 8 năm 2009
Lê Trần Thảo Trang
Trang 4DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
Trang 5MỞ ĐẦU
1 Lý do chọn đề tài
Hội nghị Ban chấp hành Trung ương Đảng cộng sản Việt Nam lần thứ II (khóa VIII) đã xác định một trong những mục tiêu giáo dục của nước ta trong giai đoạn hiện nay là phải đào tạo thế hệ trẻ có
ý thức cộng đồng và phát huy tính tích cực của cá nhân, làm chủ tri thức khoa học và công nghệ hiện đại Có tư duy sáng tạo, có kĩ năng thực hành giỏi, có tác phong công nghiệp, có tính tổ chức
và kỉ luật
Đối với dạy học môn vật lý ở trường phổ thông, mục tiêu đó được cụ thể trong bốn nhiệm vụ: giáo dưỡng, giáo dục, phát triển và giáo dục kĩ thuật tổng hợp Trong đó phát triển tư duy học sinh (HS) là nhiệm vụ đặc biệt quan trọng, là động lực giúp cho việc thực hiện có hiệu quả các nhiệm vụ còn lại, đồng thời suy cho cùng là mục đích cuối cùng của dạy học: dạy học phải kéo theo sự phát triển trí tuệ học sinh (Vư-gốt-xki) Nội dung phát triển năng lực tư duy cho HS bao gồm: rèn luyện những thao tác, hành động, phương pháp nhận thức cơ bản, công cụ để HS chiếm lĩnh kiến thức, vận dụng sáng tạo kiến thức giải quyết vấn đề trong học tập và hoạt động thực tiễn Trong dạy học, việc bồi dưỡng tư duy logic là một bộ phận quan trọng của nhiệm vụ phát triển tư duy bởi tư duy logic cần thiết cho mọi hoạt động, là cơ sở của tư duy sáng tạo Những kỹ năng cần thiết của người lao động mới trong xã hội toàn cầu hóa, cạnh tranh và hợp tác như: trình bày vấn đề, thuyết phục, đàm phán … có cơ sở từ năng lực tư duy logic, và năng lực này cần phải được quan tâm bồi dưỡng
từ khi HS còn ngồi trên ghế nhà trường
Làm thế nào để bồi dưỡng tư duy logic cho HS trong dạy học môn vật lý ở trường phổ thông? Đây là câu hỏi từ lâu được nhiều giáo viên (GV) vật lý quan tâm bởi thực tế năng lực tư duy logic, suy luận logic, diễn đạt tư tưởng, ý kiến của HS, sinh viên và cả GV còn nhiều bất cập hạn chế Trong dạy học vật lý, bài tập vật lý (BTVL) từ trước đến nay vẫn giữ một vị trí quan trọng bởi vì
có thể sử dụng BTVL như một phương tiện để ôn tập, củng cố kiến thức, lí thuyết đã học một cách sinh động và có hiệu quả BTVL còn giúp rèn luyện cho HS khả năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn và đời sống, rèn luyện cho HS tinh thần tự lập, tính cẩn thận, tính kiên trì và tinh thần vượt khó…Ngoài ra ta còn có thể dùng nó như một phương tiện để kiểm tra đánh giá kiến thức, kỹ năng của HS
Do đó, để quá trình dạy học vật lý ở trường THPT đạt hiệu quả cao thì ngoài việc dạy kiến thức mới còn phải chú trọng đến việc dạy BTVL BTVL đa dạng, theo dấu hiệu phương thức, công cụ chính để giải, BTVL gồm bài tập định tính (BTĐT), bài tập định lượng Thực tế giảng dạy cho thấy
GV thường tập trung vào các bài tập định lượng mà chưa chú trọng đến các BTĐT mặc dù BTĐT
có những ưu điểm vượt trội đặc biệt trong việc bồi dưỡng tư duy logic, năng lực lập luận logic
Trang 6Trong những trường hợp dạy học các nội dung không có các công thức toán học thì việc sử dụng BTĐT trong dạy học là rất cần thiết Ngoài ra, còn một vấn đề khá quan trọng mang tính thời sự là hiện nay hình thức trắc nghiệm khách quan được sử dụng cho thi tốt nghiệp và tuyển sinh đại học môn vật lý Mặc dù có những ưu điểm như tính khách quan trong đánh giá, ngăn ngừa được tình trạng học tủ, học lệch do đề thi phủ kín toàn bộ chương trình, nhưng do không phải viết câu trả lời nên kiểu kiểm tra đánh giá này rất hạn chế việc rèn luyện kỹ năng lập luận logic, phát triển ngôn ngữ cho HS Nếu trong quá trình dạy học môn vật lý, bài tập trắc nghiệm khách quan bị tuyệt đối hóa sẽ dẫn đến tình trạng tư duy lôgic, năng lực lập luận lôgic, ngôn ngữ nói, viết của HS rất hạn chế
Vậy, vấn đề đặt ra là cần thiết phải xây dựng một hệ thống BTĐT hiện còn rất khiêm tốn bên cạnh hệ thống bài tập định lượng đã khá phong phú (và hệ thống bài tập trắc nghiệm khách quan đang ồ ạt ra đời trong ba năm gần đây)
Trước hết cần ưu tiên cho những nội dung dạy học nặng về mặt định tính trong chương trình THPT Trong khuôn khổ luận văn tốt nghiệp Thạc sĩ, tôi chọn đề tài: “Sử dụng hệ thống bài tập định tính vào chương “Chất rắn và chất lỏng Sự chuyển thể” vật lý lớp 10 nâng cao nhằm bồi dưỡng tư duy lôgic cho học sinh trong dạy học vật lý ở trường trung học phổ thông”
2 Mục tiêu nghiên cứu
- Xây dựng được hệ thống BTĐT chương “Chất rắn và chất lỏng Sự chuyển thể” Vật lý 10 chương trình Nâng cao làm phương tiện bồi dưỡng tư duy logic cho HS
- Thiết kế các phương án dạy học với hệ thống BTĐT đã soạn nhằm bồi dưỡng tư duy logic cho
HS
3 Giả thuyết khoa học
- Có thể xây dựng được hệ thống BTĐT đảm bảo các yêu cầu về vật lý học, về logic học, về tâm
lý học và lý luận dạy học nhằm mục tiêu bồi dưỡng tư duy logic cho HS, thuộc chương “Chất rắn và chất lỏng Sự chuyển thể” Vật lý 10 chương trình Nâng cao
- Việc sử dụng BTĐT theo các phương án dạy học hợp lý sẽ góp phần bồi dưỡng tư duy logic cho HS
4 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
4.1 Đối tượng nghiên cứu của đề tài
- Tư duy logic
- BTVL nói chung và BTĐT nói riêng trong dạy học vật lý: vai trò và đặc điểm của chúng
- Việc dạy BTVL nói chung và BTĐT nói riêng trong chương “Chất rắn và chất lỏng Sự chuyển thể”
Trang 74.2 Phạm vi nghiên cứu
Nghiên cứu BTĐT và chương “Chất rắn và chất lỏng Sự chuyển thể” trong chương trình vật lý lớp 10 Nâng cao
5 Nhiệm vụ nghiên cứu
5.1 Tìm hiểu cơ sở lý luận của việc bồi dưỡng tư duy logic trong dạy học
5.2 Nghiên cứu cơ sở lý luận về BTĐT trong dạy học vật lý, mối liên hệ giữa hoạt động giải BTĐT và việc thực hành các thao tác tư duy, các hành động suy luận logic Xây dựng tiêu chí đánh giá năng lực tư duy logic trong dạy học vật lý
5.3 Tìm hiểu thực trạng dạy BTĐT và vấn đề quan tâm bồi dưỡng tư duy logic cho HS trong dạy học vật lý ở trường THPT Điều tra kỹ năng giải BTĐT của HS lớp 10 để đánh giá năng lực tư duy logic của HS
5.4 Nghiên cứu chương trình, sách giáo khoa, chuẩn kiến thức kỹ năng vật lý 10 Nâng cao, chương “Chất rắn và chất lỏng Sự chuyển thể” nhằm tạo cơ sở xây dựng hệ thống BTĐT
5.5 Xây dựng hệ thống BTĐT chương “Chất rắn và chất lỏng Sự chuyển thể” theo định hướng nghiên cứu
5.6 Thiết kế các phương án dạy học với hệ thống BTĐT đã xây dựng nhằm bồi dưỡng tư duy logic cho HS
5.7 Thực nghiệm sư phạm để đánh giá tính khả thi, hiệu quả của các phương án đã thiết kế, điều chỉnh, hoàn thiện Quay phim tiết dạy thực nghiệm làm tư liệu cho bảo vệ đề tài
6 Phương pháp nghiên cứu
Nghiên cứu lý luận: đọc các sách, tài liệu về những vấn đề liên quan đến việc giải quyết các nhiệm vụ đã đề ra trong luận án
Nghiên cứu thực tiễn: điều tra sơ bộ về việc giảng dạy BTĐT ở một số trường THPT áp dụng
cụ thể cho chương “Chất rắn và chất lỏng Sự chuyển thể”
Thực nghiệm sư phạm ở một số trường THPT để đánh giá các biện pháp đã đề xuất trong luận án
7 Đóng góp mới của luận văn
Về mặt lý luận: góp phần hoàn thiện lý luận về dạy học BTĐT với chức năng là phương tiện hữu hiệu bồi dưỡng tư duy logic
Về nghiên cứu ứng dụng:
Mô tả được thực trạng khái quát và chi tiết về dạy học BTĐT theo hướng bồi dưỡng tư duy logic ở một số trường THPT Thành phố Hồ Chí Minh
Xây dựng hệ thống BTĐT chương “Chất rắn và chất lỏng Sự chuyển thể” đảm bảo tính khoa học sư phạm và khả thi dùng cho dạy học bồi dưỡng tư duy logic
Trang 8 Thiết kế các phương án dạy học có sử dụng BTĐT đã soạn nhằm bồi dưỡng tư duy logic Các giáo án đã thiết kế đảm bảo tính khả thi và có tác dụng bồi dưỡng tư duy logic cho HS
8 Cấu trúc luận văn
Phần nội dung gồm 3 chương:
Chương 1 Bài tập định tính với việc bồi dưỡng tư duy logic trong dạy học vật lý Được trình bày từ trang 12 đến trang 45
Chương 2 Xây dựng vào sử dụng hệ thống bài tập định tính nhằm bồi dưỡng tư duy logic cho HS qua dạy học chương “Chất rắn và chất lỏng Sự chuyển thể” Vật lý 10 chương trình nâng cao Được trình bày từ trang 46 đến trang 93
Chương 3 Thực nghiệm sư phạm Được trình bày từ trang 94 đến trang 104
Trang 9Chương 1 BÀI TẬP ĐỊNH TÍNH VỚI VIỆC BỒI DƯỠNG TƯ DUY LOGIC TRONG
DẠY HỌC VẬT LÝ
1.1 Bồi dưỡng tư duy logic cho HS trong dạy học vật lý
1.1.1 Tư duy Các loại tư duy
a Tư duy
Có nhiều cách định nghĩa về tư duy, nhưng nói chung ta có thể hiểu là tư duy là sự phản ánh gián tiếp, trừu tượng, khái quát bản chất của sự vật hiện tượng, những liên hệ, quan hệ có tính chất quy luật của sự vật hiện tượng trong hiện thực khách quan mà ta chưa biết
Một số đặc điểm của tư duy: [7]
Tư duy bắt đầu từ một tình huống có vấn đề
Có tính trừu tượng và khái quát
Tư duy có tính gián tiếp
Tư duy có quan hệ mật thiết với ngôn ngữ: mối quan hệ giữa tư duy và ngôn ngữ được thể hiện bằng sơ đồ 1.1: [4]
Tư duy đóng vai trò quan trọng trong việc củng cố và phát triển ngôn ngữ Ngược lại, ngôn ngữ giúp cho việc rèn luyện, phát triển tư duy rõ ràng, mạch lạc, chính xác, đầy đủ
b Các loại tư duy
Con người đã đặt ra rất nhiều loại hình tư duy tuy nhiên, trong dạy học vật lý có thể phân loại tư duy theo các loại hình sau: [19]
Tư duy kinh nghiệm
Là loại tư duy chủ yếu dự trên kinh nghiệm cảm tính và sử dụng phương pháp “thử và sai” Chủ thể phải thực hiện một số thao tác, hành động nào đó, ngẫu nhiên gặp một trường hợp thành công và sau đó lặp lại đúng như thế mà không biết nguyên nhân vì sao Kiểu tư duy này đơn giản, không cần phải rèn luyện nhiều, có ích trong hoạt động hàng ngày để giải quyết một số vấn đề trong một phạm
đề có nhiều sự khác lạ
Tư duy lý luận
Là loại tư duy giải quyết nhiệm vụ đề ra dựa trên những khái niệm trừu tượng, những tri thức lý luận
Đặc trưng của loại tư duy này là:
Ngôn ngữ
Hình thức – Vỏ vật chất
Sơ đồ 1.1 Mối quan hệ giữa tư duy và ngôn ngữ
Trang 10 Không dừng lại ở kinh nghiệm rời rạc mà luôn hướng tới xây dựng những quy tắc, những quy luật chung ngày một sâu rộng hơn
Tự định hướng hành động suy nghĩ về cách thức hành động trước khi hành động
Luôn sử dụng những tri thức khái quát đã có để lý giải, dự đoán những sự vật hiện tượng cụ thể
Luôn lật đi, lật lại vấn đề để đạt đến sự nhất quán về mặt lý luận, xác định phạm vi ứng dụng của mỗi lý thuyết
Tư duy lý luận rất cần thiết cho hoạt động nhận thức và phải rèn luyện lâu dài mới có được
Tư duy logic
Tư duy logic là tư duy tuân theo các quy tắc và quy luật của logic học một cách chặt chẽ, chính xác, không phạm phải sai lầm trong cách lập luận, biết phát hiện ra các mâu thuẫn nhờ đó mà nhận thức được đúng đắn chân lý khách quan
Các đặc trưng của tư duy này là:
Tính chặt chẽ Đây là đặc trưng thể hiện sự liên kết, gắn bó không thể tách rời giữa các yếu
tố, các bộ phận trong một nội dung của tư duy
Tính hệ thống phản ánh sự sắp xếp các nội dung lập luận theo một trình tự nhất định
Tính tất yếu Tính tất yếu của tư duy là tính tuân thủ các quy luật và quy tắc của logic học
Tính chính xác Tính chính xác phản ánh đúng đắn những đặc điểm bản chất của các đối tượng vào trong các dấu hiệu cơ bản của khái niệm, là sự xác định được giá trị của tư tưởng ở trong phán đoán, suy luận, chứng minh, bác bỏ
Tư duy logic được sử dụng trong mọi lĩnh vực hoạt động, là cơ sở, nền tảng cho các loại tư duy khác nên cần phải rèn luyện cho HS loại tư duy này
Tư duy vật lý
Tư duy vật lý là sự quan sát các hiện tượng vật lý, phân tích một hiện tượng phức tạp thành những bộ phận đơn giản và xác lập giữa chúng những mối quan hệ và những sự phụ thuộc xác định, tìm ra mối quan hệ giữa mặt định tính và mặt định lượng của các hiện tượng và các đại lượng vật lý,
dự đoán các hệ quả mới từ các lý thuyết và áp dụng những kiến thức khái quát thu được vào thực tiễn
Việc phân loại các hình thức tư duy thật ra cũng không có một ranh giới thật rõ rệt, chúng chỉ thể hiện một khía cạnh nào đó của quá trình tư duy Nhưng chắc chắn rằng để quá trình tư duy được đúng đắn, rõ ràng, không mâu thuẫn thì phải có một trình độ tư duy logic nào đó Do vậy, vấn đề bồi dưỡng tư duy logic cho HS phải được quan tâm đúng mức, và phải được rèn luyện thường xuyên ở cấp trung học
Theo định hướng nghiên cứu của đề tài, chúng tôi đi sâu tìm hiểu về tư duy logic
Trang 111.1.2 Vai trò của tư duy logic trong các loại tư duy
Vai trò của tư duy logic có thể được thể hiện bằng sơ đồ 1.2:
Theo sơ đồ 1.2 chúng tôi muốn chỉ ra rằng tư duy kinh nghiệm có thể xem là cơ sở của tư duy logic Trong quá trình nhận thức thế giới khách quan, con người đã luôn tự mò mẫm, sử dụng phương pháp “thử và sai” trước khi có thể đúc kết cho mình một quy tắc, một quy luật nào đó Như vậy, những quy tắc, quy luật đó không phải do con người tự ý sáng tạo ra một cách vô căn cứ mà là
sự phản ánh những mối liên hệ, quan hệ khách quan của các sự vật hiện tượng quanh ta đúc kết thành tiền đề cho tư duy logic Trải qua nhiều thế kỉ, con người đã tổng kết được những quy tắc, quy luật logic có tính khách quan và đã hình thành nên logic học, một khoa học nghiên cứu những tư tưởng của con người về mặt hình thức logic của chúng Đây chính là cơ sở của tư duy logic
Mặt khác, tư duy logic lại có thể xem là cơ sở của các loại tư duy khác như tư duy lý luận, tư duy vật lý Đối với tư duy lý luận, để có thể xây dựng được những quy tắc, những quy luật chung hay để
có thể sử dụng những tri thức đã khái quát được nhằm lý giải, dự đoán những sự vật hiện tượng cụ thể…chắc chắn phải dùng đến những phán đoán và lập luận Đối với tư duy vật lý, khi quan sát các
sự vật hiện tượng muốn xác lập mối quan hệ giữa mặt định tính và mặt định lượng giữa các sự vật hiện tượng, giữa các đại lượng vật lý bắt buộc phải sử dụng những phán đoán và lập luận Những phán đoán và những lập luận này phải tuân theo những quy tắc, quy luật của logic học một cách chặt chẽ có như vậy mới không mắc phải sai lầm trong quá trình lập luận cũng như trong quá trình
tư duy
Tuy nhiên, cần lưu ý rằng trong quá trình nhận thức con người thường sử dụng xen kẽ, tổng hợp nhiều loại hình tư duy Trong đó có những hình thức tư duy chung như tư duy lý luận, tư duy logic
và hình thức tư duy riêng như tư duy vật lý
Chẳng hạn khi quan sát thấy hai vật rơi nhanh chậm khác nhau trong không khí thì các HS sẽ phải
tự đặt ra câu hỏi: Tại sao vật này rơi nhanh hơn vật kia? Từ đó HS sẽ đi tìm đáp án cho câu hỏi đưa
ra và đánh giá xem đáp án nào là chính xác nhất Nhưng để đưa ra các đáp án và đánh giá được đáp
án nào chính xác thì HS phải phân tích được hiện tượng quan sát: hai vật đó có khối lượng, hình dạng, kích thước giống nhau hay khác nhau, chúng có cùng chịu tác động của môi trường xung quanh như nhau không Khi đó HS phải dùng đến tư duy vật lý, HS phải phân tích được hiện tượng phức tạp thành những bộ phận, những hiện tượng bị chi phối bởi một số ít nguyên nhân, bị tác động bởi một số ít yếu tố Từ đó mới có thể đưa ra kết luận về nguyên nhân rơi nhanh chậm của các vật
Tư duy lý luận
Tư duy vật lý
Sơ đồ 1.2 Vai trò của tư duy logic trong các loại tư duy