Phát triển năng lực tư duy và rèn trí thông minh cho học sinh trung học phổ thông thông qua bài tập hóa học

Thế nhưng, các công trình nghiên cứu về thực trạng giáo dục hiện nay cho thấy chất lượng nắm vững kiến thức của học sinh không cao, đặc biệt việc phát huy tính tích cực của học sinh, năn

Khoa S- ph¹m

NGUYỄN THỊ DIẾN

PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC TƯ DUY VÀ RÈN TRÍ THÔNG MINH

CHO HỌC SINH TRUNG HỌC PHỔ THÔNG

THÔNG QUA BÀI TẬP HÓA HỌC

LUẬN VĂN THẠC SĨ SƯ PHẠM HÓA HỌC

Chuyên ngành: Lí Luận và Phương Pháp dạy học

Mã số: 15 14 10

Người hướng dẫn khoa học: PGS – TS Nguyễn Xuân Trường

HÀ NỘI - 2008

MỞ ĐẦU

1 Lí do chọn đề tài

Nhân loại đang bước vào thế kỷ XXI, thế kỷ tri thức, kỹ năng của con người được xem là yếu tố quyết định sự phát triển của xã hội Trong xã hội tương lai, nền giáo dục phải đào tạo ra những con người có trí tuệ, thông minh và sáng tạo Muốn có được điều này, ngay từ bây giờ nhà trường phổ thông phải trang bị đầy

đủ cho học sinh hệ thống kiến thức cơ bản, hiện đại, phù hợp với thực tiễn Việt Nam và rèn luyện cho họ năng lực tư duy sáng tạo Thế nhưng, các công trình nghiên cứu về thực trạng giáo dục hiện nay cho thấy chất lượng nắm vững kiến thức của học sinh không cao, đặc biệt việc phát huy tính tích cực của học sinh, năng lực tư duy, năng lực giải quyết vấn đề và khả năng tự học không được chú ý rèn luyện đúng mức Từ thực tế đó, nhiệm vụ cấp thiết đặt ra là phải đổi mới phương pháp dạy học, sử dụng các phương pháp dạy học tích cực để bồi dưỡng cho học sinh năng lực tư duy sáng tạo, năng lực giải quyết vấn đề

Trong dạy học hóa học, có thể nâng cao chất lượng dạy học và phát triển năng lực nhận thức của học sinh bằng nhiều biện pháp và phương pháp khác nhau Giải bài tập hóa học với tư cách là một phương pháp dạy học có tác dụng rất lớn trong việc giáo dục, rèn luyện và phát triển học sinh Mặt khác, cũng là thước đo trình độ nắm vững kiến thức và kỹ năng hóa học của học sinh

Vì vậy, cần phải nghiên cứu bài tập hóa học trên cơ sở hoạt động tư duy của học sinh, từ đó đề ra cách hướng dẫn học sinh tự lực giải bài tập, thông qua đó để tư duy của

họ phát triển Do đó, việc nghiên cứu đề tài: "Phát triển năng lực tư duy và rèn trí thông minh cho học sinh trung học phổ thông qua bài tập hóa học" là rất cần thiết

2 Lịch sử nghiên cứu

Việc nghiên cứu các vấn đề về bài tập hóa học từ trước đến nay đã có nhiều công trình của các tác giả ngoài nước như Apkin G.L, Xereda I.P nghiên cứu về phương pháp giải toán Ở trong nước có GS.TS Nguyễn Ngọc Quang nghiên cứu

lý luận về bài toán; PGS TS Nguyễn Xuân Trường nghiên cứu về bài tập thực

nghiệm định lượng; PGS.TS Lê Xuân Trọng, PGS.TS Đào Hữu Vinh, TS Cao

Cự Giác và nhiều tác giả khác quan tâm đến nội dung và phương pháp giải toán Tuy nhiên xu hướng hiện nay của lý luận dạy học là đặc biệt chú trong đến hoạt động tư duy và vai trò của học sinh trong quá trình dạy học, đòi hỏi học sinh phải làm việc tích cực, tự lực Trong các công trình nghiên cứu trước đây, chưa có công trình nào nghiên cứu một cách có hệ thống phương pháp luận làm cơ sở cho việc phát triển năng lực tư duy và rèn trí thông minh hóa học cho học sinh

3 Mục tiêu nghiên cứu

Xác định những biện pháp có tính phương pháp luận và xây dựng hệ thống bài tập có nội dung có thể khai thác để phát triển năng lực tư duy và rèn trí thông minh cho học sinh

4 Nhiệm vụ nghiên cứu

- Nghiên cứu hoạt động tư duy của học sinh (HS) trong quá trình giải bài tập hóa học (BTHH), từ đó hướng dẫn HS xây dựng tiến trình luận giải, làm cơ sở cho việc tìm kiếm lời giải một cách có hiệu quả

- Điều tra cơ bản tình hình sử dụng BTHH ở phổ thông, nêu lên ưu điểm và nhược điểm của việc sử dụng BTHH trong dạy học hoá học ở THPT hiện nay

- Xây dựng những biện pháp có tính phương pháp luận nhằm phát triển năng lực tư duy và rèn trí thông minh hóa học cho HS thông qua việc giải BTHH

- Thực nghiệm sư phạm để đánh giá hiệu quả của những biện pháp có tính phương pháp luận và hệ thống bài tập đã xây dựng để phát triển năng lực tư duy và rèn trí thông minh cho học sinh thông qua quá trình tìm kiếm lời giải Đối chiếu kết quả thực nghiệm với kết quả điều tra ban đầu, rút ra kết luận về khả năng áp dụng những biện pháp và hệ thống bài tập đã đề xuất

5 Đối tượng và khách thể nghiên cứu

- Khách thể nghiên cứu : Quá trình dạy học hoá học ở trường phổ thông

- Đối tượng nghiên cứu : Hoạt động tư duy của HS trong quá trình tìm kiếm lời giải và hoạt động của giáo viên trong việc hướng dẫn HS giải bài tập

6 Phương pháp nghiên cứu

+ Nghiên cứu lí luận :

- Nghiên cứu lí luận về việc phát triển năng lực nhận thức, rèn luyện tư duy

và trí thông minh cho học sinh

- Nghiên cứu về tác dụng và cách sử dụng bài tập trong dạy học hoá học + Nghiên cứu thực tiễn :

- Điều tra thực trạng năng lực nhận thức và khả năng tư duy của HS trong quá trình giải bài tập hoá học

- Tình hình sử dụng bài tập của giáo viên trong dạy học hoá học ở THPT hiện nay

-Thực nghiệm sư phạm để đánh giá hiệu quả của các biện pháp và hệ thống bài tập đã đề xuất

7 Giả thuyết nghiên cứu

Nếu có hệ thống BTHH với nội dung kiến thức phong phú, sâu sắc và GV biết khai thác triệt để các bài tập đó để rèn luyện tư duy cho HS ( tư duy độc lập, tư duy logic, tư duy trừu tượng, tư duy biện chứng, tư duy phê phán, tư duy sáng tạo ) thì năng lực tư duy và trí thông minh của HS sẽ phát triển

8 Điểm mới của luận văn

+ Lần đầu tiên nghiên cứu sự phát triển năng lực tư duy và rèn trí thông minh cho học sinh thông qua quá trình đào tạo theo quan điểm tiếp cận hệ thống

+ Đề xuất một số biện pháp mang tính phương pháp luận nhằm phát triển năng lực tư duy, rèn trí thông minh cho HS thông qua BTHH dưới 3 góc độ :

- Phẩm chất tư duy

- ''Người sử dụng '' bài tập

- Nội dung kiến thức hoá học

9 Cấu trúc của luận văn

Ngoài phần mở đầu, kết luận khuyến nghị, danh mục tài liệu tham khảo và phần phụ lục luận văn trình bày trong 3 chương

Chương 1 : Cơ sở lí luận về phát triển năng lực tư duy, trí thông minh

và bài tập hóa học

Chương 2 : Các biện pháp phát triển năng lực tư duy và rèn trí thông minh cho học sinh

Chương 3 : Thực nghiệm sư phạm

CHƯƠNG 1

CƠ SỞ LÍ LUẬN VỀ BÀI TẬP HÓA HỌC

TƯ DUY VÀ TRÍ THÔNG MINH 1.1 Bài tập hóa học (BTHH)

1.1.1 Khái niệm bài tập hoá học

BTHH là một vấn đề không lớn mà trong trường hợp tổng quát được giải quyết nhờ những suy luận lôgic, những phép toán và những thí nghiệm trên cơ sở các khái niệm, định luật, học thuyết và phương pháp hóa học

1.1.2 Tác dụng của bài tập hoá học

- BTHH là một trong những phương tiện hiệu nghiệm cơ bản nhất để dạy học sinh tập vận dụng các kiến thức đã học vào thực tế cuộc sống, sản xuất và tập nghiên cứu khoa học, biến những kiến thức đã tiếp thu được qua bài giảng thành kiến thức của chính mình

- Đào sâu, mở rộng kiến thức đã học một cách sinh động, phong phú

- Là phương tiện để ôn tập, củng cố, hệ thống hóa kiến thức một cách tốt nhất

- Phát triển tư duy, rèn trí thông minh cho HS: Một số vấn đề lý thuyết cần phải đào sâu mới hiểu được trọn vẹn, một số bài toán có tính chất đặc biệt, ngoài cách giải thông thường còn có cách giải độc đáo nếu HS có tầm nhìn sắc sảo Thông thường nên yêu cầu HS giải bằng nhiều cách có thể có - tìm ra cách giải ngắn nhất, hay nhất - đó là một phương pháp rèn luyện trí thông minh cho HS

- BTHH còn được sử dụng như một phương tiện để nghiên cứu tài liệu mới (hình thành khái niệm, định luật) Khi trang bị kiến thức mới, giúp HS tích cực, tự lực, lĩnh hội kiến thức một cách sâu sắc và bền vững

- BTHH còn làm chính xác hóa các khái niệm, định luật đã học

- BTHH phát huy tính tích cực, tự lực của HS và hình thành phương pháp học tập hợp lý

- BTHH còn là phương tiện để kiểm tra đánh giá kiến thức, kĩ năng của HS một cách chính xác

- Giáo dục đạo đức, tác phong như rèn tính kiên nhẫn, trung thực, chính xác, khoa học và sáng tạo, phong cách làm việc khoa học (có tổ chức, kế hoạch, …) nâng cao hứng thú học tập bộ môn, điều này thể hiện rõ khi giải bài tập thực nghiệm

Trên đây là một số tác dụng của BTHH, nhưng cần phải khẳng định rằng:

Bản thân BTHH chưa có tác dụng gì cả; Không phải một BTHH "hay" thì luôn luôn có tác dụng tích cực ! Vấn đề phụ thuộc chủ yếu là "người sử dụng" nó, phải biết trao đúng đối tượng, phải biết cách khai thác triệt để mọi khía cạnh có thể có của bài toán, để học sinh tự tìm ra lời giải Lúc đó BTHH mới thực sự có ý nghĩa, không phải chỉ dạy học để giải bài toán, mà là dạy học bằng giải bài toán

1.1.3 Phân loại bài tập hoá học

Với mục đích nghiên cứu quá trình tư duy hóa học nhằm phát triển năng lực trí tuệ cho HS chúng tôi phân BTHH ra làm hai loại sau:

a) Bài tập cơ bản (BTCB): Là loại bài tập để tìm được lời giải chỉ cần thiết lập mối

quan hệ giữa cái đã cho và cái cần tìm dựa vào một vài đơn vị kiến thức đơn giản

b) Bài tập gồm nhiều đơn vị cơ bản: (Bài tập phức tạp)

Là loại BT mà quá trình giải phải thực hiện một chuỗi các lập luận lôgic, giữa cái đã cho và cái cần tìm thông qua một loạt các bài toán trung gian Rõ ràng, một bài toán trung gian là một bài toán cơ bản Nên để giải quyết một bài toán không cơ bản thì học sinh phải giải thành thạo các bài toán cơ bản và phải nhận ra quan hệ lôgic, mật thiết của bài toán thông qua quan hệ lôgic sơ đẳng Trong thực

tế dạy học, GV không làm cho HS hiểu trọn vẹn một vấn đề, một bài toán, một quá trình suy luận (vì những lí do khách quan và chủ quan khác nhau) thông qua những câu hỏi "tại sao ?"

1.2 Vấn đề phát triển năng lực tƣ duy và rèn trí thông minh

1.2.1 Tư duy là gì ?

L.N Tônxtôi đã viết: "Kiến thức chỉ thực sự là kiến thức khi nào nó là thành quả những cố gắng của tư duy chứ không phải của trí nhớ" Như vậy, HS chỉ thực sự lĩnh hội được tri thức chỉ khi họ thực sự tư duy.[48]

Theo M.N Sacđacôp: "Tư duy là sự nhận thức khái quát gián tiếp các sự vật

và hiện tượng của hiện thực trong những dấu hiệu, những thuộc tính chung và bản chất của chúng Tư duy cũng là sự nhận thức sáng tạo những sự vật, hiện tượng mới, riêng rẽ của hiện thực trên cơ sở những kiến thức khái quát hóa đã thu nhận được[49]

Còn theo tác giả Nguyễn Xuân Trường (Đại học Sư Phạm Hà Nội) thì "tư duy là hành động trí tuệ nhằm thu thập và xử lí thông tin về thế giới quanh ta và thế giới trong ta Chúng ta tư duy để hiểu, làm chủ tự nhiên, xã hội và chính mình"[38]

1.2.2 Tầm quan trọng của việc phát triển tư duy

Lý luận dạy học hiện đại đặc biệt chú trọng đến việc phát triển tư duy cho HS

thông qua việc điều khiển tối ưu quá trình dạy học, còn các thao tác tư duy cơ bản là

công cụ của nhận thức, đáng tiếc rằng điều này cho đến nay vẫn chưa được thực hiện rộng rãi và có hiệu quả Vẫn biết sự tích lũy kiến thức trong quá trình dạy học đóng vai trò không nhỏ, song không phải quyết định hoàn toàn Con người có thể quên đi nhiều

sự việc cụ thể mà dựa vào đó những nét tính cách của anh ta được hoàn thiện Nhưng nếu những nét tính cách này đạt đến mức cao thì con người có thể giải quyết được mọi vấn đề phức tạp nhất, điều đó nghĩa là anh ta đã đạt đến một trình độ tư duy cao Quá trình hoạt động nhận thức của HS chia làm hai mức độ:

- Trình độ nhận thức cảm tính: Là quá trình phản ánh thực tiễn dưới dạng cảm giác, tri giác và biểu tượng

- Trình độ nhận thức lý tính: Còn gọi là trình độ lôgic hay đơn giản là tư duy

1.2.3 Những đặc điểm của tư duy

- Quá trình tư duy nhất thiết phải sử dụng ngôn ngữ là phương tiện: Giữa tư duy và ngôn ngữ có mối quan hệ không thể chia cắt, tư duy và ngôn ngữ phát triển trong sự thống nhất với nhau Tư duy dựa vào ngôn ngữ nói chung và khái niệm nói riêng Mỗi khái niệm lại được biểu thị bằng một hay một tập hợp từ Vì vậy, tư

duy là sự phản ánh nhờ vào ngôn ngữ Các khái niệm là những yếu tố của tư duy

Sự kết hợp các khái niệm theo những phương thức khác nhau, cho phép con người

đi từ ý nghĩ này sang ý nghĩ khác

+ Tư duy phản ánh khái quát:

Tư duy phản ánh hiện thực khách quan, những nguyên tắc hay nguyên lý

chung, những khái niệm hay vật tiêu biểu Phản ánh khái quát là phản ánh tính phổ

biến của đối tượng Vì thế những đối tượng riêng lẻ đều được xem như một sự thể

hiện cụ thể của quy luật chung nào đó Nhờ đặc điểm này, quá trình tư duy bổ sung

cho nhận thức và giúp con người nhận thức hiện thực một cách toàn diện hơn

+ Tư duy phản ánh gián tiếp:

Tư duy giúp ta hiểu biết những gì không tác động trực tiếp, không cảm giác

và quan sát được, mang lại những nhận thức thông qua các dấu hiệu gián tiếp Tư

duy cho ta khả năng hiểu biết những đặc điểm bên trong, những đặc điểm bản chất

mà các giác quan không phản ánh được

+ Tư duy không tách rời quá trình nhận thức cảm tính:

Quá trình tư duy bắt đầu từ nhận thức cảm tính, liên hệ chặt chẽ với nó

trong quá trình đó nhất thiết phải sử dụng những tư liệu của nhận thức cảm tính

1.2.4 Những phẩm chất của tư duy

a) Khả năng định hướng: Ý thức nhanh chóng và chính xác đối tượng cần

lĩnh hội, mục đích phải đạt được và những con đường tối ưu đạt được mục đích đó

b) Bề rộng: Có khả năng vận dụng nghiên cứu các đối tượng khác

c) Độ sâu: Nắm vững ngày càng sâu sắc hơn bản chất của sự vật, hiện tượng

d) Tính linh hoạt: Nhạy bén trong việc vận dụng những tri thức và cách

thức hành động vào những tình huống khác nhau một cách sáng tạo

e) Tính mềm dẻo: Thể hiện ở hoạt động tư duy được tiến hành theo các

hướng xuôi ngược chiều

f) Tính độc lập: Thể hiện ở chỗ tự mình phát hiện ra vấn đề, đề xuất cách

giải quyết và tự giải quyết được vấn đề

g) Tính khái quát: Khi giải quyết một loại vấn đề nào đó sẽ đưa ra được mô

hình khái quát, trên cơ sở đó để có thể vận dụng để giải quyết các vấn đề tương tự, cùng loại

1.2.5 Các thao tác tư duy và phương pháp lôgic

Sự phát triển tư duy nói chung được đặc trưng bởi sự tích lũy các thao tác tư duy thành thạo và vững chắc của con người Một trong những hình thức quan trọng của tư duy hóa học là những khái niệm khoa học Việc hình thành và vận dụng các khái niệm, cũng như việc thiết lập các mối quan hệ giữa chúng được thực hiện trong quá trình sử dụng các thao tác tư duy như: phân tích, tổng hợp, so sánh, khái quát hóa, trừu tượng hóa, cụ thể hóa kết hợp với các phương pháp hình thành phán đoán mới là quy nạp, diễn dịch, suy diễn và loại suy

- Phân tích: Là hoạt động tư duy tách các yếu tố bộ phận của sự vật, hiện

tượng nhằm mục đích nghiên cứu chúng một cách đầy đủ, trọn vẹn theo hướng nhất định

Chẳng hạn, HS không thể nắm vững tính chất hóa học của một chất hữu cơ một cách sâu sắc và bền vững nếu như không phân tích kỹ công thức cấu tạo của chất đó Hoặc phân tích mọi khía cạnh có thể có của đề bài là cơ sở để giải đúng và đầy đủ mọi BTHH

- Tổng hợp: Là hoạt động tư duy kết hợp các bộ phận, yếu tố đã được phân

tích để nhận thức, để nắm được cái toàn bộ của sự vật, hiện tượng Để hiểu đầy đủ các nhóm nguyên tố phải dựa trên kết quả tổng hợp của việc phân tích nghiên cứu đặc điểm cấu tạo cũng như tính chất của từng nguyên tố cụ thể

Kết quả của quá trình nhận thức là hoạt động cân đối và mật thiết giữa phân tích và tổng hợp Sự phân tích sâu sắc, phong phú là điều kiện quan trọng để tổng hợp được chính xác, trọn vẹn, ngược lại tổng hợp sơ bộ tạo tiền đề quan trọng cho

sự phân tích

- So sánh: Là thiết lập sự giống nhau và khác nhau giữa các sự vật, hiện

tượng và giữa những khái niệm phản ánh chúng

+ So sánh liên tiếp (tuần tự): Trong giảng dạy hóa học thường dùng phương

pháp này khi HS tiếp thu kiến thức mới So sánh với kiến thức đã học để HS hiểu sâu sắc hơn

+ So sánh đối chiếu: Nghiên cứu hai đối tượng (hai chất, hai phản ứng, hai

phương pháp ….) cùng một lúc trên cơ sở phân tích từng bộ phận để đối chiếu với nhau

Tóm lại, trong giảng dạy hóa học so sánh là phương pháp tư duy rất hiệu

nghiệm nhất là khi hình thành khái niệm

- Cụ thể hóa: Là hoạt động tư duy tái sản sinh ra hiện tượng và đối tượng

với các thuộc tính bản chất của nó

- Trừu tượng hóa: là sự phản ánh bản chất cô lập các dấu hiệu, thuộc tính

bản chất

- Khái quát hóa: Là bước cần thiết của trừu tượng hóa Mỗi vật thể (chất,

phản ứng …) với đầy đủ các dấu hiệu bản chất và không bản chất, dấu hiệu chung, riêng Xác định thuộc tính bản chất và chung của mọi loại đối tượng, từ đó hình thành lên một khí niệm

*Những hình thức cơ bản của tư duy

-Khái niệm: Là một tư tưởng phản ánh những dấu hiệu bản chất riêng biệt

của sự vật hiện tượng

- Phán đoán: Là sự tìm hiểu tri thức về mối quan hệ giữa các khái niệm, sự

phối hợp giữa các khái niệm, thực hiện theo một nguyên tắc, quy luật bên trong

- Suy lý: Hình thức suy nghĩ liên hệ các phán đoán với nhau để tạo thành

phán đoán mới gọi là suy lý Suy lý được cấu tạo bởi hai bộ phận:

+ Các phán đoán có trước gọi là tiên đề

+ Các phán đoán có sau gọi là kết luận (dựa vào tính chất của tiên đề để kết luận) Suy lý chia làm ba loại: Loại suy, suy lý quy nạp và suy lý diễn dịch

+ Loại suy: Là hình thức tư duy đi từ cái riêng biệt này đến cái riêng bịêt

khác Loại suy cho ta những dự đoán chính xác sự phụ thuộc và sự hiểu biết về hai đối tượng Khi đã nắm vững các thuộc tính cơ bản của đối tượng thì loại suy sẽ chính xác Chẳng hạn, khi nghiên cứu các loại hợp chất hữu cơ chỉ cần xét kỹ các