Bồi dưỡng năng lực tư duy logic cho học sinh thông qua việc sử dụng bài tập vật lí nghịch lí và nguỵ biện phần động học lớp 10

Góp phần rèn luyện các thao tác tư duy và phương pháp suy luận logic thông qua việc sử dụng bài tập vật lý nghịch lý và ngụy biện trong dạy học vật lý 28 26 1.3.. Để khắc phục điều này,

TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH

===  ===

VŨ THỊ MINH

BỒI DƯỠNG NĂNG LỰC TƯ DUY LOGIC CHO HỌC SINH THÔNG QUA VIỆC SỬ DỤNG BÀI TẬP VẬT LÝ NGHỊCH LÝ VÀ NGỤY BIỆN PHẦN

ĐỘNG HỌC LỚP 10

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC

CHUYÊN NGÀNH: PPGD VẬT LÝ

MÃ SỐ: 5.07.02

MỤC LỤC

Trang

III Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 2

Chương 1: Cơ sở lý luận và thực tiễn của đề tài 4 1.1 Năng lực tư duy logic của học sinh trong quá trình dạy học vật lý 4

1.1.2 Rèn luyện cho học sinh kỹ năng thực hiện các thao tác tư duy và

1.1.3 Các phương pháp suy luận logic 10 1.1.4 Suy luận tương tự trong dạy học vật lý 24 1.1.5 Sử dụng phương pháp quy nạp - diễn dịch trong dạy học vật lý 25 1.1.6 Các nguyên tắc xây dựng chuỗi suy luận logic 26 1.1.7 Các sai lầm thường gặp trong suy luận 26 1.2 Bài tập nghịch lý và ngụy biện với việc bồi dưỡng năng lực tư

duy logic cho học sinh

26

1.2.1 Bài tập nghịch lý và ngụy biện trong bộ môn vật lý 26 1.2.2 Sử dụng bài tập nghịch lý và ngụy biện nhằm làm xuất hiện nhu

cầu tìm kiếm các thao tác tư duy và các phương pháp suy luận

1.2.3 Góp phần rèn luyện các thao tác tư duy và phương pháp suy luận

logic thông qua việc sử dụng bài tập vật lý nghịch lý và ngụy biện trong dạy học vật lý

28

26 1.3 Thực trạng sử dụng bài tập nghịch lý và ngụy biện vào dạy học vật

củng cố, khắc sâu kiến thức đã học ở các tiết bài tập 41 2.4.2 Sử dụng bài tập vật lý nghịch lý và ngụy biện vào việc kiểm tra 42 2.4.3 Tổ chức điều khiển, giúp đỡ học sinh hình thành các mẫu suy

luận logic thông thường qua việc sử dụng bài tập vật lý nghịch lý

2.5 Các tiêu chí để đánh giá năng lực tư duy logic của học sinh sau khi giáo viên sử dụng tiến trình dạy học mới có sử dụng bài tập nghịch lý và ngụy biện phần cơ học lớp 10

60

3

3.1 Mục đích, đối tượng của TNSP 63

Lời cảm ơn

Trong quá trình nghiên cứu và hoàn thành luận văn, em

đã nhận được sự giúp đỡ tận tình của Ban chủ nhiệm khoa Sau đại học, Ban chủ nhiệm cùng các thầy cô giáo khoa Vật lý,

bộ môn PPGD Vật lý, đặc biệt là thầy giáo hướng dẫn PGS-TS Nguyễn Quang Lạc - Chủ nhiệm bộ môn PPGD

- khoa Vật lý Đồng thời em cũng nhận được sự giúp đỡ của

Thuật nơi em tiến hành TNSP

Qua đây, em xin chân thành cảm ơn thầy giáo hướng dẫn cùng các thầy, cô giáo trong khoa, các thầy cô giáo ở hai trường nơi em TNSP cùng các học viên Cao học 10, những người thân trong gia đình và bạn bè đã giúp đỡ, đóng góp ý kiến giúp em hoàn thành luận văn này

Vinh, ngày tháng năm 2004.

Học viên: Vũ Thị Minh

PHẦN MỞ ĐẦU

I LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI

Chúng ta đang sống trong thế kỷ XXI - thế kỷ của nền kinh tế tri thức - thế kỷ không ngừng hội nhập của các nước trong khu vực và trên thế giới Bởi vậy những năm gần đây Đảng ta đã xác định: "Giáo dục là quốc sách hàng đầu" Nghị quyết đại hội Đảng toàn quốc lần thứ VIII đã đặt ra nhiệm vụ cho ngành Giáo dục là: "Cải tiến chất lượng dạy học, khắc phục những yếu kém trong ngành Giáo dục để hoàn thành nhiệm vụ đào tạo nguồn lực cho công nghiệp hoá, hiện đại hoá đất nước"

Ngày nay, đổi mới phương pháp dạy học là một nhiệm vụ hết sức quan trọng của ngành Giáo dục và Đào tạo trong giai đoạn hiện nay Tuy nhiên, dù sự đổi mới đang diễn ra hết sức mạnh mẽ thì vẫn chưa thể khắc phục được hiện tượng “toán học hoá vật lý” trong quá trình học tập vật lý ở trường phổ thông Thực trạng này đã dẫn tới năng lực diễn đạt yếu của học sinh trong quá trình giải bài tập, đặc biệt là với các bài tập mang tính logic cao Các em đã “toán học hoá” các hiện tượng, quá trình vật lý bởi các công thức mà quên đi bản chất vật lý trong đó Do vậy, trước một bài tập đòi hỏi phải tư duy logic thì các em không biết bắt đầu từ đâu, đôi khi các em mò mẫm bằng phương pháp thử sai để tìm ra lời giải Quá trình này không những tốn khá nhiều thời gian

mà không thể đảm bảo sự chân thực của kết luận

Để khắc phục điều này, chúng tôi đã sử dụng bài tập nghịch lý và ngụy biện, là những bài tập được soạn thảo dựa trên những sai lầm của học sinh và những biểu hiện đa dạng của các sự kiện, hiện tượng, quá trình vật lý… Nó không những giúp ta phát hiện và khắc phục những quan niệm sai lệch của

học sinh mà còn giúp ta phát hiện những suy luận sai lầm của các em Bài tập loại này đặt người học vào tình huống có vấn đề, giải quyết được vấn đề đó

họ sẽ nhận ra sai lầm của mình Bài tập nghịch lý và ngụy biện không chỉ giúp học sinh nắm vững kiến thức mà cả khả năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn, bồi dưỡng năng lực tư duy logic cho học sinh

Xuất phát từ lý do đó tôi chọn đề tài :"Bồi dưỡng năng lực tư duy logic logic cho học sinh thông qua việc sử dụng một số bài tập vật lý nghịch lý và ngụy biện phần động học lớp 10"

II MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU

Bồi dưỡng năng lực tư duy logic cho học sinh nhờ việc sưu tầm, chọn lọc và sử dụng một số bài tập vật lý nghịch lý và ngụy biện phần động học lớp 10

III ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU

IV GIẢ THUYẾT KHOA HỌC

Nếu xây dựng được hệ thống bài tập vật lý nghịch lý và ngụy biện phong phú đồng thời đề xuất được tiến trình dạy học có sử dụng chúng một cách hợp lý thì có thể bồi dưỡng năng lực tư duy logic của học sinh và do đó

có thể góp phần nâng cao chất lượng dạy học phần động học lớp 10 nói riêng, dạy học vật lý nói chung

V NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU

- Nghiên cứu cơ sở lý luận của việc bồi dưỡng năng lực tư duy logic cho học sinh

- Sưu tầm, chọn lọc và xây dựng hệ thống bài tập vật lý nghịch lý và ngụy biện phần động học lớp 10

- Xây dựng tiến trình dạy học có sử dụng một số bài tập nghịch lý và ngụy biện ở trên nhằm bồi dưỡng năng lực tư duy logic của học sinh khi học phần động học lớp 10

VI PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU.

- Phương pháp nghiên cứu lý thuyết

- Phương pháp thực nghiệm

- Phương pháp xử lý số liệu bằng lý thuyết xác suất thống kê

VII DỰ KIẾN CẤU TRÚC LUẬN VĂN

Gồm 3 phần sau:

- PHẦN MỞ ĐẦU

- PHẦN NỘI DUNG

CHƯƠNG I CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI

CHƯƠNG II MỘT SỐ BÀI TẬP NGHỊCH LÝ VÀ NGỤY BIỆN TRONG PHẦN ĐỘNG HỌC LỚP 10 DỰ KIẾN TIẾN TRÌNH SỬ DỤNG

CHƯƠNG III THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM

- PHẦN KẾT LUẬN

- TÀI LIỆU THAM KHẢO

- PHỤ LỤC

Chương 1:

CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI

1.1 NĂNG LỰC TƯ DUY LOGIC CỦA HỌC SINH TRONG QUÁ TRÌNH DẠY HỌC VẬT LÝ

1.1.1 Năng lực tư duy logic

a Năng lực

Theo khoa học tâm lý, năng lực là những thuộc tính tâm lý riêng của

cá nhân, nhờ những thuộc tính này mà con người hoàn thành tốt đẹp một loại hoạt động nào đó, mặc dù phải bỏ ra ít sức lao động nhưng vẫn đạt kết quả cao[1]

Sự hình thành và phát triển năng lực:

Tâm lý học hiện đại cho rằng, con người khi mới sinh ra chưa có năng lực, chưa có nhân cách, chính trong quá trình sống, học tập, lao động, giao lưu, con người đã hình thành và phát triển năng lực Sự hình thành và phát triển năng lực của con người chịu sự tác động của nhiều yếu tố, trong đó có yếu tố sinh học, yếu tố hoạt động của chủ thể và yếu tố giao lưu xã hội

Vai trò của giáo dục trong việc bồi dưỡng năng lực:

+ Giáo dục là một hoạt động chuyên môn của xã hội nhằm hình thành

và phát triển (tức bồi dưỡng) nhân cách con người (trong đó có năng lực) theo những yêu cầu của xã hội trong những giai đoạn lịch sử nhất định

[1] Trang 128 -PPDH vật lý ở trường phổ thông

+ Sự hình thành và phát triển năng lực của học sinh phải thông qua chính hoạt động của học sinh trong mối quan hệ với cộng đồng Bởi vậy, nhà trường hiện đại chỉ lấy hoạt động của học sinh làm động lực chính để đạt được mục đích đào tạo, nhà trường phải tích luỹ được những phương pháp tổ chức hoạt động học tập của học sinh có hiệu quả cao, tránh được sự mò mẫm

ở mỗi cá nhân

Như vậy, giáo dục có thể mang lại những hiệu quả, những tiến bộ ở mỗi học sinh mà các hoạt động khác khó có thể có được

b Tư duy logic:

Thuật ngữ "logic" bắt nguồn từ tiếng Hylạp "logos" có nghĩa là "tư tưởng", "từ", "trí tuệ" Thuật ngữ đó được sử dụng để biểu thị tập hợp các quy luật mà quá trình tư duy bắt buộc phải tuân theo nhằm phản ánh đúng đắn hiện thực, cũng như để biểu thị các quy tắc lập luận đúng đắn và những hình thức diễn đạt các lập luận đó [2]

Do vậy, tư duy logic là tư duy tuân theo các quy tắc, quy luật của logic học một cách chặt chẽ, chính xác, không phạm phải sai lầm trong các lập luận, biết phát hiện ra và giải quyết các mâu thuẫn, nhờ đó mà nhận thức được đúng đắn chân lý khách quan[3]

Đối với học sinh phổ thông, không thể dạy cho học sinh logic học để họ

có thể tự vận dụng các quy tắc và quy luật logic để tư duy được Mà phải thông qua việc giải quyết những nhiệm vụ cụ thể mà tích luỹ dần kinh nghiệm và đến một lúc nào đó sẽ tự tổng kết thành những quy tắc đơn giản thường dùng

Tư duy logic được sử dụng trong mọi lĩnh vực hoạt động nhận thức, cho nên phải thường xuyên rèn luyện cho học sinh cách tư duy logic Quy luật nhận thức thế giới đã được V.I Lênin tổng quát: "Từ trực quan sinh động đến

[2]

Trang 5 - Logic học đại cương

[3] Trang115 -PPDH vật lý ở trường phổ thông

tư duy trừu tượng, từ tư duy trừu tượng đến thực tiễn Đó là con đường biện chứng của nhận thức chân lý, nhận thức thực tế khách quan"

Tư duy logic đóng một vai trò quan trọng, to lớn trong quá trình khám phá quy luật tự nhiên của con người Chính con người đã sử dụng các thao tác tư duy: so sánh, phân tích, tổng hợp, trừu tượng hoá, khái quát hoá, cụ thể hoá, và các phương pháp suy luận logic: phân tích - tổng hợp, quy nạp,

diễn dịch để khám phá các quy luật vận động của thế giới

c Năng lực tư duy logic:

Năng lực tư duy logic là khả năng sử dụng các thao tác tư duy và các phương pháp suy luận logic trong quá trình suy nghĩ và lập luận để giải quyết một vấn đề nào đó

Như vậy, bồi dưỡng năng lực tư duy logic cho học sinh chính là bồi dưỡng và rèn luyện các thao tác tư duy và các phương pháp suy luận logic trong quá trình giải quyết các vấn đề đặt ra trong học tập Có thể là trong khi lĩnh hội kiến thức mới, khi giải quyết vấn đề, khi củng cố, ôn tập hoặc trong

quá trình giải các loại bài tập

1.1.2 Rèn luyện cho học sinh kỹ năng thực hiện các thao tác tư duy và các phương pháp suy luận logic

1.1.2.1 Những thao tác tư duy và phương pháp suy luận logic chủ yếu thường dùng trong học tập vật lý

Như ta đã biết, quá trình nhận thức khách quan nói chung và quá trình nhận thức vật lý nói riêng được phân chia làm hai trình độ: Nhận thức cảm tính và nhận thức lý tính

- Trình độ nhận thức cảm tính là quá trình phản ánh thực tiễn dưới dạng cảm giác, tri giác và biểu tượng Nhờ có cảm giác và tri giác mà thiết lập được mối liên hệ trực tiếp giữa nhận thức của con người và thế giới bên ngoài

bằng các biểu tượng Trong biểu tượng đã xuất hiện các yếu tố khái quát hoá Tuy nhiên, sự hiểu biết còn mang tính trực quan, cụ thể [4]

- Trình độ nhận thức lý tính hay còn được gọi là trình độ logic hay đơn giản gọi là tư duy Tư duy là sự nhận thức khái quát và gián tiếp của con người những sự vật và hiện tượng của thực tế khách quan trong những tính chất, những mối liên hệ bản chất của chúng Học sinh khái quát hoá những dữ kiện mà họ đã tiếp thu một cách cảm tính bằng cách hệ thống hoá chúng, đi đến thiết lập mối quan hệ giữa chúng, đi đến hiểu được mối quan hệ bản chất các hiện tượng nghiên cứu, thiết lập định luật, phát triển các thuyết, rút ra những hệ quả của những thuyết đó Những hệ quả này có thể kiểm tra bằng thực nghiệm[5]

Như vậy, trong khi hình thành các khái niệm mới thì sự trừu tượng hoá, khái quát hoá và cụ thể hoá giữ một vai trò quan trọng Quá trình trừu tượng hoá diễn ra trên cơ sở phân tích, so sánh, nó cho phép rút ra những tính chất bản chất của sự vật, hiện tượng cần nhận thức và bỏ qua những tính chất không chủ yếu khác của nó.Việc tách những dấu hiệu bản chất của hiện tượng

là giai đoạn cần thiết cho việc khái quát hoá Tiếp đó nhờ cụ thể hoá mà phát hiện ra những biểu hiện trong thực tế của các trừu tượng khoa học

Mặt khác, những suy luận: phân tích - tổng hợp, quy nạp và diễn dịch luôn được sử dụng Học sinh đi từ nhận thức cảm tính cụ thể về các sự kiện, bằng phép quy nạp đi đến nhận thức những quy luật của tự nhiên, nghĩa là đi

từ cụ thể đến trừu tượng Để áp dụng những lý thuyết khái quát đã học vào giải quyết những vấn đề của thực tiễn lại cần áp dụng phương pháp suy luận diễn dịch Phép suy luận diễn dịch cho phép học sinh chuyển từ trừu tượng đến cụ thể, làm cho các khái niệm, quy luật có ý nghĩa thực tiễn Muốn tách

[4]

Trang 35 - Tổ chức hoạt động nhận thức cho học sinh trong DHVL ở trường phổ thông

[5] Trang 36 - Tổ chức hoạt động nhận thức cho học sinh trong DHVL ở trường phổ thông

được những mặt riêng biệt để nghiên cứu thì phải thực hiện phép phân tích, sau đó muốn có cái nhìn chung, khái quát lại phải thực hiện phép tổng hợp

Như vậy, muốn bồi dưỡng năng lực tư duy logic cho học sinh thì phải tạo cơ hội cho họ rèn luyện kỹ năng thực hiện các thao tác tư duy như phân tích, so sánh, khái quát hoá, trừu tượng hoá, hệ thống hoá, cụ thể hoá Đồng thời cũng phải làm cho họ biết cách sử dụng các phương pháp suy luận như:

Quy nạp, diễn dịch, phân tích - tổng hợp

1.1.2.2 Phương pháp rèn luyện cho học sinh kỹ năng, kỹ xảo thực hiện các thao tác tư duy và suy luận logic

Những phân tích ở trên cho thấy, thao tác tư duy và suy luận logic được

sử dụng thường xuyên trong quá trình học tập vật lý, nên bồi dưỡng tư duy và suy luận logic cho học sinh là vô cùng quan trọng

K Liebers cho rằng: "Phát triển tư duy logic cho học sinh là nhiệm vụ quan trọng của dạy học vật lý, nhưng điều đó không có nghĩa là trong quá trình nghiên cứu môn vật lý học sinh cần phải lĩnh hội các khái niệm và các định luật của logic hình thức Giáo viên cần phải nắm vững những cái đó để

tổ chức quá trình nhận thức của học sinh phù hợp với nội dung các khái niệm, các định luật nghiên cứu và phù hợp hoàn toàn với các quy luật logic K D Usinxki cho rằng: việc chuẩn bị lý thuyết rành mạch cho thí nghiệm để kiểm tra giả thuyết và sự đánh giá thoả đáng những kết quả của nó làm phát triển nguyên tố tư duy logic của học sinh tốt hơn nhiều so với hàng trăm bài tập viết về phạm trù logic[6]

Như vậy, việc rèn luyện kỹ năng thực hiện các thao tác tư duy và suy luận logic hoàn toàn bằng con đường thực nghiệm và phải làm thật nhiều lần trong quá trình học tập B.G Razumovski viết rằng: "Để dạy cho học sinh quan sát và khái quát hoá, phân tích và tổng hợp, sử dụng phép quy nạp và diễn dịch, áp dụng phép so sánh và loại trừ, định nghĩa khái niệm và chứng

[6] Trang 38 - Tổ chức hoạt động nhận thức cho học sinh trong DHVL ở trường phổ thông

minh định luật, cần phải hàng ngày bắt học sinh sử dụng các thao tác tư duy

đó Việc đó cần phải làm cả khi nghiên cứu tài liệu mới, khi củng cố tài liệu, khi ôn tập, kiểm tra, khi tiến hành các thí nghiệm biểu diễn và thí nghiệm thực tập, khi giải các bài toán vật lý "[7]

Các thao tác tư duy diễn ra trong óc của giáo viên nên học sinh không thể quan sát giáo viên thực hiện chúng như thế nào để bắt chước, ngược lại giáo viên cũng không biết học sinh thực hiện các thao tác đó ra sao để uốn nắn Học sinh chưa có nhiều kinh nghiệm hoạt động tư duy nên giáo viên có thể làm như sau:

- Giáo viên lựa chọn con đường hình thành những kiến thức vật lý phù hợp với quy luật của logic học và tổ chức quá trình học tập sao cho từng giai đoạn xuất hiện tình huống bắt buộc học sinh phải thực hiện các thao tác tư duy và suy luận logic mới có thể giải quyết được vấn đề và hoàn thành được nhiệm vụ học tập

Con đường đó không phải là con đường thông báo những kiến thức dưới dạng có sẵn mà là con đường học sinh tự lực hoạt động để xây dựng kiến thức mới (có sự hỗ trợ của giáo viên) Trong mọi giai đoạn của tiết học cần đặt học sinh vào tình huống có vấn đề, buộc học sinh phải tìm kiếm các thao tác tư duy và phương pháp suy luận logic để giải quyết vấn đề đó Giáo viên

có thể tạo ra những tình huống như: tình huống phát triển, tình huống lựa chọn, tình huống bế tắc, mâu thuẫn, lạ lẫm, tình huống ngạc nhiên, bất ngờ Phạm vi đề tài này chúng tôi sẽ đưa ra tình huống kiểu bế tắc, mâu thuẫn, lạ lẫm, và tình huống ngạc nhiên, bất ngờ

- Giáo viên đưa ra những câu hỏi để định hướng cho học sinh tiến hành các thao tác tư duy và suy luận logic thích hợp trong mỗi tình huống cụ thể

Ví dụ: Hiện tượng đang xét tuân theo định luật nào ?

Giải thích vì sao hiện tượng lại xảy ra như thế ?

[7] Trang 39 - Tổ chức hoạt động nhận thức cho học sinh tronh DHVL ở trường phổ thông

- Giáo viên phân tích các câu trả lời của học sinh để chỉ ra được chỗ sai của học sinh khi thực hiện các thao tác tư duy, suy luận logic và hướng dẫn cách sửa chữa

- Từ đó, giáo viên giúp học sinh nhận ra cái sai và hướng dẫn học sinh suy luận theo từng bước tỉ mỉ

- Giáo viên giúp học sinh khái quát hoá kinh nghiệm thực hiện những suy luận logic dưới dạng một số quy tắc đơn giản

Ví dụ như quy tắc đơn giản sau:

Quy nạp tìm nguyên nhân của hiện tượng

Khi có hiện tượng A thì luôn luôn có hiện tượng B, khi không có A thì không có B Vậy A là nguyên nhân của B

Khi học sinh đã quen thì có thể thực hiện phép suy luận rút gọn Nếu học sinh phạm sai lầm thì bắt buộc phải từng bước xét từng nguyên nhân, từng giai đoạn

Mục đích đặt ra của đề tài: Sử dụng bài tập nghịch lý và ngụy biện nhằm đặt học sinh vào những tình huống ngạc nhiên, bất ngờ và bế tắc để các

em tự tìm ra cái "sai lầm" hoặc "yếu tố phi lý" trong chuỗi suy luận logic trong đó là cái gì ? Dưới sự hướng dẫn của giáo viên bằng những câu hỏi gợi

mở, học sinh sẽ tự xây dựng cho mình chuỗi suy luận logic đúng, giải toả được sự vô lý ở trong bài tập Đồng thời giáo viên cũng sẽ hướng dẫn các em khái quát hoá nên một số quy tắc suy luận logic đơn giản nhằm bồi dưỡng

năng lực tư duy logic cho các em trong quá trình giải quyết vấn đề bất kỳ

1.1.3 Các phương pháp suy luận logic

1.1.3.1 Phương pháp phân tích - tổng hợp

Phương pháp phân tích - tổng hợp là phương pháp nhận thức chứa đựng hai thao tác tư duy đặc trưng là phân tích và tổng hợp

"Phân tích" là sự phân chia cái toàn bộ thành các yếu tố riêng lẻ nhằm nhận thức bản chất của các yếu tố riêng lẻ, xác định vị trí, vai trò, chức năng của các yếu tố riêng lẻ trong cái toàn bộ

"Tổng hợp" được hiểu là sự liên kết các yếu tố riêng lẻ đã biết thành cái toàn bộ Sản phẩm của sự tổng hợp không phải là cái toàn bộ lúc đầu nữa mà

là cái toàn bộ đã được nhận thức tới các yếu tố, các mối liên hệ giữa các yếu

tố trong sự thống nhất của chúng

Như vậy, phương pháp phân tích - tổng hợp là phương pháp nhận thức phân chia cái toàn bộ thành các yếu tố nhằm nhận thức cấu trúc của cái toàn

bộ, chức năng của các yếu tố, các quy luật chi phối mối liên hệ giữa các yếu

tố, rồi tập hợp những hiểu biết này để đi từ cái toàn bộ "không trong suốt",

"không tách bạch" tới cái toàn bộ "trong suốt", "tách bạch"

Phân tích - tổng hợp là hai mặt của một quá trình tư duy thống nhất Phân tích là cơ sở của tổng hợp, được tiến hành theo hướng dẫn tổng hợp Sự tổng hợp diễn ra trên cơ sở phân tích: Phân tích và tổng hợp nhiều khi xen kẽ nhau Phân tích càng sâu thì sự tổng hợp sẽ trở nên càng đầy đủ, tri thức về sự vật, hiện tượng càng phong phú

Các bước của phương pháp phân tích - tổng hợp:

- Khảo sát đối tượng cần nhận thức một cách toàn bộ

- Phân chia đối tượng cần nhận thức thành các yếu tố, các bộ phận, các tính chất, các mối liên hệ

- Tách các yếu tố bản chất khỏi các yếu tố không bản chất

- Tập hợp các yếu tố bản chất thành một đối tượng trừu tượng

- Khái quát hoá và tìm mối liên hệ có tính quy luật, rút ra quy luật hoạt động cho tất cả các đối tượng tương tự

- Kiểm tra sự khái quát hoá trên các đối tượng cùng loại nhưng không thuộc các đối tượng đã nghiên cứu

Ghi chú: Việc chỉ ra mục đích và chức năng của cái toàn bộ dẫn tới đi tìm các yếu tố cơ bản của cái toàn bộ ở các bước 1, 2, 3, 4 Còn các bước 5, 6

có ý nghĩa đối với việc thu nhận kiến thức, tuỳ từng trường hợp mà sử dụng các bước này hay không ?

Qua liệt kê các bước của phương pháp phân tích - tổng hợp ta thấy rằng: Chỉ có 2 bước mang đậm đặc trưng "phân tích" (bước 2 và 3) còn các bước khác đều chứa đựng ít hặc nhiều đặc trưng "tổng hợp"

Phương pháp phân tích tổng hợp đựoc sử dụng rất nhiều trong quá trình

tư duy, tuỳ vào nội dung của vấn đề cần tư duy mà ta sử dụng nhiều hay ít các

thao tác phân tích và tổng hợp, sử dụng linh hoạt các bước trên

1.1.3.2 Phương pháp suy luận quy nạp

* Suy luận:

Suy luận là hình thức của tư duy nhờ đó rút ra phán đoán mới từ một hay nhiều phán đoán đã biết theo một quy tắc logic xác định

Một suy luận thưòng gồm ba phần: Tiền đề, lập luận và kết luận

+ Tiền đề: Là một hay nhiều phán đoán mà về nguyên tắc đã biết chính xác giá trị của nó là chân thực Muốn suy luận đúng thì điều kiện cần là tiền

đề phải chân thực

+ Lập luận: là cách thức logic rút ra kết luận từ tiền đề Lập luận đúng

là điều kiện đủ để suy luận đúng

+ Kết luận: là phán đoán mới thu được từ tiền đề thông qua lập luận logic

Căn cứ vào cách thức suy luận đi từ tri thức chung đến tri thức riêng hay ngược lại người ta chia suy luận thành hai dạng cơ bản: Suy luận diễn dịch và suy luận quy nạp.[8]

* Suy luận quy nạp:

- Định nghĩa: Suy luận quy nạp là suy luận trong đó rút ra những kết luận mang tính khái quát chung từ những tri thức đơn lẻ hay ít khái quát hơn9

Cơ sở khách quan của phép quy nạp là sự thống nhất biện chứng giữa cái chung và cái riêng Cái chung tồn tại trong mỗi cái riêng, cái riêng khi trừu tượng những nội dung cá biệt, đơn lẻ, lại trở thành cái chung Vì vậy nhận thức cái chung phải thông qua nhận thức cái riêng, tức thông qua quy nạp

- Phép quy nạp muốn thu được kết quả đáng tin cậy cần phải tuân thủ các điều kiện sau:

+ Kết luận của suy luận quy nạp phải được khái quát hoá từ các dấu hiệu bản chất của một số hiện tượng

+ Chỉ được áp dụng phép quy nạp cho một lớp đối tượng cùng loại nào

đó

+ Quy nạp về nguyên tắc cho tri thức mang tính xác suất, không hoàn toàn chắc chắn ngay cả khi các tiền đề là chân thực Vì vậy, đối tượng xem xét phải có số lượng đủ lớn và nhất thiết phải được kiểm nghiệm trên thực tế

Suy luận quy nạp gồm quy nạp hoàn toàn và quy nạp không hoàn toàn

1.1.3.3 Quy nạp hoàn toàn

Quy nạp hoàn toàn là suy luận trong đó kết luận chung về lớp đối tượng nào đó được rút ra trên cơ sở nghiên cứu tất cả các đối tượng của lớp đó

[8]

Trang 128 - Logic học đại cương

Để kết quả của phép quy nạp hoàn toàn đáng tin cậy thì ta phải biết chính xác số đối tượng và từng đối tượng của lớp cần khái quát để tránh bỏ sót hoặc trùng lặp, đồng thời phải thấy rõ dấu hiệu sẽ khái quát thuộc về mỗi đối tượng của lớp và số lượng đối tượng không quá lớn

Kết luận chung của suy luận quy nạp hoàn toàn không mở rộng được cho các đối tượng nằm ngoài các tiền đề nên rất ít được dùng trong khoa học

1.1.3.4 Quy nạp không hoàn toàn

Quy nạp không hoàn toàn là suy luận mà kết luận khái quát chung về lớp đối tượng nhất định được rút ra trên cơ sở nghiên cứu không đầy đủ về các đối tượng trong lớp đó

Thực chất của suy luận này là việc nghiên cứu chỉ tiến hành cho một số đối tượng của lớp, song kết luận lại rút ra cho toàn bộ các đối tượng của lớp đó

Quy nạp không hoàn toàn cho phép ta dựa vào một số hữu hạn đối tượng nghiên cứu để rút ra kết luận cho một số vô hạn đối tượng, nên nó là cơ

sở cho dự báo các giả thuyết khoa học, nó đòi hỏi tiếp tục nghiên cứu, kiểm nghiệm Quy nạp không hoàn toàn được chia thành quy nạp phổ thông và quy nạp khoa học Do vậy, quy nạp không hoàn toàn là cơ sở dự báo các giả thuyết khoa học, nó đòi hỏi tiếp tục nghiên cứu, kiểm nghiệm

Quy nạp không hoàn toàn chia thành quy nạp phổ thông và quy nạp khoa học

Thực ra, đây là phép liệt kê đơn giản và không đầy đủ, do đó kết luận mang tính xác suất Kết luận sẽ được bổ sung, hoàn chỉnh hoặc thay đổi khi phát hiện ra những trường hợp mâu thuẫn

Để nâng cao độ tin cậy, tránh sai lầm của quy nạp phổ thông ta phải:

- Nghiên cứu một số lượng lớn các trường hợp có thể xảy ra

- Đa dạng hoá các trường hợp nghiên cứu

- Lấy các dấu hiệu bản chất để khái quát

Quy nạp khoa học:

- Quy nạp khoa học là quy nạp không hoàn toàn trong đó kết luận về toàn bộ một lớp đối tượng được rút ra trên cơ sở các dấu hiệu bản chất tất yếu hay mối liên hệ tất yếu của các đối tượng trong lớp đó

Dấu hiệu bản chất tất yếu là các dấu hiệu chung, vốn có quy định sự tồn tại của tất cả các đối tượng trong một lớp xác định Ta cần phải phân biệt giữa nguyên nhân và hệ quả: Hiện tượng sinh ra hiện tượng khác trong những điều kiện xác định gọi là nguyên nhân, các hiện tượng do nguyên nhân sinh ra gọi

là hệ quả Đồng thời ta cũng phải phân tích cả những điều kiện xác định trong

đó các hiện tượng tác động qua lại với nhau Có như vậy mới phân biệt được các hiện tượng kế tiếp theo thời gian và các hiện tượng nằm trong mối quan

hệ nhân quả và tránh được sai lầm logic Như vậy, quan hệ nhân quả là biểu hiện quy luật bên trong giữa các đối tượng nghiên cứu của hiện tượng Cho nên, phép quy nạp khoa học cho kết luận chân thực mà không mang tính xác suất

Quy nạp khoa học dựa trên những phương pháp thiết lập các mối liên

hệ nhân quả Phương pháp này bao gồm:

+ Phương pháp giống nhau duy nhất

Phương pháp giống nhau duy nhất là phương pháp tìm sự giống nhau trong sự khác biệt Hiện tượng nghiên cứu xuất hiện trong những điều kiện khác nhau nhưng trong đó lại có một điều kiện chung

Sơ đồ:

- Hiện tượng a xuất hiện trong các điều kiện A, B, C

- Hiện tượng a xuất hiện trong các điều kiện A, D, M

- Hiện tượng a xuất hiện trong các điều kiện A, P, Q

Kết luận: A có thể là nguyên nhân của hiện tượng a

Như vậy, kết luận mang tính xác suất, phương pháp này được áp dụng khi không thể loại bỏ điều kiện giống nhau vì điều kiện đó là bản chất của hiện tượng

+ Phương pháp khác biệt duy nhất

Phương pháp khác biệt duy nhất là quy nạp khoa học dựa trên cơ sở so sánh các trường hợp mà hiện tượng cần nghiên cứu có thể xảy ra và không thể xảy ra

Sơ đồ:

- Hiện tượng a xuất hiện trong các điều kiện A, B, C

- Hiện tương a không xuất hiện trong các điều kiện B, C

Kết luận: Có thể A là nguyên nhân (hay một phần nguyên nhân) của hiện tượng a

Với phương pháp này ta chỉ cần nghiên cứu hai lần, một lần xuất hiện hiện tượng và một lần không xuất hiện hiện tượng Phương pháp này có thể dùng để kiểm tra kết luận của phương pháp giống nhau duy nhất

+ Phương pháp biến đổi kèm theo

Phương pháp biến đổi kèm theo là quy nạp khoa học dựa trên quan hệ nhân quả Nếu mỗi khi xuất hiện hay biến đổi hiện tượng nào đó dẫn đến sự xuất hiện hay biến đổi hiện tượng nào khác, kèm theo cả theo hiện tượng ấy thì hiện tượng thứ nhất có thể là nguyên nhân của hiện tượng thứ hai

Sơ đồ:

- Hiện tượng a xuất hiện trong những điều kiện A, B , C

- Hiện tượng a1 xuất hiện trong những điều kiện A1, B, C

- Hiện tượng a2 xuất hiện trong những điều kiện A2 , B,C

Có thể A là nguyên nhân của hiện tượng "a"

Phương pháp này được sử dụng khi không có khả năng tách nguyên nhân ra khỏi hệ quả ngay cả trong điều kiện thí nghiệm Đây là phương pháp cho kết quả khá chính xác, có ý nghĩa trong nghiên cứu khoa học nhất là trong các khoa học thực nghiệm

+ Phương pháp loại trừ

Phương pháp loại trừ được thực hiện khi biết tập hợp điều kiện trong

đó hiện tượng đang nghiên cứu xảy ra và biết rằng tất cả các điều kiện trong

số đó không phải là nguyên nhân của nó trừ một điều kiện duy nhất, thì có thể kết luận điều kiện duy nhất bị loại này là nguyên nhân của hiện tượng đang nghiên cứu

Sơ đồ:

Tổ hợp các hiện tượng a, b, c xuất hiện trong các điều kiện A, B, C

Hiện tượng a xuất hiện khi có điều kiện A

Hiện tượng b xuất hiện khi có điều kiện B

Có thể C là nguyên nhân của hiện tượng c

1.1.3.5 Suy luận diễn dịch

Suy luận diễn dịch là suy luận trong đó, lập luận đi từ cái chung đến cái riêng, cái đơn nhất Nhưng cũng có nhiều trường hợp đi từ cái chung này suy

ra cái chung khác[10]

Suy luận diễn dịch thường được sử dụng để giải quyết các vấn đề chính trong giai đoạn vận dụng kiến thức:

+ Giải thích một hiện tượng vật lý cụ thể

+ Dự đoán diễn biến của hiện tượng trong những điều kiện cho trước + Suy ra cách để tính một đại lượng vật lý, để xét sự biến đổi của một đại lượng vật lý cụ thể nào đó

Suy luận diễn dịch đòi hỏi vận dụng mạnh mẽ các quy tắc logic và quan

hệ toán học Suy luận diễn dịch được chia thành: Suy luận diễn dịch trực tiếp,

suy luận diễn dịch gián tiếp, suy luận có điều kiện

1.1.3.6 Suy luận diễn dịch trực tiếp

Suy luận diễn dịch mà kết luận được rút ra từ một tiền đề gọi là suy diễn trực tiếp Các dạng suy diễn trực tiếp thường được dùng trong dạy học vật lý là: Phép chuyển hoá, phép đảo ngược và phép đối lập vị ngữ

Ví dụ: Chuyển động thẳng đều là một chuyển động có gia tốc bằng không  Không một chuyển động thẳng đều nào không có gia tốc bằng không

b) Phép đảo ngược

Phép đảo ngược là suy luận diễn dịch trực tiếp trong đó vị ngữ của phán đoán tiền đề thành chủ ngữ của kết luận

Ví dụ: Một số chuyển động biến đổi đều là chuyển động nhanh dần đều

 Tất cả các chuyển động nhanh dần đều là chuyển động biến đổi đều

c) Phép đối lập vị ngữ

Là phép suy diễn trực tiếp trong đó khái niệm đối lập vị ngữ của phán đoán tiền đề chuyển thành kết luận Chủ ngữ của phán đoán tiền đề chuyển thành vị ngữ của kết luận, từ nối chuyển thành từ nối đối lập, nội dung tư tưởng của phán đoán không thay đổi Phép đối lập vị ngữ là sự kết hợp giữa phép chuyển hoá và phép đảo ngược

Ví dụ: Chuyển động đều là chuyển động có gia tốc không đổi

 Chuyển động không có gia tốc không đổi không phải là chuyển động đều

1.1.3.7 Suy luận diễn dịch gián tiếp

Suy luận diễn dịch gián tiếp là suy diễn trong đó kết luận được rút ra từ hai hay nhiều phán đoán đơn

Một số hình thức suy luận diễn dịch gián tiếp thường được sử dụng trong dạy học vật lý: tam đoạn luận, tam đoạn luận rút gọn, và suy luận có điều kiện

a) Tam đoạn luận

Là suy diễn gián tiếp trong đó kết luận được rút ra từ hai tiền đề Hai tiền đề và kết luận đều là các phán đoán nhất quyết đơn

Ví vụ: Rơi tự do (M) là chuyển động nhanh dần đều (P) (1)

Vật này (S) rơi tự do (M) (2)

Do đó,vật này chuyển động nhanh dần đều (3)

Tiền đề chứa thuật ngữ nhỏ (chứa S) gọi là tiền đề nhỏ (tiền đề 2)

Tiền đề chứa thuật ngữ lớn (chứa P) gọi là tiền đề lớn (tiền đề 1)

Sơ đồ tam đoạn luận:

M P S M

S M M P

S P S P

* Các quy tắc chung của tam đoạn luận

+ Quy tắc 1: Mỗi tam đoạn luận chỉ có ba thuật ngữ (S, P, M)

+ Quy tắc 2: Thuật ngữ giữa phải chu diên ít nhất ở một tiền đề

+ Quy tắc 3: Thuật ngữ không chu diên trong tiền đề không thể chu

diên trong kết luận

+ Quy tắc 4: Từ hai tiền đề phủ định không thể rút ra kết luận

+ Quy tắc 5: Nếu một trong hai tiền đề là phán đoán phủ định thì kết

luận phải là phán đoán phủ định

+ Quy tắc 6: Ít nhất một trong hai tiền đề phải là phán đoán chung

+ Quy tắc 7: Nếu một trong hai tiền đề là phán đoán riêng thì kết luận

là một phán đoán riêng

Tóm lại, tam đoạn luận là hình thức suy luận diễn dịch gián tiếp, suy

luận đúng về hình thức là suy luận không vi phạm 7 quy tắc đã nêu trên, kết

luận chỉ đúng khi suy luận logic và tiền đề chân thực

- Các loại hình của tam đoạn luận

Căn cứ vào chức năng của thuật ngữ giữa (M) là chủ ngữ hay vị ngữ trong các tiền đề, tam đoạn luận có 4 loại hình sau:

M P P M M P P M

S M S M M S M S (I) (II) (III) (IV)

Ví dụ:

Loại hình I: Chuyển động biến đổi (M) là chuyển động có gia tốc khác 0 (P)

Ô tô này (S) chuyển động biến đổi (M)

Ô tô này (S ) chuyển động với gia tốc khác 0 (P)

Loại hình II: Chuyển động cong (P) là chuyển động có gia tốc hướng tâm (M)

Vật này (S) không có gia tốc hướng tâm (M)

Rơi tự do (P) là chuyển động biến đổi đều (M)

Một số chuyển động biến đổi đều (M) là chuyển động có gia tốc không đổi

Một số chuyển động có gia tốc không đổi (S) là chuyển động rơi tự do (P)

- Các phương thức của tam đoạn luận

Trong học tập vật lý, ở khâu vận dụng kiến thức thường dùng các phương thức sau:

Loại hình I: AAA, AII Loại hình II: AEE, AOO Loại hình III: AAI, AII

Tam đoạn luận rút gọn rất hay được dùng trong việc áp dụng các định luật, nguyên lý của vật lý học Khi hướng dẫn học sinh sử dụng các định luật vật lý để dự đoán hiện tượng, giáo viên thường bỏ qua kết luận để học sinh tự tìm thấy

Ví dụ:

GV: Một vật sẽ chuyển động thẳng đều mãi mãi nếu hợp lực tác dụng lên nó bằng không

Vật này không có lực nào tác dụng lên nó

HS: Vật này sẽ chuyển động thẳng đều

Để rèn luyện năng lực logic cho học sinh, trong đề tài này tôi sử dụng

bài tập vật lý nghịch lý và ngụy biện để đưa ra các tam đoạn luận rút gọn sai

lầm, từ đó hướng dẫn học sinh phân tích để tìm ra chỗ sai trong lập luận Việc

phân tích bao gồm:

+ Xác định trong luận hai đoạn phán đoán nào là tiền đề, phán đoán nào

là kết luận

+ Xác định tiền đề đã có là tiền đề lớn (chứa P) hay tiền đề nhỏ (chứa S)

+ Khôi phục tiền đề còn thiếu

c) Suy luận nhất quyết có điều kiện

Suy luận nhất quyết có điều kiện là suy luận có điều kiện trong đó một

tiền đề là phán đoán có điều kiện, tiền đề còn lại và kết luận là các phán đoán

định hệ quả Kết luận là không tin cậy nếu đi từ khẳng định hệ quả đến khẳng

Do đó, vật này không biến đổi vận tốc

Nếu đổi lại là:

- Nếu lực tác dụng vào vật cân bằng lẫn nhau (a) thì vật không biến đổi vận tốc (a)

- Vật này không biến đổi vận tốc (b)

Do đó, lực tác dụng vào vật này đã cân bằng nhau (a) Kết luận là không tin cậy vì vật không biến đổi vận tốc có thể còn do nguyên nhân là vật không chịu bất kỳ một lực nào tác dụng (vật cô lập)

Phương thức phủ định

Sơ đồ suy luận

Nếu a thì b a  b Không b b

Do đó, không a a

Quy tắc logic: Kết luận là chân thực nếu đi từ phủ định hệ quả đến phủ định cơ sở Kết luận là không chân thực nếu đi từ phủ định cơ sở đến phủ định hệ quả

d) Các suy luận toán học hay dùng trong vật lý phổ thông

- Suy luận dựa vào quan hệ tỷ lệ thuận

Ví dụ: Gia tốc a =

m

F Khi m không đổi thì a tỷ lệ thuận với F Nếu F tăng 2 lần thì a tăng 2 lần, khi Fmax thì amax

- Suy luận dựa vào quan hệ tỷ lệ nghịch

- Suy luận dựa vào quan hệ hàm bậc nhất

- Suy luận dựa vào quan hệ hàm bậc hai

- Suy luận dựa vào quan hệ hàm hai biến, 2 biến dạng tích, thương khi cùng biến đổi hoặc xét từng biến cố định các biến kia

e) Chuỗi suy luận diễn dịch dạng luận ba đoạn kép

Trong một số trường hợp lập luận ta gặp chuỗi suy luận trong đó kết luận của luận ba đoạn trước lại thành tiền đề của luận ba đoạn sau Chuỗi suy luận như vậy gọi là luận ba đoạn kép

Ví dụ:

Đồng là kim loại

Kim loại là chất có nhiều electron tự do

Chất có nhiều electron tự do là chất dẫn điện

Vậy, đồng là chất dẫn điện

f) Chuỗi suy luận toán học

- Dựa trên cơ sở hai hàm số suy ra hàm số thứ 3, thứ 4

2

cosv2gt

- Dựa vào quan hệ hàm số suy ra quan hệ so sánh hơn dây chuyền

Ví dụ: Trong chuyển động ném xiên: vy = v0y – gt

vymax khi v0sin = gt  t =

1.1.4 Suy luận tương tự trong dạy học vật lý

Suy luận tượng tự là suy luận trong đó từ chỗ hai đối tượng giống nhau

ở một số dấu hiệu ta rút ra kết luận rằng hai đối tượng này giống nhau ở các dấu hiệu khác

- Các dạng suy luận tượng tự

+ Từ sự tương tự các thuộc tính giữa A và B, suy ra thuộc tính mới của

B thì gọi là sự suy luận tương tự theo thuộc tính Tuy nhiên, suy luận trên sẽ

là sai lầm nếu d là dấu hiệu thuộc tính để phân biệt A và B

+ Từ sự tương tự các quan hệ trong A và B, suy ra quan hệ mới trong B gọi là suy luận tương tự theo quan hệ

+ Từ sự tương tự về cấu trúc suy ra tương tự về chức năng và ngược lại

từ sự tương tự về chức năng suy ra tương tự về cấu trúc

Kết luận của suy luận tương tự mang tính xác suất, để nâng cao mức

độ xác suất của kết luận thì suy luận tương tự cần theo các điều kiện sau:

- Các đối tượng so sánh càng nhiều dấu hiệu chung càng tốt

- Các dấu hiệu chung càng phong phú thì xem xét, so sánh càng toàn diện hơn, càng tăng được dấu hiệu giống nhau bản chất hơn

- Các dấu hiệu bản chất chung càng nhiều, càng tốt vì nó phản ánh

chính xác hơn các mối liên hệ quy luật bên trong

1.1.5 Sử dụng phương pháp quy nạp - diễn dịch trong dạy học vật lý

Quá trình tư duy có thể diễn biến phức tạp, quanh co, không thể chỉ dùng một phương pháp riêng biệt mà có thể đạt kết quả mong muốn Trong từng giai đoạn của quá trình nhận thức ta có thể áp dụng riêng từng phương pháp trên, song xét toàn bộ hoạt động nhận thức một vấn đề phức tạp thì ta phải phối hợp hai phương pháp đó với nhau tạo thành phương pháp quy nạp - diễn dịch và một số suy luận toán học Rõ ràng sử dụng phương pháp suy luận

quy nạp - diễn dịch có ý nghĩa hơn rất nhiều so với việc ta dùng từng phương pháp riêng lẻ

Quy nạp là con đường từ những sự kiện thực nghiệm riêng lẻ tới những chân lý tổng quát, là con đường của nhận thức hiện thực khách quan Diễn dịch là con đường đi từ tổng quát, trừu tượng đến cái riêng lẻ, cụ thể, con đường vận dụng tri thức vào thực tế cuộc sống

Rõ ràng, hai phương pháp này bổ sung và hỗ trợ cho nhau, với học sinh THPT có thể sử dụng đồng thời cả suy luận diễn dịch và suy luận quy nạp, đó

là phương pháp quy nạp - diễn dịch Giáo viên phải tổ chức cho học sinh sử dụng phương pháp này trong dạy học vật lý càng nhiều càng tốt, góp phần bồi

dưỡng năng lực tư duy logic cho học sinh

1.1.6 Các nguyên tắc xây dựng chuỗi suy luận logic

- Các phán đoán kết luận trong suốt quá trình suy luận phải nhất quán

- Các phán đoán tiền đề phải chân thực

- Trong chuỗi suy luận không được mắc vòng luẩn quẩn

- Phải tuân thủ các quy tắc logic khi thực hiện các suy luận

1.1.7 Các sai lầm thường gặp trong suy luận

Trong học tập vật lý, sai lầm này là do học sinh:

+ Hiểu sai hoặc không nắm vững quy luật, định luật, quy tắc vật lý dùng làm căn cứ

+ Căn cứ vào các số liệu ngẫu nhiên, ít ỏi, thiếu chính xác từ quan sát + Lấy kinh nghiệm từ bản thân tự rút ra qua quan sát thực tế không qua phân tích khoa học, lấy kinh nghiệm do người khác truyền đạt không đúng bản chất khoa học làm căn cứ

+ Dùng kết luận làm tiền đề, loại này thường gặp khi học sinh giải thích hiện tượng vật lý

+ Lập luận sai quy tắc logic

1.2 BÀI TẬP NGHỊCH LÝ VÀ NGỤY BIỆN VỚI VIỆC BỒI DƯỠNG NĂNG LỰC TƯ DUY LOGIC CHO HỌC SINH

1.2.1 Bài tập nghịch lý và ngụy biện trong bộ môn vật lý

Bài tập vật lý nghịch lý và ngụy biện là những bài tập trong đó có chứa đựng những yếu tố (hoặc ở phần dữ kiện hoặc ở phần kết luận) trái ngược hoặc không phù hợp với các định luật, quy tắc, quy luật vật lý… Tuy nhiên, nếu chỉ nhìn nhận các yếu tố này một cách hình thức thì có thể nhầm tưởng rằng chúng phù hợp với các định luật, quy tắc, quy luật vật lý và logic thông thường Song khi xem xét một cách cặn kẽ, có luận chứng khoa học, dựa trên các định luật, quy tắc, quy luật vật lý thì mới nhận ra sự nghịch lý và ngụy biện trong bài toán Do đó, giải các bài toán loại này học sinh sẽ nắm vững được nội dung, phạm vi ứng dụng của các định luật vật lý

Bài tập vật lý ngịch lý và ngụy biện là những bài tập được soạn thảo dựa trên những suy luận sai lầm của học sinh và những biểu hiện đa dạng của các sự kiện, hiện tượng, quá trình vật lý Với loại bài tập này, học sinh thường phạm phải những sai lầm có tính chất tinh vi đôi khi khó nhận thấy được, có thể là do không chú ý tới tất cả các dữ kiện của bài toán hay áp dụng một cách không đúng các công thức, nội dung, phạm vi ứng dụng của định

một kết luận thì ta chỉ cần lý giải và đánh giá nhận định ấy mà thôi Tuy nhiên, nếu bài tập đưa ra nhiều cách suy luận với các kết luận khác nhau thì học sinh phải lựa chọn một trong các nhận định ấy và lý giải vì sao như vậy Với loại bài toán này học sinh rất khó trong việc lý giải hay lựa chọn vì sai lầm trong các suy luận nêu ra thường rất tinh vi, đôi khi khó nhận thấy được

Vì vậy, học sinh không thể trả lời ngay câu hỏi nêu ra trong bài tập mà các em phải tìm kiếm các thao tác tư duy: So sánh, phân tích, tổng hợp, trừu tượng hoá, cụ thể hóa và các phuơng pháp suy luận logic như phân tích - tổng hợp, quy nạp, diễn dịch nhằm có thể tạo ra công cụ phù hợp để có thể đưa ra câu trả lời đúng hoặc lựa chọn đúng của mình

Mặt khác, bài tập loại này thường đưa ra những tình huống bất ngờ, lạ lẫm, trái ngược với những gì học sinh đang nghĩ và đã biết, tạo cho các em hoang mang, do dự giữa những gì đang nghĩ trước thực tế của bài toán đang diễn ra buộc các em phải cân nhắc để lựa chọn hoặc đưa ra câu trả lời đúng Học sinh không thể đưa ra ngay câu trả lời mà phải tìm kiếm một phương pháp giải quyết vấn đề mới, khác với những phương pháp cũ, tư tưởng và suy nghĩ cũ để giải quyết vấn đề ấy Và học sinh buộc phải tìm kiếm những thao tác tư duy, suy luận logic nói trên để đưa ra câu trả lời cho bài tập

Như vậy, để tìm kiếm các phương tiện, công cụ sao cho có thể hiểu rõ các hiện tượng, quá trình xảy ra trong bài toán, để phân biệt được các yếu tố giống nhau và khác nhau giữa các trường hợp chính là quá trình tìm kiếm các thao tác tư duy như: phân tích, tổng hợp, khái quát hoá, trừu tượng hoá, so sánh và các phương pháp suy luận logic như: phương pháp suy luận quy nạp, phương pháp suy luận diễn dịch để phân tích được các từ ngữ quan trọng trong đề bài, so sánh sự giống và khác nhau trong các ý kiến nêu ra, từ

đó có thể suy luận quy nạp, hoặc diễn dịch để tìm ra câu trả lời đúng

Rõ ràng, học sinh không thể giải các bài tập loại này nếu không sử dụng các thao tác tư duy và phương pháp suy luận logic hay nói cách khác từ

yêu cầu giải các bài tập loại này đã làm xuất hiện nhu cầu tìm kiếm các thao tác tư duy và suy luận logic của học sinh

1.2.3 Góp phần rèn luyện các thao tác tư duy và phương pháp suy luận logic thông qua việc sử dụng bài tập vật lý nghịch lý và ngụy biện trong dạy học vật lý

Bài tập nghịch lý và ngụy biện là những bài tập được soạn thảo dựa trên những suy luận sai lầm của học sinh Những sai lầm này thường rất tinh vi, đôi khi khó nhận thấy được vì vậy, các em phải sử dụng các thao tác tư duy như: phân tích, tổng hợp, so sánh… để làm rõ các phán đoán tiền đề và phán đoán kết luận, đồng thời phải xem xét tổng thể và so sánh các phương án trả lời ấy xuất phát từ kiến thức nào, sử dụng phương pháp suy luận gì ? đã hợp quy tắc logic chưa ? từ đó mới rút ra kết luận chân thực của bài tập Làm loại bài tập này nhiều các em sẽ phải sử dụng các thao tác tư duy và các phương pháp suy luận logic nhiều hơn, dần trở thành kỹ năng, khi đạt tới độ thành thạo tức kỹ xảo đã hình thành Điều này vô cùng ý nghĩa không chỉ với bài tập này mà với bài tập bất kỳ các em không còn bỡ ngỡ, băn khoăn, do dự

mà bắt tay ngay vào bắt đầu để phân tích bài tập và giải nó bằng công cụ đã

có trong tay Từ đó các em sẽ hiểu đúng bản chất vật lý của các hiện tượng, quá rtình vật lý trong bài tập Sử dụng thành thạo các thao tác tư duy và các phép suy luận logic, các em không chỉ giải bài tập đúng mà còn tiết kiệm được nhiều thời gian, biết nhận ra cái sai trong một suy luận bất kỳ một cách

có cơ sở khoa học, không mò mẫm

Bài tập nghịch lý và ngụy biện không chỉ đặt học sinh vào tình huống phải tư duy logic để tìm ra kết quả mà còn buộc học sinh phải tìm ra cách xác định cái đúng đắn và cái sai lầm trong bài tập Thật sự giải quyết bài tập loại này cũng không dễ dàng gì mà phải biết phối hợp các thao tác tư duy và phương pháp suy luận logic vừa để nhận ra sai hay trong nghịch lý trong bài

tập vừa phải sử dụng nó để xây dựng một chuỗi suy luận logic mới cần tìm

1.3 THỰC TRẠNG SỬ DỤNG BÀI TẬP NGHỊCH LÝ VÀ NGỤY BIỆN VÀO DẠY HỌC VẬT LÝ Ở TRƯỜNG PHỔ THÔNG

Như ta đã biết, Vật lý học là một môn khoa học đặc biệt khác với Toán học ở chỗ nó chỉ ra bản chất của một quá trình vật lý đang nghiên cứu

Ngày nay, cho dù có sự đổi mới phương pháp dạy học đang diễn ra hết sức mạnh mẽ thì vẫn chưa thể khắc phục được hiện tượng toán học hoá vật lý học trong học sinh, các em thường xuyên phải làm các bài tập định lượng Do

đó, học sinh ít được rèn luyện tư duy logic thông qua các bài tập mang tính logic cao Các em chỉ việc áp dụng các công thức để tính toán mà ít khi quan tâm đến ý nghĩa của các đại lượng trong đó Vì vậy, các em thường bỡ ngỡ trước những bài tập logic Khi gặp loại bài tập này các em thường giải quyết chúng một cách sơ sài hoặc diễn đạt theo suy nghĩ thông thường mà không quan tâm tới suy luận đó có logic hay không ? Thực tế các em cũng không hiểu logic là gì ?

Thực trạng này ở trường phổ thông đã dẫn đến năng lực diễn đạt yếu của học sinh, gần như các em đã toán học hoá các hiện tượng, quá trình vật

lý, do đó hầu hết các em không hiểu rõ bản chất của một quá trình vật lý

Trước một bài tập đòi hỏi một khả năng tư duy logic các em không biết bắt đầu từ đâu, đôi khi các em mò mẫm bằng phương pháp thử sai để tìm ra lời giải Quá trình này không những tốn khá nhiều thời gian của các em mà còn không đảm bảo sự chân thực của kết luận

Để khắc phục điều này, nhất định ngay từ bây giờ, khi mới tiếp xúc với vật lý học ở trường, các em đã phải được bồi dưỡng năng lực tư duy logic thông qua việc giải các bài tập vật lý mang tính logic như: Bài tập định tính, bài tập vật lý nghịch lý và ngụy biện Ở đề tài này, tôi sử dụng bài tập nghịch

lý và ngụy biện trong dạy học vật lý nhằm bồi dưỡng năng lực tư duy logic cho học sinh

1.4 SỰ CẦN THIẾT CỦA VIỆC ĐƯA BÀI TẬP VẬT LÝ NGHỊCH LÝ VÀ NGỤY BIỆN VÀO TRONG DẠY HỌC VẬT LÝ

Thực trạng dạy học vật lý ở trường phổ thông cho ta thấy, năng lực tư duy logic của học sinh là khá yếu, do vậy, bồi dưõng năng lực tư duy logic cho các em là một nhiệm vụ rất quan trọng

Sử dụng bài tập vật lý nghịch lý và ngụy biện không những làm xuất hiện, nhu cầu tìm kiếm mà còn rèn luyện các thao tác tư duy và các phương pháp suy luận logic cho các em, điều này rất cần thiết Bởi biết tư duy logic thì các em mới tránh được sự mò mẫn trong quá trình giải quyết một vấn đề nào đó của bài học, đồng thời sẽ tiết kiệm được thời gian và giải quyết chính xác vấn đề đặt ra Từ đó, giúp các em hiểu sâu sắc bản chất vật lý của các hiện tượng, quá trình vật lý đang nghiên cứu, có như vậy các em mới có khả năng diễn đạt tốt và đúng logic bài làm của mình

Mặt khác, đây là một loại bài tập đặc biệt chúng được soạn thảo dựa trên những suy luận sai lầm của học sinh, trong bài thường có những chi tiết mang tính nghịch lý và ngụy biện nên sẽ tạo ra những bất ngờ và sự xung đột trong tư duy của các em, làm cho bài toán trở nên hết sức cần thiết và thú vị Điều này kích thích sự tò mò, sự ham hiểu biết, khám phá thế giới của các em,

từ đó thôi thúc các em tìm ra câu trả lời

Tóm lại: Bài tập vật lý nghịch lý và ngụy biện không những có tác dụng tích cực nhằm bồi dưỡng năng lực tư duy logic của học sinh mà còn tạo không khí dạy học tích cực, kích thích động cơ, sự hứng thú học tập của học sinh

1.5 KẾT LUẬN CHƯƠNG 1:

Tóm lại, năng lực tư duy logic là khả năng sử dụng thao tác tư duy và các phương pháp suy luận logic, trong quá trình suy nghĩ và lập luận để giải quyết một vấn đề nào đó Bồi dưỡng năng lực tư duy logic cho học sinh chính

là bồi dưỡng và rèn luyện các thao tác tư duy và phương pháp suy luận logic cho học sinh trong quá trình giải quyết các vấn đề đặt ra trong học tập Để đạt được điều đó chúng ta phải tổ chức quá trình học tập cho học sinh, sao cho các vấn đề được giải quyết trong đó đòi hỏi học sinh phải tìm kiếm và sử dụng các thao tác tư duy, và phương pháp suy luận logic nhiều nhất Thông qua đó giúp các em khái quát lên được các quy tắc logic cần thiết và thật đơn giản, giúp các em giải quyết các vấn đề khác sau này Bài tập vật lý nghịch lý

và ngụy biện với những ưu điểm đặc biệt có thể đáp ứng điều đó Vậy nên, tôi

đã chọn bài tập loại này làm phương tiện chủ yếu nhằm bồi dưỡng năng lực tư duy logic cho học sinh qua việc sử dụng chúng trong dạy học vật lý

lý giải được các hiện tượng, quá trình diễn ra trong cuộc sống Phần động học nằm ở vị trí đầu tiên của cơ học lớp 10, phần này sẽ cung cấp cho học sinh những kiến thức cơ bản để học tiếp các phần sau Học xong hai phần này học sinh sẽ mô tả được các dạng chuyển động của vật đồng thời hiểu được nguyên nhân gây ra sự biến đổi của các chuyển động ấy Phần này các em đã được làm quen ở lớp dưới song đó mới chỉ là những kiến thức khá sơ khai, chỉ đến lớp 10 thì kiến thức mới gần như hoàn chỉnh Đây là phần rất quan trọng, làm cơ sở để các em có thể học lên chương trình lớp 12 tốt hơn

2.2 MỤC TIÊU KIẾN THỨC VÀ KỸ NĂNG TƯ DUY LOGIC CỦA HỌC SINH KHI HỌC PHẦN ĐỘNG HỌC LỚP 10

vận tốc, nắm được công thức cộng vận tốc và sử dụng nó trong các trường hợp đơn giản

- Học sinh nắm được khái niệm vận tốc trung bình, vận tốc tức thời, gia tốc và ý nghĩa của các đại lượng đó Biết sử dụng phương trình của chuyển động thẳng biến đổi đều và sử dụng các quy ước về dấu để lập phương trình chuyển động trong những trường hợp đơn giản Biết vẽ và sử dụng đồ thị vận

tốc của chuyển động và những đặc điểm của rơi tự do

- Kỹ năng đạt tới mức tự động hoá gọi là kỹ xảo

Kỹ năng cần đạt được trong hai phần động học là:

- Kỹ năng vận dụng sự hiểu biết các khái niệm: Hệ quy chiếu, vận tốc trung bình vào quá trình tư duy logic để giải thích một số hiện tượng cụ thể

- Kỹ năng vận dụng các công thức cộng vận tốc, phương trình chuyển động thẳng đều, phương trình chuyển động biến đổi đều, biết sử dụng các quy ước về dấu của các đại lượng để lập các phương trình chuyển động trong những trường hợp cụ thể, trong hệ tọa độ đã chọn để giải thích các hiện tượng

cụ thể

2.3 MỘT SỐ BÀI TẬP VẬT LÝ NGHỊCH LÝ VÀ NGỤY BIỆN PHẦN ĐỘNG HỌC LỚP 10