Tài liệu Nghiên cứu sử dụng bản đồ tư duy (mindmaps) trong dạy học chương “động học chất điểm” vật lý 10 thpt nhằm góp phần nâng cao chất lượng nắm vững kiến thức và bồi dưỡng tư duy cho học sinh

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP. HỒ CHÍ MINH -------------------------------------------------- Nguyễn Thị Nguyên NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG BẢN ĐỒ TƯ DUY (MINDMAPS) TRONG DẠY HỌC CHƯƠNG “ĐỘNG HỌC CHẤT ĐIỂM” VẬT LÝ 10 THPT NHẰM GÓP PHẦN NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG NẮM VỮNG KIẾN THỨC VÀ BỒI DƯỠNG TƯ DUY CHO HỌC SINH LUẬN VĂN THẠC SĨ GIÁO DỤC HỌC Thành phố Hồ Chí Minh – 2010 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP. HỒ CHÍ MINH -------------------------------------------------- Nguyễn Thị Nguyên NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG BẢN ĐỒ TƯ DUY (MINDMAPS) TRONG DẠY HỌC CHƯƠNG “ĐỘNG HỌC CHẤT ĐIỂM” VẬT LÝ 10 THPT NHẰM GÓP PHẦN NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG NẮM VỮNG KIẾN THỨC VÀ BỒI DƯỠNG TƯ DUY CHO HỌC SINH Chuyên ngành:Lý luận và phương pháp dạy học môn Vật lý Mã số: 60 14 10 LUẬN VĂN THẠC SĨ GIÁO DỤC HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC PGS.TS. PHẠM THỊ PHÚ Thành phố Hồ Chí Minh – 2010 LỜI CẢM ƠN Tôi xin chân thành cảm ơn PGS.TS Phạm Thị Phú, phòng KH-CN SĐH, khoa Vật lý trường đại học Sư phạm thành phố Hồ Chí Minh cùng bạn bè và gia đình đã giúp đỡ tôi rất nhiều trong quá trình hoàn thành luận văn. Tôi cũng xin gửi lời cảm ơn đến thầy Bùi Việt Hùng, tập thể lớp 10A3 và BGH trường THPT Nam Kì Khởi Nghĩa đã tạo mọi điều kiện, giúp đỡ tôi trong thời gian thực nghiệm tại trường. Tác giả Nguyễn Thị Nguyên MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN ...................................................................................................................... 3 0T T 0 MỤC LỤC ............................................................................................................................ 4 0T T 0 MỞ ĐẦU .............................................................................................................................. 1 0T T 0 1. Lý do chọn đề tài.................................................................................................................................. 1 0T 0T 2. Mục đích nghiên cứu ............................................................................................................................ 2 0T 0T 3. Khách thể, đối tượng và phạm vi nghiên cứu ........................................................................................ 2 0T T 0 4. Giả thuyết khoa học.............................................................................................................................. 2 0T 0T 5. Nhiệm vụ nghiên cứu ........................................................................................................................... 2 0T 0T 6. Phương pháp nghiên cứu ...................................................................................................................... 3 0T 0T 7. Đóng góp mới của luận văn .................................................................................................................. 3 0T 0T 8. Cấu trúc luận văn ................................................................................................................................. 4 0T 0T CHƯƠNG 1. CƠ SỞ LÝ LUẬN VỀ BẢN ĐỒ TƯ DUY – CÔNG CỤ HỖ TRỢ QUÁ 0T TRÌNH TƯ DUY VÀ QUÁ TRÌNH DẠY HỌC................................................................. 5 T 0 1.1.Khái niệm về tư duy ........................................................................................................................... 5 0T 0T 1.1.1.Tư duy là gì?[14] .......................................................................................................................... 5 0T 0T 1.1.2.Các loại tư duy ............................................................................................................................. 6 0T 0T 1.1.3.Các thao tác tư duy[14], [15] ........................................................................................................ 9 0T 0T 1.1.4.Nhiệm vụ bồi dưỡng tư duy học sinh trong dạy học Vật lý ở trường phổ thông ........................... 10 0T T 0 1.2.Khái niệm Bản đồ tư duy .................................................................................................................. 11 0T 0T 1.2.1.Bản đồ tư duy là gì? ................................................................................................................... 11 0T 0T 1.2.2.Lịch sử phát triển của Bản đồ tư duy .......................................................................................... 12 0T T 0 1.2.3.Cơ sở tâm lý học của Bản đồ tư duy – công cụ hỗ trợ quá trình tư duy đạt kết quả [7] ................ 14 0T T 0 1.2.4.Chức năng của Bản đồ tư duy ..................................................................................................... 15 0T 0T 1.2.4.1.Chức năng chung ............................................................................................................... 15 T 0 0T 1.2.4.2.Chức năng phương tiện dạy học......................................................................................... 16 T 0 T 0 1.2.5.Quy tắc xây dựng Bản đồ tư duy [7] ........................................................................................... 17 0T T 0 1.2.6.Công cụ xây dựng Bản đồ tư duy................................................................................................ 19 0T 0T 1.2.6.1.Vẽ thủ công ....................................................................................................................... 19 T 0 0T 1.2.6.2.Vẽ bằng phần mềm vi tính ................................................................................................. 20 T 0 0T 1.3.Sử dụng Bản đồ tư duy trong dạy học ............................................................................................... 26 0T 0T 1.3.1.Bản đồ tư duy hỗ trợ hoạt động dạy ............................................................................................ 26 0T T 0 1.3.1.1.Soạn ghi chú cho bài giảng ................................................................................................ 26 T 0 0T 1.3.1.2.Xây dựng các kế hoạch cho năm học ................................................................................. 27 T 0 T 0 1.3.2.Bản đồ tư duy hỗ trợ hoạt động học ............................................................................................ 27 0T T 0 1.3.3.Sử dụng Bản đồ tư duy trong dạy học các loại bài học vật lý ở trường phổ thông........................ 28 0T T 0 1.3.3.1.Bài học xây dựng kiến thức mới ........................................................................................ 28 T 0 T 0 1.3.3.2.Bài học luyện tập giải bài tập vật lý ................................................................................... 29 T 0 T 0 1.3.3.3.Bài học thực hành vật lý .................................................................................................... 30 T 0 0T 1.3.3.4.Bài học ôn tập, tổng kết hệ thống hóa kiến thức ................................................................. 30 T 0 T 0 CHƯƠNG 2. SỬ DỤNG BẢN ĐỒ TƯ DUY TRONG DẠY HỌC CHƯƠNG “ĐỘNG 0T HỌC CHẤT ĐIỂM” VẬT LÝ 10 THPT .......................................................................... 32 T 0 2.1. Vị trí, đặc điểm chương “Động học chất điểm”................................................................................ 32 0T T 0 2.2. Mục tiêu dạy học chương “Động học chất điểm” theo định hướng nghiên cứu của đề tài ................. 32 0T T 0 2.3. Phân tích cấu trúc, nội dung chương “Động học chất điểm” vật lý 10 chương trình chuẩn bằng công 0T cụ Bản đồ tư duy .................................................................................................................................... 33 0T 2.4. Thiết kế tiến trình dạy học một số bài học điển hình chương “Động học chất điểm” với công cụ Bản 0T đồ tư duy ................................................................................................................................................ 39 T 0 2.4.1. Minh họa sử dụng Bản đồ tư duy trong bài học xây dựng kiến thức mới .................................... 39 0T T 0 2.4.2. Minh họa sử dụng Bản đồ tư duy trong bài học luyện tập giải bài tập vật lý ............................... 45 0T T 0 2.4.3.Minh họa sử dụng Bản đồ tư duy trong bài học ôn tập, tổng kết hệ thống hóa kiến thức ............. 50 0T T 0 CHƯƠNG 3. THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM ...................................................................... 58 0T T 0 3.1. Mục đích thực nghiệm sư phạm ...................................................................................................... 58 0T 0T 3.2. Đối tượng và phương pháp thực nghiệm sư phạm ............................................................................ 58 0T T 0 3.2.1. Đối tượng thực nghiệm sư phạm................................................................................................ 58 0T 0T 3.2.2. Phương pháp thực nghiệm sư phạm ........................................................................................... 59 0T T 0 3.3Nội dung thực nghiệm sư phạm ......................................................................................................... 59 0T 0T 3.4.Kết quả thực nghiệm sư phạm .......................................................................................................... 60 0T 0T 3.4.1. Đánh giá định tính ..................................................................................................................... 60 0T 0T 3.4.2.Đánh giá định lượng ................................................................................................................... 61 0T 0T 3.4.3.Một số kết quả đạt được khi sử dụng Bản đồ tư duy như một công cụ học tập ............................ 64 0T T 0 KẾT LUẬN ........................................................................................................................ 67 0T T 0 PHỤ LỤC ............................................................................................................................. 1 0T T 0 MỞ ĐẦU 1. Lý do chọn đề tài Làm thế nào để học sinh có thể hứng thú trong học tập, có thể nắm vững kiến thức một cách nhanh chóng? Bằng cách nào rèn luyện được nếp tư duy sáng tạo cho học sinh trong học tập, tự tin trình bày bài thuyết trình, có khả năng làm việc nhóm một cách hiệu quả và đặc biệt sử dụng những kỹ năng ấy vào cuộc sống hiện tại và trong tương lai? Ngày nay học tập chăm chỉ cũng chưa phải là một giải pháp tối ưu mà sẽ là ta học được gì trong quá trình học tập, ta tạo ra giá trị gì, tạo ra sản phẩm gì từ kiến thức được học. Có nhiều phương pháp dạy học được áp dụng rộng rãi, tuy nhiên hầu như những phương pháp dạy học hiện nay phần lớn là làm chức năng truyền thụ kiến thức cho học sinh hơn là rèn luyện cho học sinh những kỹ năng sống và làm việc cần thiết trong hiện tại và tương lai. Tôi xin mạnh dạn thêm vào những phương pháp dạy học trên một công cụ giúp học sinh tư duy sáng tạo, có một cách nhìn tổng quát cho công việc, tiếp nhận và gia tăng giá trị từ kiến thức đó là Bản đồ tư duy (Mind maps). Tony Buzan là tác giả của Bản đồ tư duy – công cụ hỗ trợ tư duy được mô tả là “công cụ của bộ não”. Bằng kỹ thuật hình họa, với sự kết hợp giữa từ ngữ, hình ảnh, đường nét, màu sắc phù hợp, tương thích với cấu trúc, hoạt động và chức năng của bộ não giúp khai thác tiềm năng vô tận của não bộ. Trên thế giới có rất nhiều tổ chức kinh doanh, chính phủ … đã và đang sử dụng Bản đồ tư duy như một công cụ làm việc hiệu quả và hầu như tất cả đều công nhận sự thành công vượt bậc khi sử dụng Bản đồ tư duy. Tại Việt Nam, vào tháng 03 – 2006 nhóm “Tư duy mới” đã thực hiện dự án “Ứng dụng công cụ hỗ trợ tư duy – Bản đồ tư duy” cho sinh viên Đại học Quốc gia Hà Nội. Các bạn sinh viên ứng dụng bản đồ tư duy trong học tập, trong làm việc theo nhóm, trong học ngoại ngữ, học các môn xã hội khác đã đạt những thành tích rất cao. Trong dạy học nói chung và dạy học Vật lý nói riêng, sử dụng bản đồ tư duy dễ dàng thu gom các ý tưởng, ghép nhóm chúng khi đứng trước một vấn đề, có được cái nhìn tổng quan và các suy nghĩ được tổ chức sẽ lần lượt đi theo các hướng xác định, các ý tưởng được gợi mở và đều được xem xét. Như vậy việc ứng dụng Bản đồ tư duy vào việc dạy học sẽ thu được kết quả mong đợi. Chương “Động học chất điểm” là chương mở đầu cho chương trình vật lý THPT, chương có nhiều khái niệm mới, trừu tượng, mối liên hệ giữa các khái niệm hiểu sao cho thấu đáo là một việc rất cần thiết cho việc học các chương tiếp theo của chương trình. Sử dụng Bản đồ tư duy sẽ giúp cho học sinh nắm vững kiến thức, có một cái nhìn vấn đề tổng quát, sáng tạo và hình thành, rèn luyện kỹ năng sử dụng Bản đồ tư duy trong học tập vật lý ngay từ chương đầu tiên của chương trình vật lý phổ thông. Vì những lý do ở trên tôi chọn đề tài: “Nghiên cứu sử dụng Bản đồ tư duy (mind maps) trong dạy học chương “Động học chất điểm” vật lý 10 THPT nhằm góp phần nâng cao chất lượng nắm vững kiến thức và bồi dưỡng tư duy học sinh” 2. Mục đích nghiên cứu Nghiên cứu sử dụng Bản đồ tư duy như một công cụ hỗ trợ dạy và học chương “Động học chất điểm” góp phần nâng cao chất lượng nắm vững kiến thức và bồi dưỡng năng lực tư duy cho học sinh. 3. Khách thể, đối tượng và phạm vi nghiên cứu - Khách thể nghiên cứu : Học sinh lớp 10 THPT, ban cơ bản. - Đối tượng nghiên cứu : Quá trình dạy học Vật lý. - Phạm vi nghiên cứu: Chương “Động học chất điểm” lớp 10 THPT, ban cơ bản 4. Giả thuyết khoa học Có thể sử dụng Bản đồ tư duy hỗ trợ hoạt động dạy và học chương “Động học chất điểm” vật lý 10 đảm bảo tính khoa học, sư phạm và khả thi trong điều kiện hiện nay của trường THPT; việc sử dụng Bản đồ tư duy trong hoạt động dạy học sẽ nâng cao chất lượng nắm vững kiến thức kỹ năng và bồi dưỡng năng lực tư duy cho học sinh. 5. Nhiệm vụ nghiên cứu 5.1 Tìm hiểu cơ sở tâm lý học về Bản đồ tư duy - một công cụ hỗ trợ quá trình tư duy đạt kết quả. 5.2 Tìm hiểu cơ sở lý luận dạy học về Bản đồ tư duy và cách thành lập Bản đồ tư duy trong quá trình dạy học. 5.3 Xác định mục tiêu dạy học chương “Động học chất điểm” theo chuẩn kiến thức, kỹ năng và mục tiêu dạy học theo định hướng nghiên cứu (chú ý đến bồi dưỡng kỹ năng tư duy: liên tưởng, lô-gic, hệ thống hóa, khái quát hóa). 5.4 Phân tích nội dung kiến thức chương động học chất điểm bằng công cụ Bản đồ tư duy. 5.5 Thiết kế ý tưởng sử dụng Bản đồ tư duy trong dạy học chương “Động học chất điểm”. 5.6 Thiết kế tiến trình dạy học một số bài học điển hình chương “Động học chất điểm” với công cụ Bản đồ tư duy. 5.7 Thực nghiệm sư phạm ở trường THPT nhằm xác định mức độ phù hợp, tính khả thi và tính hiệu quả của các bài học thiết kế. 6. Phương pháp nghiên cứu - Phương pháp nghiên cứu lý luận - Phương pháp phỏng vấn - Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm - Thống kê toán học 7. Đóng góp mới của luận văn Nghiên cứu lý luận: Bổ sung vào phương pháp dạy học một công cụ dạy học mới là Bản đồ tư duy. Nghiên cứu ứng dụng: - Ứng dụng dạy học bằng Bản đồ tư duy trong chương 1 “Động học chất điểm”. + Tôi đã vẽ được Bản đồ tư duy các bài trong chương 1 “Động học chất điểm”. + Tôi đã soạn một số giáo án trong chương 1 có sử dụng tư duy làm công cụ dạy học: giáo án bài Chuyển động cơ, giáo án Bài tập về chuyển động thẳng biến đổi đều, giáo án bài Ôn tập chương 1. + Tôi đã hướng dẫn học sinh vẽ và sử dụng Bản đồ tư duy trong các hoạt động học tập: phân tích đề và giải bài tập, ôn tập hệ thống hóa kiến thức… + Học sinh đã vẽ được Bản đồ tư duy các bài trong chương 1 “Động học chất điểm”. + Học sinh đã biết thuyết minh lại nội dung kiến thức từ Bản đồ tư duy. - Ứng dụng Bản đồ tư duy trong việc giáo dục học sinh làm việc nhóm và thuyết trình. + Việc sử dụng Bản đồ tư duy thường xuyên giúp học sinh có thói quen sơ đồ hóa công việc cần làm, tư duy rõ ràng, rành mạch, có nhiều ý tưởng sáng tạo trong giải quyết công việc: xây dựng bài học trong lớp học sinh dễ dàng phân tích câu hỏi của giáo viên, tìm ra câu trả lời chính xác và trình bày một cách rõ ràng. + Khi làm việc nhóm có sự hỗ trợ của Bản đồ tư duy, mỗi thành viên trong nhóm sẽ thấy rõ được nhiệm vụ của mình trong công việc, sẽ nắm rõ tiến trình thực hiện công việc, vì vậy họ sẽ có ý thức hơn trong việc hoàn thành tốt công việc được giao, không chậm trễ làm ảnh hưởng đến công việc chung của nhóm: trong bài thực hành Đo gia tốc rơi tự do, học sinh đã biết cách phân chia công việc và thực hiện công việc của mình đúng thời gian. 8. Cấu trúc luận văn Mở đầu – 4 trang. Chương 1: Cơ sở lý luận về Bản đồ tư duy – công cụ hỗ trợ quá trình tư duy và quá trình dạy học – 33 trang. Chương 2: Sử dụng Bản đồ tư duy trong dạy học chương “Động học chất điểm” Vật lý 10 THPT – 32 trang. Chương 3. Thực nghiệm sư phạm – 10 trang. Kết luận – 1 trang. Phụ lục – 19 trang. CHƯƠNG 1. CƠ SỞ LÝ LUẬN VỀ BẢN ĐỒ TƯ DUY – CÔNG CỤ HỖ TRỢ QUÁ TRÌNH TƯ DUY VÀ QUÁ TRÌNH DẠY HỌC Trong chương 1 tôi trình bày những tìm hiểu về tư duy, Bản đồ tư duy về lịch sử hình thành, cơ sở tâm lý học, phương pháp và công cụ xây dựng Bản đồ tư duy làm cơ sở cho việc nghiên cứu sử dụng Bản đồ tư duy trong việc dạy và học. 1.1.Khái niệm về tư duy Phát triển tư duy học sinh trong quá trình dạy học là một trong 4 nhiệm vụ của dạy học vật lý ở trường phổ thông – và là nhiệm vụ then chốt, là mục đích cuối cùng của dạy học. 1.1.1.Tư duy là gì?[14] Tư duy là một quá trình nhận thức khái quát và gián tiếp những sự vật và hiện tượng của hiện thực trong những dấu hiệu, những thuộc tính bản chất của chúng, những mối quan hệ khách quan, phổ biến của chúng, đồng thời cũng là sự vận dụng sáng tạo những kết luận khái quát đã thu được vào những dấu hiệu cụ thể, dự đoán được những thuộc tính, hiện tượng, quan hệ mới. Đặc điểm của tư duy[14] a. Tư duy phản ánh hiện thực khách quan vào trong đầu. Bởi vậy, tư duy có quan hệ mật thiết với nhận thức cảm tính, sử dụng những tài liệu cảm tính, những kinh nghiệm thực tế, những cơ sở trực quan sinh động. b. Tính trừu tượng và khái quát của tư duy: Tư duy phản ánh cái bản chất chung cho nhiều sự vật hiện tượng, đồng thời đã trừu xuất khỏi những sự vật, hiện tượng đó. Nhờ tính chất trừu tượng và khái quát, tư duy có thể cho phép ta đi sâu vào bản chất và mở rộng phạm vi nhận thức sang cả những sự vật, hiện tượng cụ thể mới mà trước đây ta chưa quen biết. c. Tính gián tiếp: Trong quá trình tư duy, quá trình hoạt động nhận thức của con người nhanh chóng thoát khỏi những sự vật cụ thể cảm tính mà sử dụng những khái niệm để biểu đạt chúng, thay thế những sự vật cụ thể bằng những ký hiệu, bằng ngôn ngữ. d. Tư duy liên hệ chặt chẽ với ngôn ngữ, ngôn ngữ là phương tiện, là hình thức biểu đạt của tư duy. Ngôn ngữ cố định lại các kết quả của tư duy, nhờ đó làm khách quan hóa chúng cho người khác và cho cả bản thân chủ thể tư duy. Không có ngôn ngữ thì bản thân quá trình tư duy không thể diễn ra được, đồng thời các sản phẩm của tư duy cũng không thể sử dụng được. e. Tính “có vấn đề”: Hoạt động tư duy chỉ bắt đầu khi con người đứng trước một câu hỏi về một vấn đề mà mình quan tâm nhưng chưa giải đáp được bằng những hiểu biết đã có của mình, nghĩa là gặp phải tình huống có vấn đề. 1.1.2.Các loại tư duy Có nhiều cách phân biệt tư duy, dựa theo những dấu hiệu khác nhau. Trong dạy học vật lý, theo Phương pháp dạy học vật lý ở trường phổ thông của Nguyễn Đức Thâm ông chia ra làm những loại tư duy chủ yếu dưới đây[14] a. Tư duy kinh nghiệm Tư duy kinh nghiệm là một tư duy dựa chủ yếu trên kinh nghiệm cảm tính và sử dụng phương pháp “thử và sai”. Chủ thể phải thực hiện một nhiệm vụ nào đó, ngẫu nhiên gặp một trường hợp thành công, sau đó lặp lại đúng như thế mà không biết nguyên nhân vì sao. Ví dụ : Đứng trước một máy thu hình có nhiều nút bấm, một học sinh bấm thử tất cả các nút. Sau một số lần bấm, em đó nhận ra rằng ấn nút thứ nhất thì có hình ảnh, ấn nút thứ hai thì có tiếng mà không hiểu tại sao. Kinh nghiệm này không áp dụng được cho các loại máy thu hình khác, trong đó không có núm bấm mà có núm xoay hoặc cần gạt. b. Tư duy lý luận Tư duy lý luận là loại tư duy giải quyết nhiệm vụ được đề ra dựa trên sử dụng những khái niệm trừu tượng, những tri thức lý luận. Đặc trưng của loại tư duy này là : - Không dừng lại ở kinh nghiệm rời rạc mà luôn hướng đến xây dựng quy tắc, quy luật chung ngày một sâu rộng hơn. - Tư 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 được phạm vi ứng dụng của mỗi lý thuyết. Tư duy lý luận rất cần thiết cho hoạt động nhận thức và phải rèn lâu dài mới có được. Nhờ có tư duy lý luận, con người mới có thể đi sâu được vào bản chất của sự vật hiện tượng, phát hiện được qui luật vận động của chúng và sử dụng những tri thức khái quát đó để cải tạo bản thân và làm biến đổi thế giới tự nhiên, phục vụ lợi ích cho mình. c. Tư duy lôgic Tư duy lôgic là tư duy tuân theo các quy tắc, quy luật của lôgic học một cách chặt chẽ, chính xác, không phạm phải sai lầm trong các lập luận, biết phát hiện ra các mâu thuẫn, nhờ đó mà nhận thức được đúng đắn chân lý khách quan. Lôgic học là một khoa học nghiên cứu những tư tưởng của con người về mặt hình thức lôgic của chúng và xây dựng những quy tắc, quy luật mà việc tuân theo chúng là điều kiện cần để đạt tới chân lý trong quá trình suy luận. Con người bằng kinh nghiệm của mình đã suy nghĩ theo những quy luật nhất định rất lâu trước khi những quy luật này được khoa học lôgic khám phá ra. Những quy luật của lôgic học mà mỗi người sử dụng trong quá trình hoạt động tư duy không phải là con người tự ý tạo ra mà là sự phản ánh những mối liên hệ và quan hệ khách quan của các sự vật và hiện tượng quanh ta. Bởi thế, dù chưa biết lôgic học, nhưng con người bằng kinh nghiệm sống của mình đã có thể trao đổi tư tưởng với nhau, thông hiểu nhau và thống nhất được với nhau trong một số lập luận, phán đoán. Tuy nhiên, điều đó chỉ xảy ra trong một số trường hợp đơn giản, còn khi gặp những trường hợp phức tạp thì khó có thể thông hiểu lẫn nhau hoặc khó phân biệt đúng hay sai, nếu không nắm vững và vận dụng đúng đắn những quy tắc, quy luật lôgic học. Ví dụ : học sinh có thể dễ dàng tin rằng lập luận sau đây là đúng, dù không hiểu lý do vì sao: Tất cả kim loại đều dẫn điện. Vật này là kim loại. Vậy : Vật này dẫn điện. Nhưng họ khó có thể biết rằng lập luận dưới đây là đúng hay sai: Tất cả kim loại đều dẫn điện. Vât này dẫn điện. Vậy : Vật này là kim loại. Tuy nhiên, đối với học sinh ở trường phổ thông, không thể dạy cho họ lôgic học để sau đó, họ mới vận dụng các quy tắc và quy luật lôgic để suy nghĩ, lập luận. Trái lại ta có thể thông qua việc giải quyết những nhiệm vụ cụ thể mà tích lũy dần kinh nghiệm và đến một lúc nào đó sẽ tự tổng kết thành những quy tắc đơn giản thường dùng. d. Tư duy vật lý Ta hiểu 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 liên hệ giữa mặt định tính và mặt định hướng 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. Các hiện tượng vật lý trong tự nhiên rất phức tạp, nhưng những định luật chi phối chúng thường lại rất đơn giản, vì mỗi hiện tượng bị nhiều yếu tố tác động chồng chéo lên nhau hoặc nối tiếp nhau mà ta chỉ quan sát được kết quả tổng hợp cuối cùng. Bởi vậy, muốn nhận thức được những đặc tính bản chất và quy luật của tự nhiên thì việc đầu tiên là phải phân tích được hiện tượng phức tạp thành những bộ phận, những giai đoạn bị chi phối bởi một số ít nguyên nhân, bị tác động bởi một số ít yếu tố, tốt nhất là một nguyên nhân, một yếu tố. Có như thế ta mới xác lập được những mối quan hệ bản chất, trực tiếp, những sự phụ thuộc định lượng giữa các đại lượng vật lý dùng để đo lường những thuộc tính bản chất của sự vật hiện tượng. Muốn biết những kết luận khái quát thu được có phản ánh đúng thực tế khách quan không, ta phải kiểm tra lại trong thực tiễn. Để làm việc đó, ta phải xuất phát từ những kết luận khái quát, suy ra những hệ quả, dự đoán những hiện tượng mới có thể quan sát được thực tiễn. Nếu thí nghiệm xác nhận hiện tượng mới đúng như dự đoán thì kết luận khái quát ban đầu mới được xác nhận là chân lý. Mặt khác, việc vận dụng những kiến thức vật lý khái quát vào thực tiễn tạo điều kiện cho con người cải tạo thực tiễn, làm cho các hiện tượng vật lý xảy ra theo hướng có lợi cho con người, thỏa mãn được nhu cầu ngày càng tăng của con người. Trong quá trình nhận thức vật lý như trên, con người sử dụng tổng hợp, xen kẽ nhiều hình thức tư duy, trong đó có hình thức chung như tư duy lý luận, tư duy lôgic và những hình thức đặc thù của vật lý học như thực nghiệm, mô hình hóa…. Ví dụ : Quan sát hiện tượng các vật nổi hay chìm trong nước, ta thấy rất phức tạp. Thông thường, vật nặng thì chìm, vật nhẹ thì nổi, nhưng cũng có trường hợp vật nặng lại nổi mà vật nhẹ lại chìm. Hai vật nặng như nhau cùng thả trong nước nhưng một vật thì chìm, vật kia lại nổi. Hình như cả trọng lượng, hình dạng, kích thước, bản chất của vật, của chất lỏng đều ảnh hưởng đến hiện tượng nổi này. Sự quan sát trực tiếp những hiện tượng đa dạng đó trong tự nhiên khó có thể rút ra điều gì là chung, khó mà phát hiện được quy luật chi phối hiện tượng. Ta phải phân tích xem có yếu tố nào ảnh hưởng đến hiện tượng nổi và xem xét từng yếu tố một. Chẳng hạn vật nhúng trong nước chịu tác dụng của hai lực : trọng lượng kéo vật xuống và nước đẩy vật lên. Lực đẩy của nước lên vật cũng là một hiện tượng phức tạp, phụ thuộc vào cả vật và cả chất lỏng: phụ thuộc vào thể tích của vật và vào trọng lượng riêng của chất lỏng. Cuối cùng thì hiện tượng nổi của một vật nhúng trong chất lỏng rất đa dạng và phức tạp lại bị chi phối bởi một loạt những tính chất, quy luật đơn giản sau : Trọng lượng của vật : P=dV. Lực đẩy của chất lỏng tác dụng lên vật nhúng trong nó bằng trọng lượng của khối chất lỏng bị chiếm chỗ : F=d’V Vật nổi hay chìm là do mối quan hệ giữa P và F quyết định : P > F  vật chìm xuống P = F  vật lơ lửng P < F  vật nổi lên. 1.1.3.Các thao tác tư duy[14], [15] a. Phân tích tổng hợp Phân tích là quá trình dùng trí óc để phân chia đối tượng nhận thức thành các “bộ phận”, các thành phần khác nhau. Tổng hợp là quá trình dùng trí óc để hợp nhất các thành phần đã được tách rời nhờ sự phân tích thành một chỉnh thể. Phân tích và tổng hợp có quan hệ mật thiết với nhau. b. So sánh So sánh là quá trình dùng trí óc để xác định sự giống nhau hay khác nhau, sự đồng nhất hay không đồng nhất, sự bằng nhau hay không bằng nhau giữa các đối tượng nhận thức (sự vật, hiện tượng). c. Trừu tượng hóa và khái quát hóa Trừu tượng hóa là quá trình dùng trí óc để gạt bỏ những mặt, những thuộc tính, những liên hệ thứ yếu, không cần thiết và chỉ giữ lại những yếu tố cần thiết cho tư duy. Khái quát hóa là quá trình dùng trí óc để hợp nhất nhiều đối tượng khác nhau thành một nhóm, một loại theo những thuộc tính, những liên hệ, quan hệ chung nhất định. Những thao tác tư duy diễn ra trong đầu học sinh, cho nên giáo viên không thể quan sát được mà uốn nắn trực tiếp. Mặt khác, học sinh cũng không thể quan sát được hành động trí tuệ của giáo viên mà bắt chước. Bởi vậy, giáo viên có thể sử dụng những cơ sở định hướng sau đây để giúp học sinh có thể tự lực thực hiện những thao tác tư duy đó. - Giáo viên tổ chức quá trình học tập sao cho ở từng giai đoạn, xuất hiện những tình huống bắt buộc học sinh thực hiện các thao tác tư duy và hành động nhận thức mới có thể giải quyết được vấn đề và hoàn thành nhiệm vụ học tập. - Giáo viên được ra những câu hỏi để định hướng cho học sinh tìm những thao tác tư duy hay phương pháp suy luận, hành động trí tuệ thích hợp. - Giáo viên phân tích câu trả lời của học sinh, chỉ ra chỗ sai của họ trong khi thực hiện các thao tác tư duy và hướng dẫn cách sửa chữa. - Giáo viên giúp học sinh khái quát hóa kinh nghiệm thực hiện các suy luận lôgic dưới dạng những quy tắc đơn giản. 1.1.4.Nhiệm vụ bồi dưỡng tư duy học sinh trong dạy học Vật lý ở trường phổ thông Việc dạy và học các môn khoa học ở trường phổ thông, kết quả không chỉ trang bị cho học sinh các kiến thức cơ bản, các định luật, định lý mà quan trọng hơn là khả năng tư duy của học sinh được phát triển qua từng lớp học, cấp học. Đặc thù của môn vật lý là môn khoa học thực nghiệm, vì vậy môn học sẽ có nhiều thuận lợi khi bồi dưỡng tư duy cho học sinh qua một số phương pháp cụ thể sau a. Tập dượt để học sinh giải quyết vấn đề nhận thức theo phương pháp nhận thức của vật lý[14] Để rèn luyện tư duy vật lý cho học sinh thì tốt nhất là tập dượt cho họ giải quyết các nhiệm vụ nhận thức bằng chính phương pháp của các nhà vật lý. Việc hiểu và vận dụng được một phương pháp khoa học là một điều khó khăn hơn cả việc tiếp thu một định luật vật lý cụ thể. Việc dạy cho học sinh phương pháp nhận thức khoa học gắn với quá trình nghiên cứu chính môn học đó là việc làm rất hiệu quả. Chính trong quá trình hướng dẫn học sinh tự lực hoạt động để tái tạo kiến thức vật lý, giáo viên làm cho họ hiểu nội dung của các phương pháp vật lý và sử dụng phương pháp này ở những mức độ thích hợp, tùy theo trình độ của từng học sinh và điều kiện của nhà trường. Sau một số lần áp dụng các phương pháp nhận thức cụ thể, giáo viên có thể giúp học sinh khái quát hóa thành một trình tự giai đoạn của mỗi phương pháp, dùng làm cơ sở định hướng tổng quát cho hoạt động nhận thức vật lý của học sinh. b. Rèn luyện ngôn ngữ vật lý cho học sinh[14] Ngôn ngữ là hình thức biểu hiện của tư duy. Mỗi khái niệm vật lý được biểu đạt bằng một từ, mỗi định nghĩa, định luật vật lý được phát biểu bằng một mệnh đề, mỗi suy luận bao gồm nhiều phán đoán liên tiếp. Tuy kiến thức vật lý rất đa dạng nhưng những cách phát biểu các định nghĩa, quy tắc, định luật vật lý cũng có những hình thức chung nhất định, giáo viên có thể chú ý rèn luyện cho học sinh quen dần. Để một tả một loại hiện tượng, cần những thuật ngữ diễn tả những dấu hiệu đặc trưng của loại hiện tượng đó. Ví dụ: để mô tả chuyển động cơ học, cần đến các thuật ngữ để chỉ quỹ đạo(thẳng, cong, tròn…), chỉ sự nhanh hay chậm của chuyển động (vận tốc), chỉ sự thay đổi vận tốc(gia tốc), chỉ vị trí (tọa độ); để mô tả tương tác cơ học giữa các vật, cần đến thuật ngữ lực. Định nghĩa một đại lượng vật lý thường gồm hai phần : Một phần nêu lên đặc điểm định tính (đại lượng này đặc trưng cho hay biểu thị một đặc tính nào của sự vật, hiện tượng) và một phần nêu lên đặc điểm định lượng (đại lượng này đo bằng cách nào, quan hệ với các đại lượng khác theo công thức nào). Một định luật vật lý thường nêu lên mối quan hệ hàm số giữa hai đại lượng hoặc nêu lên những điều kiện để cho một hiện tượng có thể xảy ra. Đặc biệt đáng chú ý là nhiều khi trong vật lý, vẫn dùng những từ ngữ thường dùng trong ngôn ngữ hàng ngày, nhưng có một nội dung phong phú và chính xác hơn. Mỗi khi gặp một thuật ngữ mới diễn tả một khái niệm mới, cần giải thích rõ cho học sinh và yêu cầu họ tập sử dụng nó một cách chính xác, thành thạo thay cho ngôn ngữ hàng ngày. Để thực hiện nhiệm vụ bồi dưỡng tư duy trong dạy học vật lý ở trường phổ thông một cách hiệu quả, tôi xin giới thiệu một công cụ hữu hiệu đã và đang được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực và nhiều nước trên thế giới đó là Bản đồ tư duy. 1.2.Khái niệm Bản đồ tư duy 1.2.1.Bản đồ tư duy là gì? Bản đồ tư duy là một hình thức ghi chép sử dụng màu sắc và hình ảnh để mở rộng và đào sâu các ý tưởng, là sự kết hợp giữa từ ngữ, hình ảnh, đường nét, màu sắc phù hợp, tương thích với cấu trúc, hoạt động và chức năng của bộ não giúp khám phá tiềm năng vô tận của bộ não.[5] Ở giữa bản đồ là một ý tưởng hay hình ảnh trung tâm. Ý tưởng hay hình ảnh trung tâm này sẽ được phát triển bằng các nhánh tượng trưng cho những ý chính và đều được nối với ý trung tâm. Các nhánh chính lại được phân thành những nhánh nhỏ nhằm nghiên cứu chủ đề ở mức độ sâu hơn. Những nhánh nhỏ này lại tiếp tục được phân thành nhiều nhánh nhỏ, nhằm nghiên cứu chủ đề ở mức độ sâu hơn nữa… Nhờ sự kết nối giữa các nhánh, các ý tưởng cũng có sự liên kết dựa trên mối liên hệ của bản thân chúng, điều này khiến Bản đồ tư duy có thể bao quát được các ý tưởng trên một phạm vi sâu, rộng mà một bản liệt kê các ý tưởng thông thường không thể làm được. Với phương thức tiến dần từ trung tâm ra xung quanh, Bản đồ tư duy khiến tư duy cũng phải hoạt động tương tự. Từ đó các ý tưởng sẽ phát triển và chẳng bao lâu các ý tưởng sáng tạo, trí tưởng tượng sẽ mở rộng và các vấn đề sẽ được nắm bắt một cách nhanh nhất. Ví dụ: Bản đồ tư duy bài “Lực ma sát” – lớp 10, ban cơ bản. Hình 1.1 Bản đồ tư duy bài Lực ma sát – Lớp 10 1.2.2.Lịch sử phát triển của Bản đồ tư duy Tony Buzan là người phát minh ra Bản đồ tư duy. Ông sinh năm 1942 tại Luân Đôn, Anh. Năm 1964 ông nhận bằng danh dự môn tâm lý, văn chương văn minh Anh, toán học và khoa học phổ thông. Ông là nhà nghiên cứu hàng đầu về não bộ và phương pháp học tập, ông làm cố vấn cho nhiều bộ, ngành trong chính phủ, cho các tập đoàn đa quốc gia (BP,IBM,Walt Disney…) và là nhà thuyết trình thường xuyên của các doanh nghiệp quốc tế, các trường đại học hàng đầu. Ông còn là cố vấn cho các huấn luận viên, vận động viên Olympic quốc tế, đội chèo thuyền Olympic và đội cờ quốc tế của Anh. Ngoài ra, ông còn là chủ tịch Quỹ nghiên cứu về não bộ (Brain Foundation), nhà sáng lập tổ chức Brain Trust và các giải vô địch về trí nhớ và tư duy. Ông đã vinh dự nhận phần thưởng Lãnh đạo YPO, là khen thưởng của EDS phần thưởng Eagle Catcher – dành cho những người đã nổ lực thực hiện được các việc bất khả thi. Trong số những cuốn sách bán chạy nhất của ông là cuốn “Sử dụng trí tuệ của bạn” (Use your head) và các tác phẩm khác trong bộ sách về tư duy. Các tác phẩm của ông đã được xuất bản ở hơn 100 quốc gia và được dịch sang 30 thứ tiếng. Đây là câu chuyện của Tony Buzan kể về lịch sử hình thành Bản đồ tư duy “ Lúc học năm thứ hai đại học, tôi bước vào thư viện, lòng đầy quyết tâm, yêu cầu nhân viên thủ thư chỉ cho tôi vị trí của các sách viết về não bộ và cách sử dụng não bộ. Ngay lập tức cô ấy chỉ tôi sang khu vực sách y khoa! Khi tôi giải thích rằng tôi không muốn giải phẫu bộ não, mà muốn sử dụng nó, tôi được trả lời lịch sự là không có những cuốn sách như vậy. Sửng sốt tôi rời khỏi thư viện. Vào đầu thập niên 1970, trí thông minh nhân tạo đã ra đời nên tôi có thể mua một cái máy vi tính 1 megabyte và kèm theo đó là cuốn sách hướng dẫn dày 1.000 trang. Thế thì trong giai đoạn văn minh được cho là tiến bộ này, khi tất cả chúng ta bước vào thế giới với chiếc máy vi tính sinh học phức tạp nhất, mạnh hơn gấp hàng tỉ lần so với bất kỳ một chiếc máy vi tính nào, thì những cuốn sách sử dụng chiếc máy vi tính sinh học ấy ở đâu? Thế là tôi quyết định viết một loạt sách dựa trên nghiên cứu của mình: Bách khoa toàn thư về não bộ và cách sử dụng nó. Tôi bắt đầu viết và năm 1971, khi tôi viết, hình ảnh ở chân trời ngày càng rõ nét hơn – đó là khái niệm Tư duy Mở rộng và Lập Bản đồ Tư duy.” [7;18] Bản đồ tư duy được chính thức giới thiệu với thế giới lần đầu vào mùa xuân năm 1974 với ấn bản của cuốn đi trước được mang tên “Sử dụng Trí tuệ của bạn” (Use your head). Ngày 21 tháng 4 năm 1995, một bữa tiệc trọng đại mừng sinh nhật được tổ chức tại Royal Albert Hall ở Luân Đôn để ghi nhớ ngày phát hành cuốn Bản đồ tư duy. Để tạo điều kiện cho những người sử dụng Tư duy Mở rộng và Bản đồ tư duy có thể hỗ trợ hay liên lạc với nhau, đồng thời để giúp các tổ chức thiện nguyện đề xuất đưa khái niệm tư duy vào mọi chương trình học, Hội những người sử dụng Bản đồ tư duy được thành lập vào năm 2000. Mục tiêu của hội là giới Tư duy Mở rộng, Lập Sơ đồ tư duy và Hiểu biết Trí tuệ cho 100% dân số trên trái đất vào trước năm 2010. 1.2.3.Cơ sở tâm lý học của Bản đồ tư duy – công cụ hỗ trợ quá trình tư duy đạt kết quả [7] Roger Sperry thuộc đại học California đã công bố kết quả nghiên cứu rằng phần tiến hóa nhất của bộ não là vỏ não. Những phát hiện ban đầu của ông cho thấy hai vỏ bán cầu não có khuynh hướng phân chia thành hai nhóm chức năng tư duy chính: - Bán cầu não phải dường như trội hơn trong các hoạt động tư duy sau: nhịp điệu, nhận thức về không gian, gestalt (tính toàn thể), tưởng tượng, mơ mộng, màu sắc và kích thước. - Bán cầu não trái dường như trội hơn ở những kỹ năng tư duy logic, ngôn ngữ, lời nói, suy luận, số, xâu chuỗi, quan hệ tuần tự, phân tích và liệt kê. Mặc dù mỗi bán cầu não có sự trội hơn ở những hoạt động tư duy nhất định, nhưng về cơ bản cả hai bán cầu đều thuần thục trong mọi lĩnh vực,và các kỹ năng tư duy mà Roger Sperry đã phát hiện được phân bố khắp vỏ não. Trong nhiều năm, người ta đã quan niệm sai lầm rằng khả năng của trí nhớ là có giới hạn, cũng tương tự như một chiếc đĩa máy tính hay một ổ cứng.Tuy nhiên, một điều đã được làm sáng tỏ là trí nhớ càng được luyện tập, càng có khả năng nhớ tốt hơn. Não bộ của con người có thể thực hiện tới 100 tỷ kết nối giữa hàng triệu nơron thần kinh. Khó khăn duy nhất của chúng ta là làm sao có thể nạp khối lượng thông tin đó vào bộ nhớ bằng cách đúng nhất. Để hiểu được điều đó chúng ta cần nhận thức là trí nhớ dựa trên hai nguyên tắc rất đơn giản và sâu sắc: Tưởng tượng và liên kết. Đây là hai nền móng cơ sở của Bản đồ tư duy, liên quan đến việc kết hợp sử dụng màu sắc, hình ảnh, những từ đơn và những nhánh liên kết với nhau. Phương pháp ghi chép truyền thống đã khiến chúng ta gạt sang một bên hai nguyên tắc vô cùng hữu hiệu này. Tuy nhiên, cùng với việc nhận thức rằng tưởng tượng và liên kết chính là động lực dẫn đến thành công trong bất kỳ công việc nào, thì vai trò của những kỹ năng này cũng không ngừng được chú trọng. Những gợi ý sau đây có thể được kết hợp với Bản đồ tư duy, giúp cho việc nhớ lại các thông tin quan trọng dễ dàng hơn: a. Hiệu ứng Von Restorff [5] Vào năm 1933, nhà tâm lý học Hewig Von Restorff công bố một nghiên cứu tiết lộ rằng chúng ta có thiên hướng ghi nhớ một thông tin trong một danh sách nếu nó nổi bật. Chẳng hạn, nếu ta có một danh sách các số, và ở giữa có một chữ cái, nhiều khả năng ta sẽ nhớ chữ cái đó – đơn giản vì nó khác với tất cả những thông tin còn lại trên danh sách. Hiện tượng này được gọi là hiệu ứng Von Restorff. Theo cách này, ta có thể giúp chính mình ghi nhớ thông tin bằng cách khiến nó trở nên kỳ quái hoặc lố bịch. Như thế, nó sẽ nổi bật trong trí nhớ.