Tài liệu Lựa chọn bài tập vật lý nhằm phát triển tư duy, năng lực sáng tạo cho học sinh chương “nhiệt học” vật lý lớp 8

TRƢỜNG ĐẠI HỌC THỦ DẦU MỘT KHOA: KHOA HỌC TỰ NHIÊN ….…. BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI: LỰA CHỌN BÀI TẬP VẬT LÝ NHẰM PHÁT TRIỂN TƢ DUY, NĂNG LỰC SÁNG TẠO CHO HỌC SINH CHƢƠNG “NHIỆT HỌC” VẬT LÝ LỚP 8 GVHD : Th.s Huỳnh Thị Phương Thúy SVTH : Nguyễn Thị Luyến Dân tộc : Kinh Lớp : C14VL01 Nam, Nữ:Nữ Năm thứ: 2/3 Ngành học : Sư phạm Vật lý Bình Dương, tháng 04 năm 2016 1 UBND TỈNH BÌNH DƢƠNG CỘNG HÕA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƢỜNG ĐẠI HỌC THỦ DẦU MỘT Độc lập – Tự do – Hạnh phúc THÔNG TIN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI 1. Thông tin chung: - Tên đề tài: Lựa chọn bài tập vật lý nhằm phát triển tƣ duy, năng lực sáng tạo cho học sinh chƣơng “Nhiệt học” Vật lý lớp 8. - Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thị Tuyết Lan Nguyễn Thị Luyến Lê Thị Thanh Tuyền - Lớp: C14VL01 Khoa: Khoa học tự nhiên Năm thứ: 2 Số năm đào tạo: 3 - Ngƣời hƣớng dẫn: Th.s Huỳnh Thị Phƣơng Thúy 2. Mục tiêu đề tài: - Tìm hiểu đƣợc cơ sở lý luận bài tập vật lý theo hƣớng phát triển tƣ duy, năng lực sáng tạo. - Lựa chọn, hệ thốngcác bài tập vật lý lớp 8 chƣơng “Nhiệt học” nhằm phát triển tƣ duy, năng lực sáng tạo cho học sinh. - Tiến hành thực nghiệm sƣ phạm đánh giá tính hiệu quả hệ thống bài tập đã lựa chọn. 3. Tính mới và sáng tạo: - Các bài tập chọn lựa đƣợc phân tích sơ đồ hƣớng dẫn giải, trong đó có hệ thống các câu hỏi đặt ra cho học sinh thực hiện các thao tác tƣ duy, nhằm phát triển khả năng tƣ duy và năng lực sáng tạo cho học sinh. 4. Kết quả nghiên cứu: - Tìm hiểu đƣợc cơ sở lý luận của bài tập vật lý theo hƣớng phát triển tƣ duy, năng lực sáng tạo. - Lựa chọn hệ thống gồm 28 bài tập, trong mỗi bài có các câu hỏi buộc học sinh phải sử dụng các thao tác tƣ duy để giải quyết các vấn đề bài toán tìm ra lời giải hoàn chỉnh, các bài toán đƣợc giải một cách cô động, xúc tích cùng với việc học sinh phải trả lời các câu hỏi phân tích sơ đồ hƣớng dẫn giải giúp các em rèn luyện ngôn ngữ vật lý phát triển tƣ duy, năng lực sáng tạo cho học sinh ở chƣơng “Nhiệt học” Vật lý lớp 8. 2 - Tiến hành thực nghiệm tại trƣờng THCS Tân Bình – Dĩ An Bình Dƣơng đánh giá sơ bộ về tính hiệu quả của hệ thống các bài tập chọn lựa, chúng tôi thấy rằng, việc sử dụng bài tập nhằm phát triển tƣ duy, năng lực sáng tạo vào quá trình dạy học vật lý là cần thiết. Góp phần nâng cao hiệu quả giáo dục, phù hợp với chủ trƣơng đổi mới phƣơng pháp dạy học của Bộ giáo dục và đào tạo. 5. Đóng góp về mặt kinh tế - xã hội, giáo dục và đào tạo, an ninh, quốc phòng và khả năng áp dụng của đề tài: Đề tài là một tài liệu tham khảo cho giáo viên, học sinh trƣờng THCS và những bạn sinh viên chuyên ngành Vật lý cũng nhƣ những ai quan tâm đến đề tài. Ngày tháng năm Sinh viên chịu trách nhiệm chính thực hiện đề tài (ký, họ và tên) Nhận xét của ngƣời hƣớng dẫn về những đóng góp khoa học của sinh viên thực hiện đề tài (phần này do người hướng dẫn ghi): Ngày Xác nhận của lãnh đạo khoa tháng năm 2016 Ngƣời hƣớng dẫn (ký, họ và tên) Th.s Huỳnh Thị Phương Thúy 3 UBND TỈNH BÌNH DƢƠNG CỘNG HÕA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƢỜNG ĐẠI HỌC THỦ DẦU MỘT Độc lập – Tự do – Hạnh phúc THÔNG TIN VỀ SINH VIÊN CHỊU TRÁCH NHIỆM CHÍNH THỰC HIỆN ĐỀ TÀI I. SƠ LƢỢC VỀ SINH VIÊN: Ảnh 4x6 Họ và tên: NGUYỄN THỊ LUYẾN Sinh ngày: 14 tháng 10 năm 1994 Nơi sinh: Thanh Hóa Lớp: C14VL01 Khóa: 2014 - 2017 Khoa: Khoa học tự nhiên Địa chỉ liên hệ: ấp Long Bình xã Long Nguyên huyện Bàu Bàng tỉnh Bình Dƣơng Điện thoại: 01632891433 Email: [email protected] II. QUÁ TRÌNH HỌC TẬP: * Năm thứ 1: Ngành học: Sƣ phạm Vật Lý Khoa: Khoa học tự nhiên Kết quả xếp loại học tập: Khá Sơ lƣợc thành tích: * Năm thứ 2: Ngành học: Sƣ phạm Vật Lý Khoa: Khoa học tự nhiên Kết quả xếp loại học tập: Khá Sơ lƣợc thành tích: Ngày Xác nhận của lãnh đạo khoa (ký, họ và tên) tháng năm Sinh viên chịu trách nhiệm chính thực hiện đề tài (ký, họ và tên) 4 DANH SÁCH SINH VIÊN CÙNG THAM GIA NGHIÊN CỨU I. SƠ LƢỢC VỀ SINH VIÊN: Họ và tên: NGUYỄN THỊ TUYẾT LAN Ảnh 4x6 Sinh ngày: 25tháng 6 năm 1996 Nơi sinh: Bệnh viện đa khoa Tỉnh Sông Bé Lớp: C14VL01 Khóa: 2014 - 2017 Khoa: Khoa học tự nhiên Địa chỉ liên hệ: ấp Bầu Trƣ, xã An Bình, huyện Phú Giáo, tỉnh Bình Dƣơng. Điện thoại: 01645436713 Email: [email protected] II. QUÁ TRÌNH HỌC TẬP: * Năm thứ 1: Ngành học: Sƣ phạm Vật Lý Khoa: Khoa học tự nhiên Kết quả xếp loại học tập: Khá Sơ lƣợc thành tích: * Năm thứ 2: Ngành học: Sƣ phạm Vật Lý Khoa: Khoa học tự nhiên Kết quả xếp loại học tập: Giỏi Sơ lƣợc thành tích: Ngày Xác nhận của lãnh đạo khoa (ký, họ và tên) tháng năm Sinh viên chịu trách nhiệm chính thực hiện đề tài (ký, họ và tên) 5 I. SƠ LƢỢC VỀ SINH VIÊN: Họ và tên: LÊ THỊ THANH TUYỀN Ảnh 4x6 Sinh ngày:16 tháng 1 năm 1995 Nơi sinh: Bình Dƣơng Lớp: C14VL01 Khóa: 2014 - 2017 Khoa: Khoa học tự nhiên Địa chỉ liên hệ: 97/2 khu phố 1B, phƣờng An Phú, Thuận An, Bình Dƣơng. Điện thoại: 0983478161 Email: [email protected] II. QUÁ TRÌNH HỌC: * Năm thứ 1: Ngành học: Sƣ phạm Vật Lý Khoa: Khoa học tự nhiên Kết quả xếp loại học tập: TB-Khá Sơ lƣợc thành tích: * Năm thứ 2: Ngành học: Sƣ phạm Vật Lý Khoa: Khoa học tự nhiên Kết quả xếp loại học tập: Khá Sơ lƣợc thành tích: Ngày Xác nhận của lãnh đạo khoa (ký, họ và tên) tháng năm Sinh viên chịu trách nhiệm chính thực hiện đề tài (ký, họ và tên) 6 MỤC LỤC THÔNG TIN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI ........................................... 1 THÔNG TIN VỀ SINH VIÊN ...................................................................................... 3 CHỊU TRÁCH NHIỆM CHÍNH THỰC HIỆN ĐỀ TÀI ........................................... 3 DANH SÁCH SINH VIÊN CÙNG THAM GIA NGHIÊN CỨU ............................. 4 DANH MỤC CÁC BẢNG, HÌNH ................................................................................ 9 BẢNG CHÖ THÍCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT ........................................................... 10 MỞ ĐẦU ....................................................................................................................... 11 I. TỔNG QUAN ........................................................................................................... 11 II. LÍ DO CHỌN ĐỀ TÀI ........................................................................................... 11 III. MỤC TIÊU ĐỀ TÀI ............................................................................................. 12 IV. Phƣơng pháp nghiên cứu...................................................................................... 13 V. Đối tƣợng và Phạm vi nghiên cứu ......................................................................... 13 CHƢƠNG 1: CƠ SỞ LÝ LUẬN ................................................................................ 14 1.1. Tƣ duy và phát triển tƣ duy cho học sinh ...................................................... 14 1.1.1. Tƣ duy ......................................................................................................... 14 1.1.2. Các loại tƣ duy ........................................................................................... 14 1.1.2.1. Tƣ duy kinh nghiệm ........................................................................... 14 1.1.2.2. Tƣ duy lý luận ..................................................................................... 15 1.1.2.3. Tƣ duy logic ......................................................................................... 15 1.1.2.4. Tƣ duy vật lý ....................................................................................... 15 1.1.3. Các biện pháp phát triển tƣ duy cho học sinh. ....................................... 16 1.1.3.1. Tạo nhu cầu hứng thú, kích thích tính tò mò, ham hiểu biết của học sinh ............................................................................................................. 16 1.1.3.2. Xây dựng một lôgic nội dung phù hợp với đối tƣợng học sinh ...... 17 1.1.3.3. Rèn luyện cho học sinh kỹ năng thực hiện các thao tác tƣ duy, những hành động nhận thức phổ biến trong học tập vật lý ........................ 17 1.1.3.4. Tập dƣợt để học sinh giải quyết vấn đề nhận thức theo phƣơng pháp nhận thức của vật lý............................................................................... 19 1.1.3.5. Rèn luyện ngôn ngữ vật lý cho học sinh ........................................... 19 1.2. Sáng tạo và phát triển năng lực sáng tạo cho học sinh ................................. 19 1.2.1. Khái niệm năng lực ................................................................................... 19 1.2.2. Khái niệm năng lực sáng tạo .................................................................... 20 1.2.3. Các biện pháp hình thành và phát triển năng lực sáng tạo cho học sinh ............................................................................................................................... 20 1.2.3.1. Tổ chức hoạt động sáng tạo gắn liền với quá trình xây dựng kiến thức mới ............................................................................................................ 20 7 1.2.3.2. Luyện tập phỏng đoán, dự đoán, xây dựng giả thuyết ................... 20 1.2.3.3. Luyện tập đề xuất phƣơng án kiểm tra dự đoán ............................. 21 1.2.3.4. Giải các bài tập sáng tạo .................................................................... 21 1.3. Bài tập vật lý ..................................................................................................... 21 1.3.1. Khái niệm bài tập vật lý ............................................................................ 21 1.3.2. Mục đích của việc sử dụng vật lí trong dạy học ..................................... 21 1.3.3. Phân loại bài tập vật lý .............................................................................. 22 1.3.3.1. Phân loại theo phƣơng thức giải ....................................................... 22 1.3.3.1.1. Bài tập định tính .......................................................................... 22 1.3.3.1.2. Bài tập định lƣợng ....................................................................... 23 1.3.3.1.3. Bài tập thí nghiệm ....................................................................... 23 1.3.3.1.4. Bài tập đồ thị ................................................................................ 23 1.3.4. Phƣơng pháp giải bài tập vật lý ............................................................... 23 1.3.5. Lựa chọn và sử dụng bài tập vật lý nhằm phát triển tƣ duy, năng lực sáng tạo cho học sinh ........................................................................................... 25 1.3.5.1. Các nguyên tắc lựa chọn .................................................................... 25 1.3.5.2. Sử dụng hệ thống bài tập nhằm phát triển tƣ duy, năng lực sáng tạo cho học sinh ................................................................................................ 25 Chƣơng 2: HỆ THỐNGBÀI TẬP VẬT LÝ NHẰM PHÁT TRIỂN TƢ DUY, NĂNG LỰC SÁNG TẠO CHO HỌC SINH CHƢƠNG “NHIỆT HỌC” VẬT LÝ LỚP 8 ............................................................................................................................ 27 2.1. Nội dung kiến thức chƣơng “Nhiệt học” lớp 8............................................... 27 2.2. Hệ thống các bài tập Vật lý nhằm phát triển tƣ duy, năng lực sáng tạo cho học sinh chƣơng “Nhiệt học” Vật lý 8 ................................................................... 29 2.2.1. Bài tập định tính ........................................................................................ 29 2.2.2. Bài tập định lƣợng ..................................................................................... 39 2.2.3. Bài tập thí nghiệm ..................................................................................... 59 Chƣơng 3: THỰC NGHIỆM SƢ PHẠM .................................................................. 77 3.1. Mục đích thực nghiệm sƣ phạm ...................................................................... 77 3.2. Đối tƣợng thực nghiệm sƣ phạm ..................................................................... 77 3.3. Nhiệm vụ thực nghiệm sƣ phạm ..................................................................... 77 3.4. Nội dung của thực nghiệm sƣ phạm ............................................................... 78 3.4.1. Tiến hành thực nghiệm: ............................................................................ 78 3.4.2. Phƣơng pháp thực nghiệm sƣ phạm ........................................................ 78 3.5. Kết quả thực nghiệm ............................................................................................ 78 3.5.1. Lựa chọn tiêu chí đánh giá ............................................................................... 78 3.5.2. Kết quả về mặt định tính .......................................................................... 79 8 3.5.2. Kết quả về mặt định lƣợng ....................................................................... 80 KẾT LUẬN CHUNG .................................................................................................. 82 KIẾN NGHỊ ................................................................................................................. 83 Tài liệu tham khảo ....................................................................................................... 84 Phụ lục .......................................................................................................................... 85 Giáo án 1: Tiết học bài tập có sử dụng hệ thống bài tập đƣợc lựa chọn. ............... 85 Giáo án 2: Tiết học bài tập có sử dụng hệ thống bài tập đƣợc lựa chọn. ............... 91 Giáo án 3: Tiết học bài tập có sử dụng hệ thống bài tập đƣợc lựa chọn ................ 96 Giáo án 4: Giáo án kiểm tra .....................................................................................104 PHIẾU PHỎNG VẤN GIÁO VIÊN VẬT LÝ THCS ............................................110 PHIẾU PHỎNG VẤN HỌC SINH ..........................................................................113 9 DANH MỤC CÁC BẢNG, HÌNH Bảng Bảng 1 Bảng 2 Tên Bảng 1: Kết quả học tập môn Vật lý HKIở hai lớp 8A4 và 8A5 Bảng 2: Kết quả học tập kiểm tra đánh giá ở hai lớp 8A4 và 8A5 Số trang 77 80 Bảng 3 Bảng phân bố tần suất 80 Bảng 4 Bảng phân bố tần suất luỹ tích 80 Bảng 5 Bảng thống kê toán học 82 Đồ thị 1 Đƣờng phân bố tần suất 81 Đồ thị 2 Đƣờng phân bố tần suất luỹ tích 81 10 BẢNG CHÖ THÍCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT Chữ viết tắt STT Dịch nghĩa 1 BTVL Bài tập vật lý 2 ĐC Đối chứng 3 GV Giáo viên 4 HS Học sinh 5 SBT Sách bài tập 6 SGK Sách giáo khoa 7 SGV Sách giáo viên 8 THCS Trung học cơ sở 9 TN Thực nghiệm 10 TNSP Thực nghiệm sƣ phạm 11 MỞ ĐẦU I. TỔNG QUAN Tổng quan tình hình nghiên cứu của đề tài: Trong những năm gần đây đã có nhiều công trình nghiên cứu về việc lựa chọn bài tập vật lý nhằm phát triển tƣ duy, năng lực sáng tạo cho học sinh phổ thông nhƣ: Luận văn thạc sĩ của tác giả Nguyễn Đăng Quang “Xây dựng hệ thống câu hỏi định hƣớng phát triển tƣ duy của học sinh trong dạy học chƣơng “dòng điện xoay chiều” Vật lý 12 chƣơng trình nâng cao”, tác giả đã xây dựng hệ thống câu hỏi định hƣớng phát triển tƣ duy và đề xuất phƣơng án vào quá trình dạy học nhằm góp phần bồi dƣỡng tƣ duy và năng lực sáng tạo cho học sinh. Hay luận văn thạc sĩ của tác giả Phạm Thị Hƣơng “Lựa chọn và xây dựng tiến trình dạy học bài tập vật lý chƣơng “các định luật bảo toàn” (Vật lý 10 - cơ bản) nhằm phát triển tƣ duy, năng lực sáng tạo cho học sinh trƣờng dân tộc nội trú trung học phổ thông”. Ở bậc trung học cơ sở, các tài liệu nghiên cứu về việc phát triển tƣ duy, năng lực sáng tạo cho học sinh còn rất nghèo nàn, một số ít sáng kiến kinh nghiệm nhƣ: phát triển năng lực tƣ duy trí tuệ cho học sinh trong dạy vật lý lớp 8,... II. LÍ DO CHỌN ĐỀ TÀI Chúng ta đang sống trong thế kỷ 21, thời kỳ bùng nổ của sự phát triển mạnh mẽ về mọi mặt từ kinh tế, chính trị đến khoa học công nghệ mànền tảng sâu xa của sự phát triển đó chính là giáo dục. Chính vì có vai trò quyết định nhƣ thế nên tất cả các quốc gia trên thế giới đã, đang, và sẽ còn tiếp tục đầu tƣ mạnh mẽ cho sự nghiệp giáo dục của đất nƣớc. Sự nghiệp giáo dục ở nƣớc ta rất đƣợc coi trọng, trong đó nòng cốt là đầu tƣ cho đào tạo thế hệ trẻ. Điều này đƣợc thể hiện rõ trong Nghị quyết Đại hội Đảng toàn quốc lần thứ VIII: “Đổi mới mạnh mẽ phƣơng pháp giáo dục và đào tạo, khắc phục lối truyền thụ một chiều, rèn luyện nếp tƣ duy sáng tạo của ngƣời học”[1]. Văn kiện đại hội đại biểu toàn quốc lần thứ X của Đảng tiếp tục khẳng định: “Ƣu tiên hàng đầu cho việc nâng cao chất lƣợng dạy và học. Đổi mới chƣơng trình, nội dung, phƣơng pháp dạy và học,…phát huy khả năng sáng tạo và độc lập suy nghĩ của học sinh”[2]. 12 Việc dạy học không phải chỉ quan tâm đến nhiệm vụ làm cho học sinh tiếp thu đƣợc kiến thức, mà còn phải quan tâm tới nhiệm vụ phát triển trí tuệ học sinh[3]. Hiện nay, việc giáo dục không chỉ dừng lại ở việc truyền thụ cho học sinh những kiến thức, kỹ năng, kỹ xảo của loài ngƣời đã tích lũy đƣợc mà còn đặc biệt quan tâm đến việc bồi dƣỡng khả năng tƣ duy, năng lực sáng tạo của mỗi cá nhân. Một trong những biện pháp quan trọng để thực hiện đƣợc những yêu cầu trên là đƣa học sinh vào vị trí chủ thể của hoạt động nhận thức, thông qua hoạt động tự lực của bản thân mà chiếm lĩnh kiến thức, phát triển năng lực trí tuệ. Các môn học nói chung và môn Vật lý nói riêng là những môn học giúp cho học sinh có những cái nhìn thiết thực về cuộc sống xung quanh. Dạy học Vật lý không chỉ dạy những khái niệm, định luật, … mà còn cả bài tập, việc giảng dạy bài tập vật lý trong nhà trƣờng không những giúp học sinh hiểu đƣợc một cách sâu sắc và đầy đủ những kiến thức quy định trong chƣơng trình mà còn phát triển tƣ duy, năng lực sáng tạo cho học sinh. Từ đó, giúp các em vận dụng những kiến thức đã học để giải quyết tốt các nhiệm vụ học tập và những vấn đề mà thực tiễn đặt ra. Bản thân mỗi bài tập là một tình huống vận dụng Vật lý tích cực, song tính tích cựcđƣợc nâng cao hơn khi nó đƣợc sử dụng nhƣ nguồn kiến thức để học sinh tìm tòi, rèn luyện khả năng tƣ duy, năng lực sáng tạo. Bài tập vật lý với vị trí quan trọng và thƣờng xuyên trong dạy và học, nó thực sự là một phƣơng tiện hữu hiệu tích cực hóa hoạt động, thông qua quá trình làm bài tập mà học sinh có điều kiện để phát triển khả năng tƣ duy, năng lực sáng tạo của mình [4]. Qua nghiên cứu các tài liệu có liên quan, chúng tôi nhận thấy rằng việc lựa chọn và sử dụng những bài tập vật lý nhƣ thế nào để giúp học sinh khi làm có thể phát triển khả năng tƣ duy,năng lực sáng tạo là một việc vô cùng quan trọng. Là sinh viên ngành Sƣ phạm, giáo viên Vật lý tƣơng lai hiểu đƣợc tầm quan trọng đó, chúng tôi quyết định chọn đề tài “Lựa chọnbài tập vật lý nhằm phát triển tƣ duy, năng lực sáng tạo cho học sinh chƣơng “Nhiệt học” Vật lý lớp 8”. III. MỤC TIÊU ĐỀ TÀI - Tìm hiểu đƣợc cơ sở lý luận bài tập vật lý theo hƣớng phát triển tƣ duy, năng lực sáng tạo. - Lựa chọn, hệ thống các bài tập vật lý lớp 8 chƣơng “Nhiệt học” nhằm phát triển tƣ duy, năng lực sáng tạo cho học sinh. 13 - Tiến hành thực nghiệm sƣ phạm đánh giá tính hiệu quả hệ thống bài tập đã lựa chọn. IV. Phƣơng pháp nghiên cứu * Phƣơng pháp nghiên cứu lí thuyết: - Nghiên cứu tài liệu có liên quan đến đề tài - Phƣơng pháp chọn lọc, phân tích, tổng hợp tài liệu - Phƣơng pháp phân loại, hệ thống hóa lý thuyết * Phƣơng pháp điều tra quan sát: - Tham khảo ý kiến các giáo viên có kinh nghiệm về lĩnh vực nghiên cứu của đề tài. - Khảo sát, thăm dò, trao đổi với giáo viên các trƣờng THCS để nắm đƣợc thực trạng của việc dạy và học Vật lýtheo hƣớng phát triển tƣ duy, năng lực sáng tạo hiện nay trƣờng THCS. * Phƣơng pháp thực nghiệm sƣ phạm - Tiến hành xây dựng các giáo ánsử dụng bài tập theo định hƣớng phát triển tƣ duy, năng lực sáng tạochƣơng “Nhiệt học” Vật lý lớp 8. - Thực nghiệm giảng dạy các giáo án trên. V. Đối tƣợng và Phạm vi nghiên cứu * Đối tƣợng nghiên cứu: - Các bài tập chƣơng“Nhiệt học” Vật lý lớp 8. - Hoạt động của thầy và trò trong quá trình dạy - học chƣơng “Nhiệt học” Vật lý lớp 8. * Phạm vi nghiên cứu: Chƣơng trình Vật lý lớp 8 chƣơng “Nhiệt học”. 14 CHƢƠNG 1: CƠ SỞ LÝ LUẬN 1.1. Tƣ duy và phát triển tƣ duy cho học sinh 1.1.1. Tƣ duy Tƣ duy là một quá trình nhận thức khái quát và gián tiếp những sự vật và hiện tƣợng của hiện thực trong những dấu hiệu, những thuộc tính bản chất của chúng, những mối quan hệ khách quan, phổ biến giữa chúng, đồng thời cũng là sự vận dụng sáng tạo những kết luận khái quát đã thu đƣợc vào những dấu hiệu cụ thể, dự đoán đƣợc những thuộc tính, hiện tƣợng, quan hệ mới. Đặc điểm của quá trình tƣ duy: - Tƣ duy phản ánh hiện thực khách quan vào trong óc. Tƣ 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. - Tính trừu tƣợng và khái quát của tƣ duy: cho phép ta đi sâu vào bản chất và mở rộng phạm vi nhận thức sang cả những sự vật, hiện tƣợng cụ thể mới mà trƣớc đây ta chƣa biết làm cho khả năng nhận thức của con ngƣời ngày càng đƣợc mở rộng. - Tính gián tiếp: trong quá trình tƣ duy, quá trình hoạt động nhận thức của con ngƣời 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 kí hiệu, bằng ngôn ngữ. - Tƣ duy liên hệ chặt chẽ với ngôn ngữ: ngôn ngữ là phƣơng tiện, là hình thức biểu đạt của tƣ duy. Không có ngôn ngữ thì bản thân quá trình tƣ duy không diễn ra đƣợc, đồng thời các sản phẩm của tƣ duy cũng không thể sử dụng đƣợc. - Tính có vấn đề: hoạt động tƣ duy chỉ bắt đầu khi ta đứng trƣớc một câu hỏi có vấn đề nhƣng chƣa giải đáp đƣợc bằng những hiểu biết đã có của mình, nghĩa là gặp phải tình huống có vấn đề. 1.1.2. Các loại tƣ duy 1.1.2.1. Tƣ duy kinh nghiệm Tƣ duy kinh nghiệm là loại tƣ duy đơn giản, không cần phải rèn luyện nhiều, chủ yếu dựa trên kinh nghiệm cảm tính và sử dụng phƣơng pháp “thử và sai”. Trong hoạt động hàng ngày ta sử dụng tƣ duy kinh nghiệm để giải quyết một số vấn đề trong một phạm vi hẹp. 15 1.1.2.2. Tƣ duy lý luận Tƣ duy lý luận là loại tƣ duy giải quyết nhiệm vụ đƣợc đề ra dựa trên sử dụng những khái niệm trừu tƣợng, những tri thức lý luận. Nhờ có tƣ duy lý luận, ta có thể đi sâu đƣợc vào bản chất của sự vật hiện tƣợng, phát hiện đƣợc quy 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 của mình. Đặc trƣng của loại tƣ duy này là: - Hƣớng tới xây dựng quy tắc, quy luật chung ngày một sâu rộng hơn. - Tự định hƣớng hành động, suy nghĩ về cách thức hành động trƣớc khi hành động. - Luôn sử dụng những tri thức khái quát đã có để lý giải, dự đoán những sự vật, hiện tƣợng cụ thể. - Luôn lật đi, lật lại vấn đề để đạt đến sự nhất quán về mặt lý luận, xác định đƣợc phạm vi ứng dụng của mỗi lý thuyết. - Phải rèn luyện lâu dài mới có đƣợc. 1.1.2.3. Tƣ duy logic Tƣ duy lôgic là loại tƣ 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 đƣợc đúng đắn chân lý khách quan. Đối với học sinh không thể dạy lôgic học để vận dụng các quy tắc và quy luật lôgic để suy nghĩ, lập luận. Mà ta có thể 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 thƣờng dùng. Tƣ duy lôgic đƣợc sử dụng trong mọi lĩnh vực hoạt động nhận thức, cho nên phải thƣờng xuyên rèn luyện cho học sinh. 1.1.2.4. Tƣ duy vật lý Tƣ duy vật lý là kỹ năng quan sát, phân tích một hiện tƣợng phức tạp thành đơn giản và tìm ra những mối liên hệ giữa các mặt định tính và định lƣợng của các hiện tƣợng và các đại lƣợng vật lý, đoán trƣớc đƣợc các hệ quả từ các lý thuyết và áp dụng đƣợc kiến thức của mình. Việc vận dụng những kiến thức vật lý vào thực tiễn tạo điều kiện cho con ngƣời cải tạo thực tiễn, làm cho các hiện tƣợng vật lý xảy ra theo hƣớng có lợi cho con ngƣời, thoả mãn đƣợc nhu cầu ngày càng tăng của con ngƣời. 16 1.1.3. Các biện pháp phát triển tƣ duy cho học sinh. 1.1.3.1. Tạo nhu cầu hứng thú, kích thích tính tò mò, ham hiểu biết của học sinh Tƣ duy là quá trình tâm lý diễn ra trong óc học sinh. Tƣ duy chỉ thực sự bắt đầu khi ta phải đặt học sinh vào “tình huống có vấn đề”. Tƣ duy chỉ thực sự có hiệu quả khi học sinh tự giác mang hết sức mình để thực hiện. Để phát triển tƣ duy cho học sinh thì chúng ta phải kích thích đƣợc hứng thú học tập, tò mò trong khoa học, ham hiểu biết, muốn khám phá tìm ra cái mới. - Vấn đề là khái niệm dùng để chỉ một khó khăn, một nhiệm vụ nhận thức mà ngƣời học không thể giải quyết đƣợc chỉ bằng kinh nghiệm sẵn có, theo một khuôn mẫu có sẵn, nó chứa đựng câu hỏi, nhƣng đó là câu hỏi về một cái chƣa biết, câu hỏi mà câu trả lời là một cái mới phải tìm tòi, sáng tạo mới xây dựng đƣợc, chứ không phải là câu hỏi chỉ đơn thuần yêu cầu nhớ lại những kiến thức đã có. - Tình huống có vấn đề: là tình huống mà khi học sinh tham gia thì gặp một khó khăn, học sinh ý thức đƣợc vấn đề, mong muốn giải quyết vấn đề đó và cảm thấy với khả năng của mình thì hi vọng có thể giải quyết đƣợc, do đó bắt tay vào việc giải quyết đƣợc vấn đề đó. Khi học sinh đƣợc lôi cuốn vào hoạt động tích cực thực hiện nhiệm vụ, học sinh nhanh chóng nhận thấy sự bất ổn của tri thức đã có của mình, vấn đề xuất hiện, học sinh ở vào một tình huống trong các kiểu tình huống sau: - Tình huống phát triển: học sinh đứng trƣớc một vấn đề chỉ mới đƣợc giải quyết một phần, một bộ phận, trong một phạm vi hẹp, cần phải đƣợc tiếp tục phát triển, hoàn chỉnh, mở rộng sang những phạm vi mới, lĩnh vực mới. - Tình huống lự chọn: chủ thể ở trạng thái cân nhắc suy tính, khi cần lựa chọn một phƣơng án thích hợp nhất trong những điều kiện xác định để giải quyết vấn đề (tức là cần lựa chọn mô hình vận hành đƣợc). - Tình thế bất ngờ: chủ thể ở trạng thái ngạc nhiên, khi gặp cái mới lạ, chƣa hiểu vì sao, cần biết căn cứ lý lẽ (tức là cần có mô hình mới). - Tình thế bế tắc: chủ thể ở trạng thái túng bí, khi chƣa biết làm thế nào giải quyết đƣợc khó khăn gặp phải, cần có cách giải quyết. - Tình thế không phù hợp: chủ thể ở trạng thái băn khoăn, nghi hoặc, khi gặp sự kiện trái ngƣợc với lẽ thƣờng, với kết quả có thể rút ra đƣợc từ căn cứ lý lẽ đã có, do đó cần xét lại để có căn cứ lý lẽ thích hợp hơn (tức là cần có mô hình thích hợp hơn). 17 - Tình thế phán xét: chủ thể ở trạng thái nghi vấn khi gặp các cách giải thích với các căn cứ lý lẽ khác nhau, cần xem xét kiểm tra các căn cứ lý lẽ đó (tức là kiểm tra, hợp thức hóa các mô hình đã đƣợc đề cập). - Tình thế đối lập: chủ thể ở trạng thái bất đồng quan điểm, khi gặp một cách giải thích có vẻ logic, nhƣng lại xuất phát từ một căn cứ lý lẽ sai trái với căn cứ lý lẽ đã đƣợc chấp nhận, cần bác bỏ căn cứ lý lẽ sai trái với căn cứ lý lẽ sai lầm đó để bảo vệ căn cứ lý lẽ đã chấp nhận (tức là phê phán, bác bỏ mô hình không hợp thức, bảo vệ mô hình hợp thức). 1.1.3.2. Xây dựng một lôgic nội dung phù hợp với đối tƣợng học sinh Kiến thức vật lý trong nhà trƣờng phải đƣợc trình bày đơn giản, dễ hiểu hơn vật lý trong khoa học nhƣng không đƣợc trái với tinh thần của khoa học hiện đại, để học sinh dễ hiểu. Trong quá trình học lên các lớp trên, kiến thức của học sinh sẽ đƣợc hoàn chỉnh, bổ sung thêm, tiếp cận ngày càng gần hơn với khoa học vật lý hiện đại. Do đó, giáo viên phải tìm một con đƣờng thích hợp vừa với trình độ học sinh để họ có thể tự lực hoạt động để xây dựng, để chiếm lĩnh kiến thức. 1.1.3.3. Rèn luyện cho học sinh kỹ năng thực hiện các thao tác tƣ duy, những hành động nhận thức phổ biến trong học tập vật lý Những hành động nhận thức đƣợc dùng phổ biến trong trong học tập vật lý của học sinh ở trƣờng phổ thông: - Quan sát, nhận biết những dấu hiệu đặc trƣng của sự vật, hiện tƣợng. - Phân tích một hiện tƣợng phức tạp ra thành những hiện tƣợng đơn giản. - Tìm các dấu hiệu giống nhau của các sự vật, hiện tƣợng. - Tìm những tính chất chung của nhiều sự vật, hiện tƣợng. - Đo một đại lƣợng vật lý. - Tìm mối quan hệ hàm số giữa các đại lƣợng vật lý. - Giải thích một hiện tƣợng thực tế. - Lập phƣơng án thí nghiệm để kiểm tra một giả thuyết. Khi giải các bài tập vật lý sẽ rèn luyện cho học sinh các thao tác tƣ duy nhƣ: - Phân tích: phân tích là quá trình con ngƣời dùng trí óc phân chia đối tƣợng nhận thức thành những bộ phận, thành phần tách ra trong đối tƣợng nhận thức các yếu tố, các thuộc tính, các mối quan hệ nhất định, trong đó có thuộc tính quan trọng nhất, cơ bản nhất nổi lên hàng đầu cần phải quan tâm đối với ngƣời đang tƣ duy. 18 - Tổng hợp: là quá trình con ngƣời dùng trí óc để hợp nhất các bộ phận, các thành phần đã tách ra ở trên nhờ sự phân tích thành một tổng thể tƣ duy. - So sánh: là quá trình con ngƣời dùng trí óc để xác định sự giống nhau, khác nhau, sự đồng nhất hay không đồng nhất, sự bằng nhau hay không bằng nhau giữa các sự vật, hiện tƣợng. Từ đó, ngƣời ta rút ra từ trong mỗi sự vật, hiện tƣợng những cái chung và những cái khác biệt. - Trừu tƣợng hoá: là quá trình con ngƣời dùng trí óc để gạt bỏ những mặt, những thuộc tính, những mối liên hệ, quan hệ chủ yếu không cần thiết và chỉ giữ lại những yếu tố nào cần thiết, cơ bản để tƣ duy. - Khái quát hoá: là quá trình con ngƣời dùng trí óc để thống nhất nhiều đối tƣợng khác nhau nhƣng có chung những thuộc tính, những liên hệ, quan hệ, quan hệ nhất định thành một nhóm một loại. - Cụ thể hoá: là quá trình con ngƣời tách sự vật hiện tƣợng thành từng phần nhỏ để xem xét. - Suy luận quy nạp: là suy luận nhằm rút ra những tri thức chung, khái quát từ những tri thức riêng biệt. - Suy luận diễn dịch: là suy luận nhờ dự vào các quy luật để rút ra kết quả tất yếu từ một hay nhiều tiên đề. - Suy luận tƣơng tự: là suy luận căn cứ vào một số thuộc tính giống nhau của hai đối tƣợng để rút ra kết luận về những thuộc tính giống nhau khác của hai đối tƣợng đó. Để cho học sinh để cho học sinh có thể tự lực hoạt động nhận thức có kết quả và hoạt động với tốc độ ngày càng nhanh thì giáo viên có thể sử dụng những cơ sở định hƣớng sau đây để giúp học sinh có thể tự lực thực hiện những thao tác tƣ 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 phải thực hiện các thao tác tƣ duy và hành động nhận thức mới có thể giải quyết đƣợc vấn đề và hoàn thành đƣợc nhiệm vụ học tập. - Giáo viên đƣợc ra những câu hỏi để định hƣớng cho học sinh tìm những thao tác tƣ duy hay phƣơng 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 tƣ duy và hƣớng dẫn cách sửa chữa. - Giáo viên giúp học sinh khái quát hoá kinh nghiệm thực hiện các suy luận lôgic dƣới dạng những quy tắc đơn giản. 19 1.1.3.4. Tập dƣợt để học sinh giải quyết vấn đề nhận thức theo phƣơng pháp nhận thức của vật lý Cách tốt nhất để rèn luyện tƣ duy vật lý cho học sinh là tập dƣợt cho họ giải quyết các nhiệm vụ nhận thức bằng chính phƣơng pháp của các nhà vật lý. Dạy học sẽ không đạt hiệu quả cao nếu dạy cho học sinh phƣơng pháp nhận thức khoa học tách rời khỏi quá trình nghiên cứu chính môn học đó. Trong quá trình hƣớng dẫn học sinh tự lực học tập giáo viên phải làm cho họ hiểu nội dung của các phƣơng pháp vật lý và sử dụng các phƣơng pháp này ở những mức độ thích hợp, tuỳ theo trình độ của học sinh và điều kiện của nhà trƣờng. 1.1.3.5. Rèn luyện ngôn ngữ vật lý cho học sinh Ngôn ngữ là hình thức biểu hiện của tƣ duy. Mỗi khái niệm vật lý đƣợc biểu đạt bằng một từ, mỗi định nghĩa, định luật vật lý đƣợc phát biểu bằng một mệnh đề, mỗi suy luận bao gồm nhiều phán đoán liên tiếp. Nhƣng 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. Muốn việc dạy học vật lý thúc đẩy học sinh mô tả và giải thích các đối tƣợng, các hiện tƣợng, các quá trình vật lý và các ứng dụng kĩ thuật dƣới hình thức nói và viết theo một trình tự logic và đúng ngữ pháp thì cần phải tạo cho học sinh khả năng sử dụng các thuật ngữ chuyên môn để mô tả và giải thích hiện tƣợng, giải thích rõ các giai đoạn nối tiếp của thí nghiệm và nội dung của phƣơng trình vật lý. Nên hạn chế những từ ngữ dùng trong ngôn ngữ hằng ngày khi diễn giải một thuật ngữ. Khi gặp một thuật ngữ mới diễn tả một khái niệm mới, cần giải thích rõ cho học sinh và hƣớng dẫn cho họ sử dụng một cách chính xác, thành thạo thay cho ngôn ngữ hàng ngày. 1.2. Sáng tạo và phát triển năng lực sáng tạo cho học sinh 1.2.1. Khái niệm năng lực Năng lực là những thuộc tính tâm lý riêng của cá nhân, nhờ những thuộc tính này mà con ngƣời hoàn thành tốt đẹp một loại hoạt động nào đó, mặc dù bỏ ra ít sức lao động nhƣng vẫn đạt kết quả cao.