vận dụng phương pháp bàn tay nặn bột vào dạy học chương “khúc xạ ánh sáng” – vật lí 11 cơ bản
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (2.25 MB, 160 trang )
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP. HỒ CHÍ MINH
Đoàn Thị Minh Thư
VẬN DỤNG PHƯƠNG PHÁP BÀN TAY NẶN
BỘT VÀO DẠY HỌC CHƯƠNG “KHÚC XẠ
ÁNH SÁNG” – VẬT LÍ 11 CƠ BẢN
LUẬN VĂN THẠC SĨ GIÁO DỤC HỌC
Thành phố Hồ Chí Minh – 2014
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP. HỒ CHÍ MINH
Đoàn Thị Minh Thư
VẬN DỤNG PHƯƠNG PHÁP BÀN TAY NẶN BỘT
VÀO DẠY HỌC CHƯƠNG “KHÚC XẠ ÁNH
SÁNG” – VẬT LÍ 11 CƠ BẢN
Chuyên ngành: Lý luận và phương pháp dạy học bộ môn Vật lí
Mã số: 60 14 01 11
LUẬN VĂN THẠC SĨ GIÁO DỤC HỌC
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
TS. NGUYỄN MẠNH HÙNG
Thành phố Hồ Chí Minh – 2014
MỤC LỤC
Lời cảm ơn
Danh mục các kí hiệu, các chữ viết tắt
Danh mục các bảng
Danh mục các hình và đồ thị
MỞ ĐẦU ...................................................................................................................... 1
Chương 1. CƠ SỞ LÝ LUẬN CỦA PHƯƠNG PHÁP BÀN TAY NẶN BỘT ........ 5
1.1
. Rèn luyện tư duy cho học sinh .............................................................. 5
1.1.1. Tư duy .............................................................................................. 5
1.1.2. Các loại tư duy .................................................................................. 5
1.1.3. Các biện pháp phát triển tư duy ......................................................... 5
1.2. Phát triển năng lực sáng tạo cho học sinh ................................................ 7
1.2.1. Các khái niệm ................................................................................... 7
1.2.2. Đặc điểm của sáng tạo ...................................................................... 8
1.2.3 Các biện pháp hình thành và phát triển năng lực sáng tạo của học
sinh trong dạy học vật lí .................................................................... 8
1.3. Tính tự lực học tập của học sinh ........................................................... 17
1.3.1. Khái niệm tự lực ............................................................................. 17
1.3.2. Những biểu hiện của tính tự lực của học sinh THPT ....................... 17
1.3.3. Các biện pháp phát huy tính tự lực của học sinh .............................. 18
1.4. Sự ra đời và phát triển của phương pháp Bàn tay nặn bột ........................ 22
1.4.1. Khái quát về phương pháp Bàn tay nặn bột ..................................... 22
1.4.2. Lược sử ra đời và phát triển của phương pháp BTNB trên thế
giới ................................................................................................. 23
1.4.3. Phương pháp BTNB ở khu vực và ở Việt Nam ................................ 26
1.5. Cơ sở lý luận về phương pháp BTNB .................................................... 27
1.5.1. Cơ sở khoa học của phương pháp BTNB ......................................... 27
1.5.2. Các nguyên tắc cơ bản của phương pháp BTNB .............................. 32
1.5.3. Tiến trình dạy học theo phương pháp BTNB ................................... 34
1.5.4. Lựa chọn chủ đề dạy học theo phương pháp BTNB ......................... 36
1.5.5. Một số điều kiện cần thiết khi sử dụng phương pháp BTNB ............ 36
1.5.6. Một số yêu cầu và công tác cần chuẩn bị đối với giáo viên và
học sinh .......................................................................................... 37
1.6. Rèn luyện kĩ năng cho học sinh trong phương pháp BTNB ................... 39
1.6.1. Bộc lộ biểu tượng ban đầu .............................................................. 39
1.6.2. Rèn cho học sinh làm chủ ngôn ngữ ................................................ 40
1.6.3. Hướng dẫn học sinh sử dụng vở thí nghiệm ..................................... 44
1.7. Những thuận lợi và khó khăn khi sử dụng phương pháp BTNB tại Việt
Nam ...................................................................................................... 50
1.7.1. Thuận lợi ........................................................................................ 50
1.7.2. Khó khăn ........................................................................................ 50
1.8. Cơ sở lý luận của phương pháp BTNB trong dạy học môn vật lí ........... 52
1.8.1. Phương pháp BTNB và sự vận dụng vào môn vật lí ........................ 52
1.8.2 Mục tiêu của dạy học vật lí theo phương pháp BTNB ..................... 54
1.8.3. Tiến trình dạy học vật lí theo phương pháp BTNB .......................... 55
KẾT LUẬN CHƯƠNG 1 ............................................................................................ 56
Chương 2. SOẠN THẢO TIẾN TRÌNH DẠY HỌC NỘI DUNG KIẾN
THỨC CHƯƠNG “KHÚC XẠ ÁNH SÁNG” – VẬT LÍ 11 CƠ
BẢN THEO PHƯƠNG PHÁP BTNB .................................................... 57
2.1. Tổng quan về chương “Khúc xạ ánh sáng” ............................................ 57
2.1.1. Phân tích nội dung kiến thức SGK chương “Khúc xạ ánh sáng” –
Vật lí 11 cơ bản .............................................................................. 57
2.1.2. Xây dựng sơ đồ cấu trúc nội dung của chương “Khúc xạ ánh
sáng” .............................................................................................. 57
2.1.3. Mục tiêu của chương “Khúc xạ ánh sáng” ....................................... 59
2.1.4. Mục tiêu của chương “Khúc xạ ánh sáng” theo phương pháp
BTNB ............................................................................................. 60
2.1.5. Tìm hiểu tình hình thực tế giảng dạy kiến thức chương “Khúc xạ
ánh sáng” ở trường THPT ............................................................... 60
2.2. Thiết kế tiến trình dạy học nội dung kiến thức chương “Khúc xạ ánh
sáng” theo phương pháp BTNB ............................................................ 64
2.2.1. Soạn thảo tiến trình dạy học bài “Khúc xạ ánh sáng” ...................... 65
2.2.2. Soạn thảo tiến trình dạy học bài “Phản xạ toàn phần” ..................... 82
KẾT LUẬN CHƯƠNG 2 ............................................................................................ 96
Chương 3. THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM .................................................................. 97
3.1. Mục đích thực nghiệm .......................................................................... 97
3.2. Đối tượng và thời gian thực nghiệm ...................................................... 97
3.2.1. Đối tượng thực nghiệm ................................................................... 97
3.2.2. Thời gian thực nghiệm .................................................................... 97
3.3. Phương pháp thực nghiệm ..................................................................... 98
3.4. Diễn biến thực nghiệm .......................................................................... 98
3.5. Những thuận lợi và khó khăn trong quá trình thực nghiệm sư phạm .... 114
3.5.1. Thuận lợi ...................................................................................... 114
3.5.2. Khó khăn ..................................................................................... 114
3.6. Đánh giá kết quả thực nghiệm ............................................................. 115
3.6.1. Xử lí kết quả học tập của học sinh lớp thực nghiệm và lớp đối
chứng ............................................................................................ 115
3.6.2. Kiểm định giả thuyết thống kê – Kiểm định Mann – Whitney hai
mẫu độc lập .................................................................................. 118
3.6.3. Đánh giá hiệu quả của dạy học theo phương pháp BTNB .............. 120
KẾT LUẬN CHƯƠNG 3 .......................................................................................... 121
KẾT LUẬN ................................................................................................................ 123
TÀI LIỆU THAM KHẢO......................................................................................... 125
PHỤ LỤC .................................................................................................................. 127
LỜI CẢM ƠN
Trong quá trình thực hiện và hoàn thành luận văn này, tôi đã nhận được sự quan
tâm, động viên và giúp đỡ rất lớn từ quý Thầy cô, đồng nghiệp, bạn bè và gia đình. Tôi
xin được bày tỏ lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc của mình đến:
Thầy TS.Nguyễn Mạnh Hùng, người trực tiếp hướng dẫn về mặt chuyên môn, đã
rất tận tâm, tận tình chỉ dạy, truyền đạt kinh nghiệm, là người luôn động viên và giúp
đỡ tôi vượt qua những khó khăn trong suốt quá trình thực hiện luận văn.
Ban giám hiệu và Quý Thầy cô trường THCS – THPT Quang Trung – Nguyễn
Huệ đã tạo điều kiện, quan tâm và giúp đỡ tôi trong quá trình thực nghiệm sư phạm.
Cuối cùng, tôi xin cảm ơn gia đình và bạn bè thân hữu đã hết lòng quan tâm,
động viên, cổ vũ và giúp đỡ tôi học tập, nghiên cứu giúp tôi có thêm nghị lực để hoàn
thành luận văn.
Tp, Hồ Chí Minh, Ngày 30 tháng 9 năm 2014
Tác giả luận văn
ĐOÀN THỊ MINH THƯ
DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT
BTNB
: Bàn tay nặn bột.
INRP
: Institut National de Recherche Pédagogique (Viện Nghiên cứu Sư phạm
Quốc gia Pháp).
IUFM
: Institut Universitaire de Formation des Maîtres (Viện đào tạo giáo viên).
NCS
: Nghiên cứu sinh.
Nxb
: Nhà xuất bản.
SPSS
: Statistical Package for Social Sciences (phần mềm chuyên ngành thống
kê).
THCS
: Trung học cơ sở.
THPT
: Trung học phổ thông.
Ths
: Thạc sĩ.
TPHCM : Thành phố Hồ Chí Minh.
TS
: Tiến sĩ.
DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 2.1. Bảng thống kê phiếu điều tra giáo viên và học sinh ..................................... 62
Bảng 3.1. Bảng thống kê điểm kiểm tra 1 tiết của lớp đối chứng và lớp thực
nghiệm ........................................................................................................ 115
Bảng 3.2. Bảng phân bố tần suất của lớp thực nghiệm và lớp đối chứng .................. 115
Bảng 3.3. Bảng phân bố tần suất tích lũy của lớp thực nghiệm và lớp đối chứng ...... 115
Bảng 3.4. Bảng kết quả điểm trung bình và độ lệch chuẩn được xử lí từ phần
mềm SPSS .................................................................................................. 117
Bảng 3.5. Bảng kết quả kiểm định Mann – Whitney hai mẫu độc lập được xử lí
từ phần mềm SPSS ..................................................................................... 119
DANH MỤC CÁC HÌNH VÀ ĐỒ THỊ
Hình 1.1. Sơ đồ về chu trình sáng tạo khoa học của Anhstanh ....................................... 9
Hình 1.2. Sơ đồ về chu trình sáng tạo khoa học của Razumốpxki ................................. 9
Hình 1.3. Sơ đồ tiến trình xây dựng một kiến thức vật lí theo con đường sáng tạo...... 13
Hình 1.4. Sơ đồ tiến trình dạy học một kiến thức vật lí ................................................ 16
Hình 1.5. Bản đồ các nước trên thế giới áp dụng BTNB năm 2007 ............................. 25
Hình 1.6. Sơ đồ tiến trình dạy học theo phương pháp BTNB ....................................... 34
Hình 1.7. Sơ đồ vai trò của ngôn ngữ viết trong dạy học theo phương pháp
BTNB ........................................................................................................... 43
Hình 2.1. Sơ đồ cấu trúc nội dung chương “Khúc xạ ánh sáng”................................... 58
Hình 3.1. Biểu đồ phân bố tần suất kết quả kiểm tra 1 tiết của lớp thực nghiệm và
lớp đối chứng ............................................................................................. 116
Hình 3.2. Biểu đồ phân bố tần suất tích lũy kết quả kiểm tra 1 tiết của lớp thực
nghiệm và lớp đối chứng............................................................................ 117
1
MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
Chúng ta đang sống ở thế kỉ 21 – thế kỉ của khoa học công nghệ hiện đại, kho
tàng kiến thức nhân loại ngày càng to lớn. Để theo kịp sự phát triển của thời đại, hòa
nhập với thế giới, đòi hỏi giáo dục Việt Nam phải đổi mới mạnh mẽ, nhằm tạo ra
những con người không chỉ có trình độ văn hóa cao mà còn có khả năng tư duy, có
năng lực sáng tạo và có kĩ năng thực hành giỏi. Muốn đổi mới giáo dục phải đổi mới
một cách toàn diện từ mục tiêu, nội dung chương trình, phương pháp, phương tiện dạy
học đến đổi mới cách đánh giá chất lượng giáo dục, cách xây dựng chương trình…
nhằm đảm bảo công cuộc đổi mới đạt hiệu quả, đáp ứng được yêu cầu đổi mới của xã
hội. Trong đó, đổi mới phương pháp dạy học đóng vai trò trực tiếp, hiện thực hóa kết
quả đổi mới các yếu tố khác. Và nhiệm vụ đổi mới phương pháp giáo dục đặt lên vai
mỗi người giáo viên – người quyết định chất lượng của quá trình giáo dục.
Nghị quyết Hội nghị lần thứ hai Ban chấp hành Trung ương Đảng Cộng sản Việt
Nam khóa VII về định hướng chiến lược phát triển giáo dục – đào tạo đã chỉ rõ:
“…phải đổi mới mạnh mẽ phương pháp giáo dục và đào tạo, khắc phục lối truyền thụ
một chiều, rèn luyện nếp tư duy sáng tạo của người học, từng bước áp dụng các
phương pháp tiên tiến và phương tiện hiện đại vào quá trình dạy học, đảm bảo điều
kiện và thời gian tự học, tự nghiên cứu của học sinh…”. Từ định hướng này, trong
những năm qua, ngành giáo dục đã có những chỉ đạo đổi mới phương pháp dạy học.
Cho đến nay nhiều văn bản chỉ đạo mới của Đảng, Chính phủ và Bộ giáo dục – đào tạo
vẫn tiếp tục khẳng định lại định hướng đó.
Luật giáo dục năm 2005 điều 28.2 đã ghi : “Phương pháp giáo dục phổ thông
phải phát huy tính tích cực, tự giác, chủ động, tư duy sáng tạo của học sinh; phù hợp
với đặc điểm của từng lớp học, từng; bồi dưỡng phương pháp tự học, khả năng làm
việc theo nhóm, rèn luyện kỹ năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn; tác động đến tình
cảm, đem lại niềm vui, hứng thú học tập cho học sinh”.
Theo quan niệm đổi mới giáo dục là tích cực hóa hoạt động nhận thức, lấy người
học làm trung tâm. Các hình thức tổ chức dạy học nhằm giúp học sinh tích cực chủ
động, tự lực tìm kiếm kiến thức, phát triển tư duy, bồi dưỡng năng lực sáng tạo, nâng
2
cao tinh thần trách nhiệm và khả năng cộng tác làm việc nhóm thông qua giải quyết
các vấn đề học tập, từ đó tự lực giải quyết các vấn đề trong thực tiễn cuộc sống.
So với phương pháp dạy học truyền thống, dạy học theo phương pháp “ Bàn tay
nặn bột” có nhiều ưu điểm như phát huy tính tích cực, chủ động và sáng tạo của học
sinh. Trong quá trình nghiên cứu, tôi thấy dạy học theo phương pháp này giúp cho học
sinh tự lực tìm ra kiến thức, tư duy linh hoạt hơn và nhạy cảm hơn. Mặt khác, phương
pháp này không chỉ giúp học sinh hiểu sâu mà còn nhớ lâu kiến thức.
Theo GS TS Đinh Quang Báo: “LAMAP (Bàn tay nặn bột) có thể coi là sự quy
trình hóa một cách logic phương pháp dạy học, dẫn dắt học sinh đi từ chưa biết đến
biết. Giáo viên sẽ cho học sinh tiếp xúc với hiện tượng, sau đó giúp các em giải thích
bằng cách tự mình tiến hành nghiên cứu qua thực nghiệm”.
Theo GS Jean Trần Thanh Vân: "Có thể học sinh sẽ được yêu cầu tiến hành đo
đạc nhiều lần đối với cùng một hiện tượng. Qua đối chiếu kết quả các lần đo, các em
sẽ nhận thấy rằng giữa các kết quả với nhau vẫn có sai số, dù nhỏ. Nhờ vậy, các em sẽ
hình thành tư duy "không có cái gì là tuyệt đối", vì vậy các em sẽ trở nên thận trọng
đối với từng lời nói, việc làm của mình sau này".
Thứ trưởng Bộ GD – ĐT Nguyễn Vinh Hiển nhận định: “Phương pháp “Bàn tay
nặn bột” giúp tạo lập cho học sinh thói quen làm việc như các nhà khoa học và niềm
say mê sáng tạo, phát hiện và giải quyết vấn đề”.
Từ những lý do trên, chúng tôi quyết định lựa chọn đề tài: “Vận dụng phương
pháp Bàn tay nặn bột vào dạy học chương “Khúc xạ ánh sáng” – Vật lí 11 cơ bản”.
2. Mục đích nghiên cứu
Nghiên cứu cơ sở lý luận của phương pháp “Bàn tay nặn bột” và vận dụng
phương pháp này vào hoạt động dạy học một số nội dung kiến thức chương “Khúc xạ
ánh sáng” – Vật lí 11 cơ bản nhằm tạo điều kiện cho học sinh tư duy và sáng tạo. Bên
cạnh đó phát huy được tính tích cực chủ động giải quyết các vấn đề trong học tập cũng
như trong thực tiễn cuộc sống.
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
3.1. Đối tượng nghiên cứu
3
Hoạt động dạy và học một số nội dung kiến thức chương “Khúc xạ ánh sáng”
– Vật lí 11 cơ bản, theo phương pháp Bàn tay nặn bột.
3.2. Phạm vi nghiên cứu
Trong đề tài này tôi chỉ nghiên cứu vận dụng phương pháp Bàn tay nặn bột để
dạy học một số kiến thức chương “Khúc xạ ánh sáng” – Vật lí 11 cơ bản.
4. Giả thuyết khoa học
Có thể áp dụng phương pháp Bàn tay nặn bột thích hợp nhằm làm cho học sinh
tích cực chủ động, tạo điều kiện cho học sinh tư duy và sáng tạo, từ đó nâng cao chất
lượng dạy học.
5. Nhiệm vụ nghiên cứu
Để đạt được mục đích đề ra, đề tài có nhiệm vụ nghiên cứu các nội dung cụ thể
như sau:
− Nghiên cứu cơ sở lý luận của phương pháp Bàn tay nặn bột trong dạy học. Từ
quy trình chung cho các môn đưa ra quy trình riêng cho môn vật lí.
− Tìm hiểu thực tế dạy và học vật lí ở trường trung học phổ thông.
− Nghiên cứu nội dung chương trình lớp 11 nói chung và chương “Khúc xạ ánh
sáng” nói riêng. Từ đó vận dụng phương pháp BTNB để dạy chương “Khúc xạ
ánh sáng”.
− Soạn thảo tiến trình dạy học kiến thức chương “Khúc xạ ánh sáng” theo phương
pháp Bàn tay nặn bột.
− Tiến hành thực nghiệm sư phạm theo tiến trình đã soạn thảo ở trường THPT
nhằm xác định mức độ phù hợp, tính khả thi và tính hiệu quả của tiến trình dạy
học đã thiết kế.
6. Ý nghĩa của đề tài
− Làm rõ cơ sở lý luận của phương pháp Bàn tay nặn bột trong dạy học Vật lí ở
trường THPT.
− Vận dụng cơ sở lý luận của phương pháp Bàn tay nặn bột để tổ chức hoạt động
dạy học nội dung kiến thức chương “Khúc xạ ánh sáng” – Vật lí 11 cơ bản. Từ
đó mở rộng vận dụng cho các kiến thức khác.
7. Các phương pháp nghiên cứu
4
Để thực hiện các nhiệm vụ trên, tôi sử dụng các phương pháp sau:
7.1. Phương pháp nghiên cứu lí luận
− Nghiên cứu tài liệu về cơ sở lý luận của dạy học bằng phương pháp Bàn tay
nặn bột.
− Nghiên cứu chương trình, nội dung sách giáo khoa, sách giáo viên và tài
liệu tham khảo để xác định nội dung kiến thức học sinh cần tiếp thu và thiết
kế tiến trình dạy học theo phương pháp Bàn tay nặn bột.
− Nghiên cứu cơ sở lý luận về xu hướng đổi mới phương pháp dạy học.
7.2. Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm
Thiết kế tiến trình dạy học chương “Khúc xạ ánh sáng” – Vật lí 11 cơ bản
bằng phương pháp Bàn tay nặn bột.
7.3. Phương pháp thực nghiệm sư phạm
− Tiến hành thực nghiệm theo kế hoạch. Thu thập và xử lý kết quả thu được
trong quá trình thực nghiệm để so sánh, đối chiếu với mục đích nghiên cứu
và đưa ra kết luận.
− Thu thập thông tin về thực trạng sử dụng phương pháp vào dạy học chương
“Khúc xạ ánh sáng” thông qua: dự giờ, trao đổi với đồng nghiệp, giáo án,
kiểm tra tập ghi chép của học sinh và thực hiện phiếu điều tra.
7.4. Phương pháp thống kê
Mô tả mẫu, tính các tham số đặc trưng của mẫu (trung bình, giá trị lớn nhất,
nhỏ nhất, phương sai…) và kiểm định hai giá trị trung bình của lớp thực nghiệm
và lớp đối chứng để so sánh kết quả học tập (dùng SPSS).
8. Cấu trúc luận văn
Ngoài phần mở đầu, kết luận, tài liệu tham khảo luận văn được trình bày trong
3 chương:
Chương 1: Cơ sở lý luận của phương pháp Bàn tay nặn bột.
Chương 2: Soạn thảo tiến trình dạy học nội dung kiến thức chương “Khúc xạ ánh
sáng” – Vật lí 11 cơ bản theo phương pháp Bàn tay nặn bột.
Chương 3: Thực nghiệm sư phạm.
5
Chương 1. CƠ SỞ LÝ LUẬN CỦA PHƯƠNG PHÁP BÀN TAY NẶN BỘT
1.1 . Rèn luyện tư duy cho học sinh
1.1.1. Tư duy
Tư duy là một quá trình nhận thức phản ánh những thuộc tính bản chất, những
liên hệ và quan hệ có tính chất quy luật của sự vật và hiện tượng trong hiện thực khách
quan mà ta chưa biết [7].
1.1.2. Các loại tư duy
Có nhiều tiêu chí để phân loại tư duy, nhưng trong vật lí học người ta chỉ quan
tâm đến những loại tư duy sau:
+ Tư duy lô gic.
+ Tư duy thuật toán.
+ Tư suy hình tượng.
+ Tư duy ngôn ngữ.
+ Tư duy khoa học [7].
1.1.3. Các biện pháp phát triển tư duy
1.1.3.1. Tạo nhu cầu hứng thú, kích thích tính tò mò, ham hiểu biết của
học sinh
Tư duy bắt đầu từ một vấn đề, vì vậy để kích thích tư duy luôn bắt đầu bài học từ
một vấn đề và kết thúc bài học bằng vấn đề đã được giải quyết là việc đầu tiên để rèn
luyện tư duy cho học sinh. Điều quan trọng là nhấn mạnh vấn đề trước và sau khi kết
thúc bài học. Nhưng không phải vấn đề nào cũng kích thích học sinh, vì vậy giáo viên
phải tạo ra một tình huống trong đó nảy sinh vấn đề cần đặt ra và phải làm cho học
sinh hứng thú, tự giác, tích cực tìm hiểu vấn đề. Ta nói rằng học sinh được đặt vào
“tình huống có vấn đề”.Trong quá trình giải quyết vấn đề giáo viên vận dụng những
phương pháp nhằm thu hút học sinh theo dõi và tham gia hoạt động học tập: thảo luận
nhóm, làm việc với SGK, tham gia trò chơi vật lí, làm thí nghiệm đơn giản, tự giải bài
tập…[7], [15].
1.1.3.2. Rèn luyện cho học sinh các thao tác tư duy trên các đối tượng vật lí
Giáo viên cần có những biện pháp để học sinh chủ động tư duy và tư duy hiệu
quả. Để học sinh chủ động tư duy và tư duy có hiệu quả thì giáo viên phải biết đặt yêu
6
cầu trên mức hiểu biết của học sinh nhưng không được quá xa và phải khéo léo dẫn dắt
học sinh tự giải quyết vấn đề nhưng không phải làm thay họ [3], [7], [15].
Những thao tác tư duy không chỉ được sử dụng trong việc hình thành tất cả các
kiến thức vật lí mà còn trong việc rèn luyện các kỹ năng vật lí. Nhưng những thao tác
này lại diễn ra trong đầu học sinh, cho nên 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. Vì 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 phải thực hiện các thao tác tư duy và hành động nhận thức
mới có thể giải quyết được vấn đề và hoàn thành được nhiệm vụ học tập.
− Giáo viên đưa 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 cho 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 logic
dưới dạng những quy tắc đơn giản [7], [15].
1.1.3.3. Rèn luyện để học sinh giải quyết vấn đề nhận thức theo phương
pháp nhận thức của vật lí
Để rèn luyện tư duy vật lí cho học sinh thì tốt nhất là rèn cho học sinh giải quyết
các nhiệm vụ nhận thức bằng chính phương pháp của các nhà vật lí. 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 lí cụ thể. Chính trong quá trình hướng dẫn học sinh tự lực hoạt động để
tái tạo kiến thức vật lí, giáo viên làm cho họ hiểu nội dung của các phương pháp vật lí
và sử dụng các phương pháp này ở những mức độ thích hợp, tùy theo trình độ của 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 các giai đoạn
của mỗi phương pháp, dùng làm cơ sở định hướng tổng quát cho hoạt động nhận thức
vật lí của học sinh [3], [7], [15].
1.1.3.4. Rèn luyện ngôn ngữ vật lí cho học sinh
7
Như ta đã biết, ngôn ngữ là hình thức biểu hiện của một tư duy. Rèn luyện ngôn
ngữ của các khái niệm, các đại lượng và các định luật vật lí là một nội dung cơ bản của
việc rèn luyện tư duy. Việc nắm vững kiến thức không chỉ diễn ra trong đầu học sinh
mà phải được phát biểu bằng lời thông qua việc mô tả các sự vật, hiện tượng và giải
thích chúng… Tuy kiến thức vật lí rất đa dạng nhưng những cách phát biểu các định
nghĩa, quy tắc, định luật vật lí cũng có những hình thức chung nhất định, giáo viên có
thể chú ý rèn luyện cho học sinh quen dần. Do đó, để phát triển tư duy giáo viên cần
giúp cho học sinh phát biểu thành lời hoặc bằng bài viết các vấn đề của bài học càng
nhiều càng tốt [7].
1.2.
Phát triển năng lực sáng tạo cho học sinh
1.2.1. Các khái niệm
1.2.1.1.
Khái niệm sáng tạo
Theo TS. Nguyễn Mạnh Hùng: Sáng tạo là hoạt động tạo ra cái mới chưa từng có
trong tự nhiên và xã hội (mang lại lợi ích) [7].
Theo tâm lí học: Sáng tạo là một loạt hoạt động mà kết quả của nó là một sản
phẩm tinh thần hay vật chất có tính đổi mới, có ý nghĩa xã hội và có giá trị [12].
Theo từ điển triết học: Sáng tạo là một quá trình hoạt động của con người tạo ra
những giá trị vật chất, tinh thần mới về chất… Có thể nói, sáng tạo có mặt trong mọi
lĩnh vực của thế giới vật chất và tinh thần [9].
Trong “Sổ tay tâm lý học” có viết: Sáng tạo là hoạt động tạo lập, phát hiện những
giá trị vật chất và tinh thần. Sáng tạo đòi hỏi cá nhân phải phát huy năng lực, phải có
động cơ, tri thức, kĩ năng và với điều kiện như vậy mới tạo nên sản phẩm mới, độc đáo
và sâu sắc [9].
Theo tác giả Nguyễn Huy Tú cho rằng: Sáng tạo thể hiện khi con người đứng
trước hoàn cảnh có vấn đề. Quá trình sáng tạo là tổ hợp các phẩm chất và năng lực nhờ
trên cơ sở kinh nghiệm của mình và bằng tư duy độc lập tạo ra được ý tưởng mới, độc
đáo, hợp lí trên bình diện cá nhân và xã hội [9].
Như vậy, có rất nhiều quan niệm về sáng tạo nhưng đều có điểm chung là tạo ra
cái mới. Theo tác giả, sáng tạo là hoạt động tạo ra cái mới dựa trên tư duy độc lập và
8
kinh nghiệm được tích lũy trong quá trình lâu dài, thể hiện khi con người đứng trước
tình huống có vấn đề và có nhu cầu tìm ra cách giải quyết nó.
1.2.1.2. Khái niệm năng lực sáng tạo
Năng lực sáng tạo có thể hiểu là khả năng tạo ra những cái mới, giải pháp mới,
công cụ mới, vận dụng thành công những hiểu biết đã có vào hoàn cảnh mới [7].
1.2.2. Đặc điểm của sáng tạo
− Xảy ra tức thì trong một khoảnh khắc, không thể lý giải nguồn gốc.
− Không có cấu trúc lô gic, không thể mô tả cách suy nghĩ để có được sáng tạo,
sáng tạo là một bước nhảy vọt của tư duy.
− Là kết quả của quá trình nhận thức lâu dài, kiên trì với niềm cảm hứng và say
mê.
− Dựa trên trực giác và tưởng tượng [7].
1.2.3 Các biện pháp hình thành và phát triển năng lực sáng tạo của học sinh
trong dạy học vật lí
Vật lí là một môn khoa học mô hình hóa, xây dựng các kiến thức mới là việc
sáng tạo ra các mô hình lý thuyết. Phương pháp sáng tạo của các nhà khoa học được
gọi là chu trình sáng tạo khoa học. Như vậy, tiến trình nhận thức khoa học vật lí cũng
được tổ chức theo chu trình sáng tạo khoa học.
1.2.3.1
Chu trình sáng tạo
− Theo Anhstanh, sáng tạo có chu trình như sau:
9
Hình 1.1. Sơ đồ về chu trình sáng tạo khoa học của Anhstanh
+
Chúng ta có những dữ kiện E, những dữ kiện trực tiếp của kinh nghiệm cảm
giác của chúng ta.
+
A là những tiên đề mà từ đó rút ra kết luận. Về mặt tâm lí, A dựa trên cơ sở
của E. Nhưng không có một con đường logic nào dẫn từ E đến A. Chỉ có mối
quan hệ trực giác (tâm lí) luôn được tái diễn lại.
+
Từ các tiên đề A rút ra một cách logic những khẳng định bộ phận S với mức
độ chặt chẽ cao.
+ Những khẳng định được đối chiếu với E (kiểm tra bằng thực nghiệm) [8], [20].
− V.G.Razumôpxki cũng rút ra được một chu trình sáng tạo khoa học từ ý kiến của
các nhà Vật lí học nổi tiếng dưới dạng chu trình gồm 4 giai đoạn chính sau:
Mô hình giả
thuyết trừu tượng
Các sự kiện
khởi đầu
Các hệ quả
lôgic
Thực nghiệm
Hình 1.2. Sơ đồ về chu trình sáng tạo khoa học của Razumốpxki
+ Từ sự khái quát hóa những sự kiện đi đến xây dựng mô hình trừu tượng của
hiện tượng (đề xuất giả thuyết).
+ Từ mô hình dẫn ra các hệ quả lý thuyết.
+ Từ các hệ quả lý thuyết xây dựng phương án kiểm tra bằng thí nghiệm.
+ So sánh kết quả thí nghiệm với hệ quả lý thuyết. Nếu phù hợp thì giả thuyết
trở thành kiến thức, chân lý khoa học và kết thúc chu trình. Nếu không phù
hợp thì xây dựng lý thuyết mới [8], [20].
1.2.3.2. Tiến trình xây dựng một kiến thức vật lí theo con đường sáng tạo
10
Theo TS.Nguyễn Mạnh Hùng để học sinh nắm được con đường sáng tạo khoa
học và được rèn luyện năng lực sáng tạo đòi hỏi phải xây dựng hệ thống các kiến thức
vật lí và phương pháp dạy học vật lí thỏa mãn các điều kiện sau:
− Các kiến thức vật lí phải được xây dựng trên một tính huống vấn đề với các sự
kiện liên quan nhằm giải quyết một vấn đề cụ thể đặt ra và phải thể hiện rõ được
chức năng tiên đoán và giải thích chúng cho một loạt các vấn đề tiếp theo.
− Các khái niệm vật lí phải được thể hiện ở nhiều cấp độ khác nhau phù hợp với
tình huống làm nảy sinh ra nó và phù hợp với đối tượng học sinh.
− Việc trình bày mức độ khái niệm khoa học phải phụ thuộc vào yếu tố học sinh và
yêu cầu cụ thể cần được giải quyết.
− Phải trình bày được những trở ngại cần vượt qua và tiến trình phát triển của các
kiến thức đem dạy. Phải thể hiện được việc người ta từ bỏ những khái niệm cũ
như thế nào.
− Phải vạch được hướng phát triển tiếp theo của các kiến thức đem dạy.
− Phải thể hiện được những khái niệm do con người xây dựng nên chỉ là các mô
hình để biểu đạt thực tại. Mô hình được xem là những công cụ do con người sáng
tạo ra để tác động vào tự nhiên, để giải thích, tiên đoán và vận dụng. Chúng
không phải là thực tại. Chúng cần phải được tiếp tục chỉnh sửa, hoàn chỉnh và
thậm chí phải loại bỏ cùng với sự phát triển của khoa học.
− Việc xây dựng một kiến thức vật lí không nhất thiết phải đi theo một trình tự
tuyến tính mà chúng đan xen vào nhau, bổ trợ cho nhau ở những giai đoạn khác
nhau. Điều này thể hiện rõ tính đa dạng và phức tạp của các khái niệm, định luật
cũng như tính phức tạp của quá trình xây dựng chúng.
− Phương pháp của quá trình dạy học không phải lúc nào cũng diễn ra theo sơ đồ:
quan sát – giả thuyết – thực nghiệm – kết quả - giải thích – kết luận. Sơ đồ này
không phản ánh được đầy đủ phương pháp khám phá, sáng tạo thế giới, nhất là
trong khoa học hiện đại. Có nhiều phương pháp khác có thể được áp dụng trong
nghiên cứu khoa học. Và cần thể hiện rõ các phương pháp đó trong quá trình dạy
học vật lí.
11
− Trong nghiên cứu khoa học, các sự kiện khoa học chỉ có ý nghĩa tương quan với
một hệ tư tưởng có trước.
− Việc xây dựng các khái niệm khoa học trong lịch sử được thực hiện bằng các
bước điều chỉnh liên tiếp. Mỗi giai đoạn lịch sử có những trở ngại về nhận thức
luận mà đôi khi chỉ được giải quyết về sau.
− Khoa học không tự giới hạn trong các thành tựu hiện tại, các thành tựu này cũng
không có giới hạn.
− Việc xây dựng khoa học bao giờ cũng là việc tìm kiếm chân lí xuất phát từ thực
tiễn.
− Các khái niệm khoa học trước hết là những lời giải cho những vấn đề đặt ra. Con
người tìm kiếm các kiến thức khoa học trước hết để giải quyết những vấn đề mà
thực tiễn đặt ra cho nó.
Để tuân theo các điều kiện trên, trước hết cần xây dựng một kiến thức vật lí trong
dạy học ở trường phổ thông như sau:
− Đề xuất vấn đề: Từ những dữ kiện đã biết và nhiệm vụ cần giải quyết nảy sinh
nhu cầu tìm kiếm cái mới. Nó được diễn đạt bởi câu hỏi.
− Dự đoán giải pháp: Để giải quyết vấn đề đặt ra, cần sáng tạo ra kiến thức mới và
phương pháp mới. Nó có vai trò công cụ, tuy nhiên, mới ở dạng giả thuyết. Cần
phải được kiểm chứng.
− Kiểm chứng: Xem xét kiến thức và phương pháp mới có phù hợp với thực tiễn
hay không. Chỉ sau khi qua khâu này, nó mới được xác nhận là hợp thức.
− Vận dụng và kiểm chứng: Kiến thức và phương pháp mới được sử dụng. Đồng
thời quá trình này tiếp tục kiểm chứng kiến thức đó. Đến một lúc nào đó, cần
được bổ sung, hoàn thiện, thậm chí bị thay thế [8].
Tiến trình trên có thể được biểu diễn bằng sơ đồ khối sau:
12
DỮ LIỆU
(Những tri thức đã có và dữ kiện thu thập được)
VẤN ĐỀ
(Câu hỏi)
DỰ ĐOÁN GIẢI PHÁP
(Tìm kiếm kiến thức và phương pháp mới dưới
dạng giả định)
KIỂM CHỨNG MÔ HÌNH
(Xem xét sự phù hợp của kiến thức mới, phương
pháp mới với thực tiễn)
KIẾN THỨC ĐƯỢC XÁC LẬP
(Chấp nhận mô hình mới)
VẬN DỤNG – KIỂM CHỨNG MÔ HÌNH
(Sử dụng mô hình vào thực tiễn đồng thời tiếp
tục kiểm chứng mô hình)
DỮ LIỆU
(Những tri thức đã có và dữ kiện thu thập được)
VẤN ĐỀ
13
Hình 1.3. Sơ đồ tiến trình xây dựng một kiến thức vật lí theo con đường sáng tạo
Khi một tiến trình xây dựng kiến thức vật lí như trên được thực hiện, học sinh
được rèn luyện một loạt các kiểu tư duy sáng tạo như sau:
− Tư duy lô gic: chặt chẽ và hợp lí trong suy nghĩ, diễn đạt, trong lí luận và thực
hành, trong ý tưởng và thao tác… Nó đòi hỏi biết và tuân theo đúng quy luật của
sự vật, hiện tượng.
− Tư duy thuật toán: theo một trình tự chặt chẽ, chính xác, có tính hệ thống cao với
số phần tử ít nhất nhưng có hiệu quả.
− Tư suy hình tượng: suy nghĩ có hình ảnh cùng với sự tưởng tượng phong phú. Từ
sự tưởng tượng xây dựng các mô hình ảo nhưng được vận dụng trở lại thực tiễn.
− Tư duy ngôn ngữ: diễn đạt vấn đề ngắn gọn, chặt chẽ, đầy đủ, trong sáng với
nhiều hình thức khác nhau. Nhờ đó có thể dễ dàng trao đổi thông tin và gây thiện
cảm với người đối thoại.
− Tư duy biện chứng: xém xét vấn đề trong sự vận động, tương tác, phát triển của
chúng và trong mối quan hệ lẫn nhau.
− Tư duy khoa học: không tin khi chưa qua kiểm chứng. Không vội khẳng định khi
chưa đủ căn cứ.
− Tư duy kĩ thuật: vận dụng tri thức khoa học vào thực tiễn. Chuyển từ học vấn
phổ thông sang nghề nghiệp và công nghệ.
− Tư duy kinh tế: giải quyết vấn đề trên cơ sở tiết kiệm thời gian, công sức, tiền
bạc… [8].
1.2.3.3. Tiến trình dạy học vật lí theo tiến trình xây dựng kiến thức vật lí
Sau khi đã xây dựng nội dung một kiến thức vật lí theo quan điểm mô hình hóa,
để học sinh thật sự học tập theo phương pháp nghiên cứu khoa học nhằm phát triển
năng lực sáng tạo thì cần phải tổ chức hoạt động học tập cho học sinh phù hợp với tiến
trình nhận thức khoa học vật lí. Đó là tiến trình dạy học một kiến thức vật lí theo tiến
trình xây dựng kiến thức vật lí như sau [8]:
− Trước hết cần tạo cho học sinh một tình huống vật lí mở đầu. Tình huống này đặt
ra một vấn đề thực tiễn cần giải quyết. Công cụ để giải quyết vấn đề trên chính là
14
kiến thức cần xây dựng. Nhưng với tình huống này, học sinh sẽ chưa thể tìm
được giải pháp ngay vì nó quá rộng. Tác dụng của bước thứ nhất này là tập cho
học sinh hành động phát hiện vấn đề và tạo động cơ nhận thức, kích thích học
sinh tích cực tư duy.
− Tiếp theo là tạo tình huống và định hướng cho học sinh dự đoán một phương án
nhằm giải quyết vấn đề đặt ra. Việc tìm dữ kiện để giải bài toán này chính là điểm
khởi đầu cho quá trình giải quyết vấn đề. Vì vậy, giáo viên cần cung cấp các dữ
kiện này với các mức độ khác nhau để học sinh có cơ sở dự đoán. Từ các dữ kiện
đó phải làm nổi rõ được phương án giải quyết vấn đề, kết quả của việc đó là mô
hình kiến thức mới được đề xuất. Có một số cách để tìm phương án như sau:
+ Thứ nhất: cung cấp cơ sở các dữ kiện thu thập được nhờ quan sát, nhờ thực
nghiệm… mà dự đoán được một tính chất, một mối quan hệ có thể dùng để
giải quyết vấn đề.
+ Thứ hai: cung cấp dữ kiện của các kiến thức đã có cần sử dụng. Học sinh nhờ
suy luận logic, rút ra những kết luận mà từ đó giải quyết vấn đề.
+ Thứ ba: cung cấp một hệ tiên đề được xây dựng nhờ trực giác. Học sinh suy
luận trực tiếp câu trả lời.
Tuy nhiên, mô hình này vẫn chỉ ở dạng tiên đề, nó chưa chắc chắn thích hợp để
có thể sử dụng được. Vì vậy, cần được kiểm chứng.
− Tạo tình huống và xác định phương án kiểm chứng. Đây cũng là một sự sáng tạo
và là giai đoạn khó khăn trong tiến trình dạy học. Vì vậy, nó cũng rất cần sự định
hướng với các mức độ khác nhau của giáo viên. Thường có những cách kiểm
chứng như sau: kiến thức mới được xây dựng có phù hợp với thực tiễn không, có
sử dụng hiệu quả trong thực tiễn không, có mâu thuẫn với những kiến thức đã có
không và một cách thường dùng hơn cả là nó có phù hợp với các kết quả của thí
nghiệm được xây dựng với mục đích kiểm tra kiến thức mới hay không. Việc
kiểm chứng có thể trực tiếp các kiến thức mới nhưng cũng rất thường chỉ kiểm
tra được một hệ quả, thậm chí một hệ quả đặc biệt của kiến thức mới.
15
− Kết quả của việc kiểm chứng sau khi đã được khái quát hóa sẽ trở thành kiến
thức mới. Có thể gọi là “hợp thức hóa”. Có nghĩa kiến thức đã chính thức được
đưa vào sử dụng.
− Tạo ra các tình huống và điều kiện cho học sinh vận dụng kiến thức đã được hợp
thức hóa nhằm giải quyết vấn đề đặt ra lúc đầu và các vấn đề tương tự. Bước vận
dụng này cũng đồng thời là việc kiểm tra tiếp tục các kiến thức mới. Tuy nhiên,
điều đó không có nghĩa là kiến thức đang dùng không phải là bất biến, chúng còn
có thể phải chỉnh sửa hoặc thay thế bằng những kiến thức mới giải quyết tốt hơn
các tình huống thực tiễn. Vì vậy, sau đó, cần có một vấn đề đặt ra cho việc tiếp
tục phát triển kiến thức này (bổ sung, chỉnh sửa hoặc thay thế bằng những kiến
thức mới tổng quát hơn, hiệu quả hơn…)
Đối với các kiến thức thuộc về lĩnh vực ứng dụng kiến thức vật lí vào thực tiễn,
có thể có tiến trình như sau:
− Ôn tập các kiến thức có liên quan;
− Đưa ra nhiệm vụ thiết kế thiết bị để thực hiện một nhiệm vụ nào đó;
− Vận dụng kiến thức thảo luận dự án thiết kế;
− Đưa ra mô hình để kiểm tra tính đúng đắn của thiết kế;
− Hoàn thiện và bổ sung mô hình;
− Kết luận về thiết bị (chức năng, cấu tạo, nguyên tắc hoạt động…).
Theo cách này thực chất là đặt ra nhiệm vụ thiết kế. Thông qua đó, học sinh được
phát triển được tư duy sáng tạo và tư duy kĩ thuật.
Tiến trình dạy học vật lí này được biểu diễn bằng sơ đồ dưới đây:
16
TẠO TÌNH HUỐNG MỞ ĐẦU
VẤN ĐỀ
TẠO TÌNH HUỐNG VÀ ĐỊNH
HƯỚNG XÂY DỰNG MÔ HÌNH
(Thực nghiệm – suy luận – tiên đề)
MÔ HÌNH DỰ
ĐOÁN
TẠO TÌNH HUỐNG VÀ ĐỊNH
HƯỚNG KIỂM CHỨNG MÔ HÌNH
(Phù hợp với thực tiễn, với kiến thức cũ)
KẾT QUẢ KIỂM
CHỨNG
XÁC NHẬN MÔ HÌNH
(Khái quát hóa)
KIẾN THỨC
MỚI
TẠO TÌNH HUỐNG VÀ ĐỊNH
HƯỚNG SỬ DỤNG KIẾN THỨC
VẬN DỤNG
(Giải thích – tìm tòi
– tiên đoán
PHÁT TRIỂN KIẾN THỨC
(Phát triển kiến thức)
Hình 1.4. Sơ đồ tiến trình dạy học một kiến thức vật lí
Trong đó khung bên trái diễn tả cấu trúc của nội dung kiến thức. Khung bên phải
diễn tả tiến trình dạy học vật lí theo tiến trình xây dựng kiến thức vật lí của nhà khoa
học. Hai sơ đồ này biểu thị sự thống nhất giữa nội dung và phương pháp tổ chức hoạt
động học tập vật lí cho học sinh [8].
