Chuyên đề Phát triển tư duy của học sinh trong dạy học Vật lí THCS - Trường THCS Nguyễn Trãi

TRƯỜNG THCS NGUYỄN TRÃI
TỔ: TỰ NHIÊN I
Chuyên đề:
PHÁT TRIỂN TƯ DUY CỦA HỌC SINH TRONG DẠY HỌC VẬT LÝ THCS
	Sự nghiệp công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước mở cửa để hội nhập với cộng đồng thế giới, trong nền kinh tế cạnh tranh quyết liệt, đòi hỏi công tác giáo dục ở nước ta phái có những đổi mới sâu sắc và toàn diện nhằm đào tạo thế hệ trẻ thành những người vừa tiếp thu tinh hoa văn hóa nhân loại, vừa gìn giữ và phát huy được bản sắc dân tộc, vừa có khả năng sáng tạo, vừa có tình cảm con người mới xã hội chủ nghĩa.
	Ở trường THCS những sự đổi mới đó được thực hiện thông qua các môn học trong đó có Vật lý học. Phương pháp dạy học mới làm thay đổi cơ bản vai trò của Giáo viên và học sinh. Trong nhà trường hiện nay, học sinh được đặt vào vị trí trung tâm, bản thân học sinh phải tích cực, tự lực hoạt động để xây dựng chiếm lĩnh kiến thức, rèn luyện kĩ năng, phát triển tư duy để thực hiện thành công hoạt động học tập.
	Chuyên đề: “Phát triển tư duy của học sinh trong dạy học Vật Lý THCS” nói lên những việc mà Giáo viên và học sinh phải làm trong việc thực hiện đổi mới phương pháp dạy học để thực hiện thắng lợi mục tiêu giáo dục đề ra.
	I)Khái niệm về tư duy:
	Tư duy là sự nhận thức khái quát và gián tiếp những sự vật và hiện tượng của hiện thực trong những dấu hiệu, những thuộc tính của 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 được vào những điều kiện cụ thể, dự đoán được những thuộc tính, hiện tượng, quan hệ mới.
	II)Các loại tư duy:
	1)Tư duy kinh nghiệm: Tư duy kinh nghiệm là một loại 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, thử mò mẫm thực hiện một số thao tác, hành động nào đó, ngẫu nhiên gặp một trường hợp thành công. Kiểu tư duy này đơn giản, không cần phải rèn luyện nhiều, có ích trong hoạt động hằng ngày, trong một số phạm vi hẹp.
	2)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 các phép suy luận trong óc.
	3)Tư duy logic: Tư duy logic là tư duy tuân theo các quy tắc, quy luật của logic học một cách chặt chẽ, chính xác, không phạm phải sai lầm trong các lập luận, biết phát hiện ra các mâu thuẩn, nhờ đó mà nhận thức đúng đắn chân lý khách quan.
	4)Tư duy Vật lý: Tư duy vật lý là sự quan sát các hiện tượng vật lý, phân tích một hiện tượng phứt tạp thành những bộ phận đơn giản và xác lập giữa chúng những mối quan hệ định tính và định lượng của các hiện tượng và các đại lượng vật lý, dự đoán các hệ quả mới từ các lý thuyết và vận dụng sáng tạo những kiến thức khái quát thu được vào thực tiễn.
	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 logic và những hình thức đặc thù của vật lý học như thực nghiệm, mô hình hóa 
	 Ví dụ: Quan sát các vật nổi hay chìm trong nước ta thấy rất phứt tạp. Thông thường,vật nặng thì chìm, vật nhẹ thì nổi, nhưng cũng có trường hợp vật nặng lại nổi 
còn vật nhẹ thì chìm. Hai vật nặng như nhau cùng thả vào 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 được điều gì là chung. 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 chất lỏng chịu tác dụng của hai lực: trọng lượng của vật kéo vật xuống và nước đẩy vật lên. Lực đẩy của nước lên vật cũng là một hiện tượng phứt tạp, phụ thuộc vào cả vật và trọng lượng riêng chất lỏng.Cuối cùng thì hiện tượng nổi của một vật nhúng trong chất lỏng rất đa dạng và phứt tạp lại bị chi phối bởi một loạt những tính chất, quy luật đơn giản sau đây:
	-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 = dV.
	-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
	III)Các biện pháp phát triển tư duy của HS:
	1)Tạo nhu cầu hứng thú, kích thích tính tò mò, ham hiểu biết của học sinh.
	Tư duy là một quá trình tâm lý diễn ra trong óc HS. Tư duy chỉ thức sự có hiệu quả khi HS mang hết sức mình để thực hiện. Tư duy chỉ thực sự bắt đầu khi trong đầu HS xuất hiện một câu hỏi mà chưa có lời giải đáp ngay. Khi HS gặp phải mâu thuẩn giữa một bên là nhu cầu, nhiệm vụ nhận thức mới phải giải quyết và một bên là trình độ kiến thức hiện có không đủ để giải quyết nhiệm vụ đó, cần phải xây dựng kiến thức mới, tìm giải pháp mới. Lúc đó HS vừa ở trạng thái tâm lý hơi căng thẳng, vừa hưng phấn khao khát vượt qua được khó khăn, giải quyết được mâu thuẩn, đạt được một trình độ cao hơn trên con đường nhận thức. Ta nói rằng học sinh được đặt vào “ tình huống có vấn đề”.
	Có thể tạo ra nhu cầu, hứng thú bằng cách kích thích bên ngoài chẳng hạn như: khen thưởng, sự ngưỡng mộ của bạn bè, gia đình, sự hứa hẹn một tương lai tươi đẹp, thực tế xây dựng quê hương đất nước. Nhu cầu, hứng thú có thể nảy sinh ngay trong quá trình học tập, nghiên cứu một môn học, một bài học, nghĩa là từ nội bộ môn học, từ mâu thuẩn nội tại của quá trình nhận thức.
	Những tình huống có vấn đề điển hình trong dạy học vật lý là: 
Tình huống phát triển:
	 HS đứng trước một vấn đề chỉ được giải quyết một phần, một bộ phận, trong một phạm vi hẹp, cần phải được tiếp tục phát triển hoàn chỉnh, mở rộng sang những phạm vi mới, lĩnh vực mới. Trong quá trình đó, vẫn có thể sử dụng những kiến thức, kĩ năng và phương pháp đã biết cho đến lúc gặp mâu thuẩn không thể giải quyết được bằng vốn kiến thức cũ.
	Ví dụ: Ở lớp 6, khi học về sự nở vì nhiệt của chất rắn, sau khi học sinh đã biết một thanh đồng hay thanh nhôm bị nung nóng sẽ nở dài thêm ra, vấn đề cần xét thêm là: Liệu đồng và nhôm có nở giống nhau không?
Tình huống lựa chọn: 
	HS biết trước một vấn đề có mang một dấu hiệu quen thuộc, có liên quan đến những kiến thức hay nhiều phương pháp giải quyết đã biết nhưng chưa biết chắc chắn có thể dùng kiến thức nào hay phương pháp nào để mang lại kết quả chắc chắn. Học sinh cần phải lựa chọn thậm chí còn phải làm thử mới biết cách nào đem lại kết quả mong muốn.
	Ví dụ: Khi nghiên cứu lực đẩy của chất lỏng lên một vật nhúng chìm trong nó có thể có hai cách làm.
Tình huống bế tắc: 
	HS đứng trước một hiện tượng vẫn thường thấy nhưng không hiểu vì sao, vẫn coi như một điều bí mật của tự nhiên. Bây giờ họ được giao nhiệm vụ phải tìm hiểu nguyên nhân, lý giải rõ ràng nhưng chưa biết dựa vào đâu.
	Ví dụ: Trước khi học quang học nhiều HS vẫn thường quan sát thấy một chiếc que thẳng nhúng vào nước thì thấy nó như bị gãy khi nhìn từ trên xuống hoặc khi lội qua suối thì thấy như suối nông hơn cho nên nhầm tưởng là suối nông nhưng thực ra lại sâu.
Tình huống ngạc nhiên bất ngờ:
	HS đứng trước một hiện tượng xảy ra theo một chiều hướng trái với suy nghĩ thông thường, do đó kích thích sự tò mò, lôi cuốn sự chú ý,HS tìm cách lý giải, phải bổ sung hoàn chỉnh hoặc phải thay đổi quan niệm cũ sai lầm của mình.
	Ví dụ: Học sinh đã biết, một con cá sống bỏ vào nồi nước đun sôi tất sẽ chết. Thế nhưng khi GV biểu diễn một thí nghiệm, trong đó xảy ra một hiện tượng bất ngờ, con cá vẫn có thể sống trong một ống nghiệm thủy tinh đựng nước lạnh lên đến gần miệng. Đặt ống hơi nghiêng và hơ phần trên miệng ống lên ngọn lửa đèn cồn cho đến khi nước trên miệng ống sôi, con cá vẫn sống và bơi lội phần phía dưới ống nghiệm. Lưu ý không đun quá lâu và cũng không dùng ống bằng kim loại.
Tình huống lạ:
	HS đứng trước một hiện tượng lạ có những nét đặc biệt lôi cuốn sự chú ý của các em mà các em chưa thấy bao giờ.
	Ví dụ: GV cầm một cái kim khâu bằng sắt thả vào nước, nhưng kim không chìm mà nổi hoặc lấy một ống thủy tinh có đường kính trong rất nhỏ nhúng đầu dưới vào một cốc dầu hỏa và bật diêm đốt ở đầu trên , học sinh quan sát thấy ngọn lửa mặc dù không thấy bấc trong ống.
	2)Rèn luyện cho HS kĩ năng thực hiện các thao tác tư duy, những hành động nhận thức phổ biến trong học tập vật lý:
	Trong quá trình nhận thức vật lý, HS luôn phải thực hiện các thao tác chân tay (làm thí nghiệm), các thao tác tư duy (như phân tích, so sánh, khái quát hóa, trừu tượng hóa, cụ thể hóa), các hành động nhận thức (như xác định đặc tính bản chất của sự vật hiện tượng, tìm nguyên nhân, xác định mối quan hệ).
	Để cho HS có thể hoạt động nhận thức có kết quả thì GV phải luôn có kế hoạch rèn luyện cho HS. GV có thể sử dụng những cơ sở định hướng sau đây để giúp HS có thể tự lực thực hiện những thao tác tư duy đó:
	a)GV tổ chức quá trình học tập sao cho ở từng giai đoạn xuất hiện những tình huống bắt buộc HS phải thực hiện các thao tác tư duy và hành động nhận thức, mới có thể giải quyết được vấn đề, hoàn thành được nhiệm vụ học tập.
	b)GV đưa ra những câu hỏi để định hướng HS tìm những thao tác tư duy hay phương pháp suy luận, hành động trí tuệ thích hợp.
	c)GV phân tích câu trả lời của HS, chỉ ra chỗ sai của các em trong khi thực hiện các thao tác tư duy và hướng dẫn cách sửa chữa.
	d)GV giúp HS khái quát hóa kinh nghiệm thực hiện suy luận logic dưới dạng những quy tắc đơn giản.
	3)Tập dượt để HS giải quyết vấn đề nhận thức theo phương pháp nhận thức của vật lý: 
	Để rèn luyện tư duy vật lý cho HS thì tốt nhất là tập dượt cho HS giải quyết nhiệm vụ nhận thức bằng chính phương pháp của các nhà vật lý. Trong quá trình hướng dẫn HS tự lực để tái tạo kiến thức vật lý, GV làm cho HS 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 HS và điều kiện của nhà trường. Sau một số lần áp dụng các phương pháp nhận thức cụ thể, GV có thể giúp HS 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 lý của HS.
	Những phương pháp nhận thức chủ yếu hay dùng trong hoạt động nhận thức vật lý ở trường phổ thông là: phương pháp thực nghiệm và phương pháp mô hình.
	4)Rèn luyện ngôn ngữ vật lý cho HS:
	Như ta đã biết, ngôn ngữ là hình thức biểu hiện của tư duy. Mỗi khái niệm vật lý được biểu đạt bằng một cụm 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, địnhluật vật lý cũng có những hình thức chung nhất định, GV chú ý rèn luyện cho HS quen dần.
Để mô tả một hiện tượng vật lý, cần những thuật ngữ diễn tả những dấu hiệu đặc trưng của loại hiện tượng đó.
Định nghĩa một đại lượng vật lý thường gồm hai phần:một phần nêu lên đặc điểm định tính và một phần nêu lên đặc điểm định lượng.
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.Ví dụ như: định luật phản xạ ánh sáng nêu lên mối quan hệ giữa góc tới và góc phản xạ còn định luật cảm ứng điện từ nêu lên điều kiện để xuất hiện dòng điện cảm ứng trong khung dây kín.
Đặc biệt đáng chú ý là: nhiều khi trong vật lý, vẫn dùng những từ ngữ 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 một cách chính xác, thành thạo thay cho ngôn ngữ hằng ngày. Ví dụ: khái niệm công trong đời sống hằng ngày có nội dung rộng hơn khái niệm công trong vật lý nhiều, rất dễ nhầm lẫn.
Tóm lại, chuyên đề “Phát triển tư duy của học sinh trong dạy học vật lý” là 
một chuyên đề nhỏ trong nhiều chuyên đề của dạy học vật lý. Để góp phần thực hiện thắng lợi mục tiêu giáo dục thì đòi hỏi người giáo viên phải biết vận dụng linh hoạttừngphương pháp dạy học cụ thể, phù hợp từng kiểu bài trên lớp giúp HS nhận thức vấn đề sâu sắc và hiệu quả.