Phát triển tư duy khái quát cho học sinh trong dạy học vật lý thông qua việc vận dụng sơ đồ tư duy - Lê Duy Nhất

Tạp chí Khoa học và Giáo dục, Trường Đại học Sư phạm Huế ISSN 1859-1612, Số 02(18)/2011: tr. 95-101 PHÁT TRIỂN TƯ DUY KHÁI QUÁT CHO HỌC SINH TRONG DẠY HỌC VẬT LÝ THÔNG QUA VIỆC VẬN DỤNG SƠ ĐỒ TƯ DUY LÊ DUY NHẤT Trường THPT chuyên Bến Tre TRẦN VĂN THẠNH Trường Đại học An Giang Tóm tắt: Sơ 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. Trong dạy học Vật lý, sơ đồ tư duy giúp cho học sinh từ việc khái quát hoá bài học, hệ thống hoá kiến thức, đến việc vận dụng kiến thức. Bài báo đề cập đến việc vận dụng sơ đồ tư duy nhằm phát triển tư duy khái quát cho học sinh trong dạy học Vật lý lớp 10 THPT. 1. VAI TRÒ SƠ ĐỒ TƯ DUY TRONG DẠY HỌC VẬT LÝ 1.1. Sơ đồ tư duy Sơ đồ tư duy (còn gọi là bản đồ tư duy, Mind Map, viết tắt là SĐTD) là một công cụ tổ chức tư duy. Kỹ thuật tạo ra loại bản đồ này được gọi là Mind Mapping và được phát triển bởi Tony Buzan vào những năm 1960. Nó là một phương tiện ghi chép đầy sáng tạo và rất hiệu quả theo đúng nghĩa của nó. SĐTD là một trong các cách phản ánh hình thức hoạt động của não bộ thông qua các liên kết. Liên kết ở SĐTD có vai trò như các liên kết của các nơron thần kinh [4]. Trong dạy học, SĐTD giúp người học hệ thống kiến thức một cách dễ dàng, phát triển được kỹ năng khái quát hoá và phát huy tính sáng tạo trong học tập. Những ưu điểm của SĐTD tiêu biểu như: dễ nắm được trọng tâm bài học, đỡ tốn thời gian ghi chép hơn so với kiểu ghi chép truyền thống, tiếp thu kiến thức mới linh hoạt và hiệu quả, giúp người Hình 1. Sự tương tự về cấu trúc các nơron thần kinh và SĐTD TRẦN VĂN THẠNH - LÊ DUY NHẤT 96 học tự tin hơn vào khả năng của mình, tạo hứng thú cho học sinh; học sinh hiểu và nhớ kiến thức lâu hơn. Do đặc điểm của SĐTD là tính hệ thống nên nó giúp phát triển tư duy cho người học như tư duy hệ thống, tư duy khái quát, tư duy logic, tư duy tổng hợp một cách hiệu quả. 1.2. Vai trò của sơ đồ tư duy trong dạy học vật lý Thực tế yêu cầu người học không chỉ có kiến thức mà còn phải có tốc độ tư duy cao, khả năng tạo ra sự gia tăng kiến thức mới từ những kiến thức đã có. Điều đó đòi hỏi quá trình tư duy sáng tạo, khái quát cao, có tính linh hoạt và có hệ thống. SĐTD là công cụ đáp ứng được những đòi hỏi đó. Để nhận thức được các sự vật, hiện tượng một cách chính xác, sâu sắc và độ nhớ lâu bền, trong dạy học vật lý cần huy động càng nhiều cơ quan cảm giác của học sinh (HS) vào quá trình nhận thức càng tốt. Vật lý là một bộ môn đặc thù bởi nó gắn liền với thực tiễn đời sống hàng ngày. Khi HS phải vận dụng những kiến thức (định luật, khái niệm, thuyết) đã học để giải thích các sự vật hiện tượng thì đòi hỏi HS phải củng cố được các kiến thức và tìm được mối liên hệ giữa các kiến thức đã học lại với nhau. Chính vì không làm được điều này, nên HS gặp nhiều khó khăn trong học môn Vật lý. Theo kết quả khảo sát, một tỉ lệ không nhỏ HS cho rằng môn vật lý có quá nhiều kiến thức, làm họ rối rắm khi phải tiếp nhận và tái hiện. Tình hình đó kéo dài làm cho HS trở nên thụ động, học tập đối phó để thi cử. Sơ đồ tư duy sẽ là công cụ giúp HS củng cố, ôn tập và hệ thống hóa kiến thức một cách mạch lạc, dễ nhớ nhất so với các phương tiện khác. Như vậy, sử dụng SĐTD trong tiến trình dạy học Vật lý không chỉ giúp HS nâng cao hiệu suất, hiệu quả học tập mà còn hướng vào việc hình thành cho HS năng lực tư duy, nhất là tư duy khái quát để học tập suốt đời [3], [5]. 2. SỬ DỤNG SƠ ĐỒ TƯ DUY ĐỂ PHÁT TRIỂN TƯ DUY KHÁI QUÁT CHO HỌC SINH 2.1. Định hướng chung Thực tế dạy học hiện nay cho thấy, học sinh học tập còn thụ động, ghi nhớ kiến thức một cách máy móc mà chưa chú ý rèn luyện kỹ năng tư duy. Học sinh học kiến thức nào thì cố gắng thuộc lòng kiến thức đó, học bài nào thì biết bài đó, cô lập các phần nội dung của môn học mà chưa có sự liên kết kiến thức với nhau, do khả năng tư duy logic, tư duy hệ thống và tư duy khái quát còn hạn chế. Sử dụng SĐTD sẽ giúp HS khắc phục những vấn đề trên, phát triển được năng lực tư duy, nhất là tư duy tổng hợp, tư duy khái quát, góp phần nâng cao hiệu quả học tập. Có thể áp dụng SĐTD để phát triển tư duy khái quát cho học sinh trong tất cả bước của tiến trình dạy học, từ khâu đặt vấn đề vào bài đến củng cố, kiểm tra kiến thức. Trong quá trình tìm kiếm kiến thức, HS phải xử lí tài liệu, tìm kiếm tri thức, cọ xát với thực tế buộc HS phải động não, tư duy, vận dụng ngôn ngữ, thậm chí cả xúc cảm, tình cảm để chiếm lĩnh. Vì vậy, khi sử dụng SĐTD người học có khả năng phân tích, tổng hợp, so sánh để giải quyết vấn đề đặt ra dễ dàng hơn và khi đó làm cho năng lực tư duy được phát triển. Từ đó, HS sẽ chủ động học tập, tự giác chiếm lĩnh tri thức mới, ghi nhớ và PHÁT TRIỂN TƯ DUY KHÁI QUÁT CHO HỌC SINH TRONG DẠY HỌC VẬT LÝ... 97 đào sâu kiến thức, tư duy sáng tạo, tư duy khái quát được phát triển, năng lực làm việc độc lập của HS được nâng cao. Đây chính là mục tiêu đổi mới phương pháp dạy học hiện nay. 2.2. Quy trình cụ thể Theo Trần Huy Hoàng, thiết kế một bài dạy học gồm các bước: [1] 1. Xác định mục tiêu bài học. 2. Xác định kiến thức cơ bản và logic hình thành kiến thức. 3. Tạo nhu cầu hứng thú nhận thức. 4. Tổ chức các hoạt động dạy học, xác định các hình thức tổ chức dạy học. 5. Xác định các phương pháp dạy học. 6. Lựa chọn phương tiện dạy học phù hợp với nội dung bài học. 7. Xác định hình thức củng cố, đánh giá, và bài tập vận dụng. Như vậy, xây dựng một tiến trình dạy học rõ ràng, chi tiết, phù hợp với khả năng và điều kiện dạy học, phù hợp với trình độ học sinh sẽ giúp đạt được mục đích dạy học. Nên chú trọng phát triển tư duy khái quát để HS có thể hệ thống, khái quát hoá kiến thức nhằm lĩnh hội kiến thức tốt hơn. Chúng tôi đề xuất tiến trình vận dụng SĐTD để rèn luyện tư duy khái quát cho HS như sau: 1. Xác định mục tiêu bài học: Xác định mục tiêu của bài học nhằm xác định phương hướng, tiêu chí để quyết định về nội dung, phương pháp, phương tiện dạy học, cũng như hình thức kiểm tra, đánh giá hiệu quả sau bài dạy. 2. Xác định kiến thức cơ bản và logic hình thành kiến thức: Khối lượng tri thức vật lý rất phong phú, cần phải lựa chọn các kiến thức cơ bản sao cho đảm bảo hài hoà giữa yêu cầu về tính khoa học, mục tiêu bài học, năng lực tiếp nhận của HS và quỹ thời gian. Cần chú trọng tìm các mối liên quan, sự liên hệ giữa các kiến thức với nhau. Xác lập mối quan hệ giữa các nội dung thông tin theo yêu cầu hệ thống khái quát hoá. Xem xét các kiến thức rời rạc trong một tổng thể chung để làm cơ sở vận dụng các phương pháp rèn luyện tư duy cho HS. Quy trình xác lập sự liên hệ các kiến thức biểu diễn bằng sơ đồ sau: [2] TRẦN VĂN THẠNH - LÊ DUY NHẤT 98 3. Tạo nhu cầu hứng thú nhận thức: Tạo nhu cầu hứng thú nhận thức không chỉ ở phần mở đầu mà phải tiến hành trong suốt cả tiết học. Cần lựa chọn hình thức phù hợp để tạo hứng thú học tập trong mỗi kiến thức, mỗi mục. 4. Tổ chức các hoạt động dạy học, xác định các hình thức tổ chức dạy học: Xác định các hoạt động của HS, từ các hoạt động của HS mà xác định các hoạt động dạy của GV. Việc lựa chọn các hoạt động dạy học phải đảm bảo các yêu cầu: tổ chức được các hoạt động nhận thức cho HS, đáp ứng được mục tiêu, rèn luyện kỹ năng tư duy cho HS. Trong đó, cần vận dụng SĐTD vào các vị trí thích hợp của bài học để rèn luyện tư duy cho HS. Điểm quan trọng nhất của bước này là cần phải làm cho HS chỉ ra được mối liên hệ giữa kiến thức đang tiếp nhận với các kiến thức khác, từ đó có cái nhìn toàn diện, khái quát. Do đó, đòi hỏi kỹ năng xác lập quan hệ thông tin để từ đó có một giá trị nhận thức nhất định. Đây chính là bước cơ bản của kỹ năng tư duy khái quát. Các kiến thức phần cơ học đều liên quan với nhau theo mộ trật tự logic có thể chấp nhận được. Do đó, có thể chỉ ra mối quan hệ chung - riêng, toàn thể - chi tiết và thể hiện bằng SĐTD. GV cần chuẩn bị một số câu hỏi mang tính khái quát các kiến thức theo định hướng ý đồ xây dựng tiến trình giảng dạy. 5. Xác định các phương pháp dạy học: Có nhiều phương pháp dạy học đặc thù của vật lý như phương pháp thực nghiệm, phương pháp mô hình, phương pháp tương tự và mỗi phương pháp có một khả năng riêng. Vì vậy trong thực tiễn dạy học, GV sử dụng phối hợp nhiều phương pháp dạy học với nhau. 6. Lựa chọn phương tiện dạy học phù hợp với nội dung bài học: Phương tiện dạy học bao gồm phương tiện tinh thần như các khái niệm, định luật, định lý mà HS đã được học và phương tiện vật chất như dụng cụ trực quan, dụng cụ thí nghiệm, các tư liệu 7. Xác định hình thức củng cố, đánh giá, và bài tập vận dụng các kiến thức mới vừa học Xác định nhiệm vụ nhận thức Xác định các kiến thức cơ bản Xác định các kiến thức liên quan Tài liệu Thông tin thu thập Xác định vấn đề chung của các thông tin Xác lập mối quan hệ của các thông tin Hình 2. Quy trình xác lập sự liên hệ kiến thức PHÁT TRIỂN TƯ DUY KHÁI QUÁT CHO HỌC SINH TRONG DẠY HỌC VẬT LÝ... 99 Thông thường, GV nêu tóm tắt ý chính bài học hoặc là nhắc nhở HS làm bài, học bài, hoặc là cho HS làm một bài tập nhỏ. Hình thức này không đem lại hiệu quả mong muốn vì đến cuối giờ học thì sự chú ý của HS giảm sút. HS tiếp nhận nhiều kiến thức trong tiết học nên cảm thấy mệt mỏi, khó tiếp nhận thêm thông tin. Chưa kể các thông tin đã tiếp nhận nằm rời rạc, không theo hệ thống nên HS khó khắc sâu, chỉ có thể học vẹt. Việc củng cố phải giúp học sinh suy nghĩ các kiến thức đã tiếp nhận và có sự liên hệ với các bài mới. HS phải vận dụng được kiến thức vào một tình huống quen thuộc hoặc một tình huống mới. Phương pháp hiệu quả nhất để củng cố là sử dụng SĐTD để hệ thống các kiến thức. vừa khái quát hoá các kiến thức vừa học, HS vừa rèn luyện tư duy khái quát thấy được trọng tâm bài, vừa tìm ra được tính chất chung nhất liên hệ của các kiến thức trong bài. Như vậy, tuỳ thuộc vào thực tiễn mà có thể chọn vị trí, thời điểm để sử dụng SĐTD phù hợp. Xác định sử dụng SĐTD vào vị trí nào, thời điểm nào của tiến trình dạy học là do yêu cầu cụ thể về logic hình thành kiến thức và phương pháp của GV. Có thể dùng SĐTD để mở bài, dạy một đơn vị kiến thức như khái niệm, định luật, hoặc là để củng cố một mục, củng cố toàn bài để có thể phát triển tư duy khái quát cho HS một cách hiệu quả. 2.3. Vận dụng sơ đồ tư duy vào từng bài học Trong từng bài học, rèn luyện TDKQ cho HS được thực hiện lúc mở bài, từng đoạn hay cuối bài. Tuỳ thuộc vào mục tiêu, phương pháp, nội dung kiến thức, GV sử dụng SĐTD để kích thích tư duy độc lập, sáng tạo, khái quát của HS. Chúng tôi lấy bài “Chuyển động thẳng biến đổi đều” để minh hoạ. Nhiệm vụ nhận thức - Nêu được đặc điểm vectơ gia tốc. - Viết và vận dụng được các công thức vận tốc tức thời, gia tốc, quãng đường, toạ độ. - Chỉ ra được thế nào là chuyển động thẳng đều. Các kiến thức cơ bản - Gia tốc - Vận tốc tức thời - Tốc độ trung bình - Quãng đường - C u ển động nhanh dần đều, chậm dần đều. Các kiến thức liên quan, kiến thức đã ọc - Hệ quy chiếu - Phương tr ình chuyển động thẳng đều. - Tốc độ - Quãng đường Tài liệu, thông tin thu thập, ác ví dụ thực tế - Ô tô bắt đầu chuyển động. - Xe đ ạp đang chạy ngừng đạp - Chuyển động thẳng biến đổi thì đại lượng nào là thay đổi? - Vận tốc thay đổi sẽ dẫn đến những điều gì? Vectơ gia tốc Hình 3. Vận dụng SĐTD vào dạy học bài TRẦN VĂN THẠNH - LÊ DUY NHẤT 100 2.4. Vận dụng sơ đồ tư duy vào dạy học ôn chương Ôn tập là quá trình hệ thống hoá kiến thức, củng cố và rèn luyện TDKQ cho HS hiệu quả. Nhưng trong thực tiễn, chương trình thường không phân phối tiết ôn tập, nên GV cũng chưa chú trọng để phát huy tác dụng của quá trình ôn tập. HS có thể sử dụng SĐTD để tự ôn tập, khái quát hoá mỗi chương, mỗi phần đã được học. Xét chương động học chất điểm, chúng tôi giúp HS khái quát hoá kiến thức bằng các câu hỏi gợi ý: - Vận tốc trong chuyển động thẳng biến đổi đều khác vận tốc trong chuyển động thẳng đều như thế nào? - Có chuyển động đều nào mà lại có gia tốc không? - Khi vận tốc chỉ thay đổi độ lớn một cách đều đặn theo thời gian nhưng hướng không thay đổi thì tích chất chuyển động của vật như thế nào? - Khi vận tốc chỉ thay đổi hướng theo thời gian (độ lớn không đổi ) thì tích chất chuyển động của vật như thế nào? Từ đó, HS rèn luyện tư duy và phát triển được tư duy khái quát. Một sơ đồ thể hiện hệ thống kiến thức khái quát như sau: Hình 4. Sơ đồ tư duy chương “Động học chất điểm” PHÁT TRIỂN TƯ DUY KHÁI QUÁT CHO HỌC SINH TRONG DẠY HỌC VẬT LÝ... 101 3. KẾT LUẬN HS sử dụng được công cụ SĐTD để tổng hợp những kiến thức mới một cách khoa học sẽ phát huy hết khả năng làm việc độc lập cũng như hoạt động nhóm để tự tìm kiếm kiến thức cho bản thân. Khi học sinh tự tìm kiếm được kiến thức cho riêng mình thì cảm thấy phấn chấn hơn, khả năng tiếp thu bài nhanh hơn, từ đó tư duy khái quát của HS được rèn luyện và phát triển. GV có thể áp dụng được SĐTD trong tất cả các bước của quá trình dạy học nhằm phát huy được tính tích cực, chủ động, sáng tạo, giúp HS phát triển năng lực, tiềm năng. Bước đầu hình thành cho HS khả năng khái quát hoá trong việc tiếp nhận thông tin làm cơ sở cho việc tự học và làm việc sau này. Chúng tôi tin tưởng rằng kết quả dạy học thực nghiệm theo tiến trình trong bài báo này sẽ có kết quả khả quan góp phần nâng cao chất lượng dạy học ở trường phổ thông. TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Trần Huy Hoàng (2010). Thiết kế bài dạy học vật lý. Bài giảng học viên cao học, ĐHSP Huế. [2] Ngô Văn Hưng (2009). Quy trình hệ thống hoá nội dung kiến thức trong dạy học sinh học ở phổ thông. Tạp chí Khoa học Giáo dục, Số 47 (8/2009). [3] Phạm Công Thám (2009). Tổ chức hoạt động dạy học với sự hỗ trợ của Mind Map chương dòng điện trong các môi trường vật lý 11 nâng cao. Luận văn Thạc sĩ Giáo dục học, ĐHSP - Đại học Huế. [4] Tony Buzan (2008). Sơ đồ tư duy, NXB Tổng hợp TP Hồ Chí Minh. [5] Thái Duy Tuyên (2008). Phương pháp dạy học truyền thống và đổi mới. NXB Giáo dục, Hà Nội. Title: DEVELOPING STUDENTS’ GENERAL THINKING IN TEACHING PHYSICS BY APPLYING MIND MAP Abstract: Mind map is a type of note taking using colours and pictures to broaden and deepen one’s ideas. In teaching physics, mind map will help students to generalize the lesson, systematize the knowledge, and apply knowledge. The article discusses the applying of Mind Map to develop students’ general thinking in teaching grade 10 physics. TS. TRẦN VĂN THẠNH Trường Đại học An Giang ThS. LÊ DUY NHẤT Trường THPT chuyên Bến Tre