Chương 1: Tổng quan vấn đề nghiên cứu Chương 2: Cơ sở lý luận và thực tiễn của việc phát triển tư duy vật lý cho học sinh thông qua việc sử dụng phương pháp mô hình với sự hỗ trợ của máy tính Chương 3: Đánh giá và phát triển tư duy vật lý cho học sinh khi dạy học chương “Động lực học chất điểm” thông qua việc sử dụng phương pháp mô hình với sự hỗ trợ của máy tính Chương 4: Thực nghiệm sư phạm Kết luận Tài liệu tham khảo Phụ lục 15 PHẦN NỘI DUNG CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1. Nghiên cứu về tƣ duy và phát triển tƣ duy trong dạy học nói chung 1. Các nghiên cứu ở nƣớc ngoài về phát triển tƣ duy trong dạy học Phát triển tư duy là một vấn đề được nhiều nhà giáo dục trên thế giới quan tâm. Các nghiên cứu về tư duy trong dạy học xuất hiện từ rất sớm.
Chẳng hạn như nhóm tác giả Bransford, Sherwood, Vye, và Rieser công bố bài báo “Teaching thinking and problem solving” trên tạp chí American Psychologist năm 1986 [60], tác giả Cotton nghiên cứu về “Teaching Thinking Skills” vào năm 1991 [63]. Đề tài này cũng liên tục được nhiều nhà khoa học quan tâm nghiên cứu trong những năm gần đây. Điển hình có một số nghiên cứu như “The Incorporation of Thinking Skills in the School Curriculum” của các tác giả Rahil Mahyuddin, Zaidatol Akmaliah Lope Pihie, Habibah Elias, Mohd Majid Konting (2004) [80]; “Thinking Through School: An Evaluation Pack” của các tác giả Echevarria, A. Các nghiên cứu này đã chỉ ra tầm quan trọng của việc phát triển tư duy cho học sinh (HS) trong quá trình dạy học [60], [62].
Đồng thời, các nghiên cứu trên cũng đã chỉ ra các biện pháp, mức độ phát triển tư duy cho HS trong dạy học [78] và đánh giá năng lực tư duy của HS ở trung học phổ thông (THPT) trong độ tuổi 16 – 18 tuổi [80] Tuy nhiên, các nghiên cứu trên đây là những nghiên cứu về tư duy và phát triển tư duy trong dạy học nói chung và nghiên cứu về phát triển các năng lực tư duy cơ bản mà chưa đề cập đến việc phát triển các tư duy đặc thù của từng môn học cụ thể. Các nghiên cứu ở trong nƣớc về phát triển tƣ duy trong dạy học Nghiên cứu về tư duy và phát triển tư duy trong dạy học cũng là vấn đề được nhiều tác giả trong nước quan tâm và được đề cập đến trong hầu hết các môn học. 16 Đối với môn hóa học, có một số đề tài nghiên cứu về tư duy và phát triển tư duy như: “Phát triển năng lực nhận thức và tư uy cho học sinh thông qua bài tập hóa học”, Luận án tiến sĩ giáo dục học của tác giả Lê Văn Dũng (2002), Trường Đại học sư phạm Hà Nội và “Phát triển tư uy và rèn luyện kiến thức kỹ năng thực hành hóa học cho học sinh trung học phổ thông qua các bài tập hóa học thực nghiệm”, Luận án tiến sĩ giáo dục học của tác giả Cao Cự Giác (2007), Trường Đại học sư phạm Hà Nội [14] [17]. Ở hai đề tài này, các tác giả đã nghiên cứu về khái niệm tư duy, khái niệm tư duy hóa học, quy luật hình thành và phát triển tư duy hóa học cho HS THPT.
Nghiên cứu khẳng định: “Phát triển tư duy không chỉ gắn với việc khơi dậy ở các em những xúc cảm, tình cảm đặc biệt đối với quá trình và sản phẩm tư duy mà còn liên quan đến sự hình thành những thái độ tư duy đúng đắn như mong muốn sự thật, khao khát tìm kiếm cái mới, sẵn sàng đón nhận thách thức, sẵn sàng lí giải, tranh luận,. cũng như tạo lập ở các em niềm tin vào chính mình”[17]. Các nghiên cứu này cũng chỉ ra rằng muốn phát triển tư duy cho HS chúng ta phải tìm được điểm xuất phát cho một hoạt động tư duy nghĩa là phải trả lời được câu hỏi: Khi nào thì HS bắt đầu tư duy? [17] Đồng thời nghiên cứu cũng đưa ra bốn dấu hiệu đánh giá tư duy phát triển: có khả năng tự lực chuyển các kiến thức, kĩ năng sang các tình huống mới; tái hiện nhanh chóng kiến thức, các mối liên hệ cần thiết để giải một bài toán nào đó, thiết lập nhanh chóng mối quan hệ giữa các sự vật hiện tượng; có khả năng phát hiện cái chung của các hiện tượng khác nhau, sự khác nhau của các hiện tượng tương tự và có năng lực áp dụng kiến thức vào thực tế [14]. Ở cả hai nghiên cứu trên, các tác giả đều đánh giá sự phát triển tư duy của HS một cách định tính.
Để khẳng định tính hiệu quả và khả thi của đề tài, các tác giả chỉ dựa vào quan sát giờ học và điểm kiểm tra kết quả học tập của HS sau khi thực nghiệm (TN). Ngoài ra, các tác giả cũng chưa đưa ra các biện pháp cụ thể để phát triển tư duy cho HS trong dạy học cũng như chưa xây dựng quy trình phát triển tư duy cho HS và chưa xây dựng bộ công cụ để đo mức độ tư duy của HS trong quá trình dạy học. Đối với việc phát triển tư duy trong dạy học toán học có một số nghiên cứu như: Luận án tiến sĩ giáo dục học của tác giả Nguyễn Thanh Hưng (2009), Trường 17 Đại học Vinh: “Phát triển tư uy iện chứng của học sinh trong dạy học hình học ở trường phổ thông” và luận án tiến sĩ giáo dục học của tác giả Nguyễn Văn Thuận (2004), Trường Đại học Vinh: “Góp phần phát triển năng lực tư uy logic và sử dụng chính xác ngôn ngữ toán học cho học sinh đầu cấp trung học phổ thông trong dạy học đại số” [27] [47]. Trong hai nghiên cứu này, các tác giả đã hệ thống hóa cơ sở lí luận về tư duy và tư duy toán học trong đó nêu rõ khái niệm tư duy, đặc điểm, tác dụng và phân loại tư duy; khái niệm tư duy toán học, các thành phần của tư duy toán học, các loại hình của tư duy toán học; khái niệm tư duy biện chứng, sự cần thiết phải rèn luyện và phát triển tư duy biện chứng cho HS trong dạy học môn toán [27], [47].
Đồng thời, các nghiên cứu này đã xây dựng được 7 biện pháp nhằm góp phần rèn luyện và phát triển tư duy biện chứng cho HS thông qua dạy học hình học ở trường phổ thông. Các biện pháp đó bao gồm [27]: 1. Làm cho HS biết cách xem xét các đối tượng toán học trong cả quá trình lịch sử phát triển của nó và xem xét đối tượng toán học một cách khách quan để thấy nguồn gốc ra đời, điều kiện tồn tại và bản chất của đối tượng 2. Làm cho HS biết cách xem xét các đối tượng toán học dưới nhiều khía cạnh khác nhau và xem xét các đối tượng toán học trong mối liên hệ với các đối tượng phi toán học có liên quan.
Làm cho học sinh biết phát hiện những thay đổi từ sự biến đổi về lượng sang sự biến đổi về chất 4. Làm cho HS có khả năng xem xét đối tượng toán học trong sự mâu thuẫn và thống nhất 5. Làm cho HS biết xem xét một đối tượng toán học đồng thời xem xét phủ định của đối tượng đó 6. Làm cho HS thấy được mỗi liên hệ giữa các kiến thức toán học với thực tiễn 7.
Làm cho HS biết chú trọng các thao tác tư duy. Trong cả hai nghiên cứu trên, các tác giả chỉ đưa ra các biện pháp phát triển tư duy một cách tổng quát và khá trừu tượng. Điều này gây khó khăn không nhỏ cho GV khi muốn áp dụng vào thực tế giảng dạy. Đặc biệt các tác giả cũng chưa đề xuất các quy trình chung để phát triển tư duy biện chứng và tư duy logic cho HS, do đó 18 GV sẽ rất lúng túng khi tìm cách phát triển tư duy cho HS theo hướng của đề tài.
Ngoài ra, các tác giả cũng chưa chú trọng đến việc đánh giá năng lực tư duy của HS, cụ thể là cả hai đề tài trên đều chưa đưa ra các tiêu chí để đánh giá mức độ tư duy của HS, chưa xây dựng công cụ để đo năng lực tư duy biện chứng và năng lực tư duy logic và sử dụng chính xác ngôn ngữ toán học của HS. Tại hội thảo “Một số vấn đề chung về xây dựng chương trình giáo dục phổ thông sau năm 2015”, phát triển tư duy và rèn luyện các kỹ năng tự học cho HS là một trong những vấn đề đang được các nhà giáo dục quan tâm. Theo Đinh Quang Báo, HS phổ thông cần phải được hình thành và phát triển các năng lực chung và năng lực chuyên biệt trong đó có năng lực tư duy [1]. Các tác giả khác như Đỗ Tiến Đạt, Mai Văn Hưng, Nguyễn Thành Thi, Trần Kiều, Nguyễn Đức Vũ… đều cho rằng chuẩn giáo dục phổ thông phải có chuẩn về năng lực tư duy nói chung và các năng lực tư duy chuyên biệt cho từng bộ môn [15], [26], [29], [57].
Các nghiên cứu trên thống nhất rằng việc phát triển tư duy cho HS là bắt buộc đối với tất cả các môn học. Ngoài ra, ở một số môn học như toán học, ngữ văn, hóa học, địa lí… thì còn phải phát triển tư duy đặc thù bộ môn cho HS. Tuy nhiên các nghiên cứu này mới dừng lại ở mức độ đánh giá tầm quan trọng của việc phát triển tư duy cho HS trong dạy học mà chưa nghiên cứu đến các biện pháp, con đường cụ thể để có thể phát triển tư duy cho HS trong dạy học cũng như chưa nghiên cứu về vấn đề đánh giá năng lực tư duy nói chung và các năng lực tư duy đặc thù của HS nói riêng do đó chưa có công trình nào đưa ra công cụ đánh giá sự phát triển tư duy của HS và chưa đề xuất quy trình và các biện pháp phát triển tư duy cho HS đặc biệt là các tư duy đặc thù của từng bộ môn. Có thể nói rằng, các nghiên cứu trong nước từ trước đến nay đều có sự chú ý đến việc phát triển tư duy cho HS trong quá trình dạy học, đặc biệt là các nghiên cứu định hướng cho việc xây dựng chương trình giáo dục phổ thông sau năm 2015.
Tuy nhiên chưa có nghiên cứu nào đề xuất một quy trình cụ thể để phát triển tư duy cho HS và cũng chưa có nghiên cứu nào xây dựng bộ công cụ đánh giá tư duy của HS ở trường THPT. Nghiên cứu về phát triển tƣ duy trong dạy học vật lý 1.