Xây dựng hệ thống bài tập và hướng dẫn hoạt động giải bài tập phần phóng xạ và năng lượng liên kết vật lý 12

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC

PHẠM THỊ NGỌC NHÀN

XÂY DỰNG HỆ THỐNG BÀI TẬP VÀ HƯỚNG DẪN HOẠT ĐỘNG
GIẢI BÀI TẬP PHẦN PHÓNG XẠ VÀ NĂNG LƯỢNG LIÊN KẾT
VẬT LÝ 12 TRUNG HỌC PHỔ THÔNG CHƯƠNG TRÌNH CƠ BẢN
THEO HƯỚNG PHÁT HUY TÍNH TÍCH CỰC TỰ CHỦ VÀ
BỒI DƯỠNG NĂNG LỰC SÁNG TẠO CỦA HỌC SINH

LUẬN VĂN THẠC SĨ SƯ PHẠM VẬT LÝ
CHUYÊN NGÀNH: LÝ LUẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP DẠY HỌC
(BỘ MÔN VẬT LÝ)
Mã số: 60 14 10

Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS. BÙI VĂN LOÁT

HÀ NỘI – 2013
i


LỜI CẢM ƠN

Sau một thời gian nghiên cứu và thực hiện, tơi đã hồn thành đề tài
nghiên cứu của mình. Để có được kết quả này, ngồi sự nỗ lực, tìm tịi, học
hỏi, nghiên cứu của bản thân, tơi ln nhận được sự ủng hộ của thầy cô, bạn
bè và đồng nghiệp.

Tôi xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu trường Đại học Giáo dục –
Đại học quốc gia Hà Nội đã tạo mọi điều kiện tốt nhất để tôi được học tập

nghiên cứu trong suốt khóa học. Tơi xin trân trọng cảm ơn các thầy cô trong
nhà trường đã truyền thụ cho tôi vốn kiến thức vô cùng quý báu để tơi có thể

hồn thành tốt đề tài và làm giàu thêm hành trang kiến thức trên con đường sự
nghiệp của mình.
Đặc biệt, tơi xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc tới PGS.TS. Bùi Văn Loát –
Người đã tận tình chỉ bảo và hướng dẫn tơi trong suốt q trình thực hiện đề

tài này.
Tơi cũng xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu cùng tập thể giáo viên và
học sinh trường THPT Lê Văn Hưu đã tạo điều kiện giúp đỡ tơi trong q
trình thực nghiệm sư phạm.
Hà Nội, tháng 12 năm 2013
Tác giả

Phạm Thị Ngọc Nhàn

ii


DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
BT:

Bài tập

BTVL:

Bài tập vật lý

ĐC:

Đối chứng

HD:

Hướng dẫn

HS:

Học sinh

GV:

Giáo viên

SBT:

Sách bài tập

THPT:

Trung học phổ thông

THCS:

Trung học cơ sở

TN:

Thực nghiệm

TSLT:

Tần suất lũy tích

iii


MỤC LỤC
Lời cảm ơn.........................................................................................................ii
Danh mục các chữ viết tắt ................................................................................iii
Mục lục.............................................................................................................iii
Danh mục các bảng .........................................................................................vii
Danh mục các sơ đồ, hình ..............................................................................viii
MỞ ĐẦU .......................................................................................................... 1
Chương 1: CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN VỀ DẠY GIẢI BÀI TẬP
VẬT LÝ PHỔ THÔNG .................................................................................. 5
1.1. Khái niệm về giải bài tập vật lý ................................................................. 5
1.2. Vai trò và tác dụng của bài tập vật lý trong dạy học vật lý........................ 5
1.2.1. Thông qua dạy học về bài tập vật lý sẽ giúp học sinh nắm vững một
cách chính xác, sâu sắc và tồn diện hơn các quy luật và hiện tượng vật lý .... 5
1.2.2. Bài tập vật lý là công cụ và là phương tiện giúp học sinh nghiên cứu tài
liệu mới ............................................................................................................. 5
1.2.3. Bài tập vật lý là phương tiện để học sinh rèn luyện kỹ năng, khả năng
vận dụng kiến thức, liên hệ lý thuyết với thực tiễn, học tập với đời sống........ 5
1.2.4. Bài tập vật lý có vai trò đặc biệt quan trọng trong việc rèn luyện tư duy,
bồi dưỡng phương pháp nghiên cứu khoa học cho học sinh ............................ 6
1.2.5. Bài tập vật lý là phương tiện giúp học sinh ôn tập, củng cố kiến thức đã
học một cách sinh động và có hiệu quả............................................................. 6

1.2.6. Bài tập vật lý là phương tiện kiểm tra đánh giá kiến thức, kỹ năng của
học sinh một cách chính xác ............................................................................. 6
1.2.7. Bài tập vật lý góp phần xây dựng một thế giới quan duy vật biện chứng
cho học sinh, làm cho họ hiểu thế giới tự nhiên là thế giới vật chất, vật chất
luôn ở trạng thái vận động, giúp họ tin vào sức mạnh của mình, mong muốn
đem tài năng trí tuệ cải tạo tự nhiên .................................................................. 7

1.3. Phân loại bài tập vật lý ............................................................................... 7
1.3.1. Phân loại bài tập theo nội dung ............................................................... 8
1.3.2. Phân loại theo yêu cầu mức độ phát triển tư duy .................................... 9
1.3.3. Phân loại theo phương thức cho điều kiện và phương thức giải........... 10
iv


1.4. Tư duy trong giải bài tập vật lý ................................................................ 14
1.5. Phương pháp giải bài tập vật lý................................................................ 17
1.6. Những yêu cầu chung trong dạy học về bài tập vật lý............................. 19
1.6.1. Tiêu chuẩn lựa chọn hệ thống bài tập vật lý ......................................... 19
1.6.2. Các yêu cầu khi dạy học bài tập vật lý.................................................. 20
1.7. Hướng dẫn cho học sinh giải bài tập vật lý.............................................. 20
1.7.1. Kiểu hướng dẫn thứ nhất....................................................................... 21
1.7.2. Kiểu hướng dẫn thứ hai......................................................................... 21
1.7.3. Kiểu hướng dẫn thứ ba.......................................................................... 22
1.8. Các hình thức dạy học về bài tập vật lý ................................................... 23
1.8.1. Giải bài tập trong tiết nghiên cứu tài liệu.............................................. 23
1.8.2. Giải bài tập trong tiết luyện tập về bài tập ............................................ 23
1.8.3. Giải bài tập trong tiết ôn tập, tiết củng cố kiến thức............................. 24
1.8.4. Giải bài tập trong các buổi ngoại khóa ................................................. 24
1.9. Phát triển tính tích cực, tự chủ và năng lực sáng tạo của học sinh .......... 24
1.9.1. Tính tích cực và tự chủ .......................................................................... 24

1.9.2. Phương pháp dạy học tích cực .............................................................. 25
1.9.3. Các đặc trưng của phương pháp dạy học tích cực ................................ 25
1.9.4. Các yếu tố thúc đẩy dạy học tích cực.................................................... 26
1.10. Tìm hiểu thực trạng hoạt động dạy giải bài tập vật lý ở một số trường
THPT hiện nay ................................................................................................ 27
1.10.1. Đối tượng và phương pháp điều tra .................................................... 27
1.10.2. Nhận xét chung về kết quả điều tra ở trường trung học phổ thông Lê
Văn Hưu – Thanh Hóa .................................................................................... 32

Kết luận chương 1 ........................................................................................... 36
Chương 2: HỆ THỐNG BÀI TẬP VÀ HƯỚNG DẪN HOẠT ĐỘNG

GIẢI BÀI TẬP PHẦN PHÓNG XẠ VÀ NĂNG LƯỢNG LIÊN KẾT.... 37
2.1. Cấu trúc nội dung chương “Hạt nhân nguyên tử” vật lý 12..................... 37
2.1.1. Vị trí chương “Hạt nhân nguyên tử” trong chương trình vật lý THPT. 37
2.1.2. Sơ đồ cấu trúc nội dung chương “Hạt nhân nguyên tử” vật lý 12 ........ 38

v


2.2. Phân tích nội dung khoa học kiến thức phần “Phóng xạ và năng lượng
liên kết của hạt nhân” ...................................................................................... 38
2.2.1. Các kiến thức về độ hụt khối, năng lượng liên kết và năng lượng liên
kết riêng........................................................................................................... 38
2.2.2. Các kiến thức về phóng xạ .................................................................... 39
2.3. Mục tiêu dạy học phần phóng xạ và năng lượng liên kết ........................ 41
2.4. Những kỹ năng học sinh cần đạt được..................................................... 43
2.5. Phân loại bài tập phần phóng xạ và năng lượng liên kết của hạt nhân .... 43
2.6. Hệ thống bài tập phần phóng xạ và năng lượng liên kết của hạt nhân .... 44
2.7. Sử dụng hệ thống bài tập phần phóng xạ và năng lượng liên kết ............ 50

2.8. Hướng dẫn hoạt động giải bài tập phần phóng xạ và năng lượng liên kết......51
Kết luận chương 2 ........................................................................................... 72
Chương 3: THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM.................................................... 73
3.1. Mục đích thực nghiệm sư phạm............................................................... 73
3.2. Đối tượng thực nghiệm ............................................................................ 73

3.3. Tiến trình thực nghiệm sư phạm .............................................................. 73
3.4. Phân tích và đánh giá kết quả thực nghiệm.............................................. 74
3.4.1. Đánh giá định tính về việc nắm vững kiến thức, phát huy tính tích cực

tự chủ và bồi dưỡng năng lực sáng tạo của học sinh ...................................... 74
3.4.2. Phân tích, đánh giá kết quả thực nghiệm sư phạm bằng phương pháp

thống kê toán học ............................................................................................ 77
Kết luận chương 3 ........................................................................................... 86
KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ ............................................................... 87
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................ 88
PHỤ LỤC ....................................................................................................... 90

vi


DANH MỤC CÁC BẢNG
Trang
Bảng 1.1. Kết quả điều tra giáo viên trường THPT Lê Văn Hưu – Thiệu Hóa,
Thanh Hóa ....................................................................................................... 28
Bảng 1.2. Kết quả điều tra học sinh ................................................................ 29
Bảng 3.1. Thống kê số điểm kiểm tra sau khi TNSP của các lớp TN và lớp ĐC . 76
Bảng 3.2. Bảng xử lý kết quả .......................................................................... 77
Bảng 3.3. Các tham số đặc trưng .................................................................... 78

Bảng 3.4. Bảng tần suất và tần suất tích lũy ................................................... 79

vii


DANH MỤC CÁC SƠ ĐỒ
Trang
Sơ đồ 1.1. Sơ đồ phân loại bài tập Vật lý.......................................................... 8
Sơ đồ 1.2. Sơ đồ lập luận theo phương pháp phân tích .................................. 12
Sơ đồ 1.3. Sơ đồ lập luận theo phương pháp tổng hợp................................... 13
Sơ đồ 2.1. Cấu trúc nội dung chương “Hạt nhân ngun tử” Vật lý 12 ......... 38

DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 3.1. Phân bố điểm theo 11 bậc lớp TN và lớp ĐC ................................. 80
Hình 3.2. Đường phân bố tần số tích lũy của lớp TN và lớp ĐC ................... 80

viii


MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
Chúng ta đang ở kỷ nguyên của nền kinh tế tri thức, sự bùng nổ thông tin

và sự phát triển mạnh mẽ của khoa học công nghệ, làm cho mâu thuẫn giữa
lượng tri thức cần phải trang bị cho học sinh với thời lượng có hạn của tiết

học ngày càng trở nên gay gắt. Trong bối cảnh đó, phương pháp dạy học
truyền thống mà chủ yếu là thầy thơng báo kiến thức trị lắng nghe và ghi
chép khơng cịn phù hợp. Đó là tất yếu khách quan đòi hỏi phải đổi mới
phương pháp dạy và học.

Đổi mới phương pháp dạy học không chỉ cung cấp kiến thức mà còn

phải xây dựng năng lực tư duy, năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh đồng
thời còn phải rèn luyện cho học sinh phương pháp nghiên cứu khoa học nói
chung và Vật lý học nói riêng. Tuy nhiên, phương pháp dạy học các bộ môn
khoa học tự nhiên nói chung và bộ mơn Vật lý nói riêng ở trường phổ thơng
vẫn mang nặng tính chất thơng báo, tái hiện. Học sinh ít được tạo điều kiện bồi
dưỡng các phương pháp nhận thức, rèn luyện và tư duy khoa học, phát triển năng

lực giải quyết vấn đề.
Q trình dạy học Vật lý có thể nâng cao chất lượng học tập và phát triển
năng lực của học sinh bằng nhiều phương pháp và cách thức khác nhau.
Trong đó giải bài tập vật lý với tư cách là phương pháp được xác định từ lâu

trong giảng dạy Vật lý có tác dụng tích cực đến việc giáo dục và phát triển
năng lực của học sinh. Đó là thước đo đúng đắn, thực chất sự tiếp thu, vận

dụng kiến thức kỹ năng, kỹ xảo của học sinh. Bài tập vật lý giúp học sinh hiểu
sâu sắc hơn những quy luật vật lý, những hiện tượng vật lý và biết phân tích
vào các vấn đề thực tiễn. Thơng qua các dạng bài tập vật lý, tạo điều kiện cho
học sinh vận dụng kiến thức để tự lực giải quyết thành cơng những tình huống
cụ thể khác thì kiến thức đó mới trở nên sâu sắc, hoàn thiện và biến thành vốn
riêng của học sinh.
1


Xu hướng hiện đại của lý luận dạy học là chú trọng nhiều đến hoạt động

và vai trò của người học. Việc rèn luyện khả năng hoạt động tự lực, tự giác,
chủ động sáng tạo và đánh giá sự tiếp thu kiến thức của học sinh thông qua

việc nghiên cứu, xây dựng một hệ thống các bài tập và hướng dẫn hoạt động
giải bài tập là cần thiết. Qua thực tế giảng dạy, trao đổi kinh nghiệm với các
đồng nghiệp, tơi thấy rằng trong chương trình vật lý 12, chương “Hạt nhân

nguyên tử” là một trong những học phần mà học sinh mới bắt đầu tiếp cận,
kiến tức cơ bản nhưng cũng rất phức tạp. Nội dung khoa học trong chương
này có khả năng kích thích sự tị mị, ham hiểu biết của học sinh, đồng thời
cũng yêu cầu vận dụng được những kiến thức, kỹ năng của những học phần
trước đó và một số vấn đề của tốn học mà học sinh ưa thích.
Do đó, việc xây dựng hệ thống bài tập được phân dạng rõ ràng, có
phương pháp giải phù hợp, các bài toán được sắp xếp từ dễ đến khó, từ đơn

giản đến phức tạp sẽ nâng cao hiệu quả học tập và rèn luyện tư duy logic, tính
sáng tạo của học sinh trong giải bài tập.
Với tất cả lý do trên, chúng tôi lựa chọn đề tài “Xây dựng hệ thống bài
tập và hướng dẫn hoạt động giải bài tập phần Phóng xạ và năng lượng liên
kết, vật lý 12 Trung học phổ thơng chương trình cơ bản theo hướng phát huy
tính tích cực tự chủ và bồi dưỡng năng lực sáng tạo của học sinh” làm đề tài
nghiên cứu của mình.
1. Mục tiêu nghiên cứu
Nghiên cứu, xây dựng hệ thống và hướng dẫn giải bài tập phần phóng xạ
và năng lượng liên kết vật lý 12 chương trình cơ bản nhằm giúp học sinh

khơng những nắm vững kiến thức mà cịn phát huy tính tích cực tự chủ và
năng lực sáng tạo trong hoạt động giải bài tập.

2. Câu hỏi vấn đề nghiên cứu
Dạy bài tập phần phóng xạ và năng lượng liên kết như thế nào để bồi
dưỡng tính tích cực tự chủ và năng lực sáng tạo của học sinh?
2

3. Giả thuyết khoa học
Xây dựng được một hệ thống bài tập phù hợp với mục tiêu dạy học và
thời gian dành cho mỗi chủ đề kiến thức vật lý. Tổ chức hoạt động dạy giải
bài tập theo hướng tích cực hóa hoạt động nhận thức của học sinh sẽ phát huy
được hết các tác dụng của bài tập vật lý góp phần giúp cho học sinh nắm vững

kiến thức đồng thời cịn phát huy được tính tích cực, tự chủ và năng lực sáng
tạo của mình.
4. Đối tượng và khách thể nghiên cứu
4.1. Đối tượng nghiên cứu
- Nghiên cứu lý luận về dạy giải bài tập vật lý
- Nghiên cứu soạn thảo hệ thống bài tập và hoạt động hướng dẫn giải bài
tập phần phóng xạ và năng lượng liên kết vật lý 12 cơ bản
4.2. Khách thể nghiên cứu
- Học sinh lớp 12 trường THPT Lê Văn Hưu, Thiệu Hóa, Thanh Hóa
5. Phạm vi nghiên cứu
- Nghiên cứu lý luận và thực tiễn hệ thống bài tập phần phóng xạ và năng
lượng liên kết thuộc chương trình vật lý 12 ban cơ bản

- Xây dựng hệ thống bài tập và hướng dẫn giải bài tập phần “phóng xạ và
năng lượng liên kết” cho học sinh khối 12 THPT chương trình cơ bản nhằm

phát huy tính tích cực, tự chủ và năng lực sáng tạo của học sinh
- Đối tượng thực nghiệm: Hoạt động dạy học về bài tập vật lý phần phóng xạ
và năng lượng liên kết vật lý 12 tại trường THPT Lê văn Hưu tỉnh Thanh Hóa

6. Nhiệm vụ nghiên cứu của đề tài
- Nghiên cứu cơ sở lý luận về vai trò, tác dụng, phương pháp giải bài tập

vật lý ở trường phổ thông
- Nghiên cứu nội dung kiến thức và phương pháp giải bài tập phần “phóng
xạ và năng lượng liên kết” – vật lý 12 THPT chương trình cơ bản
- Xây dựng hệ thống bài tập và hướng dẫn hoạt động giải bài tập phần
“phóng xạ và năng lượng liên kết” – vật lý 12 THPT chương trình cơ bản
3


- Điều tra thực trạng dạy bài tập phần “phóng xạ và năng lượng liên kết” ở
các trường THPT

- Soạn thảo tiến trình hướng dẫn học sinh giải các dạng bài tập
- Thực nghiệm sư phạm để kiểm tra tính khả thi và hiệu quả của hệ thống
bài tập và phương pháp hướng dẫn hoạt động giải bài tập đã soạn thảo
7. Phương pháp nghiên cứu
- Nghiên cứu cơ sở lý luận dạy học
- Các phương pháp nghiên cứu thực tiễn: phương pháp thực nghiệm,
phương pháp điều tra, phương pháp khảo sát thực tiễn.

- Phương pháp thống kê toán học.
8. Cấu trúc luận văn
Ngoài phần mở đầu, kết luận, khuyến nghị tài liệu tham khảo và phụ lục,
nội dung chính của luận văn được trình bày trong 3 chương:
Chương 1: Cơ sở lý luận và thực tiễn về dạy giải bài tập vật lý phổ thông
Chương 2: Xây dựng hệ thống bài tập và hướng dẫn hoạt động giải bài tập vật

lý phần phóng xạ và năng lượng liên kết – vật lý 12 trung học phổ thông
Chương 3: Thực nghiệm sư phạm

4

CHƯƠNG 1
CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN VỀ DẠY GIẢI BÀI TẬP VẬT LÝ

PHỔ THÔNG
1.1. Khái niệm về giải bài tập vật lý
Bài tập vật lý được hiểu là một vấn đề được đặt ra đòi hỏi phải giải quyết
bằng những suy luận logic, phép tốn và thí nghiệm trên cơ sở các khái niệm,
các thuyết, các định luật vật lý
Theo nghĩa rộng, bài tập vật lý được hiểu là vấn đề xuất hiện do nghiên
cứu tài liệu giáo khao chính là bài tập đối với học sinh
1.2. Vai trò và tác dụng của bài tập vật lý trong dạy học vật lý [13, tr 7.11]
1.2.1. Thông qua dạy học về bài tập vật lý sẽ giúp học sinh nắm vững một
cách chính xác, sâu sắc và tồn diện hơn các quy luật và hiện tượng vật lý
Các bài tập vật lý thường chứa đựng nội dung bài học trên lớp, ở đó hội
tụ đầy đủ các cơng thức mà học sinh phải vận dụng để làm bài tập. Thơng qua
đó học sinh sẽ hiểu sâu sắc và chính xác kiến thức các hiện tượng vật lý được

học trên lớp
1.2.2. Bài tập vật lý là công cụ và là phương tiện giúp học sinh nghiên cứu
tài liệu mới
Trong một số tiết học, giáo viên có thể lựa chọn một số bài tập điển hình
làm đề tài để học sinh nghiên cứu tài liệu mới

Trong quá trình giải quyết tình huống do bài tập đề ra, học sinh có nhu
cầu tìm kiếm kiến thức mới, điều này đảm bảo cho học sinh lĩnh hội chắc
chắn và sâu sắc kiến thức

5

Trong quá trình giải bài tập vật lý học sinh phải hiểu và học thuộc các
công thức và các kiến thức liên quan đến vấn đề cần giải quyết. Thông qua
giải bài tập học sinh sẽ biết cách khắc phục những nhược điểm mà các em hay
mắc phải như không đổi đơn vị đo, bấm máy tính sai, trình bày khơng khoa
học...
Trong q trình giải các bài tập định tính, học sinh sẽ hiểu rõ hơn một số
hiện tượng trong thực tiễn cuộc sống, sự hiểu biết về các hiện tượng thực tế là
thước đo khả năng nắm vững kiến thức và kỹ năng vận dụng thành thạo kiến

thức của học sinh
1.2.4. Bài tập vật lý có vai trị đặc biệt quan trọng trong việc rèn luyện tư
duy, bồi dưỡng phương pháp nghiên cứu khoa học cho học sinh
Mỗi khi giải bài tập, học sinh phải phân tích được các dữ kiện của đề bài,
bản thân các em phải biết cách xây dựng các lập luận và tính tốn logic để
đưa ra cách giải và kết quả của bài toán.

Trong một số trường hợp các em phải tự làm thí nghiệm, thực hiện
các phép đo xác đinh đúng mối liên h ệ giữa các đại lượng để kiể m tra lại

kết luận của mình.
Trong q trình đó, tư duy logic và tư duy sáng tạo của học sinh được
phát triển, năng lực làm việc độc lập của học sinh sẽ được nâng cao.
1.2.5. Bài tập vật lý là phương tiện giúp học sinh ôn tập, củng cố kiến thức
đã học một cách sinh động và có hiệu quả

Q trình giải bài tập vật lý sẽ giúp học sinh nhớ lại và thuộc các kiến
thức cơ bản được học ở trên lớp. Thông qua việc giải bài tập, học sinh sẽ hiểu
đúng và sâu sắc các kiến thức một cách tự nhiên không gượng ép

1.2.6. Bài tập vật lý là phương tiện kiểm tra đánh giá kiến thức, kỹ năng
của học sinh một cách chính xác
Trong khi giải bài tập vật lý, học sinh sẽ bộc lộ rõ kiến thức của mình,
kết quả làm bài sẽ phản ánh kỹ năng của học sinh khi giải bài tập. Học sinh

6


khơng nắm vững kiến thức hoặc khơng có kỹ năng làm bài tập thì kết quả bài
tập khơng thể chính xác được.
1.2.7. Bài tập vật lý góp phần xây dựng một thế giới quan duy vật biện
chứng cho học sinh, làm cho họ hiểu thế giới tự nhiên là thế giới vật chất,
vật chất luôn ở trạng thái vận động, giúp họ tin vào sức mạnh của mình,
mong muốn đem tài năng trí tuệ cải tạo tự nhiên
Bản thân mỗi giáo viên cần động viên, giúp đỡ và tạo mọi điều kiện
thuận lợi để các em được học tập thật tốt, có bản lĩnh bản ngã trong cuộc
sống. Từ đó các em có thể tự tin thể hiện ước mơ nghiên cứu, khám phá khoa
học góp phần xây dựng đất nước phồn vinh, giàu đẹp.
1.3. Phân loại bài tập vật lý [13, tr. 12]
Có nhiều cách phân loại bài tập vật lý dựa trên các cơ sở khác nhau.
Trong đề tài nghiên cứu của mình, tơi phân loại bài tập vật lý theo nội dung;

theo yêu cầu phát triển tư duy; theo phương thức cho điều kiện của bài toán
hay theo phương thức giải:

7


SƠ ĐỒ PHÂN LOẠI BÀI TẬP VẬT LÝ

Phân loại theo nội dung

Bài
tập
vật
lý

Bài tập có
nội dung
lịch sử

Đề
tài
vật
lý

Bài tập có nội
dung cụ thể
hoặc trừu
tượng

Cơ

Kỹ
thuật
tổng
hợp

Điện

Nhiệt

Quang

Phân loại theo yêu cầu
phát triển tư duy

Bài tập
luyện tập

Bài tập
sáng tạo

Phân loại theo phương thức
cho điều kiện và phương thức
giải

Bài tập
định tính

Bài tập
định
lượng

Bài tập đồ
thị

Bài tập thí
nghiệm

Sơ đồ 1.1. Sơ đồ phân loại bài tập Vật lý

1.3.1. Phân loại bài tập theo nội dung
8

Bài tập trắc
nghiệm
khách quan


Ở đây ta có thể chia bài tập theo các dạng sau:

Dạng bài tập vật lý có nội dung cụ thể: là bài tập có số liệu cụ thể, học sinh
có thể đưa ra lời giải dựa vào vốn kiến thức vật lý cơ bản đã có. Các bài tập cụ thể
mang đặc trưng trực quan gắn liền với kinh nghiệm sống của học sinh.

Dạng bài tập vật lý có nội dung trừu tượng: Là các bài tập mà các dữ
kiện được cho dưới dạng ký hiệu, lời giải cũng được biểu diễn dưới dạng một
công thức chứa đựng ẩn số và dữ kiện đã cho. Học sinh phải phân tích kỹ các
câu chữ trong đề bài để lập luận logic tìm ra lời giải cuối cùng.
Dạng bài tập theo đề tài của tài liệu vật lý: Đó là các bài tập theo các đề
tài của tài liệu vật lý. Dạng bài tập vật lý này được phân biệt thành các bài tập
cơ học, điện học, quang học, nhiệt học...

Dạng bài tập vật lý có nội dung lịch sử: là các bài tập chứa đựng các kiến
thức có liên quan đến lịch sử như những dữ liệu về các thí nghiệm vật lý cổ điển,
những phát minh, sáng chế hoặc những câu chuyện có tính chất lịch sử.
Dạng bài tập có nội dung kỹ thuật tổng hợp: là các bài tập có nội dung chứa
đựng các kiến thức về kỹ thuật, sản xuất, công, nông nghiệp và giao thông vận tải.

Dạng bài tập vật lý vui: Là các bài tập sử dụng các sự kiện, hiện tượng kỳ lạ
hoặc vui nhộn mà học sinh cần lý giải bản chất vật lý của các hiện tượng đó.
1.3.2. Phân loại theo yêu cầu mức độ phát triển tư duy
Theo yêu cầu phát triển tư duy, có thể phân bài tập thành hai dạng là bài
tập luyện tập và bài tập sáng tạo.
Bài tập luyện tập: Loại bài tập này dùng để củng cố kiến thức lý thuyết
cơ bản đã học hoặc sau khi học xong kiến thức vật lý mới.
Đây là loại bài tập vật lý mà để tìm được lời giải chỉ cần xác định mối

quan hệ trực tiếp, tường minh giữa những cái đã cho và cái phải tìm, học sinh
chỉ cần tái hiện chứ không cần thể tự tạo ra.
Bài tập sáng tạo: Đây là loại bài tập vật lý mà để tìm ra lời giải học sinh
phải thực hiện chuỗi lập luận logic, biến đổi phức tạp, xác định mối liên hệ
giữa các đại lượng cần tìm với các đại lượng trung gian.
9


Có thể chia bài tập sáng tạo thành hai dạng cơ bản sau:
+ Bài tập nghiên cứu: khi cần giải thích một hiện tượng chưa biết trên cơ
sở mơ hình trừu tượng thích hợp từ lý thuyết vật lý.
+ Bài tập thiết kế: bài tập loại này là xây dựng mơ hình thực nghiệm để
kiểm tra kết quả rút ra từ lý thuyết.
Đó là những bài tập khó, hay và trong q trình tìm tới cách giải có tác

dụng mạnh mẽ trong việc phát triển tư duy của học sinh. Khi tư duy được
hoạt hóa thì học sinh sẽ có cách giải thông minh và sáng tạo nhất.
Muốn giải được các bài tập phức tạp như vậy bắt buộc học sinh phải
thành thạo các bài tập cơ bản, biết cách phân tích bài tập phức tạp để quy về
bài tập cơ bản đã biết.

1.3.3. Phân loại theo phương thức cho điều kiện và phương thức giải
Với cách phân loại này có thể chia các loại bài tập vật lý thành: Bài tập
định tính, bài tập định lượng, bài tập đồ thị, bài tập thí nghiệm, bài tập trắc

nghiệm khách quan.
Bài tập định tính: Có hai dạng bài tập định tính là giải thích hiện tượng
vật lý và dự đốn hiện tượng vật lý.
Các bài tập dạng này đều nhấn mạnh đến bản chất vật lý của hiện tượng,
khi giải các bài tập định tính học sinh thường lập luận logic trên cơ sở các
định luật vật lý.

Khi giải bài tập định tính học sinh sẽ được rèn luyện tư duy logic, nâng
cao khả năng phân tích hiện tượng và dự đoán các hiện tượng vật lý.
Bài tập định lượng (bài tập tính tốn): Là dạng bài tập có dữ liệu là
các số liệu cụ thể, học sinh phải giải chúng bằng các phép tính tốn, sử dụng
cơng thức để xác lập mối quan hệ phụ thuộc định lượng giữa các đại lượng đã
cho và các đại lượng phải tìm và nhận được kết quả dưới dạng một công thức

hay một giá trị bằng số.
10


Đây là dạng bài tập phổ biến được sử dụng rộng rãi trong chương trình

vật lý phổ thơng. Dạng bài tập này có ưu điểm là khắc sâu kiến thức học sinh,
rèn luyện cho học sinh phương pháp nhận thức đặc thù riêng cho môn vật lý.
Đặc biệt là phương pháp suy luận toán học. Tùy theo phương pháp toán học
được vận dụng, bài tập tính tốn được quy về các bài tập số học, đại số và

hình học.

- Phương pháp số học: Phương pháp giải chủ yếu là phương pháp số
học, tác động lên các con số hoặc các biểu diễn chữ mà khơng cần thành lập
phương trình để tìm ra ẩn số.

- Phương pháp đại số: Dựa trên các cơng thức vật lý, lập các phương
trình từ đó giải chúng để tìm ra ẩn số.
- Phương pháp hình học: Khi giải dựa vào hình dạng của đối tượng, các
dữ liệu cho theo hình vẽ để vận dụng quy tắc hình học hoặc lượng giác.
Trong các phương pháp trên, phương pháp đại số là phương pháp phổ

biến nhất và quan trọng hơn cả do vậy cần thường xuyên quan tâm rèn luyện
cho học sinh. Khi sử dụng bài tập tính tốn người ta cịn sử dụng thủ pháp
logic khác nhau, cũng có thể xem là phương pháp giải đó là phương pháp
phân tích và phương pháp tổng hợp.

- Phương pháp phân tích:
+ Tìm một định luật, một quy tắc diễn đạt bằng một cơng thức có chưa
đại lượng cần tìm và một vài đại lượng khác chưa biết.

+ Tiếp tục tìm những định luật, cơng thức khác cho biết mối quan hệ
giữa đại lượng chưa biết với các đại lượng đã biết cho trong đề bài. Cuối cùng
tìm được một cơng thức chỉ chứa đại lượng cần tìm với đại lượng đã biết.

11


SƠ ĐỒ Ậ

ẬN THEO PHƯƠNG PH
Đị

Đị

ậ

ứ

Đị

ậ

ứ

ậ

ứ

Đị

ế

ậ

ứ

ả

Sơ đồ 1.2. Sơ đồ lập luận theo phương pháp phân tích
Phương pháp tổng hợp:

+ Từ những đại lượng đã cho ở đề bài, dựa vào quy tắc vật lý, tìm các
cơng thức có chứa đại lượng đã cho với các đại lượng trung gian mà ta dự
kiến có liên quan đến đại lượng cần tìm.
+ Suy luận tốn học đưa đến cơng thức chỉ chứa đại lượng phải tìm với
đại lượng đã cho.
Sơ đồ lập luận:

12


Sơ đồ1.3. Sơ đồ lập luận theo phương pháp tổng hợp
Hai phương pháp trên đều có giá trị như nhau và chúng bổ sung cho
nhau. Phương pháp phân tích nếu tìm được cơng thức đúng thì nhanh chóng

tìm được kết quả cho bài tốn. Tuy nhiên, học sinh khơng tập trung chú ý
nhiều vào các giai đoạn trung gian, điều đó nói chung là khơng có lợi đặc biệt
đối với học sinh yếu kém- họ sẽ nắm bản chất vật lý kém sâu sắc hơn. Phương

pháp tổng hợp cho phép đi sâu vào các giai đoạn trung gian, học sinh chú ý
tới bản chất vật lý và mối liên hệ giữa các đại lượng và hiện tượng. Phương
pháp tổng hợp giống như phương pháp “thử” và “sai” nên gần với tư duy trực
quan, cụ thể của học sinh. Trong khi đó phương pháp phân tích thì địi hỏi cao
hơn về mức độ tư duy logic và suy luận toán học. Vì vậy, căn cứ vào đối
tượng học sinh, mục đích dạy học, giáo viên nên sử dụng hợp lý các phương

pháp này. Trong những bài tập tính tốn tổng hợp, hiện tượng xảy ra do nhiều
nguyên nhân, trải qua nhiều giai đoạn, khi xây dựng lập luận có thể phối hợp
cả hai phương pháp.
Bài tập đồ thị: Bài tập đồ thị là dạng bài tập phân tích từ đồ thị để tìm
các điều kiện giải bài tốn, dạng bài tập này rất phong phú. Có thể từ đồ thị đã

cho, học sinh phải tìm một yếu tố nào đó hoặc từ các dữ liệu đã biết cần phải
xây dựng đồ thị.
13


Học sinh áp dụng phương pháp đồ thị cho phép diễn đạt tr ực quan
hiện tượng vật lý, thông qua giải bài tập học sinh có được kỹ năng vẽ và
sử dụng tốt các đồ thị. Điều này rất tốt cho các em khi được nghiên cứu
trong các trường k ỹ thuật.

Bài tập thí nghiệm: Là dạng bài tập địi hỏi phải làm thí nghiệm để
kiểm chứng lời giải, lý thuyết hoặc để tìm ra những số liệu cần thiết cho bài
tập. Đây là dạng bài tập mà thí nghiệm là cơng cụ được sử dụng để tìm các
đại lượng cần thiết cho bài toán, cho phép đưa ra lời giải hoặc là cơng cụ kiểm

tra tính tốn phù hợp ở mức độ nào so với điều kiện bài toán. Cơng cụ đó có
thể là một thí nghiệm biểu diễn hoặc một thí nghiệm thực tập cho học sinh.
Bài tập trắc nghiệm khách quan: Thường được dùng để kiểm tra kiến
thức trên phạm vi rộng, số lượng người được kiểm tra nhiều, kết quả thu được
khách quan không phụ thuộc người chấm. Bài tập dạng này yêu cầu học sinh
phải nhớ, hiểu và vận dụng đồng thời rất nhiều các kiến thức liên quan.
Khi lựa chọn các nội dung bài tập nên đi từ đơn giản đến phức tạp, tăng
cường cá nhân hóa hoạt động của học sinh tương ứng với năng lực và kiến

thức của họ. Phân chia các bài toán theo các cấp độ: đơn giản, phức tạp, mức
độ sáng tạo. Có thể quy ước mức độ phức tạp của một bài toán như sau: các

bài tập được coi là đơn giản là các bài tập khi giải chỉ cần sử dụng một, hai
công thức hoặc quy tắc, định luật vật lý, hình thành một, hai kết luận, thực

hành một thí nghiệm đơn giản. Đây thường là các bài luyện tập, nhờ các bài
tập này học sinh có thể củng cố các kiến thức đã học. Các bài tập phức tạp
hơn (còn gọi là các bài tập tổng hợp), khi giải thường phải sử dụng các định

luật vật lý, nhiều khi thuộc các phần khác nhau của định luật vật lý, đưa ra
một vài kết luận, sử dụng một số kỹ năng thực nghiệm.
1.4. Tư duy trong giải bài tập vật lý
Quá trình giải một bài tập vật lý thực chất là quá trình tìm hiểu điều kiện
của bài tập, nếu có thể thì dùng các ký hiệu, mơ hình, hình vẽ để mơ tả hiện
tượng, xem xét hiện tượng vật lý được đề cập để nghĩ tới những mối liên hệ
14


có thể giữa cái đã cho và cái phải tìm dựa trên sự vận dụng kiến thức vật lý
vào điều kiện cụ thể đã cho sao cho có thể thấy được cái phải tìm có liên hệ

trực tiếp hay gián tiếp với cái đã cho. [11, tr. 11]. Sau đó, luận giải để đi từ
những mối liên hệ đã xác lập được đến mối liên hệ tường minh, trực tiếp giữa
cái cần tìm và cái đã biết. Đối với các bài tập tính tốn định lượng thì đó
chính là thiết lập các phương trình để đi đến việc giải hệ phương trình để tìm
nghiệm của ẩn số.
Ta có thể biểu diễn mơ hình hóa các mối liên hệ của cái đã cho (ký hiệu
bằng các chữ a,b,c...), cái phải tìm (kí hiệu bằng chữ x) và cái chưa biết (ký
hiệu bằng các chữ số 1,2,3... ) như hình 1.1:
x

a

b

1

…

2

Hình 1.1.

Trong đó:
x
a
1

: là cái phải tìm
b

,
,

2

: là những cái đã cho
: là những cái chưa biết.

Giả sử khi giải một bài tốn nào đó, trên cơ sở phân tích điều kiện cụ thể
của đầu bài, ta có thể xác lập được các mối quan hệ cơ bản biểu diễn bởi các
phương trình (1), (2), (3) và (4) trên hình 1.2. Nhờ hệ bốn mối liên hệ này ta

có thể tìm được đại lượng chưa biết thông qua mối liên hệ với cái đã biết.

15


Việc luận giải, tính tốn có thể mơ hình hóa bằng sơ đồ 1.3 :
(3)

3

(2)

1

(4)

(1)

x

2

Sơ đồ 1.4.

Sơ đồ luận giải đó có thể diễn giải như sau:

• Từ mối liên hệ (3) rút ra 3
• Thay 3 vào phương trình (2) rút ra 1
• Từ mối liên hệ trong phương trình (4) rút ra 2
• Thay 1 và 2 vào mối liên hệ ở phương trình (1) rút ra ẩn số phải tìm x.
Như vậy, xem xét tư duy khi giải bài tập vật lí cho thấy có hai phần việc

quan trọng nhất cần thực hiện:
• Xác lập cho được các mối liên hệ cơ bản dựa trên sự vận dụng trực tiếp
các kiến thức vật lý vào điều kiện cụ thể của bài tập.
• Luận giải, tính tốn để từ các mối liên hệ đã xác lập đi đến kết quả cuối
cùng.Sự thực hiện hai phần việc này có thể lần lượt nhưng cũng có thể xen kẽ

16


nhau, trong đó điều quan trọng nhất là xác lập cho được mối liên hệ giữa cái

phải tìm với cái đã cho.
Với các bài tập định tính khơng cần phải tính tốn phức tạp nhưng vẫn
cần thực hiện một chuỗi các suy luận lôgic. Do vậy, trong trường hợp này cần
thực hiện luận giải từng bước để đi đến kết luận cuối cùng và tiến trình luận
giải vẫn có thể mơ hình hóa bằng một sơ đồ khái qt.
1.5. Phương pháp giải bài tập vật lý
Đối với học sinh phổ thông, vấn đề giải và sửa bài tập gặp không ít khó
khăn vì học sinh thường khơng nắm chắc kiến thức lý thuyết và kỹ năng vận

dụng kiến thức vật lý cịn hạn chế. Vì vậy các em giải một cách mị mẫm,
khơng có định hướng rõ ràng, áp dụng cơng thức máy móc và nhiều khi

khơng giải ra được bài toán.
Do vậy việc rèn luyện cho học sinh biết cách giải bài tập một cách khoa
học, đảm bảo đi đến kết quả chính xác là một việc rất cần thiết. Điều đó
khơng những giúp học sinh nắm vững lý thuyết mà còn rèn cho các em kỹ
năng suy luận logic, làm việc một cách khoa học và có kế hoạch.

Bài tập vật lý rất đa dạng cho nên phương pháp giải cũng rất phong

phú. Vì vậy khơng thể chỉ ra một phương pháp nào cụ thể mà có thể áp dụng
được tất cả các bài tập. Song trên thực tế, người ta cũng thừa nhận một quan
điểm chung về q trình giải một bài tập vật lý. Do đó, trong tiến trình hướng

dẫn học sinh giải một bài tập vật lý nói chung thường phải trải qua 4 bước
sau: [11, tr. 33-38]
Bước 1: Tìm hiểu đề bài
Trong bước 1, học sinh phải:
Đọc kỹ đề bài, xác định rõ điều kiện và làm rõ ý nghĩa của các thuật ngữ,

các cụm từ quan trọng.
Tóm tắt được đề bài. Trong bước này học sinh có thể sử dụng các ký
hiệu, hình vẽ hoặc sơ đồ mơ tả lại tình huống được nêu trong bài tập.

17