Lựa chọn hệ thống bài tập chương các định luật bảo toàn theo mô hình vận dụng đứng và vận dụng ngang

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
KHOA VẬT LÝ


Trương Thị Linh Châu












LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC



Thành phố Hồ Chí Minh, tháng 4 năm 2012
1

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP.HCM
KHOA VẬT LÝ


Trương Thị Linh Châu

Ngành: SƯ PHẠM VẬT LÝ
Mã số: 102

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC
TS. Nguyễn Đông Hải

Thành phố Hồ Chí Minh, tháng 4 năm 2012
2

MỤC LỤC
Trang phụ bìa 1
MỤC LỤC 2
MỞ ĐẦU 4
Chương 1
LÝ THUYẾT VỀ VẬN DỤNG VÀ ỨNG DỤNG TRONG VIỆC LỰA CHỌN HỆ
THỐNG BÀI TẬP VẬT LÝ 6
1.1. Vai trò của bài tập vật lý trong dạy học vật lý 6
1.2. Thực trạng của việc lựa chọn bài tập vật lý hiện nay 7

1.3. Khái niệm quá trình vận dụng kiến thức (transfer of learning) 8
1.4. Các cách phân loại vận dụng 10
1.4.1.Vận dụng gần và vận dụng xa 10
1.4.1.1. Vận dụng gần 10
1.4.1.2. Vận dụng xa 11
1.4.2.Vận dụng ở mức độ thấp và vận dụng ở mức độ cao 12
1.4.2.1. Vận dụng ở mức độ thấp 12
1.4.2.2. Vận dụng ở mức độ cao 13
1.4.3. Vận dụng ngang và vận dụng đứng 13
1.4.3.1. Vận dụng ngang 13
1.4.3.2. Vận dụng đứng 14
1.4.4. Một số quan niệm tương đương với vận dụng ngang và vận dụng
đứng 16
1.5. Tính hiệu quả và tính sáng tạo trong bài tập vật lý 16
1.5.1. Tính hiệu quả trong quá trình vận dụng 17
1.5.2. Tính sáng tạo trong quá trình vận dụng 18
1.5.3. Sự thể hiện tính sáng tạo và tính hiệu quả trong mô hình hai chiều 18
1.5.4. Một số tiêu chí đánh giá tính hiệu quả và tính sáng tạo 20
1.5.4.1. Đánh giá tính hiệu quả 20
3

1.5.4.2. Đánh giá tính sáng tạo 20
1.5.5. Làm thế nào chúng ta có thể đánh giá tính hiệu quả và tính sáng tạo
trong một bài tập 21
1.6. Các bước lựa chọn hệ thống bài tập vật lý theo mô hình vận dụng đứng và
vận dụng ngang 22
Chương 2
HỆ THỐNG BÀI TẬP CHƯƠNG “CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN” THEO MÔ
HÌNH VẬN DỤNG NGANG VÀ VẬN DỤNG ĐỨNG 23
2.1. Định luật bảo toàn động lượng 24

2.2. Định luật bảo toàn cơ năng 30
2.3. Va chạm đàn hồi và không đàn hồi 37
Chương 3
BÀI GIẢI VÀ GỢI Ý CHO GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN HỌC SINH GIẢI HỆ
THỐNG BÀI TẬP CHƯƠNG “CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN” 43
3.1. Định luật bảo toàn động lượng 44
3.2. Định luật bảo toàn cơ năng 58
3.3. Va chạm đàn hồi và không đàn hồi 71
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 83
TÀI LIỆU THAM KHẢO 85
4

MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
Các kiến thức vật lý là những kiến thức khoa học mang tính khái quát và trừu
tượng cao. Để những kiến thức đó trở thành tri thức của học sinh thì giáo viên phải
có phương pháp dạy học sao cho hiệu quả, tức là từng kiến thức phải được thể hiện
trong các trường hợp cụ thể và đa dạng mà dễ hiểu đối với học sinh nhất.
Bài tập vật lý là một phần không thể thiếu trong dạy học vật lý vì mỗi bài tập
vật lý có thể được xem là một trường hợp mà trong đó kiến thức vật lý học sinh
được học được thể hiện một cách cụ thể. Cũng thông qua các bài tập này mà học
sinh hiểu lý thuyết hơn để từ đó có thể vận dụng vào thực tiễn.
Mặc dù hầu hết giáo viên đều nhận thấy tầm quan trọng của bài tập vật lý
trong dạy học vật lý nhưng việc chọn hệ thống bài tập cho học sinh vẫn còn được
thực hiện theo cảm tính, chưa có cơ sở khoa học đã làm hạn chế hiệu quả của việc
giải bài tập. Do đó, vấn đề cần thiết là cần có một cơ sở khoa học làm căn cứ để
giáo viên lựa chọn hệ thống bài tập vật lý để giảng dạy cho học sinh.
Chính vì những lý do trên mà tôi đã chọn thực hiện đề tài “Lựa chọn hệ thống
bài tập chương ‘Các định luật bảo toàn’ theo mô hình vận dụng đứng và vận dụng
ngang”.

2. Mục tiêu đề tài
- Giới thiệu một cơ sở khoa học cho việc lựa chọn hệ thống bài tập vật lý
để sử dụng trong giảng dạy.
- Vận dụng cơ sở đó để lựa chọn hệ thống bài tập chương “Các định luật
bảo toàn” – Vật lý 10 Nâng cao.
3. Phương pháp nghiên cứu và nội dung nghiên cứu
Để đạt được mục tiêu nêu ra, tôi đã tiến hành tìm hiểu, thu thập các tài liệu có
liên quan rồi phân tích, đối chiếu và cuối cùng trình bày lại sao cho người đọc dễ
hiểu nhất. Nội dung tôi trình bày gồm những phần chính sau:
- Khái niệm về quá trình vận dụng kiến thức
5

- Quá trình này xảy ra khi nào và tại sao phải phân loại chúng
- Giới thiệu các loại vận dụng kiến thức thông dụng
- Phân tích kĩ hai loại vận dụng là vận dụng đứng và vận dụng ngang.
- Trên cơ sở lý thuyết vừa nêu, tôi tiến hành lựa chọn hệ thống bài tập vật lý
chương “Các định luật bảo toàn” theo mô hình vận dụng đứng và vận dụng
ngang.
- Giải và gợi ý cho giáo viên hướng dẫn học sinh giải hệ thống bài tập được
chọn.
6

Chương 1
LÝ THUYẾT VỀ VẬN DỤNG VÀ ỨNG DỤNG
TRONG VIỆC LỰA CHỌN HỆ THỐNG BÀI TẬP VẬT LÝ
Trong chương này tôi sẽ trình bày lần lượt các vấn đề sau:
 Vai trò của bài tập vật lý trong dạy học vật lý
 Thực trạng của việc lựa chọn hệ thống bài tập vật lý hiện nay.
 Lý thuyết về quá trình vận dụng kiến thức và các cách phân loại vận dụng.
 Mô hình hai chiều của vận dụng đứng và vận dụng ngang.

 Lựa chọn hệ thống bài tập vật lý theo mô hình vận dụng đứng và vận dụng
ngang.
1.1. Vai trò của bài tập vật lý trong dạy học vật lý
Giải bài tập vật lý là một phần không thể thiếu trong dạy học vật lý vì những lí
do như sau:
 Bài tập vật lý giúp học sinh củng cố, ôn tập các kiến thức giáo khoa được
học; hiểu rõ bản chất vật lý của các hiện tượng cụ thể thường gặp trong thực tiễn
Các kiến thức lý thuyết mà học sinh được học còn mang tính chất khái quát và
trừu tượng cao gây khó khăn cho học sinh trong quá trình nhận thức. Trong khi giải
bài tập, những kiến thức khái quát, trừu tượng đó được vận dụng vào những trường
hợp cụ thể rất đa dạng, nhờ thế mà học sinh nắm được những biểu hiện cụ thể của
chúng trong thực tế.
Bài tập vật lý là một phương tiện để củng cố, ôn tập kiến thức cho học sinh.
Khi giải bài tập, học sinh phải nhớ lại các kiến thức vừa học, có khi phải sử dụng
tổng hợp các kiến thức thuộc nhiều bài, nhiều chương, nhiều phần của chương trình.
Thông qua hoạt động giải bài tập, học sinh hiểu sâu sắc hơn những khái niệm,
những định luật vật lý, biết cách ứng dụng các khái niệm, định luật vật lý vào việc
phân tích và giải thích các hiện tượng vật lý, tính toán và dự đoán sự biến thiên của
các đại lượng vật lý trong các hiện tượng đó. Chỉ thông qua bài tập ở hình thức này
7

hay hình thức khác mới tạo điều kiện cho học sinh vận dụng kiến thức, kĩ năng một
cách linh hoạt, hoàn thiện, thông qua đó học sinh mới có thể biến những kiến thức
đó thành tri thức của riêng mình.
 Kiểm tra mức độ nắm vững kiến thức của học sinh
Bài tập vật lý cũng là một phương tiện hiệu quả để kiểm tra mức độ nắm vững
kiến thức của học sinh. Tùy theo cách đặt câu hỏi kiểm tra, giáo viên có thể phân
loại được các mức độ nắm vững kiến thức của học sinh, giúp cho việc đánh giá khả
năng tiếp thu kiến thức của học sinh được chính xác.
 Rèn luyện kĩ năng và thói quen vận dụng lý thuyết vào thực tiễn:

Bài tập vật lý là một trong những phương tiện rất hiệu quả để rèn luyện kĩ
năng, kĩ xảo vận dụng lý thuyết vào thực tiễn, rèn luyện thói quen vận dụng kiến
thức khái quát đã thu nhận được để giải quyết các vấn đề của thực tiễn. Giáo viên
nên cung cấp nhiều bài tập có nội dung thực tiễn để học sinh thực hành giải thích
hoặc dự đoán các hiện tượng xảy ra trong thực tiễn ở những điều kiện cho trước.
1.2. Thực trạng của việc lựa chọn bài tập vật lý hiện nay
Ngày nay, các sách tham khảo về giải bài tập vật lý phổ thông có mặt rất
phong phú ở tất cả các nhà sách. Bên cạnh đó, sự phát triển của công nghệ thông tin
đã cho phép việc chia sẻ, trao đổi các bộ bài tập dùng trong giảng dạy vật lý của các
giáo viên ở khắp mọi nơi được diễn ra dễ dàng và nhanh chóng. Giáo viên cũng có
thể tự sáng tạo các bài tập mới trên cơ sở tham khảo những bài tập hiện có. Do đó
mà nguồn bài tập vật lý phổ thông ngày nay là vô cùng phong phú, đa dạng. Tuy
nhiên, thời lượng giờ học trên lớp cũng như ở nhà của học sinh không cho phép học
sinh giải hết tất cả những bài tập này và giáo viên cũng không thể hướng dẫn học
sinh phương pháp giải tất cả các bài tập này. Do đó, để việc giải bài tập vật lý đạt
được hiệu quả tối đa mà không trở thành áp lực nặng nề cho học sinh, giáo viên cần
chọn lọc các bài tập vật lý phổ thông phù hợp nhất với mục đích giảng dạy, với
trình độ và năng lực tiếp thu của học sinh. Tuy nhiên, hiện nay chưa có chuẩn mực
nào cho việc lựa chọn hệ thống bài tập vật lý phổ thông để dùng trong giảng dạy.
8

Qua việc phỏng vấn, tham khảo, trao đổi ý kiến với một số giáo viên có kinh
nghiệm lâu năm trong giảng dạy vật lý và một số giáo viên chưa có nhiều kinh
nghiệm, tôi nhận thấy việc lựa chọn bài tập chủ yếu dựa trên kinh nghiệm cá nhân;
trình độ của từng lớp học; dựa theo cảm tính (nghĩa là giáo viên thấy bài tập nào đó
hay hoặc cần thiết đối với học sinh thì đưa cho học sinh làm) … Chính vì việc lựa
chọn bài tập không có cơ sở đó dễ dẫn đến việc học sinh mặc dù làm rất nhiều bài
tập nhưng hiệu quả học tập vẫn chưa cao, điều này đôi khi dẫn đến tình trạng quá tải
gây nhiều áp lực đối với người học.
Qua việc phỏng vấn, tham khảo, trao đổi ý kiến với một số giáo viên có kinh

nghiệm lâu năm trong giảng dạy vật lý và một số giáo viên chưa có nhiều kinh
nghiệm, tôi thấy bài tập được chọn theo các cách phổ biến sau: dựa trên kinh
nghiệm cá nhân; trình độ của từng lớp học; dựa theo cảm tính nghĩa là giáo viên
thấy bài tập nào đó hay hoặc cần thiết đối với học sinh thì đưa cho học sinh làm,…
Chính vì việc lựa chọn bài tập không có cơ sở đó dễ dẫn đến việc học sinh mặc dù
làm rất nhiều bài tập nhưng hiệu quả học tập vẫn chưa cao, điều này đôi khi dẫn đến
tình trạng quá tải gây nhiều áp lực đối với người học.
1.3. Khái niệm quá trình vận dụng kiến thức (transfer of learning)
Quá trình vận dụng kiến thức trong học tập không phải là một vấn đề mới mẻ
mà nó đã được nghiên cứu từ khoảng giữa thế kỉ XIX bởi nhiều nhà khoa học nổi
tiếng như: Perkins, Salomon, Mayer, D. Schwartz, Rebello, Zollman,… Mỗi nhà
khoa học có cách nhìn nhận khác nhau cho nên quan niệm về quá trình vận dụng
kiến thức cũng không giống nhau. Sau đây, tôi xin giới thiệu một số cách định nghĩa
về quá trình vận dụng kiến thức:
- Anthony Marini và Randy Genereux đã xem quá trình vận dụng kiến thức là
mục tiêu cuối cùng của việc dạy học [1], bởi vì những kiến thức mà chúng ta được
học là những lý thuyết khoa học mang tính chất thông báo quá nhiều. Nếu như
những kiến thức đó không được vận dụng ngay thì chúng sẽ mãi là kiến thức của
các nhà khoa học mà chưa thật sự trở thành cái riêng của người học. Thêm vào đó,
Reed và Singley còn cho rằng đây còn là quá trình tiếp thu và áp dụng những kiến
9

thức, kỹ năng đã học từ một tình huống nào đó vào một tình huống mới. [2] [3] [4]
Tình huống mới ở đây có thể hiểu là những tình huống tương tự với tình huống
được học hoặc là những vấn đề thực tiễn ngoài phạm vi lớp học. Chẳng hạn như,
sau khi học xong về “Khúc xạ ánh sáng” học sinh sẽ vận dụng kiến thức về định
luật khúc xạ ánh sáng để tìm góc tới, góc khúc xạ, chiết suất của môi trường tới và
môi trường khúc xạ,… Đây là những dạng bài tập tương tự nhau. Và bài toán thực
tiễn của bài học này có thể ví dụ như: giải thích tại sao khi ta nhìn con cá đang bơi
trong nước ta thấy nó ở gần mặt nước hơn so với vị trí thực của con cá; tìm độ sâu

của nước trong bể biết rằng khi một người nhìn nghiêng góc

(so với mặt nước)
một hòn đá nằm dưới đáy bể thì thấy nó cách mặt nước một đoạn là a centimet…
Đồng tình với quan điểm của Anthony Marini, Randy Genereux và Reed về
quá trình vận dụng kiến thức còn có Brandsford, Alexander và Perkins & Salomon.
Các nhà khoa học này cũng có những định nghĩa tương tự như trên:
- Brandsford cho rằng: quá trình vận dụng kiến thức là khả năng mở rộng
những gì đã được học từ trong bối cảnh này vào bối cảnh khác. [5] Nghĩa là kiến
thức thường được giới thiệu thông qua một hiện tượng, một quá trình rất đơn giản,
dễ hiểu nhưng để biết được mức độ hiểu và vận dụng kiến thức đó như thế nào giáo
viên cần đưa ra nhiều tình huống tương tự khác. Nếu học sinh giải quyết được tình
huống mới đó bằng kiến thức đã học thì coi như sự vận dụng kiến thức có xảy ra. Ví
dụ như, sau khi giáo viên giới thiệu về các bộ phận và cách vận hành của xe hơi rồi
cho người học thay phiên nhau thực hành trên loại xe này. Kế đến, giáo viên thay
chiếc xe hơi này bằng xe tải. Nếu như người học nhận thấy rằng xe tải cũng tương
tự như xe hơi và vận hành được nó thì có thể khẳng định rằng sự vận dụng đã diễn
ra thành công, tức là người học đã biết vận dụng kiến thức được học trong tình
huống này vào những tình huống mới.
- Perkins cũng đã định nghĩa như sau: Quá trình vận dụng kiến thức xảy ra khi
việc học tập trong một bối cảnh hoặc với một hệ thống tài liệu có tác động đến hiệu
quả học tập trong bối cảnh khác hoặc với những tài liệu tương tự khác. [6] Ví dụ
như: học toán là để chuẩn bị cho học sinh một công cụ để tiếp thu kiến thức vật lý,
10

do đó nếu học sinh biết áp dụng kiến thức toán học vào việc học vật lý thì ta nói
rằng sự vận dụng đã diễn ra. Tương tự, chơi cờ vua có thể giúp nhiều người có được
những chiến thuật trong chính trị hoặc kinh doanh tốt hơn; hay cách sống cùng với
anh chị em ruột trong gia đình cũng là sự chuẩn bị cho sinh viên hòa nhập tốt hơn
với người khác và với cộng đồng;…

Từ các định nghĩa trên, tôi có thể khái quát hóa quá trình vận dụng kiến thức
như sau: đó là quá trình chuyển những kiến thức, kĩ năng từ bối cảnh học tập sang
bối cảnh vận dụng sao cho hợp lí và hiệu quả nhất. Bối cảnh học tập chính là lớp
học, sách bài tập, các bài kiểm tra hay các bài tập có cấu trúc đơn giản. Còn bối
cảnh vận dụng có thể là những vấn đề tương tự với các bài tập hoặc các vấn đề phi
cấu trúc gặp phải trong cuộc sống và trong công việc.
1.4. Các cách phân loại vận dụng
Quá trình vận dụng kiến thức trong khi giải bài tập xảy ra khi các kiến thức cũ
được áp dụng vào một bài toán mới. Hệ thống kiến thức thuộc cùng một chương
hay thuộc cùng một chủ đề đều có mối liên hệ mật thiết với nhau. Trong phạm vi
đó, các tình huống mới đưa ra hầu như lúc nào cũng có sự liên kết với kiến thức cũ
cho nên sự vận dụng kiến thức luôn có thể xảy ra. Quá trình vận dụng kiến thức
diễn ra dưới nhiều hình thức ở các mức độ khác nhau, và ảnh hưởng đến tất cả các
quá trình học tập, giải quyết vấn đề kể cả các quá trình nhận thức [7]. Ta đã biết
rằng không có tình huống nào tái diễn theo những cách thức giống hệt nhau hay xảy
ra trong những bối cảnh giống hệt nhau mà chỉ có những tình huống tương tự.
Chính vì thế mà sự vận dụng kiến thức cũng rất đa dạng, phong phú. Cho nên các
nhà nghiên cứu đã tiến hành phân loại chúng. Việc phân loại này cũng rất khác nhau
tùy theo quan điểm và mục đích của mỗi nhà nghiên cứu. Trong chương này, tôi chỉ
giới thiệu một số cách phân loại phổ biến nhất.
1.4.1. Vận dụng gần và vận dụng xa
1.4.1.1. Vận dụng gần
Xảy ra khi người học vận dụng những kiến thức đã học vào một bài toán mới
rất giống một bài toán trước đó. Đồng thời, các kiến thức, kỹ năng được áp dụng
11

theo cùng một trình tự mỗi khi chúng được sử dụng. [8] Điều này có nghĩa là bài tập
sau phải rất giống với bài tập trước cả về cấu trúc đề bài cũng như các câu hỏi đặt
ra. Khi điều kiện cho trong bài toán thay đổi đi hoặc là chứa nội dung kiến thức mới
thì người học không thể giải quyết được nữa. Ví dụ như trong bài toán chuyển động

ném xiên, trong bài toán minh họa ta cho góc ném là 30
0
, vận tốc ban đầu
0
5/v m s

yêu cầu tính tầm bay cao, tầm bay xa. Sau đó, giáo viên cho một bài toán khác
tương tự bằng cách thay đổi giá trị của góc ném hoặc vận tốc ban đầu thì học sinh
làm được. Đó là sự vận dụng gần. Nếu như bài toán biến đổi đôi chút: không ném từ
mặt đất mà ném từ độ cao h nào đó thì một số học sinh sẽ lúng túng. Tuy nhiên, nếu
được sự gợi ý từ giáo viên thì học sinh sẽ dễ dàng hoàn tất nó. Thường thì các bài
tập cuối chương ở sách giáo khoa là các bài tập thuộc kiểu vận dụng gần vì chúng
có cấu trúc đơn giản, dễ dàng nhận diện các đại lượng đã biết cũng như các đại
lượng cần tìm và phạm vi kiến thức cần thiết chỉ gói gọn trong bài hoặc trong
chương hiện tại.
1.4.1.2. Vận dụng xa
Xảy ra khi người học vận dụng những kiến thức, kỹ năng đã học vào những
tình huống có sự sai khác, không giống với tình huống được học. Lúc này sự chỉ
dẫn của người giáo viên là rất quan trọng vì nó có thể dẫn dắt học sinh đạt đến mục
tiêu cuối cùng. Nói chung, sự vận dụng này rất khó đối với học sinh nhưng nó sẽ tập
cho học sinh quen dần với những tình huống khác lạ so với tình huống ban đầu. Các
bài toán có sự kết hợp kiến thức ở các lớp dưới hay các chương khác được xem là
các bài toán có vận dụng xa. Nghĩa là để giải được các bài tập này học sinh bắt buộc
phải nhớ lại các kiến thức có liên quan nằm ngoài phạm vi chủ đề đang học. Để
hiểu rõ hơn về vận dụng xa, ta xét một ví dụ sau:
- Đầu tiên, giáo viên cho bài toán 1: Vật khối lượng 100g rơi tự do từ độ cao
4hm
so với mặt đất. (Bỏ qua sức cản không khí). Tính động năng, thế năng, cơ
năng của vật tại vị trí thả.
- Tiếp theo, giáo viên đưa ra bài toán 2: Một vật khối lượng 200g được ném

xiên với vận tốc ban đầu
0
20 /v m s
hợp với mặt đất một góc
0
30


. Bỏ qua sức
12

cản không khí. Tính động năng, thế năng và cơ năng của vật tại vị trí cao nhất của
quỹ đạo.
Có thể nhận thấy rằng từ bài 1 qua bài 2 là sự vận dụng xa vì muốn giải được
bài 2 học sinh ngoài việc áp dụng định luật bảo toàn cơ năng còn phải áp dụng thêm
kiến thức ném xiên (ném xiên là kiến thức trong phần động lực học) để xác định
vận tốc vật ở vị trí cao nhất của quỹ đạo.
Vận dụng xa thường ít xảy ra (trừ khi được hướng dẫn) và khó hơn vận dụng
gần vì người học phải tập trung phân tích tình huống để tìm đúng quy tắc, công thức
áp dụng vào tình huống riêng này.[9]
Sự phân loại này chỉ mang tính chất tương đối vì thật ra không có một thước
đo hoàn toàn chính xác về tính tương tự giữa bài toán được học với bài toán vận
dụng. Jack Snowman đã đề nghị một cách để xác định một bài toán là vận dụng gần
hay vận dụng xa: xem xét bài toán được học với bài toán vận dụng ở một số mặt
như chủ đề, điều kiện áp đặt của mỗi bài toán, các công thức vật lý cần sử dụng…
Tuy nhiên, nó còn phụ thuộc vào chủ quan của mỗi người. Bởi vì với cùng một bài
toán thì có thể là vận dụng xa của người này nhưng lại là vận dụng gần của người
khác. [10]
1.4.2. Vận dụng ở mức độ thấp và vận dụng ở mức độ cao
1.4.2.1. Vận dụng ở mức độ thấp

Liên quan đến một bài toán mà trong đó các kiến thức, kỹ năng đã học được
nhớ lại rồi áp dụng vào một bài toán hoàn toàn tương tự.[11] Sự vận dụng ở mức độ
thấp sẽ rất dễ dàng đối với những người có thói quen thực hành tốt vì khi đó sự vận
dụng diễn ra một cách tự động như một thói quen. Ví dụ như một người thợ sửa
chữa xe hơi, từ trước tới giờ anh ta đã quá quen thuộc với những mẫu xe hơi cũ. Khi
người chủ giao cho anh ta sửa một chiếc khác là một mẫu mới sản xuất, anh ta có
thể tiến hành trong chốc lát vì anh ta nhận ra được sự tương tự về các chi tiết của
hai mẫu xe này. Muốn cho sự vận dụng ở mức độ thấp xảy ra thì cần có hai điều
kiện sau:
13

1. Người học phải được cung cấp nhiều cơ hội thực hành những kiến thức, kỹ
năng đã học, tức là phải có môi trường phù hợp để vận hành chúng nếu
không dần dần chúng sẽ bị lãng quên.
2. Quá trình thực hành phải diễn ra trong nhiều tình huống tương tự nhau. Càng
thực hành nhiều thì càng làm mở rộng phạm vi áp dụng các kỹ năng. Tuy chỉ
là vận dụng ở mức độ thấp nhưng nếu như những kiến thức, kỹ năng chỉ
được áp dụng trong nhiều trường hợp quá giống nhau thì sẽ rất nhàm chán.
Do đó, phải có sự đa dạng của các tình huống để kích thích sự vận dụng cũng
như làm tăng thêm sự tin tưởng của người học về kiến thức đó.
1.4.2.2. Vận dụng ở mức độ cao
Liên quan đến cách thức người học áp dụng những kiến thức, kỹ năng đã học
tương đối lâu vào những tình huống khác với tình huống ban đầu.[11] Nghĩa là tình
huống mới chứa đựng lượng kiến thức ngoài phạm vi kiến thức vừa học. Ví dụ như,
một người chơi thành thạo đàn guitar 6 dây, giờ ta yêu cầu anh ta sử dụng đàn
piano. Đây là hai loại nhạc cụ hoàn toàn khác nhau và cách sử dụng cũng khác
nhau: đàn guitar thì phải dùng một tay để ấn lên các dây trên cổ đàn còn tay kia gảy
dây đàn; trong khi đó đàn piano phải kết hợp cả hai tay di chuyển trên một bàn phím
dài. Có thể ban đầu anh ta rất lúng túng vì chưa từng sử dụng piano bao giờ. Nhưng
sau khi tìm hiểu, anh ta nhận thấy piano cũng có các phím tạo ra các âm cơ bản và

kết hợp các âm cơ bản này có thể tạo nên các bản nhạc đặc trưng.
Có thể nói sự vận dụng ở mức độ cao cũng có tác dụng phát triển tư duy cho
người học nhưng quá trình vận dụng này đôi khi mất rất nhiều thời gian nên giáo
viên cần phải cân nhắc kỹ lưỡng khi dạy học. Sự vận dụng này ban đầu gây rất
nhiều khó khăn cho học sinh vì lượng kiến thức khá nhiều cho nên đòi hỏi học sinh
phải biết cách hệ thống kiến thức thật chặt chẽ. Các bài toán đòi hỏi vận dụng ở
mức độ cao thường là các bài toán tổng hợp cuối mỗi học kì hoặc cuối năm.
1.4.3. Vận dụng ngang và vận dụng đứng
1.4.3.1. Vận dụng ngang
14

Đối với loại vận dụng này, có sự liên kết chặt chẽ giữa hệ thống kiến thức
được học và những dữ kiện mới trong bài toán.[8] Nếu người học nhận ra được sự
liên hệ này thì sẽ giải quyết được bài toán. Kiểu vận dụng này thường được thể hiện
trong các bài tập cuối chương ở sách giáo khoa. Là các bài toán thường nêu rõ cái
nào là giả thiết và yêu cầu cụ thể xác định đại lượng nào, không yêu cầu người học
nêu đánh giá nhận xét về hiện tượng hay kết quả thu được mà chỉ đòi hỏi học sinh ở
mức độ vận dụng đúng công thức, thế các biến cần tìm vào phương trình là coi như
giải quyết xong bài toán. Ví dụ điển hình cho loại vận dụng ngang này là bài toán
tìm độ dời của một chiếc xe nếu biết vận tốc ban đầu, gia tốc và thời gian chuyển
động của nó. Thông tin của bài toán được nêu ra rất rõ ràng, việc còn lại là học sinh
phải nhớ đúng phương trình chuyển động của xe.
Cũng có trường hợp người học cần có sự lựa chọn một phương trình phù hợp
nhất trong số nhiều phương trình để giải bài toán. Ví dụ như bài toán sau: “Cho một
lượng khí xác định ban đầu có nhiệt độ 27
0
C, áp suất 2atm được đun nóng đẳng
tích đến nhiệt độ 54
0
C. Áp suất của khí trong bình sau khi đun nóng bằng bao

nhiêu?” Đọc bài toán này học sinh sẽ nhận ra ngay là quá trình đẳng tích và định
luật Charles có nhiều cách viết khác nhau, học sinh phải sử dụng đúng công thức:
12
12
PP
TT

cho hai quá trình nêu ra trong đề bài.
Nhìn chung, sự vận dụng ngang tương đối đơn giản, dễ áp dụng và nó phù hợp
khi củng cố kiến thức sau mỗi bài học hay từng dạng kiến thức nào đó.
1.4.3.2. Vận dụng đứng
Ngược lại với vận dụng ngang, trong vận dụng đứng học sinh phải nhận ra
được từng dữ kiện nào trong bài toán liên quan đến kiến thức tương ứng nào trước
đó.[8] Và đối với mỗi bài toán đưa ra, học sinh chưa biết các bước giải như thế nào.
Học sinh phải tự suy nghĩ để tìm ra đáp số. Tuy nhiên, bài toán sẽ không thể nào
giải quyết được nếu chỉ dựa vào những kiến thức vừa học. Nghĩa là nếu chỉ dùng
kiến thức có sẵn không thôi thì chưa đủ mà học sinh cần phải kết hợp thêm các kỹ
năng khác nữa chẳng hạn như kỹ năng biến đổi toán học, đặt biến số, vẽ đồ thị…
15

Một khi bài toán đã giải quyết cũng đồng nghĩa với việc một kiến thức mới được
hình thành. Mỗi bài toán đều có cách giải quyết riêng cho nên người học phải căn
cứ vào từng bài cụ thể để lựa chọn phương án phù hợp nhất. Hầu hết các bài toán
trong thực tế đều yêu cầu sự vận dụng đứng. Tuy nhiên, bài toán sẽ trở nên rất khó
nếu như người học không biết xác định thông tin nào là cần thiết và cái nào là thông
tin nhiễu, phải biết bỏ qua những thông tin nhiễu đó làm cho bài toán đơn giản hơn.
Đây là một việc làm hết sức khó khăn và không phải bất cứ học sinh nào cũng có
thể làm được. Mức độ vận dụng này đòi hỏi rất nhiều ở khả năng tư duy, sáng tạo
của học sinh.
Vận dụng ngang và vận dụng đứng căn bản khác nhau nhưng nếu chỉ dùng

những lý luận như trên thì rất khó hình dung ra ngay sự khác nhau giữa chúng. Sự
khác nhau này có thể được sơ đồ hóa như trong Hình 1.1.

Hình 1.1: Sơ đồ trực quan về vận dụng đứng và vận dụng ngang [12]
Sơ đồ trên có thể hiểu như sau: từ một hệ thống kiến thức ban đầu có thể biến
đổi nó cho vận dụng ngang hay vận dụng đứng. Nếu như từng phần kiến thức trong
hệ thống này được vận dụng một cách độc lập với nhau mà không có sự liên kết với
các kiến thức bên ngoài thì đó là sự vận dụng ngang. Nói cách khác, vận dụng
ngang không đòi hỏi sự liên hệ với các kiến thức nằm ngoài phạm vi cho trước. Trái
lại, trong sự vận dụng đứng từng phần kiến thức có sự kết hợp với nhau theo cách
này hay cách khác để tạo nên kiến thức mới. Chính nhờ sự vận dụng đứng mà kiến
thức của người học ngày càng được mở rộng và nâng cao. Do vậy, ta có thể thấy
rằng phép ẩn dụ bằng đồ thị với một trục nằm ngang và một trục thẳng đứng lần
lượt đại diện cho vận dụng ngang và vận dụng đứng là rất hữu ích vì có thể làm nổi
16

bật đặc điểm cũng như sự khác biệt của hai loại vận dụng này. Đồ thị này cũng rất
hữu ích trong việc cho thấy rằng một quá trình nhất định có thể biến đổi thích hợp
sao cho trở thành vận dụng ngang và vận dụng đứng, và hai quá trình này không
loại trừ lẫn nhau theo bất kỳ cách nào.
1.4.4. Một số quan niệm tương đương với vận dụng ngang và vận dụng đứng
Quan niệm về vận dụng ngang và vận dụng đứng được trình bày ở trên không
phải là quan niệm mới mẻ và duy nhất. Bên cạnh quan niệm về vận dụng ngang và
đứng [12] còn có rất nhiều quan niệm khác mà các nhà nghiên cứu tin rằng chúng
cũng mang ý nghĩa hoàn toàn tương tự như hai loại vận dụng này. Chẳng hạn như
cơ chế về ‘sự đồng hóa’ và ‘sự phù hợp’ của Piaget lần lượt có sự liên kết chặt chẽ
với vận dụng ngang và vận dụng đứng. [13] Hay quan niệm của Broudy về hai mức
độ biết: ‘biết áp dụng’ và ‘biết diễn giải’ cũng lần lượt có mối liên hệ gần gũi với
vận dụng ngang và vận dụng đứng. [14] Salomon và Perkins phân biệt hai kiểu vận
dụng: ‘vận dụng mức độ thấp’ và ‘vận dụng mức độ cao’; chúng khá giống với cách

phân biệt giữa vận dụng ngang và vận dụng đứng. [9] Schwartz, Bransford và Sears
đã đối chiếu tính hiệu quả và tính sáng tạo trong quá trình vận dụng [15]; trong đó
tính hiệu quả được coi như có sự liên kết với vận dụng ngang trong khi tính sáng tạo
có sự liên kết với vận dụng đứng.
Từ đây, chúng ta thấy rằng các quan niệm tuy mang tên gọi khác nhau nhưng
bản chất của chúng thì tương tự nhau. Tức là chúng đều là sự vận dụng kiến thức đã
học từ bối cảnh này vào bối cảnh mới. Trong khuôn khổ của luận văn, tôi tập trung
giới thiệu về mô hình hai chiều của Schwartz, Bransford và Sears mô tả quá trình
vận dụng đứng và ngang trong sự liên hệ với tính hiệu quả và tính sáng tạo. [15]
1.5. Tính hiệu quả và tính sáng tạo trong bài tập vật lý
Vận dụng ngang và vận dụng đứng thường không tồn tại độc lập trong một bài
toán. Nghĩa là một bài toán lúc nào cũng hàm chứa cả sự vận dụng đứng và ngang
chứ không đơn thuần chỉ duy nhất một sự vận dụng. Tuy nhiên mức độ của mỗi loại
vận dụng tùy từng dạng bài toán và phụ thuộc chủ quan của người đánh giá. Nếu
giáo viên cho quá nhiều bài tập thuộc kiểu vận dụng ngang thì học sinh sẽ trở nên
17

rất thành thạo trong việc giải các bài toán tương tự như bài toán mẫu và do đó có thể
giải các bài toán này rất nhanh chóng và chính xác. Tuy nhiên, mặt trái của việc này
là dễ gây sự nhàm chán cho người học khi phải giải đi giải lại những bài toán quen
thuộc, tương tự nhau. Ngược lại, nếu giáo viên cho nhiều bài tập đòi hỏi vận dụng
đứng thì học sinh thường xuyên phải vận dụng kiến thức đã học vào việc giải các
bài toán mới lạ, khác với bài toán mẫu ban đầu. Tuy nhiên, việc sử dụng quá nhiều
bài toán vận dụng đứng sẽ làm cho học sinh lúng túng, khó hiểu và cảm thấy quá
sức. Do đó, người giáo viên phải cân nhắc kỹ lưỡng trong việc chọn hệ thống bài
tập sao cho vừa kết hợp được vận dụng ngang và vận dụng đứng.
1.5.1. Tính hiệu quả trong quá trình vận dụng
Schwartz, Bransford và Sears định nghĩa tính hiệu quả là khả năng áp dụng
kiến thức đã có vào một tình huống mới một cách nhanh chóng và chính xác. [15]
Như vậy, hai tiêu chí để đánh giá tính hiệu quả là: sự nhanh chóng và tính chính xác

cao. Những tình huống liên quan đến tính hiệu quả thường là các bài toán yêu cầu
người học nhớ lại kiến thức cũ khi giải một bài toán mới. Ví dụ như các bài toán
cuối chương trong sách giáo khoa vật lý thường tập trung nhiều vào tính hiệu quả.
Chúng chỉ yêu cầu ở mức độ nhớ lại kiến thức cũ, để tìm đại lượng chưa biết chỉ
cần lắp các giá trị đã biết vào một phương trình cụ thể nào đó. Việc xác định các đại
lượng cần tìm và các giả thiết trong bài toán tương đối dễ dàng vì chúng được định
nghĩa khá rõ ràng trong đề bài. Do đó, nếu người học hiểu được kiến thức và tìm
đúng công thức cần áp dụng thì sẽ giải được bài toán. Ví dụ về bài toán tập trung
vào tính hiệu quả là bài toán tìm gia tốc của một vật khi biết khối lượng của nó và
lực tác dụng lên nó. Khi gặp bài toán này, trong đầu học sinh phải hình dung ra
ngay gia tốc được tính bằng công thức
F
a
m

và phải đưa ra đáp số thật chính xác.
Giáo viên có thể đưa ra nhiều bài tập tương tự như vậy và căn cứ vào thời gian
trung bình hoàn thành mỗi bài của học sinh để đánh giá mức độ hiệu quả của học
sinh khi giải các bài tập này.

18

1.5.2. Tính sáng tạo trong quá trình vận dụng
Schwartz, Bransford và Sears cũng đã mô tả tính sáng tạo như sau: Không
giống như tính hiệu quả chỉ tập trung chủ yếu vào kiến thức sẵn có, tính sáng tạo
không còn nằm trong phạm vi kiến thức sẵn có mà người học cần suy nghĩ vượt ra
ngoài phạm vi đó mới có thể giải quyết tốt bài toán. Sự sáng tạo có thể là sự xây
dựng kiến thức mới hoàn toàn hoặc tìm lại kiến thức đã học theo phương pháp khác.
[15] Ví dụ như bài toán tìm tầm bay cao của vật ném xiên. Học sinh đã biết vận
dụng kiến thức trong phần động lực học để tìm nhưng chưa biết cách tiếp cận bài

toán bằng định luật bảo toàn cơ năng. Cùng một vấn đề nhưng nếu học sinh phân
tích được và giải quyết theo cách thứ hai thì coi như có sự vận dụng sáng tạo.
Các bài toán đòi hỏi sự sáng tạo là các bài toán mà trong đó cách giải chưa
được người học biết đến hoặc đã có cách giải nhưng cách đó chưa thật hiệu quả.
Theo như ví dụ trên thì ta sẽ nhận thấy cách thứ hai dễ dàng và nhanh hơn cách thứ
nhất sau khi hiểu đúng và đầy đủ về điều kiện bài toán. Hơn nữa, các vấn đề có cấu
trúc không rõ ràng, tức là điểm khởi đầu và kết thúc thường rất khó xác định và có
nhiều cách giải khác nhau tùy thuộc vào cách giả định của người học, cũng là các ví
dụ về dạng bài toán mang tính sáng tạo.
1.5.3. Sự thể hiện tính sáng tạo và tính hiệu quả trong mô hình hai chiều
Như đã phân tích ở trên, một bài toán cần có sự kết hợp tính hiệu quả và sáng
tạo. Sự kết hợp này được thể hiện trong Hình 1.2, tương ứng với hai trục tọa độ lần
lượt đại diện cho tính hiệu quả và tính sáng tạo.







Hình 1.2: Mô hình hai chiều thể hiện tính hiệu quả và tính sáng tạo
Tính hiệu quả (vận dụng ngang)
Tính sáng tạo (vận dụng đứng)
Hành lang
thích ứng
tối ưu
19

Schwartz và Bransford (2005) cho rằng tính hiệu quả và tính sáng tạo đều là
những mục tiêu có tầm quan trọng như nhau. [15] Bất cứ giáo viên nào cũng mong

muốn học sinh của mình đạt được những mục tiêu này. Chẳng hạn như, chúng ta
mong muốn học sinh giải quyết một cách hiệu quả các bài toán mà chúng đã từng
làm qua hay mong muốn chúng sẽ sáng tạo ra cách giải khi đối mặt với một bài toán
hoàn toàn xa lạ. Hay nói cách khác, chúng ta muốn học sinh có khả năng thích nghi
với những hoàn cảnh mới, nghĩa là học sinh phải phân biệt được tình huống nào áp
dụng được những cách giải đã biết và những tình huống nào thì cần thiết sáng tạo ra
cách giải mới. Muốn vậy, người giáo viên cần có chiến thuật định hướng sao cho
người học phát triển theo đường chéo hình mũi tên như trên Hình 1.2 hay còn gọi là
hành lang thích ứng tối ưu (Optimal Adaptability Corridor - OAC).
Tuy nhiên, Schwartz và Bransford chỉ đề xuất hành lang thích ứng tối ưu có
dạng như trên mà không đưa ra một lời giải thích cụ thể làm sao định hướng cho
người học hình thành khả năng thích nghi vừa hiệu quả vừa sáng tạo. Nghĩa là các
hành động diễn ra theo hành lang này chưa rõ ràng. Dựa trên những hiểu biết về sự
vận dụng đứng và vận dụng ngang, Rebello [8] đã thấy rằng: ý tưởng về vận dụng
ngang và vận dụng đứng lần lượt phù hợp với ‘mô hình triển khai’ và ‘mô hình phát
triển’ trong ‘chu trình mô hình hóa’. [16] Do vậy, hành lang thích ứng tối ưu trên có
thể được phân tích thành một chuỗi các bước liên tiếp như sau:







Hình 1.3: Sự phù hợp giữa hành lang thích ứng tối ưu với ‘mô hình triển khai’
và ‘mô hình phát triển’
Tính hiệu quả (vận dụng ngang)
Tính sáng tạo (vận dụng đứng)
20

Các mũi tên nằm ngang là các ‘mô hình triển khai’ tương ứng với sự vận dụng
ngang. Còn các mũi tên thẳng đứng tượng trưng cho ‘mô hình phát triển’ ứng với sự
vận dụng đứng. Có thể coi đây là các giai đoạn diễn ra trong quá trình giáo viên cho
học sinh vận dụng kiến thức vào bài tập. Mỗi giai đoạn sẽ tương ứng với số lượng
bài tập khác nhau tùy theo kiến thức cũng như trình độ của học sinh. Đặc biệt là
trong quá trình này, giáo viên đóng vai trò rất quan trọng trong việc xác định thời
điểm phù hợp để chuyển từ vận dụng ngang sang vận dụng đứng. Muốn đạt được
điều này, giáo viên phải có sẵn một hệ thống bài tập theo đúng mục tiêu trên.
1.5.4. Một số tiêu chí đánh giá tính hiệu quả và tính sáng tạo
1.5.4.1. Đánh giá tính hiệu quả
Các nhà nghiên cứu đã đề xuất một số tiêu chí đánh giá bài tập có tính hiệu
quả bằng các câu hỏi như sau: [17]
- Bài tập có liên quan đến một nguyên tắc vật lý duy nhất nào không hoặc có
sự kết hợp giữa các nguyên lý hay không?
- Bài tập có cung cấp tất cả các thông tin cần thiết để hoàn tất nó hay không,
hay bài tập đó có cần thiết đặt ra giả thiết hay không?
- Bài tập có cung cấp thông tin đại diện cho một đại lượng nào đó hay có chứa
đựng một sơ đồ mà học sinh có thể sử dụng trực tiếp hay không?
- Học sinh đã làm bài tập đó trước đây chưa hay có làm bài tập nào rất giống
với bài tập đó chưa? Nếu có thì học sinh có thể hoàn tất được bài tập đó bằng
cách nhớ lại bài tập trước hay không?
- Học sinh có hoàn thành bài tập một cách nhanh chóng và chính xác theo cách
áp dụng máy móc hay không?
Các câu hỏi liệt kê ở trên chưa thật đầy đủ nhưng nhìn chung nó cũng cung
cấp một số vấn đề có liên quan đến việc đánh giá tính hiệu quả.
1.5.4.2. Đánh giá tính sáng tạo
Tương tự như trên, sau đây là các câu hỏi để đánh giá tính sáng tạo: [17]
- Bài tập có yêu cầu học sinh kết hợp với các thông tin từ bên ngoài phạm vi
bài toán hay không?
21

- Bài tập có yêu cầu học sinh phân biệt hay xem xét lại các khái niệm đã học
hay không?
- Bài tập có yêu cầu học sinh tạo ra những ý tưởng mới mà học sinh chưa từng
nghĩ về nó trước đây hay không?
- Bài tập có yêu cầu học sinh nêu nhận xét cá nhân về tính áp dụng được của
kiến thức nào đó mà chúng được học trong bài toán đó hay không? Tức là
bài tập kiểm tra tư duy của học sinh.
- Bài tập này có hoàn toàn mới lạ sao cho học sinh chưa từng thấy nó trước
đây hay không?
Một lần nữa, các câu hỏi liệt kê ở trên chưa thật đầy đủ nhưng nhìn chung nó
cũng cung cấp một số vấn đề có liên quan đến việc đánh giá tính sáng tạo.
1.5.5. Làm thế nào chúng ta có thể đánh giá tính hiệu quả và tính sáng tạo trong
một bài tập
Chúng ta không thể đánh giá một bài toán là hiệu quả hay sáng tạo mà phải
đánh giá bài toán đó thể hiện tính hiệu quả và tính sáng tạo tới mức nào. Bởi vì hai
thuộc tính này không loại trừ lẫn nhau mà luôn cùng tồn tại trong một bài toán. Để
đánh giá một bài toán thuộc mức độ nào, ta sẽ dựa vào các câu hỏi liệt kê ở trên.
Mỗi câu hỏi theo thứ tự từ trên xuống dưới ở trên sẽ được đánh giá theo thang từ 0
đến 5. Khi đó mỗi bài toán được đánh giá sẽ có vị trí tương đối trong đồ thị sau:







Hình 1.4: Thang đánh giá tính hiệu quả và sáng tạo
Đồ thị này cung cấp cái nhìn trực quan cho người đọc dễ dàng nhận biết bài
toán đó thiên về tính hiệu quả nhiều hơn hay là tính sáng tạo nhiều hơn. Tuy nhiên,

Tính hiệu quả
Tính sáng tạo
Bài tập
đánh giá
Thang
từ 0-5
Thang
từ 0-5
22

sự đánh giá này mang tính chất tương đối vì với cùng một bài toán có thể là rất mới
đối với người này nhưng lại là dạng quen thuộc của người kia. Chính vì vậy mà vị
trí của từng bài tập trên đồ thị này không phải là một điểm có tọa độ xác định mà vị
trí của nó nằm trong một khoảng nào đó.
1.6. Các bước lựa chọn hệ thống bài tập vật lý theo mô hình vận dụng đứng và
vận dụng ngang
Lựa chọn hệ thống bài tập sao cho vừa rèn luyện được tính hiệu quả và tính
sáng tạo của học sinh thông qua việc giải các bài tập đó là là trách nhiệm của người
giáo viên. Từ lý thuyết về vận dụng đứng và ngang, tôi đề ra các bước chọn ra hệ
thống bài tập thỏa các tiêu chí trên như sau:
- Trước hết, tôi chọn một nguồn bài tập phong phú theo một chủ đề từ các sách
bài tập, trên internet, các bài tập tự sáng tác…
- Phân tích từng bài tập để xác định các kiến thức, kĩ năng cần thiết để giải.
- Sau khi biết được kiến thức, kĩ năng cần cho mỗi bài toán thì tiếp tục xem
xét giữa các bài toán với nhau, phân tích bài nào là vận dụng ngang và bài
nào là vận dụng đứng.
- Sắp xếp các bài toán thành một hệ thống sao cho phù hợp nhất với hành lang
phát triển tối ưu trên sơ đồ hai chiều Hình 1.2.

Kết luận chương 1

Trong chương này, tôi đã trình bày về vai trò của bài tập trong dạy học vật lý,
thực trạng của việc lựa chọn bài tập vật lý trong trường phổ thông hiện nay, lý
thuyết về vận dụng và sự áp dụng các lý thuyết này trong việc lựa chon hệ thống bài
tập vật lý nhằm giúp học sinh đạt được đồng thời cả tính hiệu quả và tính sáng tạo
khi giải các bài tập này. Trong chương tiếp theo, tôi sẽ áp dụng lý thuyết về vận
dụng đứng và vận dụng ngang vào việc lựa chọn hệ thống bài tập chương “Các định
luật bảo toàn”.
23

Chương 2
HỆ THỐNG BÀI TẬP CHƯƠNG “CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO
TOÀN” THEO MÔ HÌNH VẬN DỤNG NGANG VÀ VẬN
DỤNG ĐỨNG
Như trên đã phân tích, việc giải bài tập là rất quan trọng trong dạy học vật lý
và giáo viên có trách nhiệm lựa chọn các bài tập và sắp xếp chúng theo trình tự phù
hợp nhất với hành lang phát triển tối ưu của học sinh.
Trong chương này, tôi sẽ trình bày hệ thống bài tập chương “Các định luật bảo
toàn” mà tôi đã lựa chọn và sắp xếp trên cơ sở mô hình vận dụng đứng và vận dụng
ngang. Các bài tập này xoay quanh các chủ đề: định luật bảo toàn động lượng, định
luật bảo toàn cơ năng và bài toán va chạm.
24


2.1 Định luật bảo toàn động lượng
Bài 1: Hai vật có khối lượng lần lượt là 500g và 200g chuyển động với các
vận tốc 2m/s và 4m/s. Tìm tổng động lượng của hệ trong các trường hợp:
a.
2
v
cùng hướng

1
v

b.
2
v
ngược hướng
1
v

c.
2
v
hướng chếch lên trên, hợp với
1
v
góc 90
0

d.
2
v
hướng chếch lên trên, hợp với
1
v
góc 60
0

e.
2

v
hợp với
1
v
góc 120
0

Để giải bài toán này, trước hết ta viết biểu thức động lượng của hệ dưới dạng
vector. Sau đó để tìm độ lớn động lượng của hệ ta áp dụng các tính chất tổng của
hai vector. Bài này nhằm kiểm tra kiến thức về động lượng của một vật và thực
hành cách tính động lượng của hệ trong các trường hợp khác nhau.
Bài 2: Một khẩu súng có khối lượng 500 kg bắn ra một viên đạn theo phương
nằm ngang có khối lượng 10 kg với vận tốc 600 m/s. Khi viên đạn thoát ra khỏi
nòng súng thì súng bị giật lùi. Tính vận tốc giật lùi của súng.
Để giải được bài này, trước hết phải xét hệ kín, áp dụng định luật bảo toàn
động lượng cho hệ kín đó rồi chiếu biểu thức của định luật lên một chiều dương đã
chọn (chú ý dấu của vận tốc)sẽ tìm được đại lượng mà đề bài yêu cầu.
Bài 2 là sự vận dụng đứng của bài 1 vì ngoài việc sử dụng kiến thức về động
lượng hệ (như bài 1)ta còn phải sử dụng thêm định luật bảo toàn động lượng và biết
kĩ năng giải phương trình vector vì định luật bảo toàn động lượng là phương trình
vector.
Bài 3: Một khẩu đại bác khối lượng 6000 kg bắn đi theo phương ngang
một viên đạn khối lượng 37,5 kg. Khi đạn nổ, khẩu súng giật lùi về phía sau
với vận tốc v
1
= 2,5 m/s. Khi đó đầu đạn được vận tốc bằng bao nhiêu?
Trước hết, ta cũng xét hệ kín, áp dụng định luật bảo toàn động lượng cho hệ
kín đó rồi chiếu biểu thức định luật lên chiều dương (chú ý dấu của vận tốc: cùng