Hướng dẫn học sinh giải bài tập vật lý phần dao động cơ học và dao động điện tử Vật lý lớp 12 nâng cao theo phương pháp tương tự

i
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC



NGUYỄN VĂN NAM


HƯỚNG DẪN HỌC SINH GIẢI BÀI TẬP VẬT LÍ
PHẦN DAO ĐỘNG CƠ HỌC VÀ DAO ĐỘNG ĐIỆN TỪ VẬT LÍ LỚP
12 NÂNG CAO THEO PHƯƠNG PHÁP TƯƠNG TỰ

LUẬN VĂN THẠC SĨ SƯ PHẠM VẬT LÍ

Chuyên ngành : LÍ LUẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP DẠY HỌC
(BỘ MÔN VẬT LÍ)
Mã số: 60 14 10

Người hướng dẫn khoa học: TS. Phạm Kim Chung




HÀ NỘI – 2012


v

MỤC LỤC
Lời cảm ơn………………………………………………… …… ….………
i
Danh mục viết tắt……………………………………………… … ….……
ii
Danh mục bảng biểu………………………………………………… ……….
ii
Mục lục…………………………………………………………….… ………
iv
MỞ ĐẦU………………………………………………………………….……
1
Chƣơng 1. CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI 6
1.1. Mục đích của việc bài tập và vai trò trong dạy học vật lí 6
1.1.1. Mục đích của việc giải bài tập vật lí trong dạy học 6
1.1.2. Vai trò của bài tập trong dạy học vật lí 7
1.1.3. Các dạng bài tập vật lí 8
1.2. Kĩ năng cần rèn luyện cho học sinh trong dạy bài tập vật lí 10
1.3. Phương pháp giải bài tập 13
1.3.1. Các bước giải bài tập 13
1.3.2. Xây dựng lập luận trong giải bài tập 16
1.4. Hướng dẫn học sinh giải bài tập vật lí 20
1.4.1. Hướng dẫn theo mẫu (Angorit) 20
1.4.2. Hướng dẫn tìm tòi 21
1.4.3. Định hướng khái quát chương trình hóa 22
1.5. Lựa chọn và sử dụng bài tập trong dạy học vật lí 23
1.5.1. Lựa chọn bài tập 23


vi
1.5.2. Sử dụng hệ thống bài tập 25

1.6. Suy luận tương tự 26
1.6.1. Định nghĩa và cấu tạo của suy luận tương tự 26
1.6.2. Cấu tạo của suy luận tương tự 28
1.6.3. Các quy tắc suy luận tương tự. 29
1.6.4. Các kiểu suy luận tương tự 30
1.6.5. Sử dụng phương pháp tương tự trong dạy học vật lí 32
1.7.1. Phương pháp điều tra 37
1.7.2. Kết quả điều tra 37
1.8. Kết luận chương 1 40
Chƣơng 2. XÂY DỰNG HỆ THỐNG BÀI TẬP VÀ HƢỚNG DẪN HỌC
SINH GIẢI BÀI TẬP PHẦN DAO ĐỘNG CƠ VÀ DAO ĐỘNG ĐIỆN
TỪ VẬT LÝ LỚP 12 NÂNG CAO THEO PHƢƠNG PHÁP TƢƠNG
TỰ 41
2.1. Sự tương tự trong phần dao đông cơ học và dao động điện từ, chương
trình vật lí lớp 12 nâng cao 41
2.1.1. Sự tương tự trong phần dao đông cơ học và dao động điện từ 41
2.1.2. Mối quan hệ tương đồng giữa điện cơ 43
2.1.2.1. Mối quan hệ tương đồng qua các hàm dao động 43
2.1.2.2. Mối quan hệ tương đồng qua năng lượng : 45
2.1.2.3. Mối quan hệ tương đồng qua cách mắc thành bộ : 48
2.1.2.4. Mối quan hệ tương đồng qua tổng trở : 50


vii
2.3. Xây dựng hệ thống bài tập “phần dao động cơ và dao động điện từ thuộc
chương trình vật lí lớp 12 nâng cao” 51
2.3.1. Dạng 1. Viết phương trình dao động 51
2.3.2.Dạng 2. Tính quãng đường - Điện tích 56
2.3.3. Dạng 3. Xác định thời gian dao động 57
2.3.4. Dạng 4. Bài toán cực trị 62

2.3.5. Dạng 5. Bài toán về tần số dao động riêng 67
2.5. Soạn thảo tiến trình dạy học 72
Chƣơng 3: THỰC NGHIỆM SƢ PHẠM ……………………………….76
3.1. Mục đích và nhiệm vụ của thực nghiệm sư phạm 76
3.2. Đối tượng và phương thức thực nghiệm sư phạm 77
3.2.1 Đối tượng thực nghiệm sư phạm 77
3.2.2. Phương thức thực nghiệm sư phạm 77
3.3. Phân tích và đánh giá kết quả thực nghiệm sư phạm 78
3.3.1. Phân tích định tính diễn biến các giờ học trong quá trình TNSP 78
3.3. Hiệu quả của phương pháp 86
KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ 88
TÀI LIỆU THAM KHẢO 90
PHỤ LỤC 92


ii

NHỮNG CHỮ VIẾT TẮT TRONG LUẬN VĂN

BTVL Bài tập vật lí
CSVC Cơ sở vật chất
DH Dạy học
DHVL Dạy học vật lí
HS Học sinh
GD&ĐT Giáo dục và Đào tạo
GV Giáo viên
TLGK Tài liệu giáo khoa
TNSP Thực nghiệm sư phạm
THPT Trung học phổ thông
SGK Sách giáo khoa

SP Sư phạm
SV Sinh viên
VL Vật lí


iii

DANH MỤC CÁC BẢNG


Bảng 1.1. Bảng các đại lượng phản ánh sự tương tự giữa điện và cơ…
35
Bảng 1.2. Một số đại lượng điện và từ tương ứng…………… ………
35
Bảng 1.3. Kết quả điều tra học sinh về mức độ sử dụng suy luận tương tự
38
Bảng 2.1. Các phương trình tương ứng giữa DĐ cơ học và DĐ điện từ….
42
Bảng 2.2. Các đại lượng và định luật giữa DĐ cơ học và DĐ điện từ……
42
Bảng 2.3. Mối quan hệ tương đồng qua cách mắc thiết bị thành bộ……
48
Bảng 3.1. So sánh kết quả khảo sát trước thực nghiệm…………………
80
Bảng 3.2. So sánh kết quả khảo sát sau thực nghiệm……………………
80
Bảng 3.3. Tần suất điểm lớp đối chứng…………………………………
82
Bảng 3.4. Tần suất điểm lớp thực nghiệm
82

Bảng 3.5. Các tham số thống kê mô tả
84
Bảng 3.6. Kiểm định sự khác nhau của các trung bình cộng –
Independent Samples Test

84






iv
DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH, ĐỒ THỊ

Hình 2.1. Đồ thị năng lượng giữa dao động cơ, dao động điện từ 1. 47
Hình 2.2. Đồ thị năng lượng giữa dao động cơ, dao động điện từ 2. 48
Hình 3.1.Đồ thị tần suất điểm số thực nghiệm sư phạm 84


1

MỞ ĐẦU
1. Lí do chọn đề tài
Bài tập vật lí (BTVL) luôn giữ một vị trí đặc biệt quan trọng trong dạy học
vật lí (DHVL) ở trƣờng phổ thông, giúp thực hiện nhiệm vụ dạy học vật lí, là
một phƣơng tiện để ôn tập, củng cố kiến thức lí thuyết đã học, phƣơng tiện rất tốt
để rèn luyện tƣ duy, bồi dƣỡng phƣơng pháp nghiên cứu khoa học cho học sinh
(HS); BTVL cũng là một phƣơng tiện rèn luyện cho học sinh khả năng vận dụng
kiến thức vào thực tiễn, đời sống, phƣơng tiện để kiểm tra đánh giá kiến thức, kỹ

năng của học sinh, có thể đƣợc sử dụng nhƣ là một phƣơng tiện nghiên cứu tài
liệu mới trong giai đoạn hình thành kiến thức mới cho học sinh, giúp cho học
sinh lĩnh hội đƣợc kiến thức mới một cách sâu sắc và vững chắc.
Trong dạy học vật lí việc hƣớng dẫn học sinh giải bài tập vật lí sao cho
thuần thục và nhanh nhạy thì phải tốn nhiều thời gian và công sức hơn. Vì khi
giải bài tập đòi hỏi phải vận dụng lý thuyết đã học và kèm theo các công thức
toán học. Tiết bài tập vật lí giữ một vai trò quan trọng giúp học sinh củng cố, đào
sâu và nắm vững kiến thức, nó là một hình thức tổng hợp kiến thức của một bài,
một chƣơng. Nó là thƣớc đo mức độ sâu sắc và vững vàng kiến thức mà học sinh
thu nhận đƣợc.
Trong thực tế việc dạy học vật lí ở các trƣờng trung học phổ thông
(THPT) cho thấy việc hƣớng dẫn học sinh giải bài tập vẫn còn rập khuôn theo
các dạng bài và vận dụng toán học để giải các bài tập. Đặc biệt trong giai đoạn
hiện nay, việc áp dụng thi trắc nghiệm càng dẫn đến việc coi trọng vận dụng toán
học để giải bài tập vật lí mà ít quan tâm đến phát triển tƣ duy vật lí. Học sinh
phải nhớ một nội dung kiến tức rộng lớn và cần nhiều kĩ năng tính toán khác.

2

Sự suy luận tƣơng tự là một phƣơng pháp suy luận lôgíc từ sự giống nhau
về các dấu hiệu xác định của hai hay nhiều đối tƣợng, từ đó suy ra sự giống nhau
về các dấu hiệu khác của chúng, từ việc xác định các điểm giống và khác nhau
giữa các dạng bài tập phần trên sẽ giúp hệ thống hóa các dạng bài tập và giúp
học sinh phát triển kĩ năng giải các dạng bài tập phần dƣới. Sự tƣơng tự là một
đƣờng dẫn nghiên cứu, cho phép xây dựng các mô hình, các lí thuyết mới, đề
xuất những tƣ tƣởng mới. Các dạng bài tập vật lí đa dạng và phong phú nhƣng
giữa chúng có mối liên hệ khách quan, có dấu hiệu giống nhau. Vì vậy trong
nghiên cứu và dạy học Vật lí có thể vận dụng để so sánh, sắp xếp chúng vào một
hệ thống.
Việc sử dụng PPTT trong dạy học góp phần nâng cao hiệu quả của giờ

học, thể hiện trƣớc hết ở tính sâu sắc, tính hệ thống của các kiến thức, tạo điều
kiện cho học sinh phát hiện những mối liên hệ giữa các hệ thống khác nhau ở các
phần khác nhau của Vật lí. Việc sử dụng PPTT còn giúp học sinh dễ hình dung
các hiện tƣợng, rèn luyện cho học sinh biết vận dụng lý thuyết vào giải bài tập,
thông qua việc giải bài tập các em lại hiểu sâu lý thuyết hơn, từ đó giúp học sinh
phát triển khả năng tƣ duy, phân tích và tổng hợp các kiến thức đã học. Nhƣ thế
các em hình thành các kiến thức có hệ thống, hiểu chắc và hiểu sâu các kiến thức
hơn. Từ đó nâng cao đƣợc chất lƣợng học tập, tạo cho các em hứng thú học tập
và lòng yêu thích bộ môn, giúp cho quá trình giảng dạy nói chung và môn vật lí
nói riêng đạt hiệu quả cao hơn.
Trong chƣơng trình vật lí lớp 12, các hiện tƣợng vật lí liên quan đến dao
động có vai trò quan trọng, có mối liên hệ chặt chẽ với nhau, các dạng bài tập và
cách giải có nhiều nét tƣơng tự giữa dao động cơ học và dao động điện từ, học
sinh sẽ đƣợc học ở các phần sau. Việc áp dụng phƣơng pháp tƣơng tự trong dạy

3

và học phần này, sẽ giúp cho học sinh nắm vững kiến thức vật lí có hệ thống,
đồng thời phát triển kĩ năng giải bài tập vật lí cho học sinh.
Từ những lí do trên tôi chọn đề tài “Hƣớng dẫn học sinh giải bài tập vật lí
phần dao động cơ học và dao động điện từ vật lí lớp 12 nâng cao theo phƣơng
pháp tƣơng tự”.
2. Mục tiêu nghiên cứu
Vận dụng phƣơng pháp suy luận tƣơng tự để hƣớng dẫn học sinh giải bài
tập thuộc phần “dao động cơ học và dao động điện từ” phần này nhằm phát huy
tính tích cực và chủ động cho học sinh.
3. Nhiệm vụ nghiên cứu
Nghiên cứu chƣơng trình vật lí phổ thông hiện hành, các dạng bài tập phần
dao động cơ học và dao động điện từ vật lí lớp 12 nâng cao, hệ thống hoá các
dạng bài tập và phƣơng pháp giải các bài tập phần này.

Vận dụng phƣơng pháp suy luận tƣơng tự để xây dựng hệ thống các dạng
phần trên nhằm giúp HS giải các bài tập hiệu quả.
Xây dựng tiến trình dạy học hƣớng dẫn học sinh giải bài tập theo phƣơng
pháp suy luận tƣơng tự.
Thực nghiệm sƣ phạm.
4. Phạm vi nghiên cứu
Xây dựng hệ thống và hƣớng dẫn học sinh giải bài tập vật lí phần dao
động cơ và dao động điện từ thuộc chƣơng trình vật lí lớp 12 nâng cao theo
phƣơng pháp tƣơng tự.

4

5. Giả thuyết khoa học
Vận dụng phƣơng pháp suy luận tƣơng tự để hƣớng dẫn học sinh giải bài
tập phần dao động cơ và dao động điện từ thuộc chƣơng trình vật lí lớp 12 nâng
cao, sẽ giúp học sinh tích cực, chủ động trong việc hệ thống hóa kiến thức, phát
triển kĩ năng giải bài tập cho học sinh.
6. Phƣơng pháp nghiên cứu
6.1. Nghiên cứu lí luận
Nghiên cứu cơ sở lí luận để làm sáng tỏ vai trò của phƣơng pháp suy luận
tƣơng tự trong giải bài tập vật lí phần dao động cơ và dao động điện từ thuộc
chƣơng trình vật lí lớp 12 nâng cao.
Nghiên cứu chƣơng trình vật lí phổ thông, các giáo trình, tài liệu hƣớng
dẫn về học phần này, nội dung sách giáo khoa và những tài liệu tham khảo có
liên quan để xác định mức độ nội dung và yêu cầu về kiến thức, kĩ năng giải bài
tập mà học sinh cần nắm vững.
6.2. Nghiên cứu thực tiễn
Tìm hiểu nội dung chƣơng trình, phƣơng pháp và hình thức tổ chức việc
giải bài tập vật lí theo phƣơng pháp tƣơng tự phần dao động cơ và dao động điện
từ thuộc chƣơng trình vật lí lớp 12 nâng cao

Điều tra thực tiễn việc sử dụng phƣơng pháp suy luận tƣơng tự trong giải
bài tập vật lí phần trên tại trƣờng THPT.
6.3. Thực nghiệm sư phạm
Tiến hành giảng dạy song song nhóm đối chứng và nhóm thực nghiệm
theo phƣơng án đã thiết kế.

5

Trên cơ sở phân tích định tính và định lƣợng kết quả thu đƣợc trong quá
trình thực nghiệm sƣ phạm để đánh giá tính khả thi và tính hiệu quả của các biện
pháp do đề tài đƣa ra.
7. Cấu trúc luận văn
Ngoài phần mở đầu, kết luận, khuyến nghị, tài liệu tham khảo, phụ lục, nội
dung chính của luận văn đƣợc trình bày trong 3 chƣơng :
Chƣơng 1. Cơ sở lí luận và thực tiễn của đề tài.
Chƣơng 2. Xây dựng hệ thống bài tập và hƣớng dẫn học sinh giải bài tập
phần tự phần dao động cơ và dao động điện từ thuộc chƣơng trình vật lí lớp 12
nâng cao theo phƣơng pháp tƣơng tự.
Chƣơng 3. Thực nghiệm sƣ phạm.


6

CHƢƠNG 1
CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU
1.1. Mục đích của việc bài tập và vai trò trong dạy học vật lí
1.1.1. Mục đích của việc giải bài tập vật lí trong dạy học
“Trong thực tế dạy học bài toán vật lí đƣợc hiểu là một vấn đề đƣợc đặt ra
đòi hỏi những suy luận logic, những phép toán và thí nghiệm dựa trên cơ sở các
định luật và các phƣơng pháp vật lí. Hiểu theo nghĩa rộng mỗi vấn đề xuất hiện

do nghiên cứu tài liệu giáo khoa cũng chính là một bài toán đối với học sinh. Sự
tƣ duy định hƣớng một cách tích cực luôn luôn là việc giải bài toán”. [12,tr 89]
Giải bài tập vật lí là một trong những hình thức tập luyện chủ yếu và đƣợc
tiến hành nhiều nhất. Trong mỗi tiết học hoạt động giải BTVL tham gia vào quá
trình quá trình dạy học nhƣ một yếu tố then chốt, giúp học sinh nắm bắt kiến
thức mới một cách hiệu quả và đặc biệt là việc củng cố lại kiến thức đã học
Quá trình giải một bài tập vật lí là quá trình tìm hiểu điều kiện của bài
toán, xem xét hiện tƣợng vật lí đề cập, dựa vào kiến thức vật lí để tìm ra những
cái chƣa biết trên cơ sở những cái đã biết. Thông qua hoạt động giải bài tập, học
sinh không những củng cố lý thuyết và tìm ra lời giải một cách chính xác, mà
còn hƣớng cho học sinh cách suy nghĩ, lập luận để hiểu rõ bản chất của vấn đề,
và có cái nhìn đúng đắn khoa học. Vì thế, mục đích cơ bản đặt ra khi giải bài tập
vật lí là làm cho học sinh hiểu sâu sắc hơn những quy luật vật lí, biết phân tích
và ứng dụng chúng vào những vấn đề thực tiễn, vào tính toán kĩ thuật và cuối
cùng là phát triển đƣợc năng lực tƣ duy, năng lực tƣ giải quyết vấn đề. [10,
tr337-338]

7

1.1.2. Vai trò của bài tập trong dạy học vật lí
Trƣớc hết, vật lí là một môn khoa học giúp học sinh hiểu đƣợc quy luật
vận động của thế giới vật chất và bài tập vật lí giúp học sinh hiểu rõ những qui
luật ấy, biết phân tích và vận dụng những qui luật ấy vào thực tiễn. Kiến thức sẽ
đƣợc nắm vững thật sự, nếu học sinh có thể vận dụng thành thạo chúng hoàn
thành vào những bài tập lí thuyết hay thực hành.
Bài tập vật lí có một vị trí đặc biệt trong dạy học vật lí ở trƣờng phổ thông.
Việc giải bài tập vật lí không chỉ nhằm mục đích giải toán, mà nó còn có ý nghĩa
to lớn trong việc rèn luyện cho học sinh khả năng vận dụng kiến thức, kĩ năng
tính toán, suy luận logic để giải quyết những vấn đề trong thực tế cuộc sống.
Giúp học sinh hiểu đƣợc một cách sâu sắc và đầy đủ những kiến thức quy định

trong chƣơng trình mà còn giúp các em vận dụng những kiến thức đó để giải
quyết những nhiệm vụ của học tập và những vấn đề mà thực tiễn đã đặt ra. Muốn
đạt đƣợc điều đó, phải thƣờng xuyên rèn luyện cho học sinh những kỹ năng, kỹ
xảo vận dụng kiến thức vào cuộc sống hằng ngày. Kỹ năng vận dụng kiến thức
trong bài tập và trong thực tiễn đời sống chính là thƣớc do mức độ sâu sắc và
vững vàng của những kiến thức mà học sinh đã thu nhận đƣợc.
Trong quá trình giải quyết các tình huống cụ thể do các bài tập vật lí đặt
ra, học sinh phải sử dụng các thao tác tƣ duy nhƣ phân tích, tổng hợp, so sánh,
khái quát hóa, trừu tƣợng hóa … để giải quyết vấn đề, do đó tƣ duy của HS có
điều kiện để phát triển. Vì vậy có thể nói bài tập vật lí là một phƣơng tiện rất tốt
để phát triển tƣ duy, óc tƣởng tƣợng, khả năng độc lập trong suy nghĩ và hành
động, tính kiên trì trong việc khắc phục khó khăn trong cuộc sống của học sinh.

8

Trong quá trình dạy học bài tập vật lí, vai trò tự học của học sinh là rất cần
thiết. Để giúp học sinh khả năng tự học, ngƣời giáo viên phải biết lựa chọn bài
tập sao cho phù hợp, sắp xếp chúng một cách có hệ thống từ dễ đến khó, từ đơn
giản đến phức tạp và hƣớng dẫn cho học sinh cách giải để tìm ra đƣợc bản chất
vật lí của bài toán vật lí.
Bài tập vật lí còn là phƣơng tiện kiểm tra đánh giá kiến thức, kĩ năng và kĩ
xảo, đặc biệt là giúp phát hiện trình độ phát triển trí tuệ, làm bộc lộ những khó
khăn, sai lầm của học sinh trong học tập đồng thời giúp họ vƣợt qua những khó
khăn và khắc phục các sai lầm đó.
Vật lí là một môn học liên quan đến nhiều hiện tƣợng trong đời sống.
Những kiến thức vật lí cũng đƣợc ứng dụng trong kĩ thuật và cuộc sống hàng
ngày. Học sinh khi giải BTVL là tìm đến bản chất của các vấn đề đó và áp dụng
nó giải quyết các vấn đề của cuộc sống. Vì vậy việc sử dụng bài tập vật lí còn có
chức năng giáo dục tƣ tƣởng đạo đức, kĩ thuật tổng hợp và hƣớng nghiệp. [10,tr
337-340]

1.1.3. Các dạng bài tập vật lí
1.1.3.1. Bài tập vật lí định tính
Bài tập định tính là bài tập mà học sinh không cần phải tính toán (Hay chỉ
có các phép toán đơn giản) mà chỉ vận dụng các định luật, định lý, qui luật để
giải thích các hiện tƣợng thông qua các lập luận có căn cứ, có lôgíc. Nội dung
của các câu hỏi khá phong phú, và đòi hỏi phải vận dụng rất nhiều các kiến thức
vật lí. Thông thƣờng để giải các bài toán này cần tiến hành theo các bƣớc :
* Phân tích câu hỏi

9

* Phân tích hiện tƣợng vật lí có đề cập đến trong câu hỏi để từ đó xác định
các định luật, khái niệm vật lí hay một qui tắc vật lí nào đó để giải quyết câu hỏi.
* Tổng hợp các điều kiện đã cho với các kiến thức tƣơng ứng để trả lời
câu hỏi.
1.1.3.2. Bài tập vật lí định lượng
Đó là loại bài tập vật lí mà muốn giải quyết nó ta phải thực hiện một loạt
các phép tính. Dựa vào mục đích dạy học ta có thể phân loại bài tập dạng này
thành hai loại :
- Bài tập tập dƣợt : Là bài tập đơn giản đƣợc sử dụng ngay khi nghiên cứu
một khái niệm hay một qui tắc vật lí nào dó để học sinh vật dụng kiến thức vừa
mới tiếp thu.
- Bài tập tổng hợp : Là những bài tập phức tạp mà muốn giải nó học sinh
vận dụng nhiều kiến thức ở nhiều phần, nhiều chƣơng, nhiều cấp học và thuộc
nhiều lĩnh vực. Đặc biệt khi các câu hỏi loại này đƣợc nêu dƣới dạng trắc
nghiệm khách quan, thì yêu cầu học sinh phải nhớ kết quả cuối cùng đã đƣợc
chứng minh trƣớc đó để giải nó một cách nhanh chóng. Vì vậy yêu cầu học sinh
phải hiểu bài một cách sâu sắc để vận dụng kiến thức ở mức độ cao.
1.1.3.3.Bài tập đồ thị
Đó là bài tập mà dữ kiện đề bài cho dƣới dạng đồ thị hay trong quá trình

giải nó ta phải sử dụng đồ thị. có thể phân loại dạng câu hỏi này thành các loại :
- Đọc và khai thác đồ thị đã cho : Bài tập loại này có tác dụng rèn luyện
cho học sinh kỹ năng đọc đồ thị, biết cách đoán nhận sự thay đổi trạng thái của

10

vật thể, hệ vật lí, của một hiện tƣợng hay một quá trình vật lí nào đó. Biết cách
khai thác từ đồ thị những dữ để giải quyết một vấn đề cụ thể.
- Vẽ đồ thị theo những dữ liệu đã cho : bài tập này rèn luyện cho học sinh
kỹ năng vẽ đồ thị, nhất là biết cách chọn hệ tọa độ và tỉ lệ xích thích hợp để vẽ
đồ thị chính xác.
1.1.3.4. Bài tập thí nghiệm :
Bài tập thí nghiệm là loại bài tập cần phải tiến hành các thí nghiệm hoặc
để kiểm chứng cho lời giải lý thuyết, hoặc để tìm những số liệu, dữ kiện dùng
trong việc giải các bài tập. Tác dụng cụ thể của loại bài tập này là Giáo dục, giáo
dƣỡng và giáo dục kỹ thuật tổng hợp. Đây là loại bài tập thƣờng gây cho học
sinh cảm giác lí thú và đặc biệt đòi hỏi học sinh nhiều tính sáng tạo. [10,tr 340-
346], [12, tr90-97]
1.2. Kĩ năng cần rèn luyện cho học sinh trong dạy bài tập vật lí
Nhiều giáo viên và học sinh tin rằng rằng họ có thể thành công trong giải
bài tập vật lí bằng việc ghi nhớ các công thức, khi một bài tập đƣợc đƣa vào bài
tập ở nhà hay bài thi, họ sẽ có thể thay thế số liệu vào công thức và thu đƣợc kết
quả bằng số trên chiếc máy tính bỏ túi của mình. Có một sự khác biệt lớn giữa
việc học thuộc các công thức và hiểu các khái niệm, định luật. Các công thức có
thể áp dụng trong những tình huống khác nhau. Một phƣơng trình có thể luôn
luôn đúng nhƣng trong tình huống cụ thể nào đó nhƣng nó lại có thể không đúng
trong tình huống khác. Nếu không hiểu sẽ không biết công thức nào đƣợc sử
dụng khi nào.
Đa số học sinh học một kiến thức mới ít kinh nghiệm với việc giải thích ý
nghĩa của một phƣơng trình. Thƣờng thì học sinh hay khó khăn ở việc nhận ra hệ

11

quả của các phƣơng trình nhƣ con đƣờng đƣa đến kết quả cuối cùng, nên họ nghĩ
tất cả các bƣớc trung gian đều là những công thức quan trọng nhƣ nhau mà họ
phải học thuộc. [17, pp 80]
Trong quá trình hƣớng dẫn học sinh giải bài tập vật lí, những kĩ năng cần
rèn luyện cho học sinh là :
1. Phân tích hiện tƣợng vật lí (Có thể đơn giản hóa quá trình, hiện tƣợng
vật lí bằng hình vẽ). Xác định các dấu hiệu bản chất của hiện tƣợng, tƣ duy lại
kiến thức, xác định kiến thức liên quan và giải quyết bài toán theo trình tự hiện
tƣợng vật lí.
2. Thực hiện tiến trình giải một bài tập vật lí : Từ đọc kỹ đề, tóm tắt bài
toán (đã cho biết gì?, cần tìm cái gì?) phân trích mối quan hệ giữa yếu tố (đại
lƣợng) cho biết và yếu tố (đại lƣợng) cần tìm; quan hệ giữa hiện tƣợng vật lí của
bài toán và kiến thức liên quan; vẽ hình minh họa (nếu có). Định hƣớng tổng
quát phƣơng pháp và chọn cách giải nào là phù hợp nhất với giả thuyết bài toán.
3. Phân tích, tổng hợp, khái quát hóa vấn đề qua bài tập vật lí : Cần có
suy luận chặt chẽ theo logic kiến thức vật lí, đảm bảo tính chính xác khoa học
của bài toán, cụ thể là các phép biến đổi sau:
- Biến đổi tổng quát bằng chữ: trong thực hiện các phép tính. Đây là vấn
đề cần lƣu ý vì nhƣợc điểm hầu hết học sinh là suy luận yếu, thƣờng quen làm
phép tính từng bƣớc nhỏ, dùng máy tính để tính kết quả (dù các phép tính đơn
giản) hay với những giá trị đại lƣợng trung gian mà bài toán không cần tìm giá
trị cụ thể.

12

- Biến đổi ƣớc lƣợng (bằng chữ) đến biểu thức tối giản nhất mới thế giá trị
(bằng số) vào biểu thức và tiếp tục ƣớc lƣợng đến biểu thức tối giản bằng số (nếu

có) mới thực hiện phép tính tìm kết quả.
- Kỹ năng thay thế giá trị bằng số vào biểu thức và một số lƣu ý cần nắm
khi đổi đơn vị. Học sinh thƣờng sai khi thế số vì giá trị trong giả thuyết chƣa
phải là điều kiện chuẩn, hoặc đối với một số bài toán do đổi về đơn vị chuẩn làm
cho phép tính thêm phức tạp, mất thời gian. Để cho phép tính đơn giản mà vẫn
đảm bảo kết quả chính xác. Cần rèn cho học sinh một số kỹ năng khi thế số :
+ Khi thế giá trị (bằng số) vào biểu thức để tính kết quả thì các đại lƣợng
có đơn vị đo là đơn vi chuẩn (hệ SI).
+ Nếu biểu thức có dạng phân số có tử và mẫu giữa các đại lƣợng (cùng
đơn vị đo) mà "cùng bậc" thì không cần phải đổi về đơn vị chuẩn (Hệ SI) mà chỉ
cần thống nhất cùng đơn vị đo là đƣợc.
+ Nếu khi thế số mà biểu thức có dạng phân số có tử và mẫu giữa các đại
lƣợng (cùng đơn vị đo) "không cùng bậc" hoặc biểu thức có dạng tổng quát khác
thì thì cần đổi về đơn vị chuẩn (Hệ SI).
- Sử dụng kết "quả gần đúng" một cách phù hợp.
* Hầu hết các bài toán có kết quả đơn giản là số nguyên (số hữu hạn)
nhƣng không ít bài toán cần tìm qua nhiều phép tính trung gian (mà kết quả là số
vô hạn). Nhƣng học sinh thƣờng chọn kết quả đại lƣợng trung gian là kết quả
gần đúng (làm tròn số) nên kết quả tìm đƣợc có sai số lớn.
* Giáo viên cần rèn luyện cho học sinh biết sử dụng kết quả gần đúng một
cách phù hợp, đồng thời có kỹ năng sử dụng các công thức gần đúng trong toán

13

học giúp việc giải bài toán nhanh hơn, tiện hơn nhƣng vẫn đảm bảo yêu cầu
chính xác của bài toán. Với các lƣu ý sau :
+ Nếu kết quả trung gian có dạng các công thức gần đúng (đƣợc áp dụng
hoặc giả thuyết cho áp dụng) thì có thể áp dụng và chọn kết quả trung gian là gần
đúng để tính giá trị đại lƣợng cần tìm.
+ Nếu đại lƣợng trung gian không cần giá trị cụ thể (bằng số) hoặc bài

toán không yêu cầu, thì giá trị trung gian nên dùng bằng chữ (hoặc dạng phân số)
để thế vào giá trị đại lƣợng cần tìm, tiếp tục ƣớc lƣợng tới biểu thức tối giản rồi
mới thay và tính kết quả.
- Rèn luyện cho học sinh về tác phong khoa học, tính kiên nhẫn, nghiêm
túc trong giải toán, tránh trình trạng "xem thƣờng bài dễ - sợ trƣớc bài khó", luôn
phải suy nghĩ quyết tìm ra cách giải xem bài toán có bao nhiêu cách giải, nên
chọn cách giải nào là phù hợp nhất.
1.3. Phƣơng pháp giải bài tập
1.3.1. Các bước giải bài tập
Quá trình giải một bài tập vật lí thực chất là quá trình tìm hiểu điều kiện
của bài tập, xem xét hiện tƣợng vật lí, xác lập đƣợc những mối liên hệ cụ thể dựa
trên sự vận dụng kiến thức vật lí vào điều kiện cụ thể của bài tập đã cho. Từ đó
tính toán những mối liên hệ đã xác lập đƣợc để dẫn đến lời giải và kết luận chính
xác. Sự nắm vững những mối liên hệ này sẽ giúp cho giáo viên định hƣớng
phƣơng pháp dạy bài tập một cách hiệu quả.
Bài tập vật lí rất đa dạng, cho nên phƣơng pháp giải cũng rất phong phú.
Vì vậy không thể chỉ ra đƣợc một phƣơng pháp nào cụ thể mà có thể áp dụng để

14

giải đƣợc tất cả bài tập. Từ sự phân tích nhƣ đã nêu ở trên, có thể vạch ra một
dàn bài chung gồm các bƣớc chính nhƣ sau :
1. Tìm hiểu đầu bài, tóm tắt các dữ kiện
- Đọc kĩ đề bài, tìm hiểu ý nghĩa của những thuật ngữ quan trọng, xác định
đâu là ẩn số, đâu là dữ kiện.
- Dùng kí hiệu tóm tắt đề bài cho gì? Hỏi gì? Dùng hình vẽ mô tả lại tình
huống, minh họa nếu cần.
2. Phân tích hiện tƣợng
- Nhận biết các dữ liệu đã cho trong đề bài có liên quan đến những kiến
thức nào, khái niệm nào, hiện tƣợng nào, quy tắc nào, định luật nào trong vật lí.

- Xác định các giai đoạn diễn biến của hiện tƣợng nêu trong đề bài, mỗi
giai đoạn bị chi phối bởi những đặc tính nào, định luật nào. Có nhƣ vậy học sinh
mới hiểu rõ đƣợc bản chất của hiện tƣợng, tránh sự áp dụng máy móc công thức.
3. Xây dựng lập luận
Thực chất của bƣớc này là tìm quan hệ giữa ẩn số phải tìm với các dữ kiện
đã cho. Đối chiếu các dữ kiện đã cho và cái phải tìm liên hệ với nhau nhƣ thế
nào, qua công thức, định luật nào để xác lập mối liên hệ. Thành lập các phƣơng
trình nếu cần với chú ý có bao nhiêu ẩn số thì có bấy nhiêu phƣơng trình.
 Đối với những bài tập tổng hợp phức tạp, có hai phƣơng pháp xây dựng
lập luận để giải :
- Phƣơng pháp phân tích : xuất phát từ ẩn số cần tìm, tìm ra mối liên hệ
giữa ẩn số đó với một đại lƣợng nào đó theo một định luật đã xác định ở bƣớc 2,

15

diễn đạt bằng một công thức có chứa ẩn số. Sau đó tiếp tục phát triển lập luận
hoặc biến đổi công thức này theo các dữ kiện đã cho. Cuối cùng đi đến công thức
sau cùng chứa ẩn số và các dữ kiện đã cho.
- Phƣơng pháp tổng hợp : xuất phát từ dữ kiện đã cho của đầu bài, xây
dựng lập luận hoặc biến đổi công thức diễn đạt mối quan hệ giữa các dữ kiện đã
cho với các đại lƣợng khác để tiến dần đến công thức cuối cùng có chứa ẩn số và
các dữ kiện đã cho.
 Đối với bài tập định tính : ta không cần tính toán nhiều mà chủ yếu sử
dụng lập luận, suy luận logic dựa vào kiến thức vật lí để giải thích hoặc dự đoán
hiện tƣợng xảy ra.
 Đối với bài tập trắc nghiệm trách quan : cần nắm thật vững kiến thức
trong sách giáo khoa, nếu không sẽ không nhận biết đƣợc trong các phƣơng án
để lựa chọn đâu là phƣơng án đúng. Để làm tốt bài thi trắc nghiệm, ta nên chia
quỹ thời gian phù hợp với thời gian làm bài, đọc lƣớt qua toàn bộ câu trắc
nghiệm câu nào chắc chắn thì trả lời luôn, và theo nguyên tắc dễ làm trƣớc, khó

làm sau. Quay lại những câu chƣa làm, đọc kĩ lại phần đề và gạch dƣới những
chữ quan trọng, và không nên dừng lại tìm lời giải cho một câu quá lâu. Cần lƣu
ý là không nên bỏ trống câu nào vì ta sẽ đƣợc xác suất 25% số câu trả lời đúng
trong số đó.
4. Lựa chọn cách giải cho phù hợp.
5. Kiểm tra, xác nhận kết quả và biện luận.
- Từ mối liên hệ cơ bản, lập luận giải để tìm ra kết quả.

16

- Phân tích kết quả cuối cùng để loại bỏ những kết quả không phù hợp với
điều kiện đầu bài tập hoặc không phù hợp với thực tế. Việc biện luận này cũng là
một cách để kiểm tra sự đúng đắn của quá trình lập luận. Đôi khi nhờ sự biện
luận này mà học sinh có thể tự phát hiện ra những sai lầm của quá trính lập luận,
do sự vô lý của kết quả thu đƣợc.
1.3.2. Xây dựng lập luận trong giải bài tập
Xây dựng lập luận trong giải bài tập là một bƣớc quan trọng của quá trình
giải bài tập vật lí. Trong bƣớc này, ta phải vận dụng những định luật vật lí,
những quy tắc, những công thức để thiết lập mối quan hệ giữa đại lƣợng cần tìm,
hiện tƣợng cần giải thích hay dự đoán với những dữ kiện cụ thể đã cho trong đầu
bài. Muốn làm đƣợc điều đó, cần phải thực hiện những suy luận logic hoặc
những biến đổi toán học thích hợp. Có rất nhiều cách lập luận tùy theo loại bài
tập hay đặc điểm của từng bài tập. Tuy nhiên, tất cả các bài tập mà ta đã nêu ra
trong mục phân loại bài tập ở trên đều chứa đựng một số yếu tố của bài tập định
tính và bài tập tính toán tổng hợp. Dƣới đây, ta xét đến phƣơng pháp xây dựng
lập luận giải hai loại bài tập đó.
1. Xây dựng lập luận trong giải bài tập định tính
Bài tập định tính thƣờng có hai dạng : giải thích hiện tƣợng và dự đoán
hiện tƣợng sẽ xảy ra.
+ Bài tập giải thích hiện tƣợng:

Giải thích hiện tƣợng thực chất là cho biết một hiện tƣợng và lý giải xem
vì sao hiện tƣợng lại xảy ra nhƣ thế. Nói cách khác là biết hiện tƣợng và phải
giải thích nguyên nhân của nó. Đối với học sinh nguyên nhân đó là những đặc
tính, những định luật vật lí. Nhƣ vậy trong các bài tập này, bắt buộc phải thiết lập

17

đƣợc mối quan hệ giữa một hiện tƣợng cụ thể với một số đặc tính của sự vật hiện
tƣợng hay với một số định luật vật lí. Ta phải thực hiện phép suy luận logic (luận
ba đoạn), trong đó tiên đề thứ nhất là một đặc tính chung của sự vật hoặc định
luật vật lí có tính tổng quát, tiên đề thứ hai là những điều kiện cụ thể, kết luận là
hiện tƣợng nêu ra.
Thông thƣờng những hiện tƣợng thực tế rất phức tạp mà các định luật vật
lí lại rất đơn giản, cho nên mới nhìn thì khó có thể phát hiện ra mối liên hệ giữa
hiện tƣợng đã cho với những định luật vật lí đã biết. Ngoài ra ngôn ngữ dùng
trong lời phát biểu các định nghĩa, định luật vật lí nhiều khi lại không hoàn toàn
phù hợp với ngôn ngữ thông thƣờng dùng để mô tả hiện tƣợng. Vì vậy cần phải
mô tả hiện tƣợng theo ngôn ngữ vật lí và phân tích hiện tƣợng phức tạp ra các
hiện tƣợng đơn giản chỉ tuân theo một định luật, một quy tắc nhất định.
Có thể đƣa ra một quy trình sau đây để định hƣớng cho việc tìm lời giải
bài tập định tính giải thích hiện tƣợng :
 Tìm hiểu đầu bài, đặc biệt chú trọng diễn đạt hiện tƣợng mô tả trong đầu
bài bằng ngôn ngữ vật lí (dùng các khái niệm vật lí thay cho khái niệm dùng
trong đời sống hằng ngày).
 Phân tích hiện tƣợng.
 Xây dựng lập luận :
- Tìm trong đầu bài những dấu hiệu có liên quan đến một tính chất vật lí,
một định luật vật lí đã biết.
- Phát biểu đầy đủ tính chất đó, định luật đó.

18

- Xây dựng một luận ba đoạn để thiết lập mối quan hệ giữa định luật đó
với hiện tƣợng đã cho, nghĩa là giải thích đƣợc nguyên nhân của hiện tƣợng.
Trong trƣờng hợp hiện tƣợng phức tạp thì phải xây dựng nhiều luận ba đoạn liên
tiếp.
+ Bài tập dự đoán hiện tƣợng
Dự đoán hiện tƣợng thực chất là căn cứ vào những điều kiện cụ thể của
đầu bài, xác định những định luật chi phối hiện tƣợng và dự đoán đƣợc hiện
tƣợng gì xảy ra và xảy ra nhƣ thế nào. Từ đó tìm quy luật chung chi phối hiện
tƣợng cùng loại và rút ra kết luận. Về mặt logic ta phải thiết lập một luận ba
đoạn, trong đó ta mới biết tiên đề thứ hai (phán đoán khẳng định riêng), cần phải
tìm tiên đề thứ nhất (phán đoán khẳng định chung) và kết kuận (phán đoán khẳng
định riêng).
2. Xây dựng lập luận trong giải bài tập định lượng
Muốn giải đƣợc bài tập định lƣợng, trƣớc hết phải hiểu rõ hiện tƣợng xảy
ra, diễn biến của nó từ đầu đến cuối. Cho nên có thể nói phần đầu của bài tập
định lƣợng là một bài tập định tính. Do đó khi giải bài tập định lƣợng cần phải
thực hiện bƣớc 1 và 2 giống nhƣ khi giải bài tập định tính. Riêng bƣớc 3 về xây
dựng lập luận, có thể áp dụng các công thức và những cách biến đổi toán học
chặt chẽ, rõ ràng hơn
Có hai phƣơng pháp xây dựng lập luận : phƣơng pháp phân tích và
phƣơng pháp tổng hợp.
 Phƣơng pháp phân tích : phƣơng pháp phân tích bắt đầu bằng việc tìm
một định luật, một quy tắc diễn đạt bằng một công thức có chứa đại lƣợng cần