Hướng dẫn học sinh giải bài toán cực trị phần dòng điện xoay chiều Vật lý lớp 12 nâng cao bằng sơ đồ tư duy

1
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC


NGUYỄN THỊ MẾN


HƯỚNG DẪN HỌC SINH GIẢI BÀI TOÁN CỰC TRỊ
PHẦN DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU VẬT LÍ LỚP 12 NÂNG
CAO BẰNG SƠ ĐỒ TƯ DUY

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

vi
MỤC LỤC

Trang
Lời cảm ơn……………………………………………………………
i

Danh mục viết tắt……………………………………………………….
ii
Danh mục bảng biểu……………………………………………………
iii
Danh mục hình vẽ………………………………………………………
iv
Danh mục sơ đồ ………………………………………………………
v
Mục lục……………………………………………………………
vi
MỞ ĐẦU……………………………………………………………
1
Chƣơng 1: CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI …
5
1.1. Bài tập vật lí, vai trò và mục đích sử dụng trong dạy học vật lí …
5
1.1.1. Bài tập vật lí ………
5
1.1.2. Vai trò của bài tập vật lí trong dạy và học………
5
1.1.3. Mục đích sử dụng bài tập vật lí………………………………….
8
1.2. Các dạng bài tập vật lí …………………………………………….
9
1.3. Phương pháp giải bài tập Vật lí …………………………………
11
1.3.1. Các bước giải bài tập Vật lí ……………………………………
11
1.3.2. Giải bài tập Vật lí định tính ……………………………………
12

1.3.3. Giải bài tập Vật lí tính toán ……………………………………
13
1.3.4. Một số điểm lưu ý khi học sinh bài tập và bài thi Vật lí ………
13
1.4. Lựa chọn và sử dụng bài tập trong dạy học vật lí…………………
15
1.5. Sơ đồ tư duy trong dạy học………………………………………
15
1.5.1. Sơ đồ tư duy …………………………………………………….
15
1.5.2. Các loại sơ đồ tư duy ……………………………………………
19
1.5.3. Cách lập sơ đồ tư duy …………………………………………
21
1.6. Xây dựng và sử dụng sơ đồ tư duy trong hướng dẫn HS giải BTVL…
22
1.6.1.Xây dựng sơ đồ tư duy hỗ trợ hướng dẫn học sinh giải bài tập vật
lí…
22
1.6.2. Tổ chức dạy học bằng sơ đồ tư duy……………………………
24
1.6.3. Các ưu và nhược điểm khi dạy học bằng sơ đồ tư duy………….
26
1.7. Vai trò của GV và HS trong quá trình xây dựng sơ đồ tư duy…….
28
1.7.1. Vai trò của Giáo viên……………………………………………
28

vii
1.7.2. Vai trò của học sinh……………………………………………

28
1.8. Thực trạng việc sử dụng SĐTD trong DH vật lí ở trường THPT….
28
1.8.1. Phương pháp điều tra…………………………………………….
28
1.8.2. Kết quả điều tra………………………………………………….
29
1.9. Kết luận chương 1…………………………………………………
30
Chƣơng 2: SỬ DỤNG SƠ ĐỒ TƢ DUY HƢỚNG DẪN HỌC SINH
GIẢI BÀI TOÁN CỰC TRỊ PHẦN DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU…….

32
2.1. Những yêu cầu về kiến thức và kỹ năng giải bài tập. ……………
32
2.1.1. Về nội dung kiến thức …………………………………………
32
2.1.2. Về kĩ năng ………………………………………………………
38
2.2. Các dạng bài toán cực trị phần dòng điện xoay chiều ……………
38
2.1.1. Các phương pháp giải bài toán cực trị phần dòng điện xoay
chiều………………………………………………………………….…

38
2.1.2. Các dạng bài toán cực trị phần điện xoay chiều…………………
45
2.3. Xây dựng tiến trình dạy học với các bài tập bằng sơ đồ tư duy
55
2.4. Kết luận chương 2………

56
Chƣơng 3: THỰC NGHIỆP SƢ PHẠM……………………………
58
3.1. Mục đích và nhiệm vụ của thực nghiệm sư phạm ………………
58
3.2. Đối tượng và phương thức thực nghiệm sư phạm ……………
58
3.2.1. Đối tượng thực nghiệm sư phạm………………
58
3.2.2. Phương thức thực nghiệm sư phạm………………
58
3.3. Phân tích và đánh giá kết quả thực nghiệm sư phạm ……………
59
3.3.1. Phân tích định tính diễn biến các giờ học trong quá trình TNSP
59
3.3.2. Phân tích định lượng kết quả TNSP ………………………
62
3.4. Kết luận chương 3…………………………………………………
66
KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ………………………………
67
TÀI LIỆU THAM KHẢO…………………………………………….
70
PHỤ LỤC……………………………………………………………
73

ii
DANH MỤC VIẾT TẮT TRONG LUẬN VĂN

BTVL

Bài tập vật lý
BĐTD
Bản đồ tư duy
DH
Dạy học
GV
Giáo viên
HS
Học sinh
SGK
Sách giáo khoa
TNSP
Thực nghiệm sư phạm
THPT
Trung học phổ thông












iii
DANH MỤC CÁC BẢNG

Trang
Bảng 3.1. Bảng tần suất điểm lớp đối chứng ……………………………
62
Bảng 3.2. Bảng tần suất điểm lớp thực nghiệm …. ……………………
62
Bảng 3.3. Các thông số thông kê mô tả lớp thực nghiệm và lớp đối chứng ….
63
Bảng 3.4. Kiểm định sự khác nhau của các trung bình cộng -
Independent Samples Test……………………………………………….

64
















iv
DANH MỤC HÌNH

Trang
Hình 2.1. Đồ thị của P theo Rtd …………………………….………
44
Hình 3.1. Ảnh nhóm học sinh xây dựng sơ đồ tư duy ………………
61
Hình 3.2.Đồ thị tần suất điểm số thực nghiệm sư phạm ……………
63



















v
DANH MỤC SƠ ĐỒ

Trang
Sơ đồ 1.1. Các dạng bài tập vật lí ………………………………
11
Sơ đồ 1.2. Sơ đồ tư duy về khái niệm đường sức từ và vận dụng. …
16
Sơ đồ 1.3. Quá trình tư duy sử dụng các phần khác nhau trên bộ não
17
Sơ đồ 1.4. Ví dụ sơ đồ tư duy theo đề cương……………………
19
Sơ đồ 1.5. Ví dụ sơ đồ tư duy theo từng đoạn, từng bài………………
20
Sơ đồ 1.6. Cấu trúc sơ đồ tư duy điển hình.…………………………
22
Sơ đồ 1.7. Ví dụ lập sơ đồ tư duy giải bài toán vật lí………………….
24
Sơ đồ 2.1. Các kiến thức toán cơ bản sử dụng xét cực trị……………
33
Sơ đồ 2.2. Ví dụ giải bài toán cực trị bằng bất đẳng thức Cauchy
39
Sơ đồ 2.3. Sơ đồ tư duy giải bài toán cực trị bằng Sử dụng giản đồ
vec tơ và định lí hàm số sin hoặc cos…………………………

41
Sơ đồ 2.4. Sơ đồ tư duy giải bài toán cực trị dựa vào tam thức bậc 2
42
Sơ đồ 2.5. Sơ đồ tư duy giải bài toán cực trị theo phương pháp khảo
sát hàm số

46
Sơ đồ 2.6. Sơ đồ tư duy giải bài toán tìm R để công suất cực đại

48
Sơ đồ 2.7. Sơ đồ tư duy giải bài toán tìm R để công suất trên R cực đại
49
Sơ đồ 2.8. SĐTD giải BT tìm UL cực đại- sử dụng tam thức bậc 2…
50
Sơ đồ 2.9. Sơ đồ tư duy giải BT tìm UL cực đại- sử dụng giản đồ véc tơ
52
Sơ đồ 2.10. Sơ đồ tư duy giải BT tìm I cực đại.………………………
55






1
MỞ ĐẦU
1. Lí do chọn đề tài
Bài tập vật lí có vai trò quan trọng trong việc củng cố kiến thức, rèn
luyện kĩ năng, vận dụng kiến thức vật lí giải quyết vấn đề trong vật lí và cuộc
sống. Hiện nay, trong dạy học vật lí ở trường THPT, giáo viên thường phân
chia các bài tập dựa trên yêu cầu về toán học hướng dẫn học sinh giải các bài
tập vật lí theo các dạng đó. Đặc biệt, hiện nay đang áp dụng các hình thức thi
trắc nghiệm, với các bài tập trắc nghiệm đòi hỏi giải bài tập nhanh và chính
xác, nên nhiều học sinh chỉ vận dụng một cách máy móc các bước giải bài
tập, nhận dạng bài tập, áp dụng công thức và sử dụng máy tính để tính toán
với tốc độ nhanh và chính xác, do vậy việc phát triển tư duy và sự sáng tạo
của học sinh trong việc giải bài tập vật lí còn hạn chế.
Một vấn đề đặt ra là cần có các phương pháp giải bài tập và hướng dẫn
học sinh giải bài tập với tốc độ nhanh, chính xác, đồng thời giúp học sinh phát

triển tư duy.
Sơ đồ tư duy (Mind Map -hay còn gọi là Bản đồ tư duy) – một sáng tạo
của Tony Buzan đã mang lại những hiệu quả tích cựu cho người sử dụng ở
nhiều lĩnh vực khác nhau. Sơ đồ tư duy là một công cụ tổ chức tư duy hiệu
quả, đồng thời là một phương tiện ghi chép đầy sáng tạo, mở rộng và đào sâu
các ý tưởng. Nhờ sự kết nối giữa các nhánh, các ý tưởng được liên kết với
nhau khiến sơ đồ tư duy có thể bao quát được các ý tưởng trên một phạm vi
rộng, giúp cho việc ghi nhớ được lâu bền và tạo ra những điều kiện thuận lợi
để phân tích, xử lí, rút ra kết luận hoặc xây dựng mô hình về đối tượng cần
nghiên cứu.
Sử dụng sơ đồ tư duy trong dạy và học mang lại hiệu quả cao, phát
triển tư duy logic, khả năng phân tích tổng hợp, học sinh hiểu bài, nhớ lâu,
thay cho ghi nhớ dưới dạng thuộc lòng, „học vẹt‟. Lí thuyết về sơ đồ tư duy
đã được đề cập đến trong tài liệu về Lí luận dạy học nói chung. Nhiều công
trình nghiên cứu khác đã đề cập để việc sử dụng Graph trong việc dạy học vật

2
lí như dạy lí thuyết, ôn tập chương nhưng chưa quan tâm nhiều đến việc sử
dụng sơ đồ tư duy hướng dẫn học sinh giải bài tập vật lí nói chung và bài
toán cực trị phần dòng điện xoay chiều nói riêng.
Trong chương trình vật lí lớp 12, phần dòng điện xoay chiều là nội
dung trọng tâm, các bài tập phần này có nhiều trong các nội dung thi các cấp,
trong đó bài toán cực trị trong phần dòng điện xoay chiều là bài toán cơ bản,
có nhiều phương pháp giải dựa trên yêu cầu bài toán,việc lựa chọn phương
pháp giải thường gặp khó khăn cho học sinh. Việc vận dụng sơ đồ tư duy
trong hướng dẫn học sinh giải bài tập là một trong những biện pháp giúp học
sinh lựa chọn được phương pháp giải bài tập hiệu quả.
Vì những lí do trên tôi quyết định lựa chọn đề tài: “Hướng dẫn học
sinh giải bài toán cực trị phần dòng điện xoay chiều vật lí lớp 12 nâng cao
bằng sơ đồ tư duy”.

2. Mục tiêu nghiên cứu
Sử dụng sơ đồ tư duy hướng dẫn học sinh hệ thống hóa các dạng bài
tập và giải các bài toán cực trị phần dòng điện xoay chiều vật lí lớp 12 nâng
cao” một cách hiệu quả.
3. Nhiệm vụ nghiên cứu
- Xây dựng hệ thống các bài toán cực trị phần dòng điện xoay chiều vật
lí lớp 12 nâng cao, bằng sơ đồ tư duy.
- Xác định các phương pháp giải các bài toán cực trị phần dòng điện
xoay chiều vật lí lớp 12 nâng cao.
- Xây dựng sơ đồ tư duy để hướng dẫn HS giải các bài toán cực trị phần
dòng điện xoay chiều vật lí lớp 12 nâng cao.
- Thiết kế tiến trình hướng dẫn HS giải BTVL bằng sơ đồ tư duy.
- Thực nghiệm sư phạm và đánh giá hiệu quả của các biện pháp đã đưa ra.
4. Đối tƣợng, phạm vi nghiên cứu
4.1. Đối tượng nghiên cứu
Hoạt động dạy học của giáo viên và học sinh trong quá trình dạy học

3
phần Dòng điện xoay chiều - Vật lý lớp 12 " bằng sơ đồ tư duy.
4.2. Phạm vi nghiên cứu
Bài toán cực trị đối với mạch điện R, L, C mắc nối tiếp.
5. Giả thuyết nghiên cứu
Thiết kế và sử dụng sơ đồ tư duy để hướng dẫn học sinh giải các dạng
bài toán cực trị phần dòng điện xoay chiều 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 phần này.
6. Phƣơng pháp nghiên cứu
6.1. Nghiên cứu lí luận
- Nghiên cứu cơ sở lí luận về sơ đồ tư duy để làm sáng tỏ vai trò của
nó trong dạy và học vật lí.

- Nghiên cứu chương trình vật lí phổ thông, các giáo trình, tài liệu
hướng 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 cần nắm vững.
6.2. Nghiên cứu thực tiễn
- Tìm hiểu nội dung chương trình, phương pháp và hình thức tổ chức sử
dụng sơ đồ tư duy trong dạy và học vật lí ở trường THPT Kiến Thụy thành
phố Hải Phòng.
- Điều tra thực tiễn sử dụng sơ đồ tư duy để hướng dẫn HS giải các bài
toán cực trị phần dòng điện xoay chiều vật lí lớp 12 nâng cao. Tại trường
THPT Kiến Thụy thành phố Hải Phòng.
6.3. Thực nghiệm sư phạm
- Tiến hành giảng dạy song song nhóm đối chứng và nhóm thực
nghiệm ở trường THPT Kiến Thụy thành phố Hải Phòng theo phương án đã
xây dựng.
- Trên cơ sở phân tích định tính và định lượng kết quả thu được trong
quá trình thực nghiệm sư phạm để đánh giá tính khả thi và tính hiệu quả của
các biện pháp do đề tài đưa ra.

4
7. Cấu trúc luận văn
Ngoài phần mở đầu, kết luận, khuyến nghị, tài liệu tham khảo, luận văn
được trình bày trong 3 chương:
Chương 1: Cơ sở lí luận và thực tiễn của đề tài nghiên cứu.
Chương 2: Xây dựng và sử dụng sơ đồ tư duy hướng dẫn HS giải bài
toán cực trị phần dòng điện xoay chiều vật lí lớp 12 nâng cao.
Chương 3: Thực nghiệm sư phạm.



5

CHƢƠNG 1
CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI
1.1. Bài tập vật lí, vai trò và mục đích sử dụng trong dạy học vật lí
1.1.1. Bài tập vật lí
Theo X.E.Camenetxki và V.P.Oorrekhop „trong thực tế dạy học bài tập
vật lí được hiểu là một vấn đề được đặt ra mà trong trường hợp tổng quát đòi
hỏi những suy luận logic, những phép toán và thí nghiệm dựa trên cơ sở các
định luật và các phương pháp vật lí…‟.
Bài tập vật lí là những bài luyện tập được lựa chọn một cách phù hợp
với mục đích chủ yếu là nghiên cứu các hiện tượng vật lí, hình thành các khái
niệm, phát triển tư duy vật lí của học sinh và rèn kĩ năng vận dụng kiến thức
của học sinh vào thực tiễn.
1.1.2. Vai trò của bài tập vật lí trong dạy và học
Trong quá trình dạy học vật lí, mặc dù giáo viên đã rất cố gắng sử dụng
nhiều phương pháp mới trong đó có sử dụng nhiều kĩ thuật dạy học hay để
hướng dẫn học sinh tiếp cận nghiên cứu tài liệu hay một kiến thức vật lí mới
một cách rõ ràng, mạch lạc, logic song để học sinh hiểu sâu và nắm được kiến
thức đó giáo viên cần có hệ thống các bài tập cho các học sinh làm. Chính
trong quá trình làm bài tập là các em đã phải vận dụng linh hoạt các kiến thức
để tự lực giải quyết các tình huống cụ thể khác nhau có như vậy thì kiến thức
mới trở lên sâu sắc, hoàn thiện và trở thành vốn riêng của người học. Qua đó
học sinh còn có thể hình thành thói quen,kĩ năng, kĩ xảo khi vận dụng kiến
thức đã học vào cuộc sống. Không những thế thông qua dạy học về bài tập vật
lí, người học có thể nắm vững một cách chính xác, sâu sắc và toàn diện hơn
những quy luật vật lí, những hiện tượng vật lí… biết cách phân tích chúng,
ứng dụng chúng vào thực tiễn, có thói quen vận dụng kiến thức khái quát,
giúp học sinh làm việc với tinh thần tự lực cao, đồng thời phát triển tư duy
sáng tạo của học sinh. Vai trò của bài tập vật lí trong dạy học như sau:

6

- Giải bài tập vật lí giúp học sinh rèn luyện kỹ năng, kỹ xảo vận dụng
kiến thức, liên hệ lí thuyết với thực tế, học tập với đời sống.
Khi giải các bài toán như vậy sẽ giúp học sinh hiểu kiến thức sâu sắc
hơn, đồng thời tập cho học sinh biết cách liên hệ giữa lí thuyết và thực tế, vận
dụng kiến thức được học vào cuộc sống hàng ngày.
Thí dụ, sau khi học xong bài máy biến áp và truyền tải điện năng đi xa,
học sinh có thể giải thích được câu hỏi: Tại sao ở nông thôn, dòng điện ở
những xóm xa trạm biến áp lại bị tối hơn những bóng đèn ở gần trạm, mặc dù
chúng có cùng một công suất. Hoặc sau khi học song về công và công suất
của dòng điện ta có thể cho học sinh bài toán sau: làm thế nào để có thể thắp
sáng bóng đèn 110V vào mạng điện 220V?
- Bài tập vật lí sử dụng như một phương tiện độc đáo để nghiên cứu tài
liệu mới khi trang bị kiến thức cho học sinh nhằm đảm bảo cho học sinh lĩnh
hội kiến thức một cách sâu sắc và vững chắc.
Trong quá trình dạy học vật lí giải quyết các tình huống cụ thể do bài
tập đề ra, học sinh có nhu cầu tìm kiếm kiến thức mới, đảm bảo cho học sinh
lĩnh hội kiến thức một cách sâu sắc. Ví dụ để nghiên cứu lực tác dụng lên vật
chuyển động tròn đều ta có thể đưa ra bài toán sau: Một miếng gỗ nhỏ đặt ở
rìa một đĩa tròn nằm ngang. Cho đĩa quay từ từ xung quanh một trục xuyên
qua tâm đĩa với vận tốc góc tăng từ từ. Đến một lúc nào đó thì miếng gỗ bị
văng ra khỏi đĩa. Hãy giải thích tại sao?
Ở bậc trung học phổ thông, kiến thức toán của học sinh đã khá phát
triển. Khi các bài tập vật lí được sử dụng khéo léo có thể dẫn học sinh đến
những suy nghĩ về hiện tượng mới để giải thích hiện tượng mới do bài tập
phát hiện ra.
Kết quả bài tập trên thấy việc cần thiết phải xây dựng khái niệm động
lượng, định luật bảo toàn động lượng.
Khi giải quyết các tình huống cụ thể do bài tập đề ra học sinh phải phân
tích đề bài, xem đề bài cho gì, cần gì, học sinh phải tái hiện kiến thức, vận

7
dụng kiến thức, vận dụng các thao tác tư duy như phân tích, so sánh, tổng
hợp, trừu tượng hóa, khái quát hóa….để xác lập mối quan hệ giữa các đại
lượng, lập luận, tính toán , có khi phải tiến hành làm thí nghiệm, đo đạc kiểm
tra kết luận. Vì thế bài tập vật lí sẽ là phương tiện rất tốt để phát triển tư duy,
óc sáng tạo, bồi dưỡng hứng thú học tập và khả năng nghiên cứu khoa học,
đặc biệt là khi phải khám phá ra bản chất của hiện tượng vật lí được trình bày
dưới dạng tình huống có vấn đề.
Trong dạy học vật lí, nếu ý thức được điều này, các bài tập vật lí do
giáo viên lựa chọn tốt có thể tối đa hóa khả năng sáng tạo tính tò mò của
người học thay vì những bài tập đòi hỏi áp dụng một cách đơn giản các công
thức các định luật.
- Bài tập vật lí có tầm quan trọng đặc biệt rèn luyện cho học sinh tính
sáng tạo, độc lập trong suy nghĩ, rèn luyện tư duy, đức tính kiên trì và sự yêu
thích môn học, bồi dưỡng phương pháp nghiên cứu khoa học cho học sinh.
Ở đây người học được khuyến khích chủ động chứ không thụ động
trong thái độ học, cần lưu ý rằng sự giúp đỡ quá mức của giáo viên có thể
dẫn đến việc khuyến khích tính dựa dẫm của người học. Bài tập vật lí còn
góp phần xây dựng một thế giới quan duy vật biện chứng cho học sinh, làm
cho họ hiểu rõ thế giới tự nhiên là vật chất, vật chất luôn ở trạng thái vận
động , họ tin vào sức mạnh của mình, muốn đem tài năng và trí tuệ cải tạo
thiên nhiên.
- Bài tập vật lí là hình thức củng cố, ôn tập, hệ thống hóa kiến thức và
là phương tiện để kiểm tra kiến thức kĩ năng của học sinh một cách hiệu quả.
Khi giải bài tập vật lí, học sinh phải nhớ lại kiến thức vừa học, đào sâu khía
cạnh nào đó của kiến thức hoặc phải tổng hợp kiến thức trong một chương
hoặc một phần của chương trình. Nó được thực hiện qua các bài kiểm tra một
tiết, kiểm tra định kì. Kết quả của bài kiểm tra giúp giáo viên biết người học
học được gì, nắm kiến thức vững đến đâu để từ đó người giáo viên kịp thời
sửa chữa sai lầm của người học và điều chỉnh cách dạy của mình.

8
Giải bài tập vật lí là thước đo chính xác để giáo viên có thể thường
xuyên theo dõi thành tích và tinh thần học tập của học sinh cùng với hiệu quả
công tác giáo dục, giáo dưỡng của mình để từ đó có thể điều chỉnh nội dung,
phương pháp dạy học, giúp quá trình dạy học đạt hiệu quả cao.
- Bài tập vật lí có ý nghĩa to lớn trong việc giáo dục kĩ thuật tổng hợp.
Các bài tập vật lí có thể đề cập đến các lĩnh vực khác nhau trong cuộc
sống, khoa học, kĩ thuật, thông tin liên lạc, giao thông vận tải, sản suất công
nghiệp….Các bài tập này là phương tiện thuận lợi để học sinh liên hệ giữa lí
thuyết và thực hành, học tập với đời sống, vận dụng kiến thức đã học vào thực
tế sản xuất và cuộc sống. Thông qua bài tập vật lí giáo viên có thể giới thiệu
cho học sinh biết sự xuất hiện những tư tưởng, những quan điểm hiện đại, các
phát minh làm thay đổi thế giới. Tiếp xúc các các hiện tượng trong đời sống
hàng ngày qua các bài tập vật lí giúp học sinh nhìn thấy khoa học vật lí xung
quanh mình, từ đó kích thích hứng thú, đam mê của các em với môn học, bồi
dưỡng khả năng quan sát, tài phán đoán.
Giải bài tập vật lí không phải là công việc nhẹ nhàng, nó đòi hỏi học
sinh tích cực vận dụng tổng hợp những kiến thức, kinh nghiệm đã có để tìm
lời giải. Khi giải thành công một bài tập sẽ đem đến cho học sinh niềm phấn
khởi sáng tạo, sẵn sàng đón nhận bài tập mới ở mức độ cao hơn.
Tuy nhiên không phải cứ cho học sinh làm bài tập là chúng ta đạt ngay
được các yêu cầu mong muốn. Bài tập vật lí chỉ phát huy tác dụng to lớn của
nó trong những điều kiện sư phạm nhất định. Kết quả rèn luyện kĩ năng, kĩ
xảo giải bài tập phụ thuộc rất nhiều vào việc có hay không có một hệ thống
bài tập được lựa chọn và sắp xếp phù hợp với mục đích dạy học, với yêu cầu
rèn luyện kĩ năng, kĩ xảo cho người học. [17, 337-345]
1.1.3. Mục đích sử dụng bài tập vật lí
Bài tập vật lí có vai trò quan trọng trong vận dụng kiến thức và hình
thành kiến thức mới đều có mặt. Do đó, bài tập vật lí với tư cách là một

phương pháp dạy học giữ vị trí đặc biệt quan trọng trong việc hoàn thành

9
nhiệm vụ dạy học vật lí ở nhà trường phổ thông.Việc giải các bài toán Vật lí
là rèn luyện sự tư duy định hướng học sinh một cách tích cực.
Bài toán Vật lí có thể được sử dụng như là:
- Phương tiện nghiên cứu tài liệu mới, đảm bảo cho học sinh lĩnh hội
kiến thức một cách vững chắc.
- Phương tiện rèn luyện cho học sinh khả năng vận dụng kiến thức,
liên hệ lý thuyết với thực tế, học tập với đời sống.
- Rèn luyện tư duy, bồi dưỡng phương pháp nghiên cứu khoa học cho
học sinh.
- Phương tiện ôn tập, củng cố kiến thức cho học sinh một cách sinh
động và có hiệu quả.
- Rèn luyện những đức tính: tự lập, cẩn thận, kiên trì, tinh thần vượt
khó cho học sinh.
- Phương tiện để kiểm tra đánh giá kiến thức kỹ năng của học sinh. [22,
tr 89-90], [18]
1.2. Các dạng bài tập vật lí
Có nhiều cách để phân dạng bài tập vật lí, tùy thuộc vào mục đích và
yêu cầu. Nếu dựa vào phương thức giải có thể chia bài tập thành bài tập định
tính, bài tập tính toán, bài tập thí nghiệm, bài tập đồ thị. Nếu dựa vào mức độ
phát triển tư duy của học sinh ta có thể chia bài tập thành bài tập luyện tập,
bài tập tổng hợp, bài tập sáng tạo…
Dựa vào phương thức giải có thể chia bài tập thành các dạng như sau
(sơ đồ 1):
+ Bài tập định tính.
Bài tập định tính là những bài tập mà khi giải học sinh không cần phải
tính toán phức tạp mà chủ yếu dựa vào các suy luận logic đơn giản để giải. Để
làm được các bài tập loại này học sinh cần phải hiểu rõ, hiểu sâu bản chất các

kiến thức vật lí: hiện tượng vật lí, các định luật vật lí, các thuyết vật lí….Đa

10
số bài tập định tính yêu cầu học sinh giải thích hoặc dự đoán một hiện tượng
vật lí nào đó xảy ra trong điều kiện xác định.
Bài tập định tính thường dùng để vận dụng các kiến thức vật lí vào đời
sống, sản xuất. Nó thường được đưa ra dưới dạng câu hỏi „Vì sao?‟, „Tại
sao?‟. Bài tập định tính thường được sử dụng nhiều trong quá trình dạy học
vật lí nhất là khi xây dựng hình thành kiến thức mới, dùng làm bài tập nghiên
cứu tài liệu mới. Chính vì điều này bài tập định tính giúp học sinh nắm rõ bản
chất các hiện tượng vật lí, những quy luật của chúng, dạy cho học sinh biết
cách áp dụng lí thuyết vào thực tiễn. Vì thế bài tập định tính luôn mang lại
cho người học sự hứng thú, say mê môn học, rèn luyện tư duy, khả năng phán
đoán, khả năng quan sát nhằm phát triển tư duy cho học sinh. Vì bài tập định
tính chỉ cần học sinh biểu đạt ngôn ngữ bằng lời để giải thích hiện tượng do
đó nó còn giúp cho học sinh biết sắp xếp và trình bày ý tưởng của mình một
cách rõ ràng, mạch lạc.
+ Bài tập định lượng
Là loại bài tập có dữ liệu cụ thể, muốn giải chúng ta phải thực hiện một
loạt các phép tính và kết quả của nó là một đáp số định lượng như một công
thức, một giá trị bằng số…
Bài tập tính toán có thể chia làm hai loại : bài tập tính toán tập dượt và
bài tập tính toán tổng hợp.
Bài tập tính toán tập dượt là các bài tập cơ bản, đơn giản, trong đó chỉ
đề cập đến một hiện tượng hay một định luật vật lí và chỉ cần sử dụng một vài
phép toán đơn giản. Bài tập này có tác dụng củng cố các kiến thức vừa học,
giúp học sinh nắm rõ ý nghĩa của các hiện tượng, các định luật, các công thức,
các đơn vị… để giải các bài tập phức tạp hơn.
Bài tập tính toán tổng hợp trong đó chứa đựng nhiều các kiến thức vật
lí đã học từ trước. Khi giải bài tập loại này có thể phải sử dụng nhiều các kỹ

năng, các phương pháp giải toán vật lí khác nhau.


11
+ Bài tập thí nghiệm.
Là loại bài tập khi giải phải sử dụng thí nghiệm để đi đến mục đích đặt
ra, có khi phải tiến hành thí nghiệm để hướng đến kết quả phải tìm hoặc phải
làm thí nghiệm để lấy số liệu làm bài tập.
Loại bài tập này giúp cho học sinh thấy rõ được mối quan hệ giữa lí
thuyết và thực nghiệm.
+ Bài tập đồ thị
Bài tập đồ thị là bài tập trong đó các số liệu được dùng làm dữ kiện để
giải phải tìm trong các đồ thị cho trước hoặc ngược lại, đòi hỏi học sinh phải
biểu diễn quá trình diễn biến của hiện tượng nêu trong bài tập bằng đồ thị.
Để giải được bài tập loại này học sinh cần hiểu rõ được ý nghĩa của đồ
thị, qua đồ thị có thể cho ta thấy rõ được mối quan hệ giữa hai đại lượng vật
lý. Trong thực nghiệm nếu biểu diễn các số liệu đo được trên đồ thị một cách
chính xác, sẽ giúp ta xây dựng các các định luật vật lí mới . Chính vì lẽ thế mà
bài tập sử dụng đồ thị hoặc xây dựng đồ thị ngày càng quan trọng trong quá
trình dạy học vật lí. [17, tr 340-346],[21, tr 90-98]

Sơ đồ 1.1. Các dạng bài tập vật lí
1.3. Phƣơng pháp giải bài tập Vật lí
1.3.1. Các bước giải bài tập Vật lí
Việc giải bài tập vật lí bao gồm các bước chính sau đây:
1. Tìm hiểu đầu bài
Phân biệt được đâu là ẩn số, đâu là dữ kiện.

12
Dùng các ký hiệu để tóm tắt đầu bài.

Nếu cần thiết thì phải vẽ hình để diễn đạt những điều kiện của đầu bài.
2. Phân tích hiện tượng
Những dự kiện đã cho liên quan đến những khái niệm, hiện tượng, qui
tắc, định luật nào trong Vật lí. Xác định các giai đoạn diễn biến của hiện
tượng và các định luật chi phối nó.
3. Xây dựng lập luận
Sử dụng phương pháp phân tích và phương pháp tổng hợp.
Phương pháp phân tích thì xuất phát từ ẩn số của bài tập, tìm ra mối
quan hệ giữa ẩn đó với một đại lượng nào đó của một ĐL đã xác định, diễn
đạt bằng công thức, tiếp tục phát triển lập luận hoặc biến đổi cuối cùng tìm
được một công thức chỉ chứa mối quan hệ giữa ẩn số và các dữ kiện đã cho.
Phương pháp tổng hợp thì trình tự làm ngược lại: điểm xuất phát từ các
dữ kiện của đầu bài, xây dựng lập luận hoặc biến đổi để đi đến công thức có
chứa ẩn số và các dữ kiện đã cho.
4. Biện luận
Phân tích kết quả cuối cùng để loại bỏ những kết quả không phù hợp
với điều kiện bài tập hoặc không phù hợp thực tế. [16, tr347-348]
1.3.2. Giải bài tập Vật lí định tính
Bài tập định tính thường có 2 dạng: giải thích hiện tượng và dự đoán
hiện tượng sẽ xảy ra.
a) Bài tập giải thích hiện tượng có thể đưa ra một qui trình sau đây:
Tìm hiểu đầu bài, đặc biệt chú trọng diễn đạt hiện tượng mô tả trong
đầu bài bằng ngôn ngữ Vật lí (dùng khái niệm Vật lí thay cho khái niệm dùng
trong đời sống hàng ngày).
*Phân tích hiện tượng.
* 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.

13

- Phát biểu đầy đủ tính chất đó, định luật đó.
- Xây dựng một luận 3 đoạn để thiết lập mối quan hệ giữa định luật đó
với hiện tượng đã cho, nghĩa là giải thích được nguyên nhân của hiện tượng.
b) Bài tập dự đoán hiện tượng thực chất là căn cứ vào những điều kiện
cụ thể của đầu bài, xác định những định luật chi phối hiện tượng và dự đoán
hiện tượng gì xảy ra và xảy ra như thế nào. Như vậy là, ta đã biết những điều
kiện cụ thể (một trường hợp riêng), bây giờ ta đi tìm qui luật chung chi phối
hiện tượng cùng loại và rút ra kết luận.
1.3.3. Giải bài tập Vật lí tính toán
Khi giải bài tập tính toán cần phải thực hiện bước 1 và 2 giống như khi
giải bài tập định tính. Riêng bước 3 về xây dựng lập luận có thể sử dụng hai
phương pháp sau: Phương pháp phân tích và phương pháp tổng hợp.
Phương pháp phân tích bắt đầu từ việc tìm một định luật, một qui tắc
diễn đạt bằng một công thức có chứa đại lượng cần tìm và một đại lượng khác
chưa biết, tiếp theo tìm những định luật, công thức khác có mối quan hệ giữa
những đại lượng chưa biết này với đại lượng đã biết trong đầu bài. Cuối cùng,
ta tìm được một công thức trong đó chỉ chứa một đại lượng cần tìm với các
đại lượng đã biết.
Phương pháp tổng hợp việc giải bài tập bắt đầu từ những đại lượng đã
cho. dựa vào các định luật, qui tắc Vật lí, ta phải tìm những công thức chứa
đại lượng đã cho với đại lượng trung gian mà ta dự kiến có liên quan đến đại
lượng ta cần tìm. Cuối cùng, ta tìm được một công thức trong đó chỉ chứa một
đại lượng cần tìm với các đại lượng đã biết.
Phối hợp phương pháp phân tích và phương pháp tổng hợp.
Trong thực tế giải các bài tập hai phương pháp trên không tách rời nhau
mà thường xen kẽ, hỗ trợ cho nhau. [17, tr 355-362]
1.3.4. Một số điểm lưu ý khi học sinh bài tập và bài thi Vật lí
Một số điểm nhỏ sau đây, nếu học sinh không chú ý dễ mắc các lỗi:

14

- Phải ghi rõ đơn vị ở kết quả sau cùng: Mỗi một đại lượng Vật lí gắn
với một đơn vị tương ứng. Không có đơn vị thì đại lượng không có ý nghĩa.
- Cần phân biệt các loại đơn vị khác nhau. Một số sai lầm phổ biến
hiện nay là : không phân biệt kW (công suất) và kWh (công), MeV (năng
lượng) và MeV/c2(khối lượng).
- Tập thói quen biến đổi rad ra độ hoặc ngược lại. Biến đổi các đơn vị
đo chiều dài, diện tích, thể tích. Chú ý tên gọi của các bội số hay các ước số
của đơn vị như như micrô (), nanô (), picô (p), kilô (k), mêga (M)
- Tập thói quen kiểm tra giá trị của các đại lượng sao cho có nghĩa và
phù hợp trong thực tế. Nhiều thí sinh thường hay hoảng hốt nếu con số ra quá
lớn hay quá nhỏ. Vấn đề là giá trị ấy có phù hợp trong thực tế hay không.
Ví dụ: với mạch điện thông thường, dòng điện quá 30A là bất hợp lí
nhưng với động cơ điện là chấp nhận được. Vận tốc các vật luôn nhỏ hơn vận
tốc ánh sáng. Không có tụ điện có điện dung vài Fara.
- Tâm lí sợ số lẻ : Học sinh thường gặp khó khăn nếu kết quả cho số lẻ.
Trong thực tế, các đại lượng Vật lí có giá trị tùy ý, nếu kết quả là số thập phân
là điều hết sức bình thường.
- Cách ghi kết quả: thông thường, sau khi có kết quả, học sinh thường
giữ rất nhiều số thập phân với lí do để giám khảo thấy mình là người làm việc
nghiêm túc, tính toán chính xác đến nhiều số lẻ. Tuy nhiên giám khảo sẽ đánh
giá ngược lại: thí sinh này thiếu thói quen làm tròn số (rất tiếc, HS ít được rèn
luyện kĩ năng này trong suốt bậc học phổ thông).
- Nếu bài toán không yêu cầu, chỉ nên giữ 1 hoặc 2 con số có nghĩa sau
dấu phẩy. Ngoài ra, đối với các số quá nhỏ hay quá lớn, nên viết kết quả dưới
dạng chuẩn nghĩa là dấu phẩy được đặt ngay sau con số có nghĩa đầu tiên.
Cách viết này rất tiện khi so sánh các số quá lớn hay quá nhỏ với nhau: Thí
dụ: không nên viết 156734,567 (m/s) hoặc 0,000657 F mà nên viết 1,57.10
5

(m/s) và 6,57.10

-4
F.

15
- Một điểm cần chú ý nữa là trình bày bài làm sạch sẽ, sáng sủa. Không
nên viết liền một mạch mà nên phân đoạn xuống dòng sau mỗi ý. Nếu cần
thiết có thể bổ sung thêm hình vẽ để truyền đạt thông tin một cách ngắn gọn
nhưng súc tích, hiệu quả.
1.4. Lựa chọn và sử dụng bài tập trong dạy học vật lí
Trong dạy học bất cứ một đề tài nào, giáo viên cần lựa chọn một hệ
thống bài tập thỏa mãn các yêu cầu sau:
- Các bài tập phải đi từ dễ đến khó, từ đơn giản đến phức tạp.
- Mỗi bài tập là một mắt xích trong hệ thống bài tập nhằm củng cố,
hoàn thiện và mở rộng kiến thức.
- Hệ thống bài tập cần có nhiều thể loại: giả tạo, thực tế, luyện tập,
sáng tạo, ngụy biện,
Giáo viên phải dự kiến chi tiết kế hoạch sử dụng hệ thống bài tập.Sử
dụng ở các khâu trong quá trình dạy học: nêu vấn đề, hình thành kiến thức
mới, củng cố, hệ thống hóa, kiểm tra và đánh giá kiến thức, kỹ năng của HS.
Cần quan tâm cả đến số lượng bài tập cần giải, ở lớp, ở nhà hoặc làm thêm.
1.5. Sơ đồ tƣ duy trong dạy học
1.5.1. Sơ đồ tư duy
Tư duy là sản phẩm cao cấp của một dạng vật chất hữu cơ có tổ chức
cao, đó là bộ não của con người. Trong quá trình phản ánh hiện thực khách
quan bằng khái niệm, phán đoán…Nếu kích thích trí óc bằng những công cụ
tư duy, học tập phù hợp như lập sơ đồ tư duy thì sẽ mang lại những giải pháp
hiệu quả, sáng tạo trong giải quyết vấn đề.
Tony Buzan – người đã sáng tạo nên thuật ngữ Mindmap (bản đồ tư
duy) là một hình thức ghi chép sử dụng hình ảnh và màu sắc, để mở rộng và
đào sâu ý tưởng. Ở giữa bản đồ là ý tưởng hay hình ảnh trung tâm. Ý tưởng

hay hình ảnh trung tâm này sẽ được phát triển thành các nhánh tượng trưng
cho những ý chính và đều được nối với ý trung tâm” . Trong khái niệm này,

16
Tony Buzan mới chỉ nhấn mạnh đến đặc điểm hình thức của bản đồ tư duy,
chưa thể coi là một định nghĩa hoàn chỉnh về công cụ tư duy này.
Khái niệm “Mindmap” được hiểu là “một dạng sơ đồ được dùng để
biểu thị các từ ngữ, ý tưởng, nhiệm vụ hoặc yếu tố khác có liên quan hoặc
được sắp xếp xung quanh một ý tưởng trung tâm …Các bản đồ tư duy được
sử dụng nhằm tạo ra hình dung cấu trúc hay phân loại ý tưởng, cũng như là
một phương tiện hỗ trợ trong học tập, tổ chức, giải quyết vấn đề, đưa ra quyết
định và viết”.
Khi sử dụng sơ đồ tư duy xây dựng các kiến thức thì ở giữa sơ đồ tư
duy là một ý tưởng chính hay hình ảnh trung tâm (Sơ đồ 2). Ý hay hình ảnh
trung tâm này sẽ được phát triển bằng các nhánh tượng trưng cho các ý chính
và được nối với ý trung tâm. Các nhánh chính lại được phân thành các nhánh
nhỏ nhằm nghiên cứu chủ đề ở mức độ sâu hơn. Những nhánh nhỏ lại được
phân thành nhiều nhánh nhỏ hơn, nhằm nghiên cứu vấn đề ở mức độ sâu hơn
nữa. Nhờ sự kết nối giữa các nhánh , các ý tưởng cũng có sự liên hệ dựa trên
mối liên hệ của bản thân các ý, điều này khiến cho Sơ đồ tư duy có thể bao
quát các ý tưởng trên một phạm vi rộng mà một bản liệt kê các ý tưởng thông
thường không thể làm được. [28]
.
Sơ đồ 1.2. Sơ đồ tƣ duy về khái niệm đƣờng sức từ và vận dụng.
Với phương thức tiến dần từ trung tâm ra xa xung quanh, Sơ đồ tư duy
sẽ khiến tư duy cũng phải hoạt động tương tự. Từ đó các ý tưởng sẽ phát triển

17
và chẳng bao lâu sẽ nảy nở các ý tưởng sáng tạo trong tư duy, góp phần làm
nên những thành công lớn trong học tập và trong công việc.

Những thành tựu nghiên cứu trong những năm gần đây cho thấy, bộ
não không tư duy theo dạng tuyến tính mà bằng cách tạo ra những kết nối,
những nhánh thần kinh. Việc ghi chép tuần tự theo lối truyền thống với bút và
giấy đã khiến cho con người cảm thấy nhàm chán.
Từ trước tới nay, đã có một số quan điểm cho rằng, con người không sử
dụng hết 100% công suất của bộ não, thậm chí có ý kiến cho rằng: trong cuộc
đời mỗi người chỉ sử dụng 10% các tế bào não, 90% còn lại ở trạng thái ngủ
yên vĩnh viễn. Những nghiên cứu bằng ảnh cộng hưởng từ chức năng cho
thấy, toàn bộ não hoạt động một cách đồng bộ trong các hoạt động tinh thần
của con người và quá trình tư duy là sự kết hợp phức tạp các ngôn ngữ, hình
ảnh, khung cảnh, màu sắc, âm thanh và giai điệu. Tức là, quá trình tư duy đã
sử dụng toàn bộ các phần khác nhau trên bộ não.

Sơ đồ 1.3. Quá trình tƣ duy sử dụng các phần khác nhau trên bộ não
Ví dụ: như học sinh tiến hành thí nghiệm, não trái đóng vai trò thu thập
số liệu; còn não phải đóng vai trò xây dựng sơ đồ thí nghiệm, bố trí các dụng
cụ đo, thu thập hình ảnh về đối tượng cần nghiên cứu. Ngoài ra, tính hấp dẫn
của hình ảnh, âm thanh, kết quả bất ngờ của thí nghiệm, gây ra những kích
thích rất mạnh lên não giúp cho việc ghi nhớ được lâu bền và tạo ra những

18
điều kiện thuận lợi để vỏ não phân tích, xử lí rút ra kết luận hoặc xây dựng
mô hình về đối tượng cần nghiên cứu.
Trực giác đóng vai trò quan trọng trong sáng tạo. Cơ sở của trực giác là
trí tưởng tượng khoa học. Trí tưởng tượng là khả năng tạo hình ảnh phản ánh
đối tượng cho trước ở trong óc. Trí tưởng tượng đóng vai trò quan trọng trong
sáng tạo bởi con người tưởng tượng ra cái mới trong óc rồi mới biến nó thành
hiện thực.
Khi ta suy nghĩ về một vấn đề gì đó, thông tin được tích lũy trong não
một cách dần dần. Bằng trí của mình, con người xây dựng các sơ đồ, mô hình

và tiến hành thao tác với các „vật liệu‟ ấy. Khi được những sự kiện mới làm
nảy sinh, kích thích, khơi gợi, những thông tin từ trong não bật ra tự nhiên và
dễ dàng giúp con người phán đoán nhanh và cái mới xuất hiện. Những hình
vẽ, kí hiệu, màu sắc đóng vai trò quan trọng trong tưởng tượng vì chúng là
những „vật liệu neo thông tin‟, nếu không có chúng thì không thể tạo ra được
sự liên kết giữa các ý tưởng.
Với cách thể hiện gần như cơ chế hoạt động của bộ não, sơ đồ tư duy
có thể phục vụ một số mục đích. Ba trong số những mục đích là làm cho tư
duy trở nên nhìn thấy được qua sơ đồ là:
- Tìm hiểu những gì ta biết, giúp xác định những khái niệm then chốt ,
thể hiện mối liên hệ giữa các ý tưởng và lập nên một mẫu có nghĩa từ những
gì ta biết và hiểu, do đó giúp ghi nhớ một cách bền vững.
-Trợ giúp lập kế hoạch cho một hoạt động hoặc một dự án thông qua tổ
chức và tập hợp các ý tưởng và thể hiện mối liên hệ giữa chúng.
- Trợ giúp đánh giá kinh nghiệm hoặc kiến thức thông qua quá trình
suy nghĩ về những yếu tố chính trong những gì đã biết hoặc đã làm.
Trong sơ đồ tư duy, học sinh được tự do phát triển các ý tưởng, xây
dựng mô hình và thiết kế mô hình vật chất hoặc tinh thần để giải quyết những
vấn đề thực tiễn. Từ đó, cùng với việc hình thành được kiến thức, các kỹ năng
tư duy(đặc biệt kĩ năng tư duy bậc cao) của học sinh cũng được phát triển.