Sử dụng bài tập hình thành kiến thức mới trong dạy học chương Các định luật bảo toàn - vật lí 10 THPT

LỜI CẢM ƠN
Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến TS Nguyễn Thế Khơi người đã
tận tình giúp đỡ em trong q trình nghiên cứu và hồn thiện luận văn.
Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo của Trường Đại học Sư
phạm, đặc biệt các thầy cô trong tổ Phương pháp dạy học bộ môn Vật lí đã
giúp em hồn thành khóa học.
Tơi xin cảm ơn Ban giám hiệu, các thầy cô giáo trong tổ Vật lí trường
THPT Bến Tre, THPT Xn Hịa, THPT Phúc n thuộc Thị xã Phúc Yên Tỉnh Vĩnh Phúc đã tạo điều kiện thuận lợi để tôi tiến hành thực nghiệm đề tài.
Xin cảm ơn gia đình, bạn bè đã ln động viên và giúp đỡ để tơi hồn
thành khóa học này!
Hà Nội, tháng 11 năm 2012
Tác giả

Nguyễn Thị Thu Hương


LỜI CAM ĐOAN
Tơi xin cam đoan đây là cơng trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số
liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực, khách quan và chưa từng được
ai cơng bố trong bất kỳ một cơng trình khoa học nào khác.
Tác giả
Nguyễn Thị Thu Hương


Danh mục các ký hiệu, Các chữ viết tắt

STT

Ch vit đầy đủ

Chữ viết tắt

1

Nhà xuất bản

NXB

2

Trung học phổ thông

THPT

3

Sách giáo khoa

SGK

4

Giáo viên

GV

5

Học sinh

HS

6

Câu hỏi đặt ra cho học sinh

O

7

Hoạt động của giáo viên

◊

8

Hoạt động của học sinh



9

Thực nghiệm

TN

10

Đối chứng

ĐC

11

Kiến thức mới

KTM

12

Bài tập vật lí

BTVL

13

Thực nghiệm sư phạm

TNSP

14

Hoạt động tư duy

HĐTD

15

Kỹ thuật

KT

Danh mục các bảng
STT

Bng

Tờn bng

1

1.1

S phõn loi bi tp vật lí

14

2

2.1

Sơ đồ cấu trúc chương “Các định luật bảo

36

Trang

tồn”
3

2.4.1.1

Sơ đồ tiến trình khoa học xây dựng đơn vị

41

kiến thức : Động lượng - Định luật bảo toàn
động lượng
4

2.4.2.1

Sơ đồ tiến trình khoa học xây dựng đơn vị

51

kiến thức : Cơng. Cơng suất
5

2.43.1

Sơ đồ tiến trình khoa học xây dựng đơn vị

55

kiến thức : Động năng
6

2.4.4.1

Sơ đồ tiến trình khoa học xây dựng đơn vị

61

kiến thức : Thế năng
7

2.4.5.1

Sơ đồ tiến trình khoa học xây dựng đơn vị

66

kiến thức : Cơ năng
8

3.1

Kết quả thực nghiệm sư phạm

88

9

3.2

Tổng hợp kết quả thực nghiệm sư phạm

89

10

3.3

Phân phối tần số

89

11

3.4

Phân phối tần suất

89

12

3.5

Phân phối tần số tích lũy



A

( i)

90

i

13

3.6

Tổng hợp số liệu xác định các tham số đặc

92

trưng
14

3.7

Tổng hợp các tham số x, S2, S, V

92


danh mục các đồ thị và biểu đồ
STT

th,

Tờn thị biểu đồ

Trang

biểu đồ

1

3.1

Đồ thị đường phân bố tần suất lớp đối chứng và

90

lớp thực nghiệm
2

3.2

Đồ thị đường phân bố tần số luỹ tích hội tụ lùi



A

i

( i)%

91


MỤC LỤC
Trang
MỞ ĐẦU

1

Chương 1. Cơ sở lí luận và thực tiễn của việc hình thành kiến thức
mới bằng giải bài tập vật lí…………………………………………....

6

1.1. Quan niệm về bài tập vật lí……………………………………….

6

1.2. Tác dụng của bài tập vật lí trong dạy học………………………...

7

1.3. Phân loại bài tập vật lí……………………………………………

13

1.4. Sơ đồ định hướng khái quát giải bài tập vật lí……………………

16

1.5. Nguyên tắc lựa chọn hệ thống bài tập vật lí nhằm hình thành kiến
thức mới cho học sinh trong dạy học…………………………….

17

1.6. Hướng dẫn học sinh tìm kiếm lời giải bài tập vật lí nhằm hình
thành kiến thức mới…………………………………………………...

20

1.7. Mỗi quan hệ giữa giải bài tập vật lí với nắm vững kiến thức và
phát triển năng lực giải quyết vấn đề………………………………….

22

1.8. Thực trạng dạy học giải bài tập vật lí ở trường THPT…………… 28
Kết luận chương 1…………………………………………………….

34

Chương 2. Tổ chức bài học hình thành kiến thức mới bằng giải bài tập 35
vật lí……………………………………………………………………
2.1. Phân tích nội dung kiến thức khoa học chương “Các định luật bảo
toàn”…………………………………………………………………… 35
2.2. Mục tiêu dạy học chương “Các định luật bảo tồn”……………… 37
2.3. Hệ thống bài tập hình thành kiến thức mới trong dạy học chương
“Các định luật bảo tồn” - Vật lí 10 THPT............................................ 39


2.4.Tiến trình dạy học một số kiến thức mới trong chương “Các định
luật bảo toàn” bằng giải bài tập vật lí…………………………………. 41
2.4.1. Tiến trình xây dựng đơn vị kiến thức “Động lượng. Định luật
bảo tồn động lượng”…………………………………………………. 41
2.4.2. Tiến trình xây dựng đơn vị kiến thức “Công. Công suất”………. 51
2.4.3. Tiến trình xây dựng đơn vị kiến thức “Động năng”…………….. 55
2.4.4. Tiến trình xây dựng đơn vị kiến thức “Thế năng”………………. 61
2.4.5. Tiến trình xây dựng đơn vị kiến thức “Cơ năng”……………….. 66

Kết luận chương 2……………………………………………………..

72

Chương 3: Thực nghiệm sư phạm…………………………………….. 73
3.1. Mục đích và nhiệm vụ của thực nghiệm sư phạm………………... 73
3.2. Đối tượng thực nghiệm sư phạm…………………………………. 73
3.3. Tiến hành thực nghiệm sư phạm………………………………….

74

3.4. Kết quả thực nghiệm sư phạm……………………………………. 85
Kết luận chương 3…………………………………………………….

97

KẾT LUẬN…………………………………………………………… 98
TÀI LIỆU THAM KHẢO…………………………………………….. 100
PHỤ LỤC……………………………………………………………... 103
PHỤ LỤC 1: Phiếu điều tra tình hình học tập kiến thức chương
“Các định luật bảo tồn” của học sinh………………………………… 103
PHỤ LỤC 2: Phiếu trao đổi với giáo viên dạy mơn Vật lí …………. 105
PHỤ LỤC 3: Một số hình ảnh về giờ TNSP………………………... 107
PHỤ LỤC 4: Giáo án điện tử……………………………………….. 112
PHỤ LỤC 5, 6: Đáp án đề kiểm tra 15 phút; 45 phút………………. 123


1

MỞ ĐẦU

1. Lí do chọn đề tài
Hiện nay, Việt Nam đang bước vào thời kì cơng nghiệp hố, hiện đại
hố đất nuớc, mở cửa và hội nhập quốc tế và đang ở trong cơ chế thị trường
cạnh tranh quyết liệt. Trong quá trình xây dựng chủ nghĩa xã hội, người lao
động trở thành những người làm chủ đất nước, làm chủ trong qua trình tổ
chức quản lý sản xuất và trong quá trình phân phối sản phẩm. Con người với
tất cả các phẩm chất tích cực (thể lực, trí lực, nhân cách) trở thành động lực
phát triển của toàn bộ xã hội nói chung và sự nghiệp cơng nghiệp hố, hiện
đại hố nói riêng. Những u cầu thực tiễn đó địi hỏi nhà trường phải góp
phần giáo dục và đào tạo những con người phát triển cao về trí tuệ, cường
tráng về thể chất, phong phú về tinh thần, trong sáng về đạo đức, có tư duy
sáng tạo, có kỹ năng thực hành giỏi, có tác phong cơng nghiệp, có tính tổ
chức kỷ luật và ý thức cộng đồng, có thái độ tích cực, có năng lực tự học để
nâng cao trình độ nhận thức đáp ứng được yêu cầu ngày càng cao của xã hội.
Để thực hiện được điều đó, nhà trường phổ thơng khơng chỉ phải trang bị kiến
thức mà cịn phải bồi dưỡng năng lực, trong đó đặc biệt chú trọng đến năng
lực sáng tạo, năng lực thực hành cho học sinh. Chỉ có dạy học trong nhà
trường mới có khả năng tạo ra những hoạt động đa dạng cần thiết, tạo điều
kiện phát triển những năng lực khác nhau ở học sinh. Tuy nhiên thực trạng
dạy học ở nước ta cho thấy việc phát huy năng lực sáng tạo cho học sinh còn
nhiều hạn chế. Để khắc phục những hạn chế đó, Nghị quyết Trung ương 2
khoá VIII của Ban chấp hành Trung ương Đảng Cộng sản Việt Nam khẳng
định: “Đổi mới phương pháp giáo dục đào tạo, khắc phục lối truyền thụ một
chiều, rèn luyện thành nếp tư duy sáng tạo của người học...Từng bước áp
dụng các phương pháp dạy học tiên tiến và phương tiện dạy dạy học hiện đại
vào quá trình dạy học, bảo đảm điều kiện và thời gian tự học, tự nghiên cứu


2

cho học sinh, nhất là sinh viên đại học”[22, tr.34]. Khoản b điều 36, Luật
Giáo dục năm 2005 cũng ghi rõ “Phương pháp giáo dục phải coi trọng việc
bồi dưỡng năng lực tự học, tự nghiên cứu, tạo điều kiện cho người học phát
triển tư duy sáng tạo, rèn luyện kĩ năng thực hành, tham gia nghiên cứu, thực
nghiệm ứng dụng”.
Hình thành hệ thống kiến thức vật lí phổ thơng tương đối có hệ thống và
tồn diện, hiện đại cho học sinh là một nhiệm vụ cơ bản của dạy học vật lí.
Những kiến thức về cơ học, vật lí phân tử và nhiệt học, điện học, quang học,
dao động và sóng, vật lí ngun tử và hạt nhân là cơ sở để học sinh nhận thức
được thế giới vật chất, đồng thời phát triển năng lực trí tuệ và nhân cách của
họ.
Ngày nay, trong thực tiễn dạy học vật lí, người ta ngày càng chú ý tăng
cường các BTVL vì chúng đóng vai trị quan trọng trong dạy học và giáo dục
học sinh, đặc biệt trong việc thực hiện các nhiệm vụ giáo dục kĩ thuật tổng
hợp. Giải các BTVL được xem như mục đích, là phương pháp dạy học, là một
phần hữu cơ của quá trình dạy học vật lí vì nó khơng chỉ có tác dụng giúp cho
HS phát triển tư duy vật lí và thói quen vận dụng kiến thức vật lí vào thực tế
mà cịn có tác dụng tích cực trong việc hình thành KTM và làm phong phú
các khái niệm, định luật vật lí.
Trong lĩnh vực nghiên cứu các vấn đề BTVL từ trước tới nay đã có rất
nhiều cơng trình của các tác giả như L.I. Rêznicôp - A.V. Piôrưskin - P.A.
Znamenxki [16], Nguyễn Đức Thâm [21], Phạm Hữu Tòng [24], [26], [27],
Nguyễn Thế Khơi [11], Đỗ Hương Trà [29],… trong đó có cả các luận văn
cao học của Trần Như Long [13], Nguyễn Đức Sinh [18],... Các tác giả đã chỉ
rõ tác dụng của BTVL trong dạy học, cách phân loại, nguyên tắc soạn thảo hệ
thống BTVL và đề xuất phương pháp giải bài tập vật lí nói chung và của một
số loại bài tập cụ thể nói riêng,… Ngồi ra, tác giả [11] nhấn mạnh vai trò của


3

BTVL trong việc hình thành KTM cho HS. Tuy nhiên, việc tổ chức dạy học
hình thành KTM cho HS bằng cách hướng dẫn họ giải BTVL vẫn chưa được
nhiều tác giả và GV trường phổ thơng quan tâm đúng mức.
Chính vì thế, việc thực hiện đề tài: “Sử dụng bài tập hình thành kiến
thức mới trong dạy học chương “Các định luật bảo tồn” - Vật lí 10
THPT là rất cần thiết.
2. Mục đích nghiên cứu
Xây dựng hệ thống bài tập, hướng dẫn HS lớp 10 giải nó và soạn thảo tiến
trình dạy học hình thành KTM chương “Các định luật bảo tồn” - Vật lí 10
THPT nhằm giúp họ nắm vững kiến thức cơ bản và góp phần phát triển năng
lực giải quyết vấn đề.
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
3.1. Đối tượng nghiên cứu
Hoạt động dạy học BTVL của GV, HS.
3.2. Phạm vi nghiên cứu
Hệ thống bài tập hình thành KTM chương “Các định luật bảo tồn” - Vật lí
10 THPT.
4. Giả thuyết khoa học
Nếu trong dạy học chương “Các định luật bảo toàn”, giáo viên xây dựng
được hệ thống BTVL theo yêu cầu của hệ thống BT với mục đích hình thành
KTM và đề ra cách hướng dẫn HS lớp 10 THPT giải nó thì sẽ giúp họ nắm
vững kiến thức cơ bản và góp phần phát triển năng lực giải quyết vấn đề.
5. Nhiệm vụ nghiên cứu
5.1. Nghiên cứu lí luận về BTVL.
5.2. Điều tra thực trạng dạy học của GV và HS lớp 10 THPT ở các bài học
hình thành KTM chương “Các định luật bảo toàn” bằng giải BTVL.


4

5.3. Xác định mục tiêu dạy học một số bài học hình thành KTM chương “Các
định luật bảo tồn” - Vật lí 10 THPT cho HS.
5.4. Xây dựng hệ thống bài tập và đề ra tiến trình dạy học, cách hướng dẫn
HS giải hệ thống bài tập ấy nhằm hình thành một số KTM chương “Các định
luật bảo toàn” - Vât lí 10 THPT.
5.5. Thực nghiệm đánh giá tính khả thi, hiệu quả của hệ thống BTVL và tiến
trình dạy học trong bài học hình thành KTM đã đề xuất nhằm giúp HS nắm
vững kiến thức cơ bản và phát triển năng lực giải quyết vấn đề.
6. Phương pháp nghiên cứu
Trong luận văn, chúng tôi sử dụng phối hợp các phương pháp nghiên cứu
sau:
- Nghiên cứu lí luận về BTVL, các tài liệu liên quan đến đề tài để xác định
cơ sở lí luận của đề tài.
- Điều tra thực trạng dạy học BTVL chương “Các định luật bảo toàn” - Vật
lí 10 THPT.
-Thực nghiệm sư phạm để kiểm nghiệm tính khả thi và hiệu quả của hệ
thống bài tập đã đề xuất, cách sử dụng nó.
- Sử dụng thống kê tốn học để xử lí số liệu thực nghiệm sư phạm.
7. Đóng góp của luận văn
- Làm rõ cơ sở lí luận của việc sử dụng BTVL hình thành kiến thức mới
nhằm giúp HS nắm vững kiến thức cơ bản và phát triển năng lực giải quyết
vấn đề.
- Thiết lập sơ đồ cấu trúc nội dung kiến thức chương “Các định luật bảo
toàn”
- Thiết lập được sơ đồ biểu đạt lơgic của tiến trình khoa học xây dựng từng
đơn vị kiến thức cụ thể cần dạy phù hợp với trình độ HS. Trên cơ sở đó thiết


5

kế mục tiêu dạy học theo hướng giúp HS nắm vững kiến thức cơ bản và góp
phần phát triển năng lực giải quyết vấn đề.
- Xây dựng được phương án dạy học từng đơn vị kiến thức nói trên với nội
dung và phương pháp dạy học khả thi thực hiện mục tiêu đã xác định đóng
góp cho việc nâng cao hiệu quả dạy học chương trình mới.
- Bổ sung vào nguồn tài liệu tham khảo cho GV và HS trong dạy học
chương “Các định luật bảo tồn” - Vật lí 10 THPT.
8. Cấu trúc của luận văn
Ngoài phần Mở đầu, Kết luận, Tài liệu tham khảo và Phụ lục, Luận văn
gồm ba chương:
Chương 1. Cơ sở lí luận và thực tiễn của việc hình thành kiến thức mới
bằng giải BTVL
Chương 2. Tổ chức dạy học hình thành một số kiến thức mới chương “Các
định luật bảo tồn” - Vật lí 10 THPT thông qua giải BTVL
Chương 3. Thực nghiệm sư phạm


6

CHƯƠNG 1. CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC HÌNH
THÀNH KIẾN THỨC MỚI BẰNG GIẢI BÀI TẬP VẬT LÍ
1.1. Quan niệm về bài tập vật lí
Trong thực tiễn dạy học cũng như trong các tài liệu giảng dạy, các thuật
ngữ “ bài tập”, “ bài tập vật lí” được sử dụng cùng các thuật ngữ “ bài toán”,
“ bài tốn vật lí”. Trong cuốn Từ điển tiếng Việt [12, tr.42 - 43], “ bài tập” và
“bài toán” được giải nghĩa khác hẳn nhau: Bài tập là bài ra để luyện tập, vận
dụng kiến thức đã học; bài toán là vấn đề cần giải quyết, tìm ra lời giải bằng
các quy tắc, định lí. Cũng như vậy, một số ý kiến cho rằng cần phân biệt hai
thuật ngữ “ bài tập vật lí” và “ bài tốn vật lí”. BTVL có ý nghĩa là bài tập vận

dụng đơn giản kiến thức lí thuyết đã học về vật lí vào những trường hợp cụ
thể. Cịn bài tốn vật lí được sử dụng để hình thành KTM trong khi giải quyết
một vấn đề được đặt ra chưa có câu trả lời, hoặc đề ra một cách giải quyết,
phương pháp hành động mới. Nhưng bên cạnh đó, trong một số tài liệu [11],
[16], [22], [29]…, các tác giả lại dùng hai thuật ngữ đó như một với cách hiểu
giải bài tập (bài tốn) vật lí là vận dụng các khái niệm, quy tắc, định luật vật
lí,…đã được học vào giải quyết những vấn đề thực tế trong đời sống, lao
động.
Hiện nay, theo quan điểm hiện đại, việc nghiên cứu tài liệu mới cũng là
một bài tập đối với HS. Trong quá trình tìm kiếm KTM, HS khơng phải là thụ
động tiếp thu cách giải quyết vấn đề một cách máy móc mà chính họ cũng tập
cách giải quyết vấn đề đó. HS cũng tập các hành động, các phương pháp hoạt
động để chiếm lĩnh KTM như quan sát, phân tích hiện tượng, đo lường, so
sánh, khái qt hóa, tìm mối quan hệ nhân quả giữa các hiện tượng,… Điều
đó có nghĩa là HS phải chủ động chiếm lĩnh KTM thơng qua chính các hoạt
động của mình dưới sự hướng dẫn của GV. Khi ấy, họ không chỉ đơn thuần là
vận dụng kiến thức cũ mà cịn tập tìm ra KTM.


7

Trong cuốn sách dùng cho GV “Phương pháp giải bài tập vật lí ở trường
phổ thơng” [5], X.E.Camenetki và V.P.Ơrêkhơv quan niệm: “Trong thực tế
dạy học, người ta thường gọi bài tập vật lí là một vấn đề khơng lớn, được giải
quyết nhờ những suy luận logic, những phép toán và thí nghiệm dựa trên cơ
sở các định luật và các phương pháp vật lí”. Thực ra, trong các giờ học vật lí,
mỗi một vấn đề xuất hiện do nghiên cứu tài liệu giáo khoa trong các tiết học
chính là một bài tập đối với HS. Hiểu theo nghĩa rộng thì sự tuy duy định
hướng một cách tích cực ln là việc giải bài tập.Trong các tài liệu giáo khoa
cũng như các tài liệu phương pháp bộ môn, người ta thường hiểu bài tập vật lí

là những bài tập 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 luyện kĩ năng vận dụng kiến thức của họ vào
thực tiễn.
Với định nghĩa trên, cả hai ý nghĩa khác nhau của BTVL là vận dụng kiến
thức và hình thành KTM đều có mặt. Do đó, BTVL với tư cách là một
phương pháp dạy học giữ một vị trí đặc biệt quan trọng trong việc hồn thành
các nhiệm vụ dạy học vật lí ở nhà trường phổ thơng [29, tr. 7]. Vì thế, theo
chúng tơi, khơng nên phân biệt khái niệm BTVL hay bài toán vật lí và gọi
chung là BTVL.
1.2. Tác dụng của bài tập vật lí trong dạy học
Giải BTVL là một yếu tố cấu thành quan trọng trong việc cấu trúc kiến
thức vật lí của người học. Nó có thể chiếm một phần hoặc tồn bộ tiết học.
Tùy theo mục đích mà BTVL có thể phát huy tác dụng khác nhau, nhưng nói
chung, BTVL có các tác dụng chủ yếu sau:
1.2.1. Hình thành và rèn luyện kĩ năng, kĩ xảo vận dụng kiến thức vào thực
tiễn


8

Kỹ năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn là thước đo sự nhận thức, sự sâu
sắc, vững vàng của kiến thức. Tuy nhiên ngay cả trong trường hợp đã nắm tài
liệu giáo khoa một cách có ý thức chứ khơng hình thức, thì kỹ năng áp dụng
kiến thức vào thực tiễn cũng khơng tự nhiên mà có được, cần phải dạy một
cách đặc biệt kỹ năng đó. Việc giải BTVL chiếm một vị trí đáng kể trong việc
dạy cách áp dụng kiến thức vào thực tiễn.
Một trong các nguyên tắc giáo dục là phải gắn liền giáo dục với thực tiễn
cuộc sống và lao động sản xuất. Tức là, HS chỉ cần nắm được kiến thức trong
các giờ lên lớp là chưa đủ, mà ngoài các giờ luyện tập, ôn tập củng cố ra GV

phải yêu cầu HS giải những bài tập được đặt ra trong cuộc sống hàng ngày.
Khi đó, HS sẽ nắm vững hơn các kiến thức đã học, đồng thời tập cho họ làm
quen với việc liên hệ kiến thức lí thuyết với thực tiễn, vận dụng kiến thức đã
học vào giải quyết vấn đề đặt ra trong cuộc sống hàng ngày. Nhờ đó, việc giải
bài tập góp phần nâng cao năng lực giải quyết vấn đề cho HS. Có thể xây
dựng rất nhiều bài tập có nội dung thực tiễn, trong đó yêu cầu HS phải vận
dụng kiến thức lí thuyết để giải thích hoặc dự đốn các hiện tượng có thể xảy
ra trong thực tiễn ở những điều kiện cho trước [22, tr.339].
1.2.2. Hình thành KTM
KTM về vật lí được hiểu là những kiến thức về một tính chất, một mối
quan hệ khách quan có tính quy luật của các sự vật hiện tượng mà trước đây
HS chưa biết và không thể chỉ đạt được bằng suy luận lơgic hay tốn học. Nói
cách khác, KTM chỉ có thể tìm được trong thiên nhiên. Cũng có khi suy luận
lơgic hay biến đổi tốn học dẫn tới việc phát hiện ra một tính chất hay một
mối quan hệ mới, song nó chỉ được coi là chân thực khi được thiên nhiên
(quan sát, thí nghiệm) xác nhận. Như vậy, câu trả lời kiến thức ấy có phải là
mới không vẫn là ở thiên nhiên [11].


9

BTVL có thể được sử dụng như một phương tiện độc đáo để nghiên cứu
tài liệu mới khi trang bị kiến thức cho HS nhằm đảm bảo cho HS lĩnh hội
được kiến thức mới một cách sâu sắc và vững chắc [26, tr.120]. Các bài tập
được sử dụng khéo léo có thể dẫn HS đến những suy nghĩ về một hiện tượng
mới, hoặc xây dựng một khái niệm mới để giải thích hiện tượng mới do bài
tập phát hiện ra.
BTVL có tác dụng rất lớn trong các tiết học nghiên cứu tài liệu mới. Đó là
các tiết học mà HS thu được cái họ chưa từng được biết hoặc chưa được biết
một cách rõ ràng, chính xác. Tức là, trong tiết học đó, HS có thể thu được

KTM hoặc khơng thu được KTM nhưng lại có cách hiểu mới về kiến thức đã
học hoặc thấy rõ hơn giới hạn, phạm vi áp dụng của kiến thức [11, tr. 8].
Đối với các tiết học nghiên cứu tài liệu mới nhằm cung cấp cho HS cách
hiểu mới về kiến thức đã học hoặc thấy rõ hơn giới hạn, phạm vi áp dụng của
kiến thức, thì BTVL được GV đưa ra sau khi HS đã nắm được nội hàm của
kiến thức đó. Trong các tiết học loại này, BTVL giúp HS đào sâu, mở rộng
kiến thức bằng cách đi sâu vào một khía cạnh của vấn đề. Ví dụ khi vận dụng
định luật II Niutơn để giải bài tập tính số chỉ của lực kế khi một vật treo vào
một đầu của lực kế được kéo lên trên hoặc xuống dưới theo phương thẳng
đứng với gia tốc không đổi sẽ cho thấy số chỉ của lực kế có thể lớn hơn, nhỏ
hơn thậm chí bằng khơng. Từ đó, đưa vào khái niệm tăng, giảm hoặc khơng
trọng lượng.
Cũng có thể sử dụng BTVL để giới thiệu cho HS những tài liệu mới cần
thiết cho việc nắm vững kiến thức, thậm chí cả những tài liệu vượt ra ngồi
phạm vi chương trình nhưng cần thiết và bổ ích đối với HS. Nếu khéo chọn
nội dung bài tập ra cho HS thì GV có thể làm cho họ thấy rõ hơn vai trị của
vật lí đối với việc tìm hiểu thiên nhiên và kĩ thuật sản xuất.


10

Với các tiết học nhằm cung cấp KTM cho HS thì HS được làm quen với
bản chất của các hiện tượng vật lí bằng nhiều cách khác nhau (thí nghiệm biểu
diễn, kể chuyện, làm bài thực nghiệm,…). Tính tích cực của HS, chiều sâu và
mức độ nắm vững kiến thức sẽ tốt nhất khi các em được đặt vào “tình huống
có vấn đề”. Trong nhiều trường hợp, nhờ tình huống có vấn đề có thể xuất
hiện một kiểu bài tập mà việc giải bài tập đó sẽ giúp HS phát hiện lại quy luật
vật lí chứ khơng phải tiếp thu quy luật đó dưới hình thức có sẵn. Trong những
trường hợp này, BTVL xuất hiện như một phương tiện để nghiên cứu tài liệu
mới. Và với mục đích đó, ta có thể sử dụng bài tập định tính, định lượng, bài

tập thực nghiệm và các bài tập khác.
Trong quá trình giải bài tập, bằng cách dựa vào kiến thức đã có của HS có
thể cho họ phân tích các hiện tượng vật lí đang được nghiên cứu, hình thành
cho họ các khái niệm mới, các đại lượng vật lí. Thơng qua giải bài tập thực
nghiệm, có thể truyền thụ cho HS một số khái niệm về thí nghiệm vật lí với
tính cách là một phương pháp nghiên cứu các hiện tượng tự nhiên dựa trên
phép đo và khảo sát toán học sự phụ thuộc hàm số giữa các đại lượng vật lí.
Về mặt này có thể hình thành cho HS một định luật vật lí. Ví dụ: Định luật
phản xạ và khúc xạ ánh sáng, định luật Húc, định luật Ơm,...
Cũng có khi việc hình thành cho HS một định luật vật lí chỉ cần ra bài tập
mà khi giải nó chỉ cần lập luận lơgic và biến đổi tốn học cùng với việc sử
dụng các kiến thức đã có của HS. Ví dụ: Trong bài “Động lượng. Định luật
bảo tồn động lượng” [2, tr 122], HS có thể rút ra định luật từ các định luật
Niutơn. HS cũng có thể tìm lại định luật Ơm cho tồn mạch bằng cách rút ra
định luật này từ định luật Jun - Lenxơ, định luật bảo tồn và chuyển hóa năng
lượng, kiến thức về năng lượng do nguồn điện cung cấp.
Như vậy, BTVL được xem là phương tiện nghiên cứu tài liệu mới khi
trang bị KTM cho HS nhằm đảm bảo cho họ nắm được KTM một cách chăc


11

chắn, vì kiến thức mà các em thu được là qua hoạt động giải bài tập của các
em. Tuy nhiên để đạt được hiệu quả cao thì theo [11, tr.73] BTVL đưa ra phải
đảm bảo một số yêu cầu sau:
1) Mỗi bài tập đưa ra phải chứa vấn đề học tập cần giải quyết và vừa sức với
HS.
2) Mỗi bài tập phải chứa đựng yếu tố mới mà để tìm ra lời giải, HS cần thực
hiện các lập luận phức tạp hoặc phải “tìm câu trả lời từ thiên nhiên” (tức là
HS cần thực hiện các thí nghiệm vật lí, quan sát thực tế).

3) Các bài tập phải được chú ý tới các mặt như tình huống đưa ra bài tập, nội
dụng bài tập (đề bài), cách giải và kết luận để từ đó rút ra KTM.
4) Việc giải hệ thống bài tập phải đảm bảo thời gian mà chương trình quy
định, đảm bảo được mục đích chiếm lĩnh nội dung KTM của HS trong tiết
học ấy.
1.2.3.Ôn tập kiến thức đã học, củng cố kiến thức cơ bản của bài giảng
BTVL là một phương tiện ôn tập, củng cố kiến thức sinh động. Khi giải
bài tập, HS phải nhớ lại các kiến thức đã học, có khi phải sử dụng tổng hợp
những kiến thức thuộc nhiều chương, nhiều phần của chương trình [29, tr.
10]. Như vậy sẽ làm cho HS nắm vững hơn các kiến thức đã học, đồng thời
tập cho HS quen với việc liên hệ lí thuyết với thực tiễn. Thông thường, trong
các tiết học nghiên cứu tài liệu mới nhằm vận dụng kiến thức vừa học (bài tập
thường được dùng ở cuối tiết học), hoạt động của GV như sau: GV nêu ra các
bài tập cơ bản về kiến thức vừa học và yêu cầu HS giải một vài bài tập cơ bản
minh họa cho từng dạng. Sau đó GV ra bài tập về nhà, gợi ý cách giải quyết
khó khăn, yêu cầu HS tự rút ra các bước giải từng loại, từng kiểu bài tập đã ra
và mới gặp lần đầu.
Với các tiết luyện tập giải bài tập, GV phải đưa cho HS các bài tập liên
quan tới nhiều kiến thức đã biết mà để giải chúng, HS phải vận dụng một cách


12

tổng hợp các kiến thức đã học, thậm chí trong cả chương, phần. Do đó, họ sẽ
hiểu rõ hơn, ghi nhớ vững chắc nội dụng kiến thức đã học. Trong các tiết học
này, hoạt động của GV sẽ như sau: Kiểm tra sự chuẩn bị về lí thuyết giải bài
tập và việc nắm phương pháp giải từng kiểu bài tập của HS. Sau đó, u cầu
HS phân tích cách giải các bài tập về nhà mà chủ yếu là bài tập phức hợp.
Cuối cùng, GV ra bài tập về nhà cho HS mà thơng thường là bài tập phức hợp
có một vài yếu tố mới lạ. Khi cần, gợi ý giải quyết chỗ khó.

1.2.4. Phát triển tư duy vật lí cho HS
Giải BTVL là một phương tiện rất tốt để phát triển tư duy, óc tưởng tượng,
tính độc lập trong việc phán đốn, tính kiên trì khắc phục khó khăn trong
những hình thức làm việc tự lực căn bản của HS. Trong khi giải bài tập, HS
phải phân tích các điều kiện của đề bài, tự xây dựng những lập luận, thực hiện
tính tốn, khi cần thiết phải sử dụng đến thí nghiệm, thực hiện các phép đo,
xác định sự phụ thuộc hàm số giữa các đại lượng, kiểm tra các kết luận của
mình. Khi đó, HS phải vận dụng các thao tác tư duy như phân tích, tổng hợp,
so sánh, khái qt hóa,… để tự lực tìm hiểu vấn đề, tìm ra cái cơ bản, chìa
khóa để giải quyết vấn đề. Trong những điều kiện đó, tư duy phân tích - tổng
hợp, tư duy sáng tạo của HS được phát triển, năng lực làm việc độc lập của
HS được nâng cao. Bên cạnh đó, việc giải quyết các BTVL cịn có tác dụng
bồi dưỡng cho HS phương pháp nghiên cứu khoa học.
1.2.5. BTVL là phương tiện có hiệu quả trong kiểm tra đánh giá kết quả học
tập về vật lí của HS. Đặc biệt là giúp phát triển trí tuệ, làm bộc lộ những khó
khăn chủ yếu và những sai lầm cơ bản của HS trong học tập. Đồng thời, góp
phần giúp HS vượt qua khó khăn và khắc phục những sai lầm ấy. BTVL còn
giúp cho GV phát hiện trình độ phát triển trí tuệ, kĩ năng vận dụng kiến thức
của HS cũng như những khó khăn và sai lầm phổ biến của họ trong học tập.


13

Từ đó, GV có thể đề ra cách giúp đỡ các em vượt qua khó khăn, khắc phục
những sai lầm đó.
1.2.6. BTVL có tác dụng giáo dục tư tưởng, đạo đức, kĩ thuật tổng hợp và
hướng nghiệp
BTVL có tác dụng giáo dục tư tưởng rất lớn, nhờ nó ta có thể giới thiệu
cho HS sự xuất hiện những tư tưởng và quan điểm tiên tiến, hiện đại, những
phát minh lớn của nhân loại, có thể lưu ý HS những thành tựu của nền khoa

học nước nhà. BTVL cũng là phương tiện hiệu quả để giáo dục đạo đức, tình
yêu lao động, đức tính kiên trì, ý chí và tình cảm của HS. Việc giải BTVL có
thể đem lại cho HS niềm vui sáng tạo đối với những thành công, tăng thêm sự
u thích, hứng thú với mơn học.
Thơng qua việc giải BTVL, GV cũng có thể thường xuyên theo dõi thành
tích học, tinh thần học tập của HS.
Bên cạnh đó, các BTVL có nội dung kĩ thuật tổng hợp (hiện đại, gắn liền
với chương trình)cịn có tác dụng rất lớn đến việc giáo dục kĩ thuật tổng hợp
cho HS. Nó cũng là một phương tiện thuận lợi để HS liên hệ lí thuyết với thực
hành, học tập với đời sống sản xuất. Từ đó góp phần giáo dục hướng nghiệp
cho HS.
Các BTVL về các hiện tượng vật lí thường gặp trong sinh hoạt hàng ngày
giúp cho HS thấy khoa học vật lí ngay trong cuộc sống xung quanh, góp phần
bồi dưỡng cho HS khả năng quan sát, sáng tạo.
1.3. Phân loại bài tập vật lí
Trong nhiều tài liệu về phương pháp giảng dạy vật lí [11], [15], [22],
[29].., các tác giả đã chia BTVL theo nhiều dấu hiệu khác nhau. Có thể tổng
kết các cách phân loại ấy như sơ đồ 1.1:


14

BÀI TẬP VẬT LÍ

Theo
nội
dung

Tài
liệu

vật
lí

Cụ
thể
trừu
tượng

Theo
mục
đích
dạy
học

KT
tổng
hợp

Luyện
tập

Lịch
sử

Sáng
tạo

Theo
mức
độ

khó
dễ

Đơn
giản

Kiểm
tra

Phức
hợp

Theo
phương
thức
giải hay
phương
thức
cho
điều
kiện

Theo
đặc
điểm
và
PPNC
vấn đề

Phối

hợp

Định
tính

Định
tính

Định
lượng

Định
lượng

Theo
hình
thức
lập
luận
lơgíc

Đồ
thị

Dự
đốn
hiện
tượng

Thí

nghiệm

Giải
thích
hiện
tượng

Theo mức
độ phức
tạp của
HĐTD
trong tiến
trình tìm
kiếm lời
giải

Cơ
bản

Tổng
hợp

Sơ đồ 1.1: Phân loại bài tập vật lí
Đa số các cách trên chưa cho thấy sự thống nhất về tiêu chuẩn phân loại
BTVL, vì trong bất kì loại nào cũng chứa đựng một vài yếu tố của một hay
một vài loại khác. Ví dụ trong cách gần như phổ biến nhất là phân loại theo
phương thức giải hay cho điều kiện thì để giải bài tập định lượng buộc phải
lập luận lơgic; có bài tập thí nghiệm, đồ thị, định tính hoặc định lượng. Đặc
biệt là cách phân loại bài tập chỉ mang tính chất bề ngồi chưa đề cập gì đến

Phức
hợp


15

chủ thể giải BTVL là HS. Để khắc phục tình trạng trên, TS. Nguyễn Thế Khôi
[11] đã đưa ra cách phân loại bài tập dựa vào mức độ phức tạp của hoạt động
tư duy trong quá trình tìm kiếm lời giải
Loại BTVL mà để tìm được lời giải nó chỉ cần xác lập mối quan hệ trực
tiếp, tường minh giũa những cái đã cho và một cái phải tìm chỉ dựa vào một
kiến thức cơ bản mới học (vào một tính chất, một mối quan hệ , một phương
pháp hoạt động mới) mà HS chỉ tái hiện chứ không thể tự tạo ra được gọi là
bài tập cơ bản.
Kiến thức vật lí cơ bản mà HS mới học là kiến thức chứa đựng một mối
quan hệ về mặt định tính hay định lượng giữa các đại lượng vật lí, hoặc chứa
đựng một mối quan hệ mới giữa các đặc điểm định tính, định lượng của của
cùng một đại lượng vật lí, hoặc là một biện pháp, phương pháp giải quyết
mới. Chẳng hạn các công thức của chuyển động biến đổi đều có chứa tường
minh thời gian cho phép đủ giải các bài tập động học. Từ chúng, có thể rút ra
công thức liên hệ gia tốc, vận tốc và đường đi không chứa thời gian. Công
thức này chứa đựng một mối quan hệ mới giữa các đại lượng đã biết (gia tốc,
vận tốc, đường đi).
Cịn các BTVL mà trong đó, việc tìm lời giải phải thực hiện một chuỗi lập
luận lơgic, biến đổi tốn học qua nhiều mối quan hệ giữa những cái đã cho,
cái phải tìm và những cái trung gian không cho trong đầu bài gọi là bài tập
phức tạp. Việc xác lập mỗi một quan hệ trung gian đó là một bài tập cơ bản.
Và do đó, muốn giải được một bài tập phức hợp, buộc phải giải thành thạo
các bài tập cơ bản, ngồi ra cịn phải biết cách phân tích bài tập phức hợp để
nó quy về các bài tập cơ bản đã biết.

16

1.4. Sơ đồ định hướng khái quát giải bài tập vật lí
Sơ đồ định hướng giải BTVL là một bản chỉ dẫn về việc thực hiện các
hành động hay các thao tác cần thiết để giải BTVL nào đó.
Sơ đồ định hướng khái quát giải BTVL còn gọi là phương pháp chung,
quy tắc chung, kế hoạch, dàn bài giải BTVL… Nói chung, tiến trình giải một
BTVL trải qua các bước: nghiên cứu đề bài; phân tích hiện tượng, q trình
vật lí và lập kế hoạch giải; trình bày lời giải; kiểm tra và biện luận kết quả.
Mỗi bước lại bao gồm các thao tác, hành động.
Bước thứ nhất: Nghiên cứu đề bài
+ Đọc kĩ đầu bài;
+ Mã hoá đầu bài bằng những kí hiệu quen dùng;
+ Đổi đơn vị của các đại lượng trong cùng một hệ thống thống nhất
(thường trong hệ SI);
+ Vẽ hình hoặc sơ đồ;
+ Nếu đề bài yêu cầu thì phải dùng đồ thị hoặc làm thí nghiệm để thu được
các dữ liệu cần thiết.
Bước thứ hai: Phân tích hiện tượng, q trình vật lí và lập kế hoạch giải
+ Mơ tả hiện tượng, q trình vật lí xảy ra trong tình huống nêu lên trong
đề bài;
+ Vạch ra các quy tắc, quy luật chi phối hiện tượng, quá trình này;
+ Dự kiến những lập luận, biến đổi toán học cần thực hiện nhằm xác lập
được mối quan hệ giữa cái đã cho và cái phải tìm.
Bước thứ ba: Trình bày lời giải
+ Viết phương trình của các định luật và giải hệ phương trình có được để
tìm ẩn số dưới dạng tổng quát, biểu diễn các đại lượng cần tìm qua các đại
lượng đã cho;

17

+ Thay giá trị bằng số của các đại lượng đã cho để tìm ẩn số, thực hiện các
phép tính với độ chính xác cho phép.
Bước thứ tư: Kiểm tra và biện luận kết quả
Để có thể xác nhận kết quả cần tìm, cần kiểm tra lại việc giải, theo một
hoặc một số cách sau đây:
Kiểm tra xem đã trả lời hết các câu hỏi, xét hết các trường hợp chưa;
Kiểm tra lại xem tính tốn có đúng khơng;
Kiểm tra thứ ngun xem có phù hợp khơng;
Xem xét lời giải thu được về ý nghĩa thực tế có phù hợp không.
1.5. Nguyên tắc lựa chọn hệ thống bài tập vật lí nhằm hình thành kiến
thức mới cho học sinh trong dạy học
Giải BTVL là một bộ phận của đa số các tiết học như nghiên cứu tài liệu
mới, luyện tập, ôn tập, kiểm tra. Nó có thể chiếm một phần hoặc tồn bộ tiết
học. Đồng thời nó cũng được sử dụng trong cả chương trình ngoại khóa.
Trong các hình thức ấy, BTVL được sử dụng nhiều hơn cả trong hai loại tiết
học là nghiên cứu tài liệu mới và luyện tập giải bài tập.
1.5.1. Tiết học nghiên cứu tài liệu mới
Như đã nói ở trên, tiết học nghiên cứu tài liệu mới là tiết học trong đó HS
thu được cái họ chưa biết từ trước hoặc chưa biết một cách rõ ràng, chính xác.
Trong các tiết học này, BTVL được sử dụng ở một khâu đề xuất vấn đề, giải
quyết vấn đề, củng cố hoặc ở tất cả các khâu đó.
1.5.1.1. Bài tập đề xuất vấn đề
Mỗi kiến thức khoa học đều là lời giải đáp cho một câu hỏi. Nếu khơng có
việc nảy sinh câu hỏi thì sẽ khơng có nhu cầu giải đáp câu hỏi. Vì thế sẽ
khơng có kiến thức khoa học để giải đáp câu hỏi đó. Cho nên việc nghiên cứu
tài liệu mới thường được bắt đầu bằng việc đặt vấn đề. Theo I.Ia.Lemer: “Cái

được gọi là vấn đề dạy học là một câu hỏi xuất hiện hay được đặt ra đối với


18

người chưa hề biết trước câu trả lời mà phải tìm tịi sáng tạo và để tìm ra câu
trả lời đó người ta phải có những tài liệu nào đó làm cơ sở xuất phát” [31,
tr.5]. Có nhiều cách để làm xuất hiện vấn đề cần nghiên cứu tìm cách giải
quyết. Một trong số đó là sử dụng bài tập đề xuất vấn đề. Việc xây dựng các
vấn đề trong dạy học bằng bài tập sẽ kích thích được hứng thú học tập của
HS, tạo ra được khả năng củng cố kiến thức đã có và xây dựng mối quan hệ
giữa kiến thức đã có và cả KTM. Bài tập đề xuất vấn đề được sử dụng ở đầu
giờ học. Nó khơng những có tác dụng xây dựng vấn đề dạy học mà cịn có thể
chuẩn bị cho việc nghiên cứu nó.
1.5.1.2. Bài tập giải quyết vấn đề
Trong dạy học, có khơng ít vấn đề được giải quyết bằng bài tập. Thông
thường, sau khi nêu vấn đề, GV sẽ đưa ra một bài tập phức hợp, chia nó thành
các bài tập bộ phận mà qua việc giải các bài tập đó, HS sẽ thu được KTM.
Dựa vào phương thức giải, có thể chia bài tập giải quyết vấn đề ra làm hai
loại:
1) Giải bài tập bằng lập luận logic và các biến đổi toán học trên cơ sở các
kiến thức đã biết.
2) Buộc phải quan sát, tiến hành thí nghiệm. Tức là trong quá trình giải bài
tập loại này, việc sử dụng các lập luận lơgic và biến đổi tốn học không đưa
đến câu trả lời cuối cùng hoặc tuy dẫn đến kết quả cuối cùng nhưng khơng rõ
có phù hợp với thực tiễn hay khơng thì người giải buộc phải quan sát, làm thí
nghiệm mới thu được câu trả lời của bài tập.
Ví dụ: Bài tập thuộc loại thứ nhất là bài tập rút ra định luật bảo toàn động
lượng từ định luật II, III Niutơn; bài tập rút ra định luật Ơm cho tồn mạch từ
định luật Jun - Lenxơ, định luật bảo tồn và chuyển hóa năng lượng và kiến

thức về năng lượng do nguồn cung cấp, năng lượng tiêu thụ trên máy thu. Bài
tập thuộc loại thứ hai là bài tập xác định các đặc điểm (phương, chiều, độ lớn)