Rèn luyện kĩ năng giải bài tập cho học sinh trong dạy học Cơ học Vật lý 8 Trung học cơ sở

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH

NGUYỄN THỊ XUÂN HUỲNH

Rèn luyện kĩ năng giải bài tập cho học sinh
trong dạy học Cơ học Vật lý 8 Trung học cơ sở

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC

Chuyên ngành: Lý luận & Phươmg pháp dạy học Vật Lý
Mã số: 60.14.01.11

Cán bộ hướng dẫn khoa học: PGS.TS Nguyễn Đình Thước

NGHỆ AN - 2013


LỜI CÁM ƠN
Tác giả luận văn kính trọng, biết ơn sâu sắc đến:
PGS.TS Nguyễn Đình Thước đã tận tình giúp đỡ, hướng dẫn, động viên tác giả
vượt qua khó khăn để hoàn thành tốt luận văn.
Các Thầy, Cô của chuyên ngành Lí luận và Phương pháp dạy học Vật lý - Khoa
Vật lý Đại học Vinh đã truyền thụ cho chúng tôi những kiến thức và kinh nghiệm ở lớp
Cao học 19 đào tạo tại Đại học Sài Gòn, thành phố Hồ Chí Minh.
Các bạn học viên lớp Cao học 19 trường Đại học Sài Gòn, thành phố Hồ Chí
Minh, Ban Giám Hiệu, các anh chị em đồng nghiệp và các em học sinh trường THCS
Phú Thọ đã giúp đỡ tôi trong quá trình thực nghiệm sư phạm.
Cảm ơn gia đình, người thân và bạn bè đã động viên và giúp đỡ tôi trong quá
trình học tập sau Đại học.

Thành phố Hồ Chí Minh, ngày 25 tháng 7 năm 2013
Nguyễn Thị Xuân Huỳnh


BẢNG VIẾT TẮT

1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.

Cụm từ
Trung học cơ sở
Bài tập Vật lý
Giáo viên
Học sinh
Thực nghiệm sư phạm
Thực nghiệm
Đối chứng
Sách giáo khoa

MỤC LỤC

Viết tắt
THCS
BTVL

GV
HS
TNSP
TN
ĐC
SGK



MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
Bài tập Vật Lý là một phương tiện dạy học có vai trò và chức năng to lớn trong việc
thực hiện các nhiệm vụ dạy học Vật Lý ở trường phổ thông.
Trong đổi mới phương pháp dạy học hiện nay, để nâng cao chất lượng và hiệu quả dạy
học trong nhà trường đối với bộ môn Vật Lý, chúng ta đang quan tâm nhiều đến các
phương pháp dạy học tích cực chủ yếu là ở các tiết học xây dựng các kiến thức mới
còn đối với việc đổi mới phương pháp dạy bài tập vật lý có thể nói chưa thực sự được
quan tâm đúng mức.
Chương trình dạy học Vật Lý ở THCS, các lớp 6,7,8 trong phân phối chương trình
không có tiết bài tập Vật Lý. Vì thế, vận dụng dạy học bài tập Vật Lý ở trường THCS
như thế nào thì có hiệu quả? Phương pháp dạy bài tập Vật Lý ở THCS theo chiến lược
nào?
Để giải quyết cơ sở lý luận và thực tiễn trong hoạt động dạy học Vật Lý cho HS ở
THCS là “ bài toán ’’ khó đối với các giáo viên.
Với những lý do nêu trên, tôi chọn đề tài luận văn cao học để nghiên cứu:
“ Rèn luyện kĩ năng giải bài tập cho học sinh trong dạy học Cơ học Vật Lý lớp 8
Trung học cơ sở ’’
2. Mục đích nghiên cứu
Rèn luyện các kĩ năng giải các bài tập Cơ học trong dạy học Vật Lý 8 THCS, nhằm
phát triển tư duy khoa học và nâng cao hiệu quả học tập Vật Lý của học sinh.

3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
3.1 Đối tượng nghiên cứu
Quá trình dạy học Vật Lý ở trường THCS.

5


3.2 Phạm vi nghiên cứu
Kĩ năng giải bài tập phần Cơ học - Vật Lý 8.
4. Giả thuyết khoa học
Nếu rèn luyện kĩ năng giải các bài tập về Cơ học Vật lí 8 THCS bảo đảm tính khoa học
thì sẽ góp phần phát triển được trí tuệ và nâng cao hiệu quả học tập của học sinh.
5. Nhiệm vụ nghiên cứu
5.1 Nghiên cứu lí luận: Đọc các tài liệu liên quan đến đề tài, phân tích và lựa chọn nội
dung để xây dựng cơ sở lí luận của đề tài.
5.2 Tìm hiểu thực trạng rèn luyện kĩ năng cho học sinh trong dạy học bài tập vật lý ở
trường THCS.
5.3 Đề xuất một số biện pháp rèn luyện kĩ năng giải bài tập cho học sinh trong dạy học
chương “Cơ học” Vật lí 8 THCS
5.4 Thiết kế một số tiến trình dạy học rèn luyện kĩ năng giải bài tập Cơ học Vật lý 8
THCS.
5.5 Thực nghiệm sư phạm
6. Phương pháp nghiên cứu
6.1 Phương pháp lí thuyết
Phân tích, so sánh, lựa chọn thông tin từ các tài liệu để xây dựng cơ sở lý luận.
6.2 Phương pháp thực nghiệm
- Sử dụng phương pháp điều tra, phương pháp chuyên gia để đánh giá thực trạng rèn
luyện kĩ năng giải bài tập vật lý của học sinh ở THCS.
- Sử dụng phương pháp TNSP để kiểm chứng kết quả nghiên cứu, giả thuyết khoa học
của đề tài.

6


6.3 Phương pháp thống kê toán học
Sử dụng công cụ toán học để xử lí, đánh giá kết quả điều tra và kết quả định lượng của
TNSP.
7. Đóng góp của đề tài
- Về mặt lí luận: xây dựng cơ sở lí luận rèn luyện kĩ năng giải bài tập vật lý cho học
sinh THCS.
- Về mặt thực tiễn: xây dựng được một số tiến trình dạy học, rèn luyện kĩ năng giải bài
tập chương Cơ học cho học sinh lớp 8 THCS.
8. Cấu trúc luận văn
Luận văn gồm có 3 phần
-

Phần mở đầu
Phần nội dung

Chương 1. Rèn luyện kĩ năng giải bài tập vật lý phổ thông
Chương 2. Tổ chức hoạt động dạy học rèn luyện kĩ năng giải bài tập Cơ học Vật Lý 8 Trung học cơ sở.
Chương 3. Thực nghiệm sư phạm (TNSP)
-

Phần kết luận

Tài liệu tham khảo
Phụ lục.

7

Chương 1
RÈN LUYỆN KĨ NĂNG GIẢI BÀI TẬP VẬT LÍ PHỔ THÔNG.
1.1.
1.1.1.

Bài tập vật lý.
Khái niệm bài tập vật lý.
Trong thực tế dạy học, người ta thường gọi một vấn đề không lớn, được giải

quyết nhờ những suy lý lôgic, những phép toán và thí nghiệm trên cơ sở các định luật
và các phương pháp vật lý, vấn đề đó gọi là bài tập vật lý. Hiểu theo nghĩa rộng thì mỗi
một vấn đề xuất hiện trong nghiên cứu tài liệu giáo khoa cũng chính là một bài tập đối
với học sinh. Sự tư duy định hướng tích cực luôn luôn là việc giải bài tập.
1.1.2.

Vai trò, chức năng BTVL trong dạy học.

Trong quá trình dạy học vật lý, các BTVL có tầm quan trọng đặc biệt, chúng được
sử dụng theo những mục đích khác nhau:
-

BTVL có thể được sử dụng như là phương tiện nghiên cứu tài liệu mới:

Bài tập tạo ra tình huống có vấn đề để bước vào dạy bài học mới. Ví dụ để dạy bài
“Phản xạ toàn phần” ta có thể dùng bài tập như sau: “ Chiếu một tia sáng từ nước ra
ngoài không khí. Tính góc khúc xạ, biết góc tới bằng: a/ 30 0 ; b/ 450 ; c/ 600. Chiết suất
của nước là 4/3”. Trong trường hợp a/ và b/ HS tính được góc khúc xạ, còn trường hợp
c/ áp dụng định luật khúc xạ lúc này xuất hiện mâu thuẫn, “tình huống có vấn đề” xuất
hiện.

Bài tập có thể là điểm khỏi đầu dẫn dắt đến kiến thức mới. Khi đã có trình độ toán
học, nhiều khi 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. Ví dụ: Trong khi vận dụng định luật II của Newton để giải bài toán
hai vật tương tác có thể thấy một đại lượng không đổi là tích mv của hai vật tương tác.

8


Kết quả của việc giải bài tập đó dẫn đến việc cần thiết phải xây dựng khái niệm động
lượng và định luật bảo toàn động lượng.
-

BTVL là một phương tiện củng cố, ôn tập kiến thức một cách sinh động có hiệu quả.
Khi giải các bài tập đòi hỏi HS phải ghi nhớ lại các công thức, định luật, kiến thức
đã học, có khi đòi hỏi phải vận dụng một cách tổng hợp các kiến thức đã học trong cả
một chương, một phần hoặc giữa các phần nhờ đó HS sẽ hiểu rõ hơn, ghi nhớ vững
chắc các kiến thức đã học.

-

BTVL là một phương tiện rèn luyện kĩ năng, kỹ xảo vận dụng lý thuyết vào thực tiễn,
rèn luyện thói quen vận dụng kiến thức khái quát.
Có thể xây dựng rất nhiều bài tập có nội dung thực tiễn. Khi giải các bài tập đó
không chỉ làm cho HS nắm vững hơn các kiến thức đã học, mà còn tập cho HS quen
với việc liên hệ lí thuyết với thực tế vận dụng kiến thức đã học giải quyết những vấn đề
đặt ra trong cuộc sống như giải thích các hiện tượng cụ thể của thực tiễn, dự đoán các
hiện tượng có thể xảy ra trong thực tiễn ở những điều kiện cho trước.

-

Bài tập là phương tiện (công cụ) có tầm quan trọng đặc biệt trong việc rèn luyện tư
duy, bồi dưỡng phương pháp nghiên cứu khoa học cho HS.
Giải BTVL là 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 việc tính
toán, có khi phải tiến hành thí nghiệm, thực hiện các phép đo, xác định sự phụ hàm số
giữa các đại lượng, kiểm tra các kết luận của mình ( đánh giá kết quả giải quyết).
Trong những điều kiện đó tư duy lôgic, tư duy sáng tạo của HS được phát triển, năng
lực giải quyết vấn đề và năng lực làm việc độc lập của HS được nâng cao.

-

Thông qua giải bài tập có thể rèn luyện cho HS những đức tính tốt và tác phong làm
việc khoa học như tính tự lực cao, tính kiên trì vượt khó, tính cẩn thận, tính hợp tác,
tính khiêm tốn học hỏi, …

9


-

BTVL là phương tiện để kiểm tra đánh giá kiến thức kĩ năng của HS một cách chính
xác.
Nếu GV biết ra các đề kiểm tra, đề thi nội dung bảo đảm tính phân hóa về năng lực
học vật lý của HS thì qua bài giải của HS ta có thể phân loại được các năng lực học tập
vật lý của HS đã đạt được một cách chính xác.
Tóm lại:
BTVL là phương tiện có vai trò và chức năng để thực hiện 6 mục đích trên. Ta có
thể sử dụng BTVL vào bất cứ giai đoạn nào của quá trình dạy học. Cần chú ý rằng việc
rèn luyện cho HS giải các BTVL không phải là mục đích dạy học (vì giải bài tập là

phương tiện để thực hiện hoạt động rèn luyện tư duy, nó không có mục đích tự thân
của dạy học). Mục đích cơ bản đặt ra khi giải BTVL là làm sao cho HS hiểu sâu sắc
hơn những quy luật vật lý, biết phân tích và ứng dụng chúng vào những vấn đề thực
tiễn, vào kĩ thuật và cuối cùng phát triển năng lực tư duy, năng lực giải quyết vấn đề.
Giải BTVL có giá trị rất lớn về mặt phát triển tính tích cực, tự học của HS. Qua hoạt
động giải bài tập giáo dục cho HS ý chí, tinh thần vượt khó, rèn luyện phong cách
nghiên cứu khoa học, yêu thích môn học Vật Lý.
BTVL là phương tiện dạy học thực hiện 4 nhiệm vụ quan trọng của dạy học vật lý
trong nhà trường (nhiệm vụ giáo dưỡng, nhiệm vụ phát triển trí tuệ, nhiệm vụ giáo dục
và nhiệm vụ giáo dục kĩ thuật tổng hợp)
1.1.3.

Phân loại bài tập

BTVL đa dạng, phong phú. Người ta phân loại BTVL bằng nhiều cách khác nhau
theo nhiều đặc điểm: theo nội dung, theo ý nghĩa mục đích, theo chiều sâu của việc
nghiên cứu vấn đề, theo phương thức giải, theo phương thức cho giả thiết, theo mức độ
khó của nhận thức.
-

Phân loại theo nội dung.

10


+ Các bài tập được sắp xếp theo đề tài của tài liệu vật lý. Người ta phân biệt các
bài tập về cơ học, về vật lý phân tử, về điện học,…. Sự phân chia như vậy có tính chất
quy ước. Bởi vì kiến thức sử dụng trong giả thiết của một bài tập thường không lấy
kiến thức từ một chương, một phần mà có thể tích hợp nhiều kiến thức các phần khác
nhau của giáo trình vật lý.

+ Người ta còn phân biệt các bài tập nội dung trừu tượng, bài tập nội dung cụ
thể.
Ví dụ về bài tập có nội dung trừu tượng: Phải dùng một lực như thế nào để kéo
một vật có khối lượng là m trên mặt phặng nghiêng có chiều dài l và chiều cao là h, bỏ
qua lực ma sát. Áp lực do vật tác dụng lên mặt phẳng nghiêng là lực nào?
Nếu trong bài tập nói rõ mặt phẳng nghiêng dùng ở đây là mặt phẳng nghiêng
như thế nào, vật kéo lên là cái gì, nó được kéo lên như thế nào, … thì đó là một bài tập
cụ thể.
Nét nổi bật của bài tập trừu tượng là bản chất vật lý nêu bật lên, nó được tách ra
và không lẫn lộn với các chi tiết không bản chất. Ưu điểm của bài tập cụ thể là tính
trực quan cao và gắn với thực tế.
+ Các bài tập mà nội dung chứa đựng những thông tin về kĩ thuật, về sản xuất
công nông nghiệp, về giao thông,… được gọi là những bài tập có nội dung kĩ thuật
tổng hợp.
+ Bài tập có nội dung lịch sử, đó là những bài tập chứa đựng những kiến thức có
đặc điểm lịch sử: những dữ liệu và các thí nghiệm vật lý cổ điển, về những phát minh,
sáng chế hoặc những câu chuyện có tính lịch sử.
+ Bài tập vật lý vui cũng được sử dụng rộng rãi. Nét nổi bật trong nội dung loại
bài tập này là sử dụng những sự kiện, hiện tượng kì lạ hoặc vui. Việc giải các bài tập
này sẽ làm cho tiết học sinh động, nâng cao được hứng thú học tập của HS. Trong các

11


cuốn sách của IA.I.PÊ-REN-MAN “Vật Lý vui”, NXB Giáo dục, có rất nhiều bài tập
như vậy.
-

Phân loại theo phương thức cho điều kiện hoặc phương thức giải.

Người ta phân biệt bài tập bằng lời hay còn gọi là bài tập định tính, bài tập thí nghiệm,
bài tập tính toán, bài tập đồ thị.
 Bài tập định tính.

Bài tập định tính là bài tập khi giải HS không cần thực hiện các phép tính phức
tạp, khi cần thiết chỉ là các phép tính đơn giản, có thể tính nhẩm được. Muốn giải
những bài tập định tính, HS phải thực hiện những phép suy luận lôgic, do đó phải hiểu
rõ bản chất (nội hàm) của các khái niệm, định luật vật lý và nhận biết được những biểu
hiện của chúng trong những trường hợp cụ thể. Đa số các bài tập định tính yêu cầu HS
giải thích hoặc dự đoán một hiện tượng xảy ra trong những điều kiện xác định. Cũng
có nhiều tài liệu gọi bài tập định tính là bài tập - câu hỏi.
Bài tập định tính có rất nhiều ưu điểm về mặt phương pháp học. Đưa được lý
thuyết vừa học lại gần với đời sống, thực tiễn xung quanh. Các bài tập định tính làm
tăng thêm ở HS hứng thú môn học, tạo điều kiện cho HS suy luận và phát triển ngôn
ngữ Vật Lý. Phương pháp giải bài tập định tính bao gồm việc xây dựng những suy lý
lôgic dựa trên những định luật vật lý nên bài tập định tính là phương tiện rất tốt để phát
triển tư duy lôgic của HS. Việc giải các bài tập định tính rèn cho HS hiểu rõ được bản
chất của các hiện tượng vật lý và những quy luật của chúng, dạy cho HS biết áp dụng
kiến thức vào thực tiễn. Giải bài tập định tính rèn luyện cho HS thao tác tư duy phân
tích, như vậy tạo cơ sở cho HS biết phân tích nội dung vật lý của bài tập nói chung và
bài tập tính toán nói riêng.
Bài tập định tính được ưu tiên hàng đầu sau khi học xong lí thuyết, trong khi
luyện tập và ôn tập vật lý.

12


Có 3 mức độ về bài tập định tính:
+ Loại bài tập định tính đơn giản là loại bài tập HS chỉ cần áp dụng một định
luật, một quy tắc hay một phép suy luận lôgic là giải được.

+ Loại bài tập định tính tổng hợp là loại bài tập định tính khi giải HS phải áp
dụng một chuỗi các suy luận lôgic dựa trên cơ sở các định luật, quy tắc mới có thể giải
được.
+ Loại bài tập định tính sáng tạo là loại bài tập định tính giải nó đòi hỏi các
phép tính suy luận lôgic mới, không theo khuôn mẫu quen thuộc mới có thể tìm ra
phương án giải quyết bài tập.
Bài tập định tính thường có hai dạng: Bài tập giải thích hiện tượng và bài tập dự đoán
hiện tượng.
 Bài tập tính toán.

Bài tập tính toán là những bài toán muốn giải chúng ta phải thực hiện một loạt
phép tính và kết quả thu được là đáp số định lượng, tìm giá trị một số đại lượng vật lý.
Bài tập tính toán có thể chia làm hai loại:
+ Bài tập tính toán tập dượt là những bài tập cơ bản, đơn giản, trong đó chỉ đề
cập đến một hiện tượng, một định luật và sử dụng một vài phép toán đơn giản. Nó có
tác dụng củng cố kiến thức cơ bản vừa học, giúp HS hiểu rõ ý nghĩa định luật và công
thức biểu diễn, sử dụng các đơn vị vật lý tương ứng và có thói quen cần thiết để giải
bài tập phức tạp.
+ Bài tập tính toán tổng hợp là loại bài tập muốn giải nó thì phải vận dụng nhiều
khái niệm, định luật, dùng nhiều công thức. Kiến thức tích hợp nhiều nội dung kiến
thức trong một chương, một phần hoặc các phần của tài liệu vật lý. Loại bài tập này
giúp HS đào sâu, mở rộng kiến thức, thấy được mối liên hệ giữa các kiến thức vật lý

13


với nhau, luyện tập phân tích những hiện tượng phức tạp ra thành những phần đom
giản tuân theo một định luật xác định.
 Bài tập thí nghiệm.

Bài tập thí nghiệm là loại bài tập yêu cầu xác định một đại lượng vật lý, cho biết
dụng cụ và vật liệu để sử dụng, yêu cầu HS giải bài tập hoàn toàn theo con đường thực
nghiệm hoặc là bài tập đòi hỏi phải làm thí nghiệm để kiểm chứng lời giải lý thuyết.
Các bài tập thí nghiệm ở trường phổ thông thông thường các dụng cụ thiết bị thí
nghiệm có thể khai thác ở phòng thí nghiệm trong nhà trường hoặc HS sử dụng các
thiết bị tự làm. Bài tập thí nghiệm có thể là dạng bài tập thí nghiệm định tính hoặc dạng
bài tập thí nghiệm định lượng.
Ta có thể chuyển từ một bài định tính hoặc một bài tập tính toán thành một bài
tập thí nghiệm.
Ví dụ về bài tập thí nghiệm:
+ Bài tập 1: Cầm đầu trên của một sợi dây cao su có quả nặng buộc ở đầu dưới.
Sợi dây cao su dãn ra hay co lại, nếu ta đột ngột nâng lên cao hay hạ xuống thấp? Hãy
làm thí nghiệm kiểm tra dự đoán.
+ Bài tập 2: Cho một khối gỗ hình hộp chữ nhật và một tấm ván phẳng, xác định
hệ số ma sát giữa khối gỗ và tấm ván đó.
Bài tập thí nghiệm có nhiều tác dụng tốt về mặt giáo dưỡng, phát triển trí tuệ, giáo dục
và giáo dục kĩ thuật tổng hợp, đặc biệt bồi dưỡng năng lực thực nghiệm và làm sáng tỏ
mối quan hệ giữa lý thuyết và thực tiễn.
Hoạt động giải bài tập thí nghiệm luôn gây được hứng thú lớn đối với HS, lôi
cuốn được sự chú ý của HS vào các vấn đề bài tập yêu cầu, phát huy tính tích cực tìm
tòi, khám phá và sáng tạo. Những số liệu khởi đầu về mặt lý thuyết của bài tập sẽ được
kiểm tra tính đúng đắn thông qua các kết quả thu được bằng con đường thực nghiệm.
14


Có thể giải bài tập thí nghiệm dùng những thiết bị rất thông thường, đơn giản,
bề ngoài có vẻ kém hiệu lực trong việc gây hứng thú cho HS, song nếu biết khai thác
lại có ý nghĩa to lớn trong việc phát triển tư duy sáng tạo của HS. Ka - pi - xa đã từng
nói “Thiết bị dạy học càng đơn giản càng có tác dụng trong việc phát huy năng lực
sáng tạo của người học”.

 Bài tập đồ thị.

Bài tập đồ thị là những bài tập trong đó đối tượng nghiên cứu là những đồ thị
biểu diễn sự phụ thuộc giữa các đại lượng vật lý. Nó đòi hỏi HS phải biểu diễn quá
trình diễn biến của các hiện tượng nêu trong bài tập bằng đồ thị.
Đồ thị là một hình thức biểu đạt mối quan hệ giữa các đại lượng vật lý, tương
đương với cách biểu đạt bằng lời hay công thức. Nhiều khi nhờ vẽ được đồ thị chính
xác, đồ thị biểu diễn số liệu thực nghiệm mà ta có thể tìm được định luật vật lý mới (đồ
thị là một dạng mô hình sử dụng nghiên cứu vật lý vào trong dạy học vật lý). Bởi vậy,
các bài tập sử dụng đồ thị có vị trí quan trọng trong dạy học vật lý.
Các bài tập đồ thị thường có hai dạng:
+ Dạng 1: Giả thiết cho đồ thị, đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc giữa các đại lượng,
thì phải “ đọc đồ thị” đòi hỏi phải thông hiểu đồ thị đó, phân tích đặc điểm của sự phụ
thuộc trên từng phần của nó. Nếu sử dụng tỉ xích phải làm sao để có thể xác định lại
được đại lượng cần tìm theo đồ thị (giá trị trên trục tung, trục hoành, diện tích giới hạn
bởi các tọa độ tương ứng và đồ thị, …)
+ Dạng 2: Từ thông tin giả thiết của bài toán cần vẽ đồ thị để giải bài tập. Nếu
không cho đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc giữa các đại lượng thì phải vẽ đồ thị theo giả
thiết của bài tập hoặc theo các giá trị lấy từ các bảng riêng. Muốn vậy cho HS vẽ các
trục tọa độ, chọn tỉ xích nhất định cho chúng, lập các bảng và sau đó chấm vào mặt
phẳng giới hạn bởi các trục tọa độ các điểm có hoành độ và tung độ tương ứng. Nối các

15


điểm đó lại với nhau ta có đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc các đại lượng vật lý và sau đó
khảo sát như trong dạng 1.
 Bài tập nghịch lí và ngụy biện.

Nghịch lí và ngụy biện trong vật lý học đã tồn tại từ lâu trong lịch sử khoa học.

Chẳng hạn từ thế kỉ thứ 5 trước Công nguyên, Zénon ở Élée đã xây dựng một nghịch lí
rất nổi tiếng thời cổ đại về chuyển động, gọi là “ nghịch lí về Achille và con rùa” theo
đó chàng dũng sĩ Achille không bao giờ đuổi kịp con rùa. Ở Trung Quốc, vào thời đó
cũng có chuyện nghịch lí về khoảng cách từ Trái Đất đến Mặt Trời, học giả tài ba như
Khổng Tử cũng không giải thích được: Buổi sáng, Mặt Trời dường như gần ta hơn nên
trông thấy to hơn, nhưng lại không nung nóng ta nhiều hơn so với buổi trưa Mặt Trời
dường như ở xa ta hơn, trông thấy nhỏ hơn lại nung nóng ta hơn!
Trước khi khoa học khẳng định được định luật bảo toàn và chuyển hóa năng
lượng đã có vô số những “đồ án động cơ động cơ vĩnh cửu” ra đời trên những ngụy
biện khác nhau về cơ chế hoạt động của chúng.
Trong thế kỉ 20 và ngày nay trong vật lý học còn nhiều nghịch lý vẫn chưa giải
quyết được. Các nghịch lý đó được giải quyết là bước tiến mới về khoa học. Nói cách
khác: không ít khám phá và phát minh mới ra đời trên cơ sở nghịch lí vật lý.
Ví dụ: Cuối thế kỉ 19, theo quan điểm của vật lý Newton thì vận tốc ánh sáng trong
những vật chuyển động khác nhau thì phải khác nhau. Song mọi thí nghiệm đo vận tốc
áh sáng, đặc biệt là những thí nghiệm rất chính xác của Michelson, lại luôn cho kết quả
“nghịch lí”: Vận tốc ánh sáng không bao giờ thay đổi dù vật chuyển động như thế nào!
Chính “nghịch lí” này đã dẫn đến sự ra đời của thuyết tương đối hẹp A.Einstein, mở ra
một kỉ nguyên mới của vật lý học thế kỉ thứ 20.
Trong dạy học vật lý, tiếp cận với những cách hiểu thiếu xót và sai lầm về tri
thức vật lí nảy sinh do sự phân tích phiến diện các điều kiện qui định sự diễn biến của
hiện tượng. Học giải những bài toán nghịch lí và ngụy biện sẽ là một trong những con
16


đường có hiệu quả và thú vị; học cách khắc phục sự phiến diện, hời hợt trong tìm hiểu,
phân tích, lĩnh hội và vận dụng tri thức vật lý. Có thể coi đó cũng là con đường tích cực
học vật lý thông qua những bài tập phản diện, tức là thông qua những ví dụ hiểu sai,
vận dụng sai tri thức vật lý.
Các bài toán nghịch lí và ngụy biện về vật lý là những bài toán loại đặc biệt mà

phương pháp giải chung nhất là phân tích và tìm ra nguyên nhân của sự hiểu sai các
khái niệm, định luật và lí thuyết vật lý.
Giải bài tập loại này, công việc đầu tiên phải làm bao giờ cũng là nghiên cứu lại
chính khái niệm, định luật và lí thuyết vật lý mà bài toán đế cập đến. Nghiên cứu để
hiểu thật chính xác nội dung của khái niệm hoặc định luật: nó diễn tả mối quan hệ như
thế nào, giữa những đại lượng nào trong khái niệm hoặc định luật; điều kiện nào để xảy
ra mối quan hệ đó?…
Sau khi đã đối chiếu đúng nội dung và phạm vi vận dụng của tri thức vật lý
tương ứng với nghịch lí và ngụy biện đề cập trong bài toán, ta sẽ bước sang giai đoạn
đi tìm nguyên nhân của kết luận trái ngược hoặc sai khác giữa điều khẳng định trong
bài toán với đều đáng lẽ phải xảy ra theo đúng như kết luận do tri thức hiểu đúng đem
lại. Nói cách khác, ta phải đi tìm lí do hiểu sai về khái niệm, định luật vật lý hoặc phạm
vi, điều kiện của bài toán đối với việc vận dụng khái niệm và định luật vật lý.
Có khi ngụy biện xuất phát từ sự cố ý đánh tráo khái niệm, cố ý sử dụng sai định
luật, có khi cố ý cho những hằng số vật lý không phù hợp, thậm chí cố ý phạm sai xót
trong tính toán,…Chính vì vậy, ta cần phải thận trọng dò xét cẩn thận, cảnh giác với
các kiểu ngụy biện để tìm ra cái sai. Tìm ra cái sai lầm của người khác (qua bài tập
nghịch lí và ngụy biện) cũng chính là đã học tập tích cực.
Do nguyên nhân của những sai lầm tiềm ẩn trong các nghịch lí và ngụy biện
luôn đa dạng cho nên các bài tập loại này bao giờ cũngcó nhiều yếu tố mới, bất ngờ, dễ
kích thích sự tò mò, tìm hiểu của người giải. Các bài toán ngụy biện có tác dụng tích
17


cực rèn luyện năng lực tự đánh giá và kiểm tra mức lĩnh hội tri thức vật lý, còn bài tập
nghịch lí có giá trị lớn phát triển sự khám phá, tìm tòi tri thức.
Hoạt động giải bài tập nghịch lí và ngụy biện có tác dụng lớn trong việc bồi dưỡng
phát triển tư duy lôgic, tư duy phê phán.
-

Phân loại bài tập theo mức độ nhận thức

Ta có thể chia bài tập vật lý làm hai loại: bài tập luyện tập (ôn tập kiến thức, rèn
luyện các kĩ năng) và loại bài tập sáng tạo về vật lý.
Kết luận:
Nhìn từ góc độ lí luận và phương pháp dạy học thì phân loại bài tập vật lý còn nhiều
quan điểm khác nhau, như cách phân loại trên cũng chỉ có tính tương đối.
1.2.
1.2.1.

Phương pháp giải bài tập vật lý.
Các bước giải bài tập vật lý.
Việc rèn luyện cho HS biết cách giải bài tập một cách khoa học, đảm bảo đi đến

kết quả một cách chắc chắn là một việc rất cần thiết. Nó không những giúp HS nắm
vững kiến thức mà còn rèn luyện kĩ năng suy luận chính xác, linh hoạt, làm việc một
cách khoa học, có kế hoạch.
BTVL rất đa dạng, cho nên phương pháp giải rất phong phú. Tuy nhiên, có thể
vạch ra một dàn bài chung gồm những bước chính sau:
Bước 1: Tìm hiểu đề bài.
Bước này bao gồm việc xác định ý nghĩa vật lý của các thuật ngữ, phân biệt đâu
là ẩn số, đâu là dữ kiện. Trong rất nhiều trường hợp, ngôn ngữ trong đề bài không hoàn
toàn trùng với ngôn ngữ dùng trong lời phát biểu các định nghĩa, các định luật, các quy
tắc vật lý; cần phải chuyển sang ngôn ngữ vật lý tương ứng thì mới dễ áp dụng các
định nghĩa, quy tắc, định luật vật lý.

18


Với những bài tập tính toán, sau khi tìm hiểu đề bài, cần dùng các kí hiệu để tóm tắt đề

bài cho gọn.
Trong trường hợp cần thiết, phải vẽ hình diễn đạt các điều kiện của đề bài.
Nhiều khi hình vẽ giúp HS dễ nhận biết diễn tiến của hiện tượng, mối liên hệ giữa các
đại lượng vật lý.
Bước 2: Phân tích hiện tượng.
Trước hết là nhận biết những dữ liệu cho trong đề bài có liên quan đến những
khái niệm nào, hiện tượng nào, quy tắc nào, định luật nào trong vật lý. Xác định các
giai đoạn diễn biến của hiện tượng nêu trong đề bài, mỗi giai đoạn được chi phối bởi
những đặc tính nào. Cần phải hình dung rõ toàn bộ diễn biến của hiện tượng và các
định luật chi phối nó trước khi xây dựng bài giải cụ thể, chi tiết. Như thế mới hiểu rõ
được bản chất của hiện tượng, tránh được sự mò mẫm, máy móc áp dụng các công
thức.
Bước 3: Xây dựng lập luận.
Thực chất bước này là tìm mối quan hệ giữa ẩn số phải tìm với các dữ kiện đã
cho. Đối với những bài tập tổng hợp phức tạp, có hai cách xây dựng lập luận để giải:
phương pháp phân tích và phương pháp tổng hợp.
Theo phương pháp phân tích thì xuất phát từ ẩn số của bài tập, tìm ra mối liên
hệ giữa số đó với một đại lượng nào đó theo định luật đã xác định ở bước 2, diễn đạt
bằng một công thức có chứa ẩn số. Sau đó, tiếp tục phát triển lập luận hoặc biến đổi
công thức này với những dữ kiện đã cho. Cuối cùng, tìm được một công thức chỉ chứa
mối quan hệ giữa ẩn số và các dữ kiện đã cho.
Theo phương pháp tổng hợp thì các trình tự làm ngược lại: điểm xuất phát
không phải từ ẩn số mà từ dữ kiện đầu bài, xây dựng lập luận hoặc biến đổi các công
thức diễn tả mối quan hệ giữa các dữ kiện đã cho với các đại lượng khác để tiến gần
đến các công thức có chứa ẩn số và các dữ kiện đã cho.
19


Cả hai phương pháp đều có giá trị, nhiều khi chúng bổ sung cho nhau. Tuy
nhiên trong giai đoạn đầu của hai quá trình vận dụng kiến thức để giải bài tập thì

phương pháp phân tích dễ thực hiện hơn đối với học sinh vì mục tiêu của lập luận rõ
ràng hơn.
Bước 4: Biện luận.
Trong bước này, ta phải phân tích kết quả cuối cùng để loại bỏ những kết quả
không phù hợp với điều kiến ban đầu của bài tập hoặc không phù hợp với thực tế. Với
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 HS có thể tự phát hiện ra những sai lầm của quá trình lập
luận, do sự vô lý của kết quả thu được.
Việc giải tất cả các loại bài tập đều phải trải qua bước 1 và bước 2 để giảm bớt
sự mò mẫm, quanh co trong các bước sau. Tuy nhiên, việc xây dựng lập luận có thể có
những nét khác nhau.
1.2.2. Hướng dẫn học sinh giải bài tập vật lý.
1.2.2.1.
Hoạt động giải bài tập vật lý.

Mục tiêu cần đạt tới khi giải một BTVL là tìm được câu trả lời đúng đắn, giải
quyết được vấn đề đặt ra một cách có căn cứ khoa học.
Quá trình giải một BTVL thực chất là quá trình tìm hiểu điều kiện của bài tập,
xem xét hiện tượng vật lý được đề cập và dựa trên kiến thức vật lý toán để nghĩ tới
những mối quan hệ có thể có của cái đã cho và cái phải tìm, sao cho có thể thấy được
cái phải tìm có liên hệ trực tiếp hoặc gián tiếp với cái đã cho. Từ đó tìm ra mối liên hệ
tường minh giữa cái cần tìm với cái đã biết, tức là tìm được lời giải đáp.
Cũng có thể đưa ra một phương pháp chung để giải bài tập vật lý có tính vạn
năng để áp dụng cho việc giải một bài tập cụ thể.

20


Ở đây chỉ đưa ra sơ đồ định hướng chung để tiến hành giải một bài tập vật lý.
Dựa vào các bước để tiến hành giải một bài tập, GV có thể kiểm tra hoạt động học của

HS và giúp HS phát triển năng lực tư duy có hiệu quả.
1.2.2.2.

Cơ sở định hướng việc hướng dẫn HS giải BTVL.
Muốn cho việc hướng dẫn giải bài tập được định hướng một cách đúng đắn GV

phải phân tích được phương pháp giải bài tập cụ thể bằng cách vận dụng những hiểu
biết về tư duy giải bài tập vật lý. Mặt khác phải xuất phát từ mục đích sư phạm cụ thể
của việc cho HS giải bài tập để xác định kiểu hướng dẫn phù hợp. Nội dung trên được
minh họa bằng sơ đồ sau:

Tư duy giải bài tập

Phân tích phương pháp giải bài tập cụ thể

Phương pháp hướng dẫn giải bài tập cụ
Mục đích sư phạm

Xác định kiểu hướng dẫn

Sau đây chúng ta sẽ đề cập đến các kiểu hướng dẫn giải BTVL theo các mục
đích sư phạm khác nhau.
Mức độ 1: Hướng dẫn theo mẫu ( Hướng dẫn angôrit)
Là sự hướng dẫn chỉ rõ cho HS những hành động cụ thể cần thực hiện và trình
tự thực hiện các hành động đó để đạt kết quả mong muốn. Những hành động này được
coi là những hành động sơ cấp HS phải hiểu một cách đơn giá, HS đã nắm vững, nếu
thực hiện các bước đã qui định theo con đường đó HS sẽ giải được bài tập đã cho.
Kiểu định hướng theo mẫu đòi hỏi GV phải phân tích một cách khoa học việc
giải bài toán, xây dựng hệ thống câu hỏi định hướng để xây dựng angôrit giải bài tập.
Kiểu định hướng theo mẫu nhằm luyện tập cho HS kĩ năng giải một bài tập nào đó. Khi

xây dựng các angôrit giải cho từng loại bài tập cơ bản, điển hình nào đó ( ví dụ bài tập
21


động học, động lưc học, …) thông qua việc giải toán HS nắm được các angôrit giải cho
từng loại bài tập.
Mức độ 2: Hướng dẫn tìm tòi.
Là kiểu hướng dẫn mang tính chất gợi ý cho HS suy nghĩ tìm tòi phát hiện cách
giải quyết, không phải là GV chỉ hướng dẫn HS hành động theo mẫu đã có mà GV gợi
mở để HS tự tìm cách giải quyết, HS tự xác định các hành động cần thực hiện để đạt
được kết quả. Kiểu định hướng này đảm bảo yêu cầu phát triển tư duy cho HS, tạo điều
kiện để HS tự lực tìm tòi cách giải quyết.
Khó khăn của định hướng tìm tòi chính là ở chỗ hướng dẫn của GV phải làm
sao không đưa HS thực hiện các hành độg theo mẫu mà phải có tác dụng hướng tư duy
của HS vào phạm vi cần và có thể tìm tòi phát hiện cách giải quyết vấn đề của bài tập.
Mức độ 3: Định hướng khái quát chương trình hóa.
Là kiểu định hướng HS tự tìm tòi cách giải quyết. Nét đặc trưng của kiểu hướng
dẫn này là GV định hướng hoạt động tư duy của HS theo đường lối khái quát hóa giải
quyết vấn đề. Sự định hướng ban đầu đòi hỏi sự tự lực tìm tòi giải quyết của HS. Nếu
HS gặp trở ngại không vượt qua được để tìm cách giải quyết thì GV phát triển định
hướng giải quyết ban đầu, cụ thể hóa thêm một bước bằng cách gợi ý thêm cho HS để
thu hẹp phạm vi tìm tòi, giải quyết vấn đề. Nếu HS vẫn không giải quyết được thì GV
chuyển dần hướng dẫn theo mẫu giúp HS hoàn thành yêu cầu một bước, sau đó yêu
cầu HS tự lực, tìm tòi giải quyết bước tiếp theo. Cứ như thế cho đến khi giải quyết
xong vấn đề đặt ra.
Kiểu hướng dẫn khái quát chương trình hóa trong hoạt động giải BTVL cho HS
nhằm phát huy tính độc lập, tự lực thực hiện các hành động tư duy đồng thời dạy cho
HS cách tư duy.

22

1.3.

Khái niệm kĩ năng, kĩ năng giải bài tập vật lý.

Có nhiều định nghĩa về kĩ năng bắt nguồn từ lĩnh vực chuyên môn. Tuy nhiên trong
lĩnh vực Tâm lý học và Lý luận dạy học, các tác giả đều thừa nhận rằng kĩ năng được
hình thành khi áp dụng kiến thức vào thực tiễn. Mặc dù có nhiều định nghĩa, nhưng nội
hàm của khái niệm kĩ năng đều diễn đạt: Kĩ năng là năng lực hay khả năng của chủ thể
thực hiện thuần thục một hay một chuỗi hành động trên cơ sở hiểu biết (kiến thức hoặc
kinh nghiệm) nhằm tạo ra một kết quả mong đợi (mục đích của hoạt động)
Kĩ năng được xác định bởi các kiến thức, kĩ xảo, thói quen và năng lực.
-

Đối với môn Vật Lý: Kiến thức bao gồm các khái niệm, các định luật, các quy tắc, các

-

nguyên lí của lý thuyết vật lý và các phương pháp nhận thức vật lý.
Các kĩ xảo được hiểu là các thành phần đã tự động hóa của hoạt động trí tuệ và thực
tiễn của HS trong quá trình luyện tập (có được kĩ xảo đòi hỏi rèn luyện kĩ năng thường
xuyên, nhiều lần trong một thời gian nhất định). Ý nghĩa các kĩ xảo đối với việc rèn
luyện kĩ năng là ở chỗ trên cơ sở các kĩ xảo đã phát triển không cần chú ý vào tất cả
các thành phần của hành động. Đối với Vật Lý thì chủ yếu là những kĩ xảo thực

-

nghiệm và kĩ xảo áp dụng các phương pháp toán học và các phương tiện phụ trợ.
Thói quen, cũng như kĩ xảo là những thành phần đã tự động hóa hành động. Phần lớn

các thói quen được rèn luyện cho HS trong quá trình dạy học vật lý, bao gồm các cách
thức cũng như trình tự thực hiện hành động. Trong việc giải các bài tập vật lý, cần có
các thói quen như:
+ Cân nhắc các điều kiện đã cho.
+ Phân tích nội dung bài toán vật lý.
+ Biểu diễn tình huống vật lý bằng hình vẽ.
+ Chuyển tất cả các đơn vị đo về một hệ thống đơn vị của các đại lượng vật lý.
+ Lập các phương trình mà từ đó có thể tìm được các đại lượng cần tìm.
+ Kiểm tra việc giải bài tập theo các đơn vị đo.
23


+ Sử dụng bảng số, máy tính.
+ Chú ý đến độ chính xác của các đại lượng cần tìm.
Có thể định nghĩa kĩ năng giải bài tập là: Kĩ năng giải bài tập vật lý là khả năng
của học sinh thực hiện thuần thục một hay một chuỗi hành động vận dụng các kiến
thức vật lý (các khái niệm, các định luật, các quy tắc, các nguyên lí) mà giả thiết bài
tập đã cho để giải quyết nhiệm vụ đặt ra theo yêu cầu của bài tập.
Lí luận và thực tiễn dạy học vật lý cho thấy, muốn rèn luyện kĩ năng cho HS thông
thường đi theo hai con đường:
Con đường thứ nhất: GV dạy theo mẫu các bước, HS tái hiện, làm lại theo mẫu
với các bước đã quen biết (con đường angôrit).
Con đường thứ hai: Để rèn luyện kĩ năng, đó là dạy học định hướng thông qua
hệ thống câu hỏi định hướng tư duy.
1.4.

Một số biện pháp rèn luyện kĩ năng giải BTVL cho HS ở trường THCS.
Thực trạng HS học tập vật lý ở THCS có nhiều em học thuộc các khái niệm,

công thức của định luật, các quy luật vật lý nhưng nhiều bài tập không giải được,

không biết giải bài tập bắt đầu từ đâu và cách trình bày lời giải bằng ngôn ngữ vật lý
gặp nhiều khó khăn. Để rèn luyện kĩ năng giải BTVL cho HS ở THCS tôi đề xuất một
số biện pháp sau:
Biện pháp 1: Thường xuyên ôn tập cho HS nắm vững kiến thức lý thuyết.
HS có kiến thức vật lý vững chắc, có sự hiểu - biết về các khái niệm, định luật,
nhớ và hiểu các biểu thức toán học, đơn vị đo của các đại lượng vật lý là điều kiện đầu
tiên để thực hiện rèn luyện kĩ năng. Trong quá trình xây dựng kiến thức mới dựa trên
kiến thức cũ, GV cần phải yêu cầu HS nhắc lại kiến thức đã học. Rèn luyện khả năng
trình bày bằng ngôn ngữ vật lý một cách chính xác về các khái niệm, các đại lượng, các

24


nguyên tắc và định luật. Sử dụng BTVL để nắm vững sâu kiến thức, coi trọng những
bài tập định tính - câu hỏi.
Biện pháp 2: Rèn luyện cho HS thực hiện giải BTVL theo 4 bước.
Phương pháp giải BTVL đã nêu rõ nội dung từng bước cụ thể cần phải thực hiện. Cần
tạo cho HS có được thói quen thực hiện các bước trong quá trình thực hiện giải một bài
tập cụ thể.
Biện pháp 3: Hướng dẫn cụ thể các thao tác và các hành động thực hiện vận
dụng kiến thức đã biết để giải quyết nhiệm vụ bài tập đặt ra theo hai cách:
-

Cách 1: Quá trình tư duy giải bài tập theo angôrit.
Cách 2: Quá trình tư duy được định hướng bằng hệ thống câu hỏi.

GV chọn bài tập cơ bản hướng dẫn HS tiến hành thực hiện hành động giải, coi đó là
bài tập mẫu. Sau đó tiến hành giao cho HS bài tập tương tự để HS tự giải.
Biện pháp 4: Tăng cường hoạt động kiểm tra, đánh giá công việc giải BTVL
của HS.

GV giao cho HS giải BTVL ở trên lớp hay ở nhà, việc giám sát và kiểm tra kết
quả làm việc của HS là rất quan trọng. GV kiểm tra kết quả giải BTVL của HS để kịp
thời sửa chữa những sai lầm của HS về kiến thức và vận dụng kiến thức; uốn nắn
những kĩ năng sai lệch trong giải BTVL; kịp thời động viên khen gợi giúp cho HS luôn
tự tin, phấn khởi học tập.

Kết luận chương 1
25