Nghiên cứu xây dựng và sử dụng bài tập đồ thị nhằm nâng cao chất lượng dạy học phần cơ học vật lý 10 nâng cao

MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài:
Chúng ta đang sống trong thế kỷ thứ 21, thế kỷ của trí tuệ sáng tạo. Thế giới
đang xảy ra sự bùng nổ tri thức khoa học và công nghệ. Xã hội phồn vinh ở thế kỷ
thứ 21 phải là một xã hội “Dựa vào tri thức”, vào tư duy, vào tài năng sáng chế của
con người. Tình hình đó địi hỏi nền giáo dục của nước ta phải đổi mới mạnh mẽ,
sâu sắc, tồn diện trong đó đổi mới PPDH ở mọi cấp bậc góp phần quan trọng đặc
biệt để có thể đào tạo cho đất nước những con người lao động có tiềm năng trí tuệ,
năng động sáng tạo, có năng lực tìm tịi và giải quyết vấn đề.
Đảng, Nhà nước và ngành Giáo dục đã có nhiều chủ trương, biện pháp để
nâng cao chất lượng giáo dục nhằm đáp ứng ngày một tốt hơn u cầu của đất
nước.
Chính vì vậy Luật giáo dục, điều 28.2 đã ghi “Phương pháp giáo dục phổ
thơng phải phát huy tính tích cực, tự giác, chủ động, sáng tạo của học sinh, phù
hợp với từng đặc điểm của lớp học, môn học; bồi dưỡng phương pháp tự học, rèn
luyện kỹ năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn…”
Một trong định hướng đổi mới PPDH là vận dụng lý luận dạy học giải quyết
vấn đề vào soạn thảo tiến trình dạy học các đề tài cụ thể của mơn học. Nhờ đó bồi
dưỡng cho học sinh kỹ năng tư duy, năng lực độc lập giải quyết vấn đề trong học
tập và trong thực tiễn góp phần nâng cao chất lượng giáo dục.
Xét vị trí của bài tập Vật lý trong dạy học Vật lý cũng như vị trí của cơ học trong
giáo trình Vật lý phổ thơng, xét tính chất đặc biệt của bài tập đồ thị trong hệ thống
các bài tập Vật lý thuộc phần cơ học lớp 10, chúng tôi chọn đề tài nghiên cứu:
“Nghiên cứu xây dựng và sử dụng bài tập đồ thị nhằm nâng cao chất lượng
dạy học phần cơ học Vật lý 10 nâng cao”.
2. Mục đích nghiên cứu:

1


Xây dựng và sử dụng bài tập trong dạy học Vật lý (trong đó có bài tập đồ

thị), đồng thời đề xuất các định hướng và biện pháp về việc lựa chọn, xây dựng và
sử dụng bài tập đồ thị này nhằm rèn luyện kỹ năng giải bài tập và tích cực hố hoạt
động nhận thức của HS trong dạy học phần Cơ học lớp 10 nói riêng và Vật lý nói
chung.
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:
Đối tượng nghiên cứu.
- Quá trình dạy học vật lý ở trường học phổ thơng;
- Bài tập Vật lý trong q trình dạy học
Phạm vi nghiên cứu.
- Bài tập đồ thị vật lý phần Cơ học lớp 10 nâng cao.
4. Gỉa thuyết khoa học.
Nếu xây dựng và sử dụng hợp lý các bài tập đồ thị trong việc tổ chức hoạt
động dạy học cho học sinh phần Cơ học nói riêng và BT Vật lý nói chung thì sẽ
góp phần tích cực hoá hoạt động nhận thức của HS và nâng cao chất lượng, hiệu
quả dạy học Vật lý ở trường THPT.
5. Nhiệm vụ nghiên cứu:
- Nghiên cứu lý luận về hoạt động nhận thức của học sinh trong dạy học;
- Nghiên cứu chương trình, nội dung dạy học phần Cơ học Vật lý lớp 10, nâng
cao;
- Nghiên cứu về bài tập vật lý nói chung và bài tập vật lý đồ thị nói riêng
trong dạy học;
- Nghiên cứu thực tiễn về hoạt động giải BT Vật lý bằng phương pháp đồ thị;

2


- Thực nghiệm sư phạm;
- Xử lý số liệu
6. Phương pháp nghiên cứu
6.1. Nghiên cứu lý thuyết.

- Cơ sở lý luận về tâm lý học, giáo dục học, lý luận dạy học liên quan đến
giải BT Vật lý, nhất là bài tập đồ thị.
- Nghiên cứu các tài liệu liên quan đến chương trình, nội dung dạy học phần
Cơ học, vật lý lớp 10 nâng cao.
- Nghiên cứu các biện pháp, cách thức bồi dưỡng hoạt động nhận thức cho
HS trong quá trình dạy học Vật lý.
6.2. Nghiên cứu thực nghiệm.
- Thực trạng dạy học vật lý có sử dụng bài tập đồ thị của GV và HS và giải
quyết bài tập đồ thị Vật lý ở trường phổ thông.
- Tiến hành thực nghiệm sư phạm tại trường THPT Quỳnh Lưu 4, huyện
Quỳnh Lưu, tỉnh Nghệ An.
- Thống kê và xử lý số liệu thực nghiệm.
7. Đóng góp của luận văn:
- Làm rõ ý nghĩa của việc tích cực hóa hoạt động nhận thức của học sinh
trong giải bài tập Vật lý bằng phương pháp đồ thị.
- Làm rõ sự cần thiết việc bồi dưỡng cho HS tích cực hố hoạt động nhận
thức của HS trong học tập Vật lý và giải BT Vật lý bằng phương pháp đồ thị.
- Luận văn có thể dùng làm tài liệu tham khảo cho GV Vật lý THPT.

3


8. Cấu trúc của luận văn:
Ngoài phần mở đầu, kết luận, tài liệu tham khảo và phụ lục, luận văn gồm có
ba chương:
Chương 1: Cơ sở lý luận của đề tài.
Chương 2: Xây dựng và sử dụng bài tập đồ thị trong dạy học phần cơ
học Vật lý 10 nâng cao.
Chương 3: Thực nghiệm sư phạm.

4


Chương 1
CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI
1.1. Định hướng đổi mới hoạt động dạy học Vật lý ở trường phổ thông
Đã từ nữa thế kỷ qua và nhất là ngày nay, khoa học giáo dục trên thế giới coi
trọng những nghiên cứu đổi mới dạy học ở trường phổ thông theo hướng đảm bảo
sự phát triển năng lực sáng tạo của học sinh, bồi dưỡng tư duy khoa học, năng lực
tự tìm tịi chiếm lĩnh tri thức, năng lực giải quyết vấn đề để thích ứng được với
thực tiễn với cuộc sống, với sự phát triển với nền kinh tế tri thức. Phương hướng
đổi mới này phải địi hỏi phải phân tích để nhận rõ những nhược điểm, những hạn
chế căn bản của thực trạng dạy học và chỉ ra những nguyên tắc chỉ đạo và giải
pháp cơ bản để khắc phục những hạn chế đó và những mục tiêu mong muốn.
Theo kiểu dạy học truyền thống, điều quan tâm của giáo viên là sự trình bày
giảng dạy kiến thức cần dạy cho học sinh sao cho đảm bảo nội dung chính xác, đầy
đủ. Theo kiểu dạy học này, trung tâm chú ý của giáo viên là nội dung kiến thức cần
phải giảng dạy. Dần dần người ta cũng đã nhận thấy rõ là nếu chỉ quan tâm đến nội
dung kiến thức thì dù trình bày tốt đến đâu cũng vẫn chưa xác định được một cách
cụ thể học sinh cần đạt những khả năng gì trong hoặc sau khi học, và bằng cách
nào để cho học sinh đạt những khả năng đó. Đó là một nhược điểm cơ bản của kiểu
dạy học truyền thống. Phương pháp dạy học này đã hạn chế nhiều đến chất lượng
và hiệu quả của dạy học.
Trong mấy thập kỷ vừa qua, để khắc phục kiểu dạy học cũ này, trên thế giới
đã hình thành quan niệm về dạy học mà trung tâm chú ý là những khả năng, những
hành vi mà người học cần thể hiện ra được, cần đạt được trong và sau khi học.
Những khả năng này được xem là những kết quả mà sự dạy học mang lại ở người
học. Chúng được gọi là những mục tiêu thao tác. Sự chú trọng mục tiêu thao tác
của dạy học đòi hỏi giáo viên khi dạy phải trả lời được những câu hỏi sau:
5

- Dạy cái gì?
- Người học phải biết gì, biết làm gì trước, trong và sau khi học?
- Thực tế người học biết gì?
- Cần dạy thế nào?
Khi giáo viên khơng chỉ quan tâm đến hoạt động trình bày, giảng dạy kiến
thức của bản thân mình mà cịn quan tâm đến hoạt động của học sinh thì diễn biến
của hoạt động dạy học trong thực tế có thể mơ tả bằng hình ảnh dưới đây:
- Thầy giáo trình bày giảng dạy cho học trò nghe.
- Thầy biểu diễn chỉ dẫn cho trò theo dõi, quan sát ghi nhận được.
- Thầy hỏi xem trị có thấy khơng, đã hiểu chưa, nhớ không, cần giảng lại chỗ nào.
- Thầy hướng dẫn mẫu cho trị bắt chước.
- Thầy kiểm tra xem trị có thực hiện được khơng, nếu cần thì làm lại.
Kiểu dạy học quan tâm đến trị như vừa mơ tả là kiểu dạy học có hiệu qủa hơn
so với kiểu dạy học cũ trước kia- chỉ quan tâm trình bày nội dung kiến thức, chưa
quan tâm chỉ đạo hoạt động của học trò. Thực tế dạy học ở các trường phổ thơng
hiện nay cũng chưa hồn tồn thực hiện được như vậy. Thế nhưng nếu đối chiếu
với mục tiêu hiện đại của đổi mới phương pháp dạy học về mặt đảm bảo sự phát
triển tiềm năng sáng tạo của học sinh, thì có thể nhận thấy kiểu dạy học này vẫn
bộc lộ một nhược điểm cơ bản là vẫn mang nặng tính chất “ độc thoại, thơng báo
giảng dạy áp đặt, làm mẫu cho học sinh bắt chước ” của sự học. Kiểu dạy học này
vẫn chưa khích lệ được hoạt động tự chủ, tìm tịi sáng tạo, giải quyết vấn đề của
học sinh trong quá trình chiếm lĩnh tri thức.
Nếu nhằm mục tiêu phát triển tiềm năng sáng tạo, phát triển tư duy khoa học,
phát triển hoạt động tìm tịi giải quyết vấn đề của học sinh trong quá trình chiếm
lĩnh tri thức thì cần phải tuân thủ:
- Cần thực hiện được chức năng mới của người giáo viên: Giáo viên khơng
phải là người có quyền lực quyết đốn, truyền giảng áp đặt tri thức, mà tốt hơn
6

phải người chỉ đạo hoạt động, nhà tư vấn của học sinh, với chức năng quan trọng là
tổ chức tình huống hoạt động học tập kiểm tra, định hướng hoạt động học và thể
chế hóa tri thức.
- Cần khêu gợi để học sinh suy nghĩ từ vốn kinh nghiệm hiểu biết của mình,
đưa ra ý kiến, giải pháp của mình, đồng thời biết thu thập sự dụng thông tin từ
nhiều nguồn khác nhau và biết kiểm tra đánh giá theo cách tiếp cận của nhận thức
khoa học để xây dựng những kết luận đáng tin cậy.
- Cần tập cho học sinh có thói quen biết đặt câu hỏi trong quá trình học tập,
cần khởi xướng sự trao đổi thảo luận trong lớp học. Ở đó học sinh sẽ học được việc
tham khảo, thảo luận ý kiến của người khác, biểu đạt tư tưởng của mình, đào sâu,
chỉnh lý hồn thiện những suy nghĩ của mình.
Có thể hình dung diễn biến của hoạt động dạy học theo kiểu dạy học đổi mới
này bằng hình ảnh dưới đây:
- Giáo viên tổ chức tình huống (giao nhiệm vụ cho học sinh): Học sinh hăng
hái đảm nhận nhiệm vụ, gặp khó khăn nảy sinh vấn đề cần tìm tịi giả quyết. Dưới
sự chỉ đạo của giáo viên, vấn đề được diễn đạt chính xác hóa, phù hợp với mục tiêu
dạy học các nội dung cụ thể đã xác định.
- Học sinh tự chủ tìm tòi giải quyết vấn đề đặt ra. Với sự theo dõi định hướng
của giáo viên. Hoạt động học của học sinh diễn ra theo một tiến trình hợp lý phù
hợp với đòi hỏi của phương pháp luận.
- Giáo viên chỉ đạo sự trao đổi, tranh luận của học sinh, bổ sung tổng kết, khái
quát hóa, thể chế hóa tri thức, kiểm tra kết quả học phù hợp với mục tiêu dạy học
các nội dung cụ thể đã xác định.
Như vậy, đối với kiểu dạy học này đã chuyển học sinh từ vị trí “ tơi học
thuộc, tơi làm theo mẫu” lên vị trí khơng chỉ như vậy mà cịn là “tơi tự học, tơi tự
tìm tịi giải quyết vấn đề”.

7

1.2. Vai trò của bài tập Vật lý và mục đích sử dụng chúng trong q trình dạy
học
1.2.1. Vai trị của bài tập Vật lý trong quá trình dạy học
Bài tập Vật lý được hiểu là một vấn đề được đặt ra đòi hỏi phải giải quyết
bằng những suy luận logic, những phép tốn và thí nghiệm dựa trên cơ sở các định
luật và các phương pháp Vật lý. Hiểu theo nghĩa rộng thì mỗi một vấn đề xuất hiện
do nghiên cứu tài liệu giáo khoa cũng chính là một bài tập đối với học sinh. Sự tư
duy định hướng một cách tích cực ln ln là hướng để giải bài tập.
1.2.2. Mục đích sử dụng bài tập Vật lý trong q trình dạy học
Bài tập Vật lý có tầm quan trọng đặc biệt, chúng được sự dụng theo những
mục đích khác nhau.
- Người sự dụng bài tập Vật lý như một phương tiện nghiên cứu tài liệu mới
khi trang bị kiến thức mới cho học sinh nhằm đảm bảo cho học sinh lĩnh hội được
kiến thức mới một cách sâu sắc và vững chắc.
- Mặt khác, bài tập Vật lý là một 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.
- Bài tập Vật lý là phương tiện có tầm quan trọng đặc biệt trong việc rèn luyện
tư duy, bồi dưỡng phương pháp nghiên cứu khoa học cho học sinh. Bởi vì giải bài
tập là một hình thức làm việc tự lực căn bản của học sinh. Trong khi giải bài tập,
học sinh phải phân tích điều kiện trong đề bài, phải lập luận, tính tốn, đơi khi phải
tiến hành thí nghiệm, các phép đo đạc …… tức là phải thực hiện một loạt các thao
tác tư duy như phân tích, tổng hợp, so sánh, khái qt hố ….. Trong những điều
kiện đó, tư duy logic, tư duy sáng tạo của học sinh được phát triển đạt hiệu quả cao
công việc được giao.
- Bài tập Vật lý là phương tiện củng cố, ôn tập, hệ thống hoá kiến thức đã học
một cách sinh động và có hiệu quả. Khi giải bài tập học sinh phải nhớ các kiến
thức đã học, có khi địi hỏi phải vận dụng một cách tổng hợp các kiến thức trong
8

một chương hoặc một phần, do đó học sẽ hiểu rõ hơn và ghi nhớ vững vàng những
kiến thức đã học. Thơng qua việc giải bài tập có thể rèn luyện cho học sinh những
đức tính tốt như tinh thần tự lực, tính cẩn thận, tính kiên trì, tinh thần vượt khó.
- Bài tập Vật lý cịn là phương tiện kiểm tra, đánh giá kiến thức, kỹ năng của
học sinh một cách chính xác.
1.3. Phân loại bài tập Vật lý
Người ta có nhiều cách phân loại bài tập Vật lý tuỳ theo việc chọn dấu hiệu
(căn cứ) theo nội dung, theo phương thức cho điều kiện và phương thức giải, theo
yêu cầu định tính hay định lượng của vấn đề, theo yêu cầu rèn luyện kỹ năng hay
phát triển tư duy sáng tạo của học sinh trong quá trình dạy học.

Bài tập Vật lý

Giải thích hiện tượng

Theo
hình
thức lập
luận
logic
Dự đốn hoạt động

Đồ thị

Thực nghiệm

Tính tốn

Theo phương
thức cho điều
kiện hay
phương thức
giải

Bằng lời

Định lượng

Định tính

Phối hợp

Theo
đặc
điểm và
nghiên
cứu vấn
đề

Phức tạp

Đơn giản

Kiểm tra

Sáng tạo

Theo

mức độ
khó dễ

Luyện tập

Lịch sử

Kỷ thuật tổng hợp

Theo
mục
đích
dạy
học
Cụ thể trừu tượng

Tài liêu Vật lý

Theo
nội
dung

9


Cho đến nay vẫn chưa có sự thống nhất về tiêu chuẩn phân loại bài tập Vật lý,
vì trong bất kỳ loại bài tập nào cũng chứa đựng một vài yếu tố của một hay nhiều
bài tập loại khác. Đặc biệt là có nhiều cách phân loại chỉ mang tính tương đối, chưa
đề cập tới chủ thể bài tập là học sinh và hoạt động tự lực của họ trong q trình tìm
lời giải của bài tốn.

Theo những quan điểm hiện nay, có thể phân loại bài tập Vật lý trung học phổ
thông theo bảng ở trên.
1.4. Phương pháp chung để giải bài tập Vật lý
a. Hai phương pháp suy luận để giải bài tập Vật lý
Phương pháp giải bài tập Vật lý phụ thuộc vào nội dung bài tập, trình độ học
sinh và mục đích đặt ra. Xét về tính chất của các thao tác tư duy, khi giải bài tập
Vật lý người ta thường dùng hai phương pháp sau đây:
* Phương pháp phân tích
Theo phương pháp này, xuất phát điểm của suy luận là đại lượng cần tìm.
Chia bài tập thành nhiều giai đoạn và giải một hệ thống bài tập đơn giản hơn mà
ngay ở bài tập đầu tiên đã phải trả lời trực tiếp cho câu hỏi đầu bài. Việc giải bài
tập nhỏ tiếp theo là lần lượt làm sáng tỏ những phần chưa biết để cuối cùng trong
công thức bài tập nhỏ đầu tiên chỉ chưa một ẩn số và các số liệu đã biết.
* Phương pháp tổng hợp
Theo phương pháp này suy luận không bắt đầu từ các đại lượng cần tìm mà
bắt từ các đại lượng đã biết có nêu trong đề bài. Dùng công thức liên hệ các đại
lượng này với các đại lượng chưa biết, để ta đi dần dần đến cơng thức cuối cùng,
trong đó cịn một đại lượng chưa biết là đại lượng cần tìm.
Thơng thường người ta có thể phối hợp đồng thời cả hai phương pháp trên để
giải các bài tập Vật lý.
b. Các phương tiện toán học để giải bài tập Vật lý

10


Trong khn khổ chương trình Vật lý phổ thơng, để giải các bài tập Vật lý,
đặc biệt là các bài tập định lượng, người ta dùng phương tiện toán học. Tuỳ theo
việc sử dụng cơng cụ tốn học người ta có thể phân biệt các phương pháp giải các
bài tập định lượng như sau:
* Phương pháp số học

* Phương pháp đại số
Vận dụng các kiến thức đại số của học sinh để sử dụng các cơng thức, từ đó
có thể thiết lập nên các phương trình của Vật lý.
* Phương pháp hình học
Khi giải các bài tập bằng phương pháp hình học, người ta dựa vào các mối
tương quan hình học để xác định các đại lượng cần tìm. Ngồi ra, nhiều khi người
ta cịn sử dụng các cơng thức lượng giác để giải.
* Phương pháp đồ thị
Đó là phương pháp mà mối tương quan giữa các đại lượng được biểu diễn
bằng những đường trong hệ trục toạ độ và gọi đó là đường đồ thị .
c. Q trình tư duy trong khi giải bài tập Vật lý
* Để giải một bài tập Vật lý trước hết phải trả lời được các câu hỏi:
- Những đại lượng nào đã cho ? Những đại lượng nào cần tìm ?
- Cần xác lập những mối liên hệ cơ bản nào giữa cái đã cho và cái phải tìm
(hoặc qua đại lượng trung gian) ?
- Vận dụng các kiến thức Vật lý nào vào điều kiện cụ thể của bài tập để xác
định các mối liên hệ trên ?
- Có được các mối liên hệ cần xác lập rồi thì mới tiến hành những khâu hay
bước tiếp theo để đến kết quả của bài toán.
* Các bước chung để giải bài toán Vật lý:
Các bài tập Vật lý có nội dung hết sức phong phú, đa dạng. Vì vậy phương
pháp giải chúng cũng mn hình, mn vẻ. Khơng thể nói về một phương pháp
11


chung, vạn năng có thể áp dụng để giải cho mọi bài tập. Tuy nhiên, từ sự phân tích
q trình giải bài tập Vật lý như đã trình bày ở trên, ta có thể chỉ ra một số bước
chung nhất định của tiến trình giải bài tập Vật lý. Theo các bước chung của tiến
trình giải bài tập Vật lý, giáo viên có thể kiểm tra hoạt động giải bài tập của học
sinh và có thể hướng dẫn, giúp đỡ học sinh giải bài tập một cách có hiệu quả. Quy

trình này bao gồm bốn bước cơ bản sau:
Bước 1: Tìm hiểu đề bài
- Đọc, tìm hiểu các thuật ngữ, ghi ngắn gọn các dự kiện đã cho và các ẩn số
phải tìm.
- Mơ tả hiện tượng được nêu trong bài tập, vẽ hình minh hoạ (nếu cần thiết).
Nếu đề bài yêu cầu thì phải làm thì nghiệm hoặc vẽ đồ thị để thu được các dự kiện.
Bước 2: Xác lập mối liên hệ cơ bản của các dữ kiện đã cho và các ẩn số
phải tìm
- Đối chiếu các dữ kiện xuất phát và các ẩn số phải tìm, xem xét bản chất hiện
tượng Vật lý đã cho có những đặc trưng định tính, định lượng nào và các mối quan
hệ các đặc trưng đó biểu hiện ở các định luật, quy tắc, định nghĩa nào?
- Xác lập các mối liên hệ cụ thể của các dự kiện đã cho và các ẩn số phải tìm.
Bước 3: Xác định phương pháp và vạch kế hoạch giải bài tập
Từ các mối liên hệ cơ bản đã xác lập được, tiếp tục luận giải và rút ra kết quả
cần tìm.
Bước 4: Kiểm tra, xác nhận kết quả
Để có thể xác nhận kết quả vừa tìm được cần kiểm tra lại việc giải theo một
hoặc một số cách sau:
- Kiểm tra xem đã trả lời hết các câu hỏi chưa? Đã xét hết các trường hợp
chưa?
- Kiểm tra lại xem tính tốn có đúng khơng?
- Kiểm tra đơn vị có phù hợp không?
12


- Xem xét kết quả có phù hợp ý nghĩa thực tế khơng?
- Kiểm tra bằng thực nghiệm có phù hợp không?
- Giải các bài tập theo cách khác xem có cùng kết quả khơng?
- Đặt điều kiện cho lời giải của bài toán
1.5. Định hướng hoạt động nhận thức của học sinh trong việc giải bài tập Vật

lý
1.5.1. Phương pháp nhận thức Vật lý
Phương pháp có thể hiểu theo định nghĩa chung là tập hợp các thủ pháp, cách
thức, những còn đường bao gồm các thao tác thực hành hay lý thuyết để đặt đến
mục đích nào đó. Tuỳ thuộc vào mục đích của hành động mà phương pháp có
những nghĩa hẹp khác nhau. Nếu mục đích của hành động là tìm ra chân lý khách
quan thì tập hợp các cách thức, con đường, phương tiện mà các bước và trí tuệ phải
đi theo để đặt mục đích đó gọi là phương pháp nhận thức khoa học. Hệ thống các
phương pháp nhận thức khoa học rất phong phú, nhiều tầng bậc, có phạm vi ứng
dụng rất khác nhau. Có những phương pháp nhận thức được sử dụng khá phổ biến
trong tất cả các giai đoạn của quá trình nhận thức như những thao tác của mọi qúa
trình tư duy. Có những phương pháp được sử dụng ở một số lĩnh vực nghiên cứu,
lại có một số phương pháp nhận thức chuyên biệt chỉ được sử dụng trong lĩnh vực
rất hẹp của một chuyên ngành….. Căn cứ vào mức độ phổ biến và phạm vi ứng
dụng của phương pháp có thể phân loại phương pháp nhận thức khoa học thành 3
nhóm:
- Nhóm các phương pháp triết học: là những phương pháp chung nhất, phổ
biến nhất áp dụng cho mọi lĩnh vực nghiên cứu, bao gồm các phương pháp logic,
biện chứng, các phương pháp của lý luận nhận thức: phân tích, tổng hợp, trừu
tượng hoá, khái quát hoá, cụ thể hoá ….. các cặp phạm trù và phép biện chứng duy
vật.

13


- Nhóm các phương pháp riêng rộng :g Gồm các phương pháp có thể áp dụng
cho một số ngành khoa học trong một số giai đoạn của quá trình nhận thức như
phương pháp thực nghiệm, phương pháp mơ hình, phương pháp tương tự, phương
pháp tiên đề…..
- Nhóm các phương pháp riêng hẹp: là những phương pháp chỉ áp dụng trong

lĩnh vực hẹp của một ngành khoa học hoặc của một số ngành khoa học…
Sự phân loại trên mamg tính tương đối bởi trong quá trình phát triển khoa học
các phương pháp nhận thức ln có sự đan xen, chuyển hố lẫn nhau và có sự phối
hợp giữa các phương pháp nhận thức.
1.5.2. Cơ sở của việc định hướng hoạt động nhận thức của học sinh trong việc
giải bài tập Vật lý
Muốn hướng dẫn học sinh giải một bài tập cụ thể nào đó thì dĩ nhiên giáo viên
phải giải được bài tập đó, nhưng nếu chỉ như vậy thì chưa đủ. Muốn cho việc giải
bài tập được định hướng một cách đúng đắn, giáo viên phải phân tích được phương
pháp giải bài tập cụ thể, thể hiện bằng cách vận dụng những hiểu biết về tư duy
giải bài tập Vật lý để xem xét việc giải bài tập cụ thể ấy. Mặt khác phải xuất phát
từ mục đích sư phạm của việc giải bài tập đó để xác định kiểu hướng dẫn phù hợp.
Nói cách khác là cơ sở khoa học để suy nghĩ, xác định phương pháp hướng dẫn
học sinh giải một bài tập Vật lý được vận dụng vào việc phân tích phương pháp
giải bài tập cụ thể này và những hiểu biết đặc điểm của các kiểu hướng dẫn giải bài
tập (khác nhau tuỳ mục đích sư phạm) để vận dụng vào từng trường hợp cụ thể.
Chúng ta có thể biểu diễn nó bằng sơ đồ sau đây:

Tư duy giải bài
tập Vật lý

Phân tích phương pháp
giải bài tập cụ thể

Mục đích sư
phạm

Xác định kiểu hướng
dẫn

Phương
pháp
hướng
dẫn giải
bài tập cụ
thể
14


1.5.3. Các kiểu định hướng hành động nhận thức
Trong dạy học giáo viên có vai trị quan trọng trong việc tổ chức kiểm tra,
định hướng hành động học tập của học sinh theo mọt chiến lược dạy học hợp lý và
có hiệu quả, sao cho học sinh tự xây dựng được kiến thức khoa học của mình, và
qua đó năng lực nhận thức của họ từng bước phát triển.
a. Phân biệt ba trình độ nắm tri thức
* Trình độ ghi nhận, tái tạo:
Sự nắm tri thức ở trình độ ghi nhận, tái tạo thể hiện ở khả năng nhận ra được,
phát ngơn lại được đúng với sự trình bày tri thức đã có, thực hiện được đúng quy
tắc đã cho. Sự thể hiện được một hành động nào đó lại phân biệt theo ba trình độ
khác nhau sau đây:
- Làm được nhưng cịn khó khăn, hạn chế
- Làm được một cách đúng đắn
- Làm được một cách thành thạo, tốt
* Trình độ hiểu:
Nắm được tri thức trình độ hiểu thể hiện ra ở khả năng lý giải được tính chính
xác, tính hợp lý của tri thức, xử lý được tri thức trong những tình huống phù hợp.
* Trình độ sáng tạo:
Trình độ tri thức sáng tạo thể hiện ở khả năng xây dựng, phê phán, phát triển
tri thức.
b. Phân biệt ba kiểu định hướng hành động học tập trong dạy học:

* Định hướng tái tạo (định hướng theo algorit):
Đó là kiểu định hướng trong đó người dạy hướng học sinh vào viêc huy động,
áp dụng những kiến thức, kỹ năng, cách thức hoạt động mà học sinh đã nắm được
hoặc đã được người dạy chỉ ra một cách tường minh, để học sinh có thể thực hiện
15


được nhiệm vụ mà họ đảm nhận. nghĩa là học chỉ cần lặp lại những hành động đã
được người dạy chỉ rõ.
* Định hướng tìm tịi (chưa có algorit phải đi xây dựng algorit giải):
Là kiểu định hướng trong đó, người dạy không chỉ ra cho học sinh tường minh
các kiến thức, kỹ năng, cách thức hoạt động học sinh cần áp dụng, mà người dạy
chỉ đưa ra cho học sinh những gợi ý sao cho học sinh tự tìm tòi, huy động hoặc vận
dụng những kiến thức, kỹ năng, cách thức hoạt động thích hợp để rồi từ đó chiếm
lĩnh tri thức.
* Định hướng tìm tịi chương trình hố:
Theo kiểu định này, người dạy cũng hướng dẫn học sinh tương tự như kiểu
định hướng tìm tịi nói trên, nhưng trong trường hợp này, sự định hướng được
chương trình hố thành từng bước hợp lý, kế tiếp nhau. Người dạy hướng dẫn học
sinh giải quyết từng nhiệm vụ mà họ đảm nhận, học sinh chỉ chuyển sang giải
quyết bước tiếp theo sau khi đã thực hiện được bước trước.
Ở mỗi bước giải quyết, nếu học sinh khơng thể tự tìm tịi giải quyết được thì
sự định hướng chuyển dần từ kiểu định hướng tìm tịi thành kiểu định hướng tái
tạo, sao cho học sinh hồn thành được cơng việc của bước đó rồi sau đó học sinh
lại tiếp tục tự mình tìm tịi giải quyết bước tiếp theo theo sự định hướng tìm tịi cuả
người dạy ……
Kiểu định hướng tái tạo đảm bảo hiệu quả rèn luyện kỹ năng cho học sinh và
tạo cơ sở cần thiết cho học sinh có thể thích ứng được với sự định hướng tìm tòi
trong dạy học. Nhưng nếu trong dạy học chỉ sử dụng kiểu định hướng tái tạo thì
khơng đáp ứng được yêu cầu rèn luyện tư duy sáng tạo của học sinh, không đủ để

đảm bảo cho học sinh chiểm lĩnh được những tri thức khoa học sâu sắc, vững chắc
và vận dụng chúng một cách linh hoạt.

16


Kiểu định hướng tìm tịi nhằm rèn luyện cho học sinh năng lực tư duy sáng
tạo, năng lực giải quyết vấn đề đáp ứng mục tiêu đào tạo và bồi dưỡng nhân tài của
sự nghiệp giáo dục.
c. Tiêu chuẩn câu hỏi định hướng hành động:
Phương tiện quan trọng để giáo viên định hướng hành động nhận thức của học
sinh là các câu hỏi. Để cho câu hỏi thực hiện được chức năng định hướng hành
động nhận thức của học sinh, nó phải đáp ứng được những yêu cầu cơ bản, cũng
chính là những tiêu chuẩn chung để đánh giá câu hỏi:
- Câu hỏi phải được diễn đạt chính xác về ngữ pháp và nội dung khoa học.
- Câu hỏi phải diễn đạt chính xác điều cần hỏi khi đó mới hy vọng câu hỏi
thực hiện chức năng định hướng hành động nhận thức cuả học sinh theo đúng tiến
trình tư duy và chỉ khi đó giáo viên mới căn cứ vào sự trả lời của học sinh để đánh
giá trình độ của họ.
- Nội dung câu hỏi phải đáp ứng đúng đòi hỏi sự định hướng của hành động
nhận thức của học sinh trong tình huống đang xét, cả về phương diện kiểu định
hướng hành động học tập dự định cũng như về phương diện sát hợp với việc thực
hiện nhiệm vụ nhận thức đặt ra. Có như vậy câu hỏi mới có ý nghĩa định hướng
hành động nhận thức của học sinh trong dạy học.
- Câu hỏi phải vừa sức học sinh lúc đó câu hỏi mới đưa đến sự đáp ứng chấp
thuận giải quyết vấn đề của học sinh.
Chúng ta có thể minh hoạ kiểu định hướng này trong quá trình hướng dẫn học
sinh giải một bài tập nào đó như sau:
Đề bài

I

II

a

III

b

IV

b1

17


I

Tìm hiểu đề bài

II

Xác lập mối liên hệ của các dự kiện đã cho và ẩn số phải tìm

III

Xác định phương pháp và vạch kế hoạch giải

IV

Biện luận, kiểm tra xác nhận kết quả

I

II

IV

III

Chính là các bước chung để giải bài tập Vật lý

Dấu (+): Học sinh tự làm
Dấu (-): Học sinh không tự làm được
a

b

b1

Chỉ sự giúp đỡ của giáo viên dưới dạng câu hỏi định hướng

để học sinh thực hiện được.
Kiểu định hướng tìm tịi chương trình hố giúp cho việc rèn luyện tư duy của
học sinh trong việc giải bài tập và đảm bảo cho họ giải được bài tập đã cho. Với
định hướng này sẽ góp phần nâng cao hiệu quả việc dạy bài tập nhằm phát huy vai
trị tích cực và tự lực của học sinh. Việc xây dựng các sơ đồ định hướng tìm tịi
chương trình hố đối với mỗi loại bài tập sẽ giúp cho học sinh hình thành những kỹ
năng kỹ xảo, tìm tịi những mối liên hệ nhất định, dần dần họ sẽ tự định hướng

được hành động của mình. Tuy nhiên để phát huy hết vai trò của kiểu định hướng
chương trình hố thì sự định hướng của giáo viên phải theo sát tiến trình hoạt động
giải bài tập của học sinh, không chỉ dựa vào lời hướng dẫn đã dự kiến trước mà
phải kết hợp việc định hướng với việc hành động của học sinh để điều chỉnh sự
định hướng sao cho thích ứng với trình độ của học sinh.
Dựa trên vai trò tác dụng của kiểu định hướng tìm tịi chương trình hố, chúng
tơi sẽ dự kiến phân tích tư duy trong giải bài tập bằng phương pháp đồ thị của phần
cơ học lớp 10. Từ đó lựa chọn hệ thống bài tập thích hợp và theo chương trình cuả
sách giáo khoa Vật lý lớp 10, đồng thời kết hợp với mục đích sư phạm để xây dựng

18


các sơ đồ định hướng hành động nhận thức của học sinh trong việc giải bài tập
bằng phương pháp đồ thị trong phần cơ học lớp 10 nhằm nâng cao chất lượng dạy
học. Những đề xuất này sẽ được dạy thực nghiệm ở trường phổ thơng để qua đó rút
ra những kết luận cần thiết về tính khả thi và tính hiệu quả theo mục đích của đề tài
đặt ra.
1.6. Thực trạng của dạy học phần cơ học Vật lý lớp 10 bằng phương pháp đồ
thị ở các trường THPT
1.6.1. Vai trò của bài tập đồ thị trong việc thực hiện các nhiệm vụ dạy học Vật
lý ở trường THPT
Bài tập Vật lý nói chung, bài tập đồ thị nói riêng đã thể hiện được vai trò quan
trọng trong việc thực hiện các nhiệm vụ dạy học Vật lý ở trường phổ thông:
- Truyền thụ cho học sinh hệ thống kiến thức
- Phất triển năng lực nhận thức cho học sinh
- Giáo dục tư tưởng, đạo đức và nhân cách cho học sinh
- Giáo dục kỹ thuật tổng hợp và hướng nghiệp
1.6.2. Các loại bài tập đồ thị và tác dụng mỗi loại
Bài tập đồ thị là bài tập Vật lý mang tính chất đặc biệt. Tuỳ theo mục đích có

thể phân chia bài tập đồ thị thành ba loại cơ bản sau (theo sơ đồ).

Bài tập đồ thị

Đọc đồ thị và
khai thác đồ thị

Vẽ đồ thị theo những
dữ kiện đã cho của bài

Dùng đồ thị để
giải bài tập

Loại thứ nhất: Đọc đồ thị và khai thác đồ thị đã cho
Loại bài tập này có tác dụng rèn luyện cho học sinh kỹ năng đọc đồ thị, biết từ
đồ thị đoán nhận trạng thái của vật thể, của hệ vật ký, của một đối tượng kỹ thuật
19


hay của một hiện tượng và từ đồ thị khai thác những dữ kiện để giải quyết một vấn
đề cụ thể……
Loại thứ hai: Vẽ đồ thị theo những dự kiện đã cho của bài tập
Loại bài tập này có tác dụng rèn luyện cho học sinh kỹ năng vẽ đồ thị, trong
đó có thói quen chọn các trục toạ độ để biểu diễn các đại lượng biến thiên và các
đại lượng phụ thuộc, biết chọn tỉ lệ xích hợp lý để có thể vẽ đồ thị với độ chính xác
cần thiết.
Loại thứ ba: Dùng đồ thị đã cho sẵn để giải bài tập
Những bài tập Vật lý được giải bằng phương pháp đồ thị cũng được xếp vào
loại những bài tập đồ thị. Trong số đó có nhiều bài tập có thể giải bằng những
phương pháp khác nhau như phương pháp số học, phương pháp đại số chẳng hạn.

Ngoài ra trong loại bài tập đồ thị này cịn có các bài tập khơng thể hoặc rất khó giải
bằng phương khác, nhưng nếu dùng biểu diễn đồ thị thì bài tốn lại trở nên rất là
đơn giản….
1.6.3. Thực trạng việc sử dụng bài tập đồ thị trong dạy học phần cơ học lớp 10
THPT
Với yêu cầu đổi mới cách dạy cách học mấy năm gần thì tài liệu học tập ngày
một đầy đủ về cả chất lượng lẫn số lượng. Bài tập về đồ thị cũng rất được nhiều tài
liệu đề cập đến, tuy nhiên để phân bố số lượng như thế nào cho hợp lý đối với
người học thì lại chưa có. Bên cạnh đó, là cách để học sinh chiếm lĩnh được tri
thức bằng phương pháp đồ thị thì cũng còn nhiều điều phải xem xét.….. Đối với
giáo viên, là những người trực tiếp giảng dạy các em học sinh thì sao? Trong q
trình thực hiện luận văn, tơi đã tiến hành điều tra về tình hình sử dụng bài tập đồ
thị, cũng như là phương pháp đồ thị của giáo viên và học sinh trong quá trình dạy
học ở trường trung học phổ thông Quỳnh lưu IV, tỉnh Nghệ An. Kết quả điều tra đã
cho thấy rằng việc sử dụng các bài tập đồ thị phục vụ cho dạy học là rất hạn chế.

20


Giáo viên ít tìm tịi, nghiên cứu và sử dụng chúng trong dạy học; cịn học sinh thì ít
hứng thú và rất ngại làm các bài tập bằng phương pháp đồ thị.

Kết luận chương 1
Qua việc phân tích vai trị của bài tập đồ thị và việc phân loại bài tập đồ thị đã
cho chúng ta thấy được sự phong phú, đa dạng và tác dụng của chúng trong dạy
học Vật lý ở trường trung học phổ thông. Trong một chừng mực nhất định, chúng
ta có thể sử dụng bài tập đồ thị, phương pháp đồ thị này trong dạy học Vật lý ở các
trường phổ thông để tạo thú hứng và tiếp nhận tri thức ban đầu cho việc phát triển
năng lực nhận thức của học sinh. Cũng từ thực tiễn giảng dạy phần cơ học lớp 10,
thì tơi thấy rằng có thể dùng bài tập về đồ thị chúng ta có thể nâng cao việc dạy

cũng như việc học của phần này, góp phần vào nâng cao chất lượng và hiệu quả
của dạy học.
Chương 2
XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG BÀI TẬP ĐỒ THỊ TRONG DẠY HỌC PHẦN
CƠ HỌC VẬT LÝ 10 NÂNG CAO
2.1. Cấu trúc nội dung phần cơ học Vật lý lớp 10 ban khoa học tự nhiên
2.1.1. Mục tiêu
2.1.1.1. Kiến thức
- Hiểu được các khái niệm cơ bản: Tính tương đối của chuyển động, chất

điểm, quỹ đạo, hệ quy chiếu, mốc thời gian, vận tốc, cách xác định vị trí của chất
điểm bằng toạ độ, phân biệt khoảng thời gian và thời điểm.
- Hiểu rõ, muốn xét chuyển động của chất điểm, cần thiết phải chọn một hệ

quy chiếu để xác định vị trí của chất điểm và thời điểm tương ứng.

21


- Nắm vững cách xác định toạ độ và thời điểm tương ứng của một chất điểm

trên hệ toạ độ.
- Hiểu rõ các khái niệm: Vectơ độ dời, vectơ vận tốc trung bình, vectơ vận tốc
tức thời. Nắm vững tính chất vectơ của các đại lượng này.
- Hiểu: Thay cho việc các vectơ nêu trên, ta khảo sát các giá trị đại số của
chúng mà không làm mất đi đặc trưng vectơ của chúng.
- Phân biệt được độ dời với quãng đường đi, vận tốc với tốc độ.
- Biết cách thiết lập phương trình chuyển động thẳng đều: x = xo + vt. Hiểu
rằng phương trình chuyển động mơ tả đầy đủ đặc tính của chuyển động.
- Biết cách vẽ đồ thị toạ độ theo thời gian, vận tốc theo thời gian và từ đồ thị

có thể xác định được các đặc trưng động học của chuyển động.
- Biết cách khảo sát thực nghiệm chuyển động thẳng. Hiểu được, muốn đo vận
tốc thì phải xác định toạ độ của chất điểm ở các thời điểm khác nhau, và biết cách
sử dụng đo thời gian để xác định thời điểm vật đi qua một toạ độ đã biết. Biết cách
lập bảng, sử dụng cơng thức để tìm đại lượng cần đo, xử lý kết quả, vẽ đồ thị.
- Hiểu được gia tốc là đại lượng đặc trưng cho sự biến đổi nhanh hay chậm
của vận tốc.
- Hiểu được định nghĩa về chuyển động thẳng biến đổi đều, rút ra cơng thức
tính vận tốc theo thời gian.
- Hiểu được mối quan hệ giữa dấu của gia tốc và dấu của vận tốc trong chuyển
động nhanh dần đều và chuyển động chậm dần đều.
- Biết cách vẽ đồ thị biểu diễn vận tốc theo thời gian của một chuyển động
thẳng biến đổi đều.
- Biết cách giải các bài tốn đơn giản có liên quan đến gia tốc về chuyển động
thẳng biến đổi đều.
- Biết thiết lập phương trình chuyển động thẳng biến đổi đều:

22


1
x = x o + vo .t + .a.t 2
2

- Nắm vững công thức liên hệ giữa độ dời, vận tốc và gia tốc của chuyển động
thẳng biến đổi đều.
- Biết áp dụng công thức toạ độ, vận tốc để giải các bài toán chuyển động
thẳng biến đổi đều của một chất điểm, hai chất điểm chuyển động cùng chiều hoặc
ngược chiều.
- Hiểu được thế nào là rơi tự do và khi rơi tự do thì mọi vật đều rơi như nhau.

- Biết cách khảo sát chuyển động rơi tự do bằng thực nghiệm.
- Hiểu rõ gia tốc rơi tự do phụ thuộc vào vị trí địa lý và độ cao và khi một vật
chuyển động ở gần mặt đất và chỉ chịu tác dụng của trọng lực, thì nó ln ln có
một gia tốc bằng gia tốc rơi tự do.
- Biết trong chuyển động tròn cũng như trong chuyển động cong, vectơ vận
tốc có phương tiếp tuyến với quỹ đạo chuyển động và có hướng theo chiều chuyển
động.
- Nắm vững định nghĩa chuyển động trịn đều, biết cách tính tốc độ dài:
v=

∆s
= const
∆t

- Biết được mối quan hệ giữa tốc độ dài và tốc độ góc: v = r.ω
- Hiểu rõ, tốc độ dài đặc trưng cho độ nhanh chậm của chuyển động của chất
điểm trên quỹ đạo tròn.
- Có khái niệm về tính tuần hồn của chuyển động và đại lượng đặc trưng cho
sự tuần hoàn hoặc tần số.
- Hiểu, trong chuyển động trịn đều thì vectơ gia tốc là hướng tâm và có độ
lớn phụ thuộc vào tốc độ dài và bán kính quỹ đạo, biết chứng minh:
a ht =

v 2 a = r.ω
; ht
r

23

- Hiểu được, chuyển động có tính tương đối, các đại lượng động học như quỹ
đạo, vận tốc có tính tương đối.
- Hiểu được các khái niệm vận tốc tuyệt đối, vận tốc tương đối, vận tốc kéo
theo và công thức cộng vận tốc. Áp dụng để giải các bài toán đơn giản.
- Hiểu và áp dụng thành thạo quy tắc cộng vectơ và phân tích vectơ hai thành
phần khơng vng góc.
2.1.1.2. Kỹ năng
Theo nội dung của chương, chúng ta có điều kiện để rèn luyện cho học sinh một số
kỹ năng chính sau đây:
- Kỹ năng giải thích hiện tượng vật
- Kỹ năng giải bài tập vật lý
- Kỹ năng thực hành vật lý
- Kỹ năng vẽ đồ thị và xử lý đồ thị.
- Kỹ năng tự học của học sinh
- Kỹ năng tự kiểm tra và đánh giá kết quả học tập của học sinh.
2.1.1.3. Thái độ
- Học sinh học tập hăng hái, u thích bộ mơn Vật lý.
- Hứng thú với việc tìm tịi tri thức mới.
- Thích tìm tịi các hiện tượng tự nhiên xẩy ra hàng ngày.
2.1.2. Nội dung cơ bản của phần cơ học
2.1.2.1. Nội dung cơ bản chương Động học chất điểm
Nội dung cơ bản của phần động học chất điểm là khảo sát và nghiên cứu các
dạng chuyển động cơ học như chuyển động thẳng và chuyển động tròn được rút ra
từ những quan sát thực nghiệm và tư duy khái quát, mà chưa xét đến nguyên nhân
làm biến đổi chuyển động, đây chính là cơ sở cho việc nghiên cứu cơ học. Để tiếp
thu và nắm rõ các dạng chuyển động cơ học, HS phải có được khái niệm về hệ quy
chiếu và khái niệm chất điểm, từ đó xây dựng các khái niệm các đại lượng đặc
24

CHẤT ĐIỂM

HỆ QUY CHIẾU

CÁC CHUYỂN ĐỘNG CƠ HỌC

CHUYỂN ĐỘNG THẲNG
ĐỀU

CHUYỂN ĐỘNG THẲNG BIẾN
ĐỔI ĐỀU

CHUYỂN ĐỘNG TRỊN
ĐỀU

CHUYỂN ĐỘNG RƠI
TỰ DO

TÍNH TƯƠNG ĐỐI CỦA CHUYỂN
ĐỘNG. CỘNG VẬN TỐC

trưng cho chuyển động như: đường đi, độ dời, tốc độ, vận tốc, gia tốc đối với các
loại chuyển động: chuyển động thẳng đều, chuyển động thẳng biến đổi đều, chuyển
động rơi tự do, chuyển động tròn đều.
Hiểu rõ các điều kiện và đặc điểm của chuyển động cơ học. Xây dựng khái
niệm hệ quy chiếu, phương trình mơ tả, biểu diễn chuyển động của vật, đồ thị mô
tả mối liên hệ giữa các đại lượng như toạ độ với thời gian, vận tốc với thời gian,
gia tốc và vận tốc, gia tốc và thời gian. Tính tương đối của chuyển động cơng thức
cộng vận tốc. Ngồi ra cịn đưa thêm vào bài học tính sai số trong thí nghiệm thực
hành và bài thực hành đo gia tốc rơi tự do.

Vận dụng các kiến thức về chuyển động để giải thích một số hiện tượng Vật lý
thường gặp, giải quyết những bài toán Vật lý đơn giản.
Cấu trúc logic phần “Động học chất điểm” lớp 10 ban khoa học tự nhiên theo
sơ đồ như trên:
2.1.2.2. Những nội dung c bn trong chơng động lực học chÊt ®iĨm:
25