Xây dựng và sử dụng bài tập thí nghiệm trong dạy học chương động lực học chất điểm vật lí 10 THPT

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM HÀ NỘI 2

NGUYỄN KIM SỸ

XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG BÀI TẬP
THÍ NGHIỆM TRONG DẠY HỌC
CHƢƠNG “ĐỘNG LỰC HỌC CHẤT
ĐIỂM” VẬT LÍ 10 THPT

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC

HÀ NỘI, 2016


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM HÀ NỘI 2

NGUYỄN KIM SỸ

XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG BÀI TẬP
THÍ NGHIỆM TRONG DẠY HỌC
CHƢƠNG “ĐỘNG LỰC HỌC CHẤT
ĐIỂM” VẬT LÍ 10 THPT
Chuyên ngành: Phương pháp dạy học Vật lí
Mã số: 60 11 01 11

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC
Người hướng dẫn khoa học: TS. Nguyễn Thế Khôi

HÀ NỘI, 2016

LỜI CẢM ƠN
Để hoàn thành luận văn thạc sĩ, Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn tới Ban
chủ nhiệm cùng các thầy cô khoa Vật lý, phòng Đào tạo Sau đại học, trƣờng
Đại học sƣ phạm Hà Nội 2 đã tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tác giả trong
quá trình học tập, thực hiện và hoàn thành luận văn.
Tác giả xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo trong chuyên ngành
Lý luận và Phƣơng pháp giảng dạy bộ môn Vật lý, trƣờng Đại học sƣ phạm
Hà Nội 2, đã nhiệt tình giảng dạy và giúp đỡ tác giả trong quá trình thực hiện
luận văn. Đặc biệt, tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc về sự hƣớng dẫn
tận tình chu đáo của TS. Nguyễn Thế Khôi trong suốt thời gian nghiên cứu và
thực hiện luận văn.
Tác giả xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu, quý Thầy, Cô giáo tổ
Vật lí, trƣờng THPT Lý Nhân Tông, Thành phố Bắc Ninh, tỉnh Bắc Ninh đã
nhiệt tình giúp đỡ, trao đổi và tạo điều kiện thuận lợi cho tác giả trong quá
trình nghiên cứu và thực nghiệm đề tài.
Cuối cùng, tác giả muốn bày tỏ lòng biết ơn đối với gia đình, ngƣời
thân, bạn bè đồng nghiệp đã giúp đỡ, động viên tác giả trong quá trình học tập
và thực hiện đề tài.
Dù đã rất cố gắng nhƣng luận văn không thể tránh khỏi những thiếu
sót, tác giả mong nhận đƣợc sự góp ý của quý thầy, cô giáo và các bạn.
Bắc Ninh, ngày 20 tháng 1 năm 2016
Tác giả

Nguyễn Kim Sỹ


LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số
liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực, khách quan và chƣa từng đƣợc
ai công bố trong bất kỳ một công trình khoa học nào khác.

Tác giả

Nguyễn Kim Sỹ


CÁC CHỮ VIẾT TẮT

BTTN

: Bài tập thí nghiệm

BTVL

: Bài tập vật lí

ĐHSP

: Đại học sƣ phạm

GQVĐ

: Giải quyết vấn đề

GV

: Giáo viên

HĐ

: Hoạt động

HS

: Học sinh

NXB

: Nhà xuất bản

SGK

: Sách giáo khoa

SP

: Sƣ phạm

TBTN

: Thiết bị thí nghiệm

THCS

: Trung học cơ sở

THPT

: Trung học phổ thông

TN

: Thí nghiệm

TNSP

: Thực nghiệm sƣ phạm

VĐ

: Vấn đề


MỤC LỤC

MỞ ĐẦU ........................................................................................................... 1
1. Lí do chọn đề tài ...................................................................................... 1
2. Mục đích nghiên cứu ............................................................................... 2
3. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu ........................................................... 2
4. Giả thuyết khoa học ................................................................................... 3
5. Nhiệm vụ nghiên cứu................................................................................. 3
6. Phƣơng pháp nghiên cứu ........................................................................... 3
7. Đóng góp của luận văn .............................................................................. 4
8. Cấu trúc của luận văn ................................................................................ 4
Chƣơng 1. CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA DẠY HỌC BÀI
TẬP THÍ NGHIỆM CHƢƠNG “ĐỘNG LỰC HỌC CHẤT ĐIỂM” VẬT LÍ 10 THPT .............................................................................................. 6
1.1. Bài tập thí nghiệm về vật lí ..................................................................... 6

1.1.1. Bài tập vật lí ..................................................................................... 6
1.1.1.1. Quan niệm về bài tập vật lí ...................................................... 6
1.1.1.2. Tác dụng của bài tập vật lí trong dạy học ............................... 7
1.1.1.3. Phƣơng pháp giải bài tập vật lí ............................................... 8
1.1.1.4. Lựa chọn hệ thống bài tập vật lí trong dạy học một
chƣơng, phần của giáo trình vật lí ...................................................... 10
1.1.1.5. Hƣớng dẫn học sinh giải bài tập vật lí .................................. 14
1.1.2. Thí nghiệm về vật lí trong dạy học giải quyết vấn đề .................... 19
1.1.2.1. Vị trí, chức năng và vai trò của thí nghiệm vật lí .................. 19
1.1.2.2. Xây dựng và sử dụng thiết bị thí nghiệm ............................... 22
1.1.3. Bài tập thí nghiệm về vật lí ............................................................ 29
1.1.3.1. Định nghĩa .............................................................................. 29


1.1.3.2. Tác dụng trong dạy học ......................................................... 30
1.1.3.3. Tổ chức dạy học bài tập thí nghiệm về vật lí ......................... 33
1.2. Phát triển tính tích cực, năng lực sáng tạo của HS trong dạy học vật
lí ................................................................................................................... 37
1.2.1. Phát triển tính tích cực nhận thức .................................................. 37
1.2.2. Phát triển năng lực sáng tạo .......................................................... 41
1.3. Thực trạng xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập thí nghiệm trong
dạy học chƣơng “Động lực học chất điểm” – Vật lí 10 THPT ................... 46
1.3.1. Chất lƣợng nắm vững kiến thức và giải bài tập của HS ................ 46
1.3.2. Sử dụng bài tập của GV ................................................................. 48
Chƣơng 2. HỆ THỐNG BÀI TẬP THÍ NGHIỆM VỀ VẬT LÍ TRONG
DẠY HỌC CHƢƠNG “ĐỘNG LỰC HỌC CHẤT ĐIỂM” – VẬT LÍ 10
THPT ............................................................................................................... 50
2.1. Mục tiêu dạy học chƣơng “Động lực học chất điểm” – Vật lí 10
THPT ............................................................................................................ 50
2.2. Hệ thống bài tập thí nghiệm trong dạy học chƣơng “Động lực học

chất điểm” – Vật lí 10THPT ........................................................................ 51
2.2.1. Hệ thống bài tập thí nghiệm ........................................................... 51
2.2.1.1. Bài tập thí nghiệm định tính................................................... 51
2.2.1.2. Bài tập thí nghiệm định lƣợng ............................................... 55
2.2.2. Soạn thảo tiến trình dạy học bài tập thí nghiệm, một số kiến
thức chƣơng “Động lực học chất điểm” – Vật lí 10 THPT ..................... 56
2.2.1.1. Bài tập thí nghiệm trong bài học xây dựng kiến thức mới .... 56
2.2.2.2. Bài tập thí nghiệm trong bài học thực hành thí nghiệm
vật lý .................................................................................................... 61
Chƣơng 3. THỰC NGHIỆM SƢ PHẠM ........................................................ 65
3.1. Mục đích, đối tƣợng và phƣơng pháp thực nghiệm sƣ phạm ............... 65


3.1.1. Mục đích ......................................................................................... 65
3.1.2. Đối tƣợng và phƣơng pháp thực nghiệm sƣ phạm......................... 65
3.2. Xây dựng phƣơng thức và tiêu chí đánh giá ......................................... 66
3.2.1. Phƣơng thức và tiêu chí đánh giá mặt định lƣợng ........................ 66
3.2.2. Phƣơng thức và tiêu chí đánh giá mặt định tính ............................ 67
3.3. Phân tích, đánh giá kết quả thực nghiệm sƣ phạm ............................... 67
3.3.1. Các tiêu chí đánh giá kết quả thực nghiệm sƣ phạm ..................... 67
3.3.2. Phân tích hiệu quả của các tiến trình dạy học đã soạn thảo ......... 68
KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT ............................................................................ 73
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................... 75
PHỤ LỤC ............................................................................................................


1

MỞ ĐẦU
1. Lí do chọn đề tài

Ngày nay, chúng ta đang sống trong thời đại mà khoa học và công nghệ
phát triển nhƣ vũ bão, kho tàng kiến thức nhân loại tăng lên nhanh chóng. Vì
vậy để theo kịp sự phát triển của thời đại và hòa nhập vào nền kinh tế thế giới,
nền kinh tế tri thức của thế kỉ 21, sự nghiệp giáo dục nƣớc ta phải đổi mới
mạnh mẽ, đổi mới toàn diện và đồng bộ, nhằm tạo ra những con ngƣời mới có
trình độ văn hóa cao, giàu tính sáng tạo và năng động, có kĩ năng thực hành
giỏi, biết sử dụng những phƣơng tiện mới và hiện đại. Đáp ứng với những đòi
hỏi đó, sự nghiệp giáo dục và đào tạo phải có nhiệm vụ: “Đổi mới phƣơng
pháp dạy học ở tất cả các cấp học, bậc học, khuyến khích tự học, áp dụng
những phƣơng pháp giáo dục hiện đại để bồi dƣỡng cho học sinh năng lực tƣ
duy sáng tạo, năng lực giải quyết vấn đề” [5], hay theo Nghị quyết Trung
ƣơng II khóa VIII: “Phải đổi mới phƣơng pháp giáo dục đào tạo, khắc phục
lối truyền thụ một chiều, rèn luyện thành nếp tƣ duy sáng tạo của ngƣời học.
Từng bƣớc áp dụng các phƣơng pháp tiên tiến và phƣơng pháp hiện đại vào
quá trình dạy học, đảm bảo điều kiện và thừi gian tự học, tự nghiên cứu cho
học sinh, nhất là sinh viên đại học” [7].
Vì lẽ đó mà giáo dục không ngừng đổi mới, hiện đại hóa về mục tiêu, nội
dung và phƣơng pháp dạy học để phản ánh những thành tựu hiện đại về các
lĩnh vực khoa học tự nhiên, khoa hoa xã hội – nhân văn, trang bị cho HS vốn
kiến thức và kĩ năng cơ bản cần thiết, phải tạo cho các em năng lực tự học, tự
vạch ra con đƣờng và phƣơng pháp tƣ duy, hành động dẫn đến chiếm lĩnh
kiến thức mới, để khi vào đời hoặc trong lao động sản xuất và trong khoa học
kĩ thuật nhanh chóng tiếp thu cái mới.
Một trong những phƣơng pháp để rèn luyện cho HS các kĩ năng, mở rộng
và vận dụng kiến thức hoặc củng cố, ôn tập đó là việc giải BTVL. BTVL có vai


2

trò quan trọng, đƣợc sử dụng trong nhiều giai đoạn của quá trình dạy học, giải

BTVL sẽ rèn luyện cho HS khả năng vận dụng kiến thức, các kĩ năng cơ bản
giúp cho HS hiểu sâu hơn những qui luật, hiện tƣợng vật lí, biết phân tích và
giải thích đƣợc những hiện tƣợng vật lí thƣờng gặp. Thông qua bài tập HS có
điều kiện sử dụng kiến thức đã học để tự lực giải quyết những tình huống cụ
thể khác nhau. Nhờ vậy, kiến thức trở nên sâu sắc, hoàn thiện hơn và trở thành
kiến thức thực sự của HS.
Trong các loại bài tập thì việc giải BTTN là một hình thức HĐ nhằm
nâng cao chất lƣợng học tập, tăng cƣờng hứng thú, gắn học với hành, lí luận
với thực tế, kích thích tính tự chủ tích cực, tự lực, trí thông minh sáng tạo,
tháo vát… của từng HS. Đây cũng là một biện pháp để phát hiện đúng những
HS khá, giỏi về vật lí.
Từ những phân tích ở các đề tài (luận án, luận văn, tài liệu tham khảo,...)
có liên quan đến hƣớng nghiên cứu của tác giả: Nghiên cứu những nội dung
trọng tâm nào? Còn cái gì chƣa giải quyết hay giải quyết chƣa triệt để? Ta
thấy rằng để nâng cao hiệu quả dạy và học môn vật lí, GV cần quan tâm đến
việc sử dụng BTTN vật lí trong quá trình dạy và học. Với mong muốn đóng
góp một phần nhỏ vào việc nâng cao chất lƣợng dạy học vật lí ở trƣờng phổ
thông, tôi chọn đề tài: “Xây dựng và sử dụng bài tập thí nghiệm trong dạy
học chƣơng “Động lực học chất điểm” – Vật lí 10 THPT”.
2. Mục đích nghiên cứu
Nghiên cứu, xây dựng hệ thống BTTN và soạn thảo tiến trình dạy học
một số kiến thức thuộc chƣơng “Động lực học chất điểm” – Vật lí 10 THPT,
trong đó có sử dụng các bài tập đã xây dựng nhằm phát triển tính tích cực
nhận thức, năng lực sáng tạo của HS.
3. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu
a. Đối tƣợng nghiên cứu: HĐ dạy học bài tập vật lí ở trƣờng THPT.


3

b. Phạm vi nghiên cứu: Hệ thống BTTN trong dạy học chƣơng “Động
lực học chất điểm” – Vật lí 10 THPT.
4. Giả thuyết khoa học
Nếu xây dựng đƣợc hệ thống BTTN trên có tính khoa học và đề ra cách
sử dụng nó trong HĐ dạy học chƣơng “Động lực học chất điểm” – Vật lí 10
THPT thì có thể phát huy đƣợc tính tích cực nhận thức và năng lực sáng tạo
của HS.
5. Nhiệm vụ nghiên cứu
5.1. Nghiên cứu cơ sở lí luận về việc dạy học vật lí theo hƣớng phát triển
tính tích cực nhận thức và năng lực sáng tạo của HS, đặc biệt là lí luận về dạy
học giải quyết vấn đề và việc xây dựng, sử dụng hệ thống BTTN vật lí.
5.2. Nghiên cứu chƣơng trình, SGK, SGV để xác định mục tiêu dạy học
chƣơng “Động lực học chất điểm” – Vật lí 10 THPT. Từ đó, xác định hệ
thống BTTN cần xây dựng và sử dụng trong dạy học trong chƣơng này.
5.3. Điều tra thực tiễn việc dạy học chƣơng “Động lực học chất điểm” –
Vật lí 10 THPT nhằm tìm hiểu phƣơng pháp dạy học của GV và HS, tình
trạng TBTN và việc xây dựng sử dụng hệ thống BTTN trong dạy học chƣơng
này.
5.4. Xây dựng hệ thống BTTN và soạn thảo tiến trình dạy học một số
kiến thức thuộc chƣơng “Động lực học chất điểm” – Vật lí 10 THPT nhằm
phát triển tính tích cực học tập, năng lực sáng tạo của HS.
5.5. Tiến hành TNSP các tiến trình dạy học đã soạn thảo để từ đó đƣa ra
những nhận xét, sửa đổi, bổ sung và hoàn thiện hệ thống BTTN đã soạn thảo.
6. Phƣơng pháp nghiên cứu
Trong quá trình thực hiện đề tài, chúng tôi phối hợp các phƣơng pháp
nghiên cứu sau:


4

6.1. Phƣơng pháp nghiên cứu lí thuyết:
- Nghiên cứu các tài liệu về lí luận dạy học vật lí, đặc biệt là lí luận về dạy
giải BTVL; những tài liệu liên quan đến TN và BTVL 10.
- Vận dụng các quan điểm lí luận hiện đại về việc thiết kế tiến trình HĐ
dạy học một kiến thức cụ thể, để soạn thảo tiến trình dạy học giải một số
BTTN thuộc chƣơng “Động lực học chất điểm” – Vật lí 10 THPT.
- Nghiên cứu các tài liệu về tâm lí học, lí luận và phƣơng pháp dạy học,
các luận án, luận văn, các bài báo liên quan đến việc đổi mới phƣơng pháp
dạy học.
6.2. Phƣơng pháp nghiên cứu thực tiễn.
- Điều tra việc đổi mới phƣơng pháp dạy học ở trƣờng THPT.
- Điều tra, thăm dò hiểu biết ban đầu của HS về chƣơng “Động lực học
chất điểm” – Vật lí 10 THPT.
- Điều tra những khó khăn thuận lợi của GV và HS trong việc xây dựng
và sử dụng BTTN chƣơng “Động lực học chất điểm” – Vật lí 10 THPT.
6.3. Phƣơng pháp TNSP: Đánh giá tính khả thi và hiệu quả của hệ thống
BTTN đã đƣợc thiết kế.
6.4. Phƣơng pháp thống kê toán học: Xử lí số liệu thu đƣợc từ TNSP.
7. Đóng góp của luận văn
- Làm sáng tỏ cơ sở lí luận của việc dạy học kết hợp với BTTN ở THPT
nhằm phát huy tính tích cực và năng lực sáng tạo, giải quyết vấn đề của HS.
- Vận dụng cơ sở lí luận đó để thiết kế tiến trình dạy học theo hƣớng sử
dụng các BTTN thuộc chƣơng “Động lực học chất điểm” – Vật lí 10 THPT.
- Bổ sung thêm vào nguồn tài liệu tham khảo cho GV, HS THPT và học
viên cao học cùng chuyên ngành.
8. Cấu trúc của luận văn
Ngoài phần mở đầu, kết luận, tài liệu tham khảo và phụ lục, luận văn
gồm ba chƣơng:

5

Chƣơng 1. Cơ sở lí luận và thực tiễn của dạy học bài tập thí nghiệm
chƣơng “Động lực học chất điểm” – Vật lí 10THPT.
Chƣơng 2. Hệ thống bài tập thí nghiệm về vật lí trong dạy học chƣơng
“Động lực học chất điểm” – Vật lí 10THPT.
Chƣơng 3. Thực nghiệm sƣ phạm.


6

Chƣơng 1
CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA DẠY HỌC BÀI TẬP
THÍ NGHIỆM CHƢƠNG “ĐỘNG LỰC HỌC CHẤT ĐIỂM”
- VẬT LÍ 10 THPT
1.1. Bài tập thí nghiệm về vật lí
1.1.1. Bài tập vật lí
1.1.1.1. Quan niệm về bài tập vật lí
BTVL là bài ra cho HS làm để vận dụng những kiến thức đã học. Theo
nghĩa rộng thì bài tập bao gồm câu hỏi, bài tập lí thuyết, bài tập thực hành,
BTTN, bài tập nhận thức. Giá trị của bài tập vật lí ở chỗ, chúng cho phép
kiểm tra đƣợc cả kĩ năng của HS áp dụng những kiến thức thu đƣợc vào
thực tế.
Trong thực tiễn dạy học, ngƣời ta thƣờng gọi bài tập vật lí là một vấn đề
không lớn mà trong trƣờng hợp tổng quát đƣợc giải quyết nhờ những suy luận
lôgic, những phép toán và thí nghiệm trên cơ sở các định luật và phƣơng pháp
vật lí… Thông thƣờng, trong sách giáo khoa và tài liệu lí luận dạy học bộ
môn, ngƣời ta hiểu những bài tập là những bài luyện tập đƣợc lựa chọn một
cách phù hợp với mục đích chủ yếu là nghiên cứu các hiện tƣợng vật lí, hình
thành các khái niệm, phát triển tƣ duy vật lí của học sinh và rèn luyện kĩ năng

vận dụng các kiến thức của họ vào thực tiễn.
Trong quá trình dạy học vật lí, mỗi vấn đề xuất phát do nghiên cứu tài
liệu giáo khoa chính là một bài tập đối với HS. HS tìm tòi câu trả lời và tiến
hành giải đáp cho VĐ đó chính là HS đã giải bài tập. Giữa bài tập và lí thuyết
có mối quan hệ chặt chẽ với nhau, về một khía cạnh nào đó thì BTVL đƣợc
coi là phƣơng tiện để dạy học vật lí.


7

1.1.1.2. Tác dụng của bài tập vật lí trong dạy học
Trong quá trình dạy học vật lí, việc giải BTVL là một trong những loại
HĐ tự lực quan trọng của HS. BTVL có vai trò quan trọng đặc biệt, chúng
đƣợc sử dụng trong nhiều giai đoạn khác nhau của quá trình dạy học.
- BTVL có thể coi nhƣ là phƣơng tiện nghiên cứu hiện tƣợng mới hoặc
xây dựng một khái niệm mới cho HS, nhằm đảm bảo cho HS lĩnh hội đƣợc
kiến thức mới một cách sâu sắc và vững chắc. Khi nghiên cứu một vấn đề
mới, HS đƣợc tiếp cận với bản chất của hiện tƣợng vật lí bằng nhiều con
đƣờng khác nhau nhƣ: Kể chuyện, tiến hành TN, giải BTTN…Qua đó, tính
tích cực của HS sẽ phát triển và do đó chiều sâu cũng nhƣ độ vững chắc của
kiến thức sẽ đạt đến mức tối đa khi “Tình huống” có vần đề đƣợc tạo ra.
Trong nhiều trƣờng hợp nhờ tình huống này có thể làm xuất hiện một dạng
bài tập mà trong quá trình giải HS sẽ phát hiện lại quy luật vật lí, chứ không
phải tiếp thu quy luật vật lí dƣới hình thức sẵn có. Để đạt đƣợc mục đích này,
ta có thể sử dụng bài tập định tính hay định lƣợng hoặc BTTN.
- BTVL là một trong những phƣơng tiện rất quý báu để rèn luyện cho HS
kĩ năng, kĩ xảo, khả năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn. BTVL còn giúp
cho HS rèn luyện thói quen vận dụng các kiến thức của mình, để phân tích
các hiện tƣợng vật lí khác nhau xảy ra trong hiện tƣợng tự nhiên, kĩ thuật và
đời sống. Đối với việc giáo dục kĩ thuật tổng hợp, BTVL có một ý nghĩa to

lớn, đó là một trong những phƣơng tiện thuận lợi để HS liên hệ lí thuyết với
thực hành, và đời sống.
- BTVL không chỉ dừng lại trong phạm vi vận dụng những kiến thức đã
học mà còn là một phƣơng tiện phát triển tƣ duy sáng tạo của HS. Thuộc loại
đó là những bài tập giải thích hiện tƣợng (định tính và định lƣợng), BTTN,
bài tập thiết kế,… bởi vì trong quá trình giải bài tập HS phải tƣ duy, xây dựng
lập luận logic để phân tích và tổng hợp mối liên hệ nhân quả giữa các hiện
tƣợng, đại lƣợng vật lí đặc trƣng cho chúng.


8

- BTVL là một phƣơng tiện củng cố, ôn tập, đào sâu kiến thức đã học
một cách sinh động và hiệu quả. Khi giải bài tập HS phải nhớ lại các kiến
thức đã học có khi phải sử dụng một cách tổng hợp các kiến thức đã học trong
một chƣơng hay một phần do đó HS sẽ hiểu rõ hơn và nắm chắc các kiến thức
đã học. Thông qua việc giải BTVL có thể giới thiệu cho HS biết những tƣ
tƣởng, quan điểm tiên tiến hiện đại, những phát minh, những thành tựu khoa
học trong và ngoài nƣớc. BTVL còn có tác dụng giáo dục HS tình yêu lao
động, tinh thần tự lập, tính cẩn thận, tỉ mỉ, đức tính kiên trì vƣợt khó, ý chí và
nhân cách, mang lại cho ngƣời học niềm say mê, phấn khởi và yêu thích,
không chán nản, gây hứng thú đối với môn vật lí.
- BTVL còn là một phƣơng tiện để kiểm tra đánh giá kiến thức, kĩ năng,
kĩ xảo của HS một cách chính xác. BTVL là thƣớc đo chính xác để GVcó thể
thƣờng xuyên theo dõi thành tích, tinh thần học tập của HS cùng với hiệu quả
công tác giáo dục, giáo dƣỡng của mình.
1.1.1.3. Phƣơng pháp giải bài tập vật lí
Mục tiêu cần đạt khi giải một BTVL là tìm câu trả lời đúng, giải đáp
đƣợc VĐ đặt ra một cách có căn cứ khoa học chặt chẽ. Quá trình giải một bài
toán vật lí thực chất là quá trình tìm hiểu điều kiện của bài toán, xem xét hiện

tƣợng vật lí đƣợc đề cập và trên cơ sở kiến thức vật lí, toán để nghĩ tới những
mối quan hệ có thể có của các cái đã cho và các cái phải tìm, sao cho có thể
thấy đƣợc cái phải tìm có liên hệ trực tiếp hoặc gián tiếp với cái đã cho. Từ đó
chỉ rõ đƣợc mối liên hệ tƣờng minh trực tiếp của cái phải tìm với những cái đã
biết, tức là tìm đƣợc lời giải đáp [9].
Vì vậy, HĐ giải BTVL có hai công việc cơ bản sau:
+ Xác lập đƣợc những mối liên hệ cơ bản, cụ thể dựa trên sự vận dụng
kiến thức vật lí vào điều kiện cụ thể của bài toán đã cho.


9

+ Tiếp tục luận giải, tính toán đi từ những mối liên hệ đã xác lập đƣợc,
đến kết luận cuối cùng của việc giải đáp vấn đề đặt ra trong bài toán.
Điều đó có nghĩa là, việc giải BTVL là phải xác lập đƣợc những mối liên
hệ cụ thể cần thiết giữa cái phải tìm và cái đã cho, dựa trên sự vận dụng kiến
thức vật lí vào điều kiện cụ thể của bài toán. Tức là phải trả lời đƣợc câu hỏi:
“Việc giải bài toán này cần xác định đƣợc những mối liên hệ cơ bản nào? Sự
xác lập các mối liên hệ cơ bản cụ thể này dựa vào vận dụng kiến thức vật lí
gì? Vào điều kiện cụ thể gì của bài toán?”.
Việc nắm vững những điều đó sẽ giúp cho GV có sự định hƣớng phƣơng
pháp dạy giải BTVL một cách đúng đắn và có hiệu quả. Đối với những bài
tập đơn giản khi vận dụng kiến thức vật lí vào điều kiện cụ thể, ta có thể thấy
ngay đƣợc mối liên hệ trực tiếp của cái phải tìm với những cái đã cho. Nhƣng
đối với những bài tập phức tạp hơn, thƣờng không thể dẫn ra ngay đƣợc mối
liên hệ trực tiếp giữa cái phải tìm với cái đã cho. Vì vậy, GV cần có sự hƣớng
dẫn giúp đỡ HS đúng lúc và đúng chỗ.
Đối với những bài tập định tính, không cần tính toán phức tạp nhƣng vẫn
cần có sự suy luận lôgic từng bƣớc để đi đến kết luận.
Đối với BTTN, quá trình giải bài toán chính là quá trình làm rõ những

điều kiện, mà trong đó mối liên hệ phụ thuộc cần nghiên cứu có thể xảy ra,
phải xác định đƣợc phƣơng án TN cho phép thu thập những thông tin cần
thiết cho sự khảo sát về mối liên hệ phụ thuộc đó, từ đó phải bố trí và tiến
hành đƣợc TN quan sát – đo và xử lí kết quả, rút ra đƣợc kết luận về sự liên
hệ phụ thuộc cần nghiên cứu. Đồng thời dựa vào điều kiện đã có và yêu cầu
của đề bài (Làm nhƣ thế nào? Hay tại sao?) mà ta có cơ sở định hƣớng giải.
+ Đối với loại bài tập trả lời câu hỏi “Làm thế nào?”: Phải xác định đƣợc
các mối liên hệ phụ thuộc cần nghiên cứu xảy ra nhƣ thế nào và trong điều
kiện nào? Phải xác định đƣợc phƣơng án TN, bố trí và tiến hành TN, xử lí và
rút kết luận.


10

+ Đối với loại bài tập trả lời câu hỏi “Tại sao?”: Phải nắm vững phƣơng
án TN, nắm vững dụng cụ TN và biết bố trí TN, nắm đƣợc nguyên lí và quy
luật vật lí của TN. Sau đó tiến hành TN để quan sát hiện tƣợng, tìm mối liên
hệ của hiện tƣợng với các nguyên lí, các định luật vật lí liên quan. Cuối cùng
giải thích hiện tƣợng đã cho.
1.1.1.4. Lựa chọn hệ thống bài tập vật lí trong dạy học một chƣơng, phần
của giáo trình vật lí
Giải BTVL là một bộ phận hợp thành của đa số các tiết học nhƣ nghiên
cứu tài liệu mới, luyện tập, ôn tập, kiểm tra. Nó có thể chiếm một phần hoặc
toàn bộ tiết học. Đồng thời, nó không những đƣợc sử dụng trong các tiết học
trên lớp mà còn cả trong chƣơng trình ngoại khóa. Trong các hình thức ấy,
BTVL đƣợc sử dụng nhiều hơn cả ở hai loại tiết học phổ biến là nghiên cứu
tài liệu mới và luyện tập giải bài tập.
a) Tiết học nghiên cứu tài liệu mới
Tiết học nghiên cứu tài liệu mới là tiết học trong đó HS thu đƣợc cái mà
họ chƣa biết từ trƣớc hoặc chƣa biết một cách rõ ràng, chính xác. Nói cách

khác, đó là tiết học mà họ thu đƣợc kiến thức mới, hoặc tuy không thu đƣợc
kiến thức mới nhƣng có cách hiểu biết mới về kiến thức đã học, hoặc thấy rõ
phạm vi, giới hạn áp dụng kiến thức.
Trong các tiết học này, BTVL có thể đƣợc sử dụng ở một khâu đề xuất
VĐ, GQVĐ, củng cố hoặc tất cả các khâu đó.
 Bài tập đề xuất vấn đề
Mỗi một kiến thức khoa học đều là một lời giải đáp cho một câu hỏi. Nếu
không có câu hỏi, không có VĐ thì không thể có kiến thức khoa học. Cho nên
việc nghiên cứu tài liệu mới thƣờng bắt đầu bằng việc nêu VĐ. Theo
I.Ia.Lerner: “Cái đƣợc gọi là vấn đề dạy học là một câu hỏi xuất hiện hay
đƣợc đặt ra đối với ngƣời chƣa hề biết trƣớc câu trả lời mà phải tìm tòi sáng


11

tạo, và để tìm ra câu trả lời đó ngƣời ta phải có những tài liệu nào đó làm cơ
sở xuất phát”.
N.M.Zvereva đã vạch ra rằng: Trong quá trình xây dựng VĐ, có thể sử
dụng một số biện pháp. Trong số đó, “việc xây dựng các vấn đề dạy học bằng
các bài tập không những sẽ kích thích đƣợc hứng thú cao của học sinh đối với
những tài liệu mới sắp đƣợc học, mà còn tạo đƣợc khả năng củng cố những
kiến thức đã có, và xây dựng đƣợc mối liên quan giữa những kiến thức đã có
và cả những kiến thức mới” [24, tr.28].
V.G.Razumôvxki gọi bài tập đề xuất VĐ “là bài tập, trong đó nêu ra một
yêu cầu xác định đƣợc thực hiện trên cơ sở hiểu biết các định luật vật lí,
nhƣng lại không có chỉ dẫn trực tiếp, tƣờng minh các định luật nào để giải bài
tập ấy.
Có những bài tập đầu giờ học mà việc giải nó không những giúp xây
dựng đƣợc một VĐ dạy học, mà còn chuẩn bị cho việc nghiên cứu nó.
 Bài tập GQVĐ

Trong dạy học có không ít VĐ đƣợc giải quyết bằng việc giải bài tập.
Thông thƣờng sau khi nêu VĐ nghiên cứu, GV đƣa ra một bài tập phân hóa,
chia nó thành các bài tập bộ phận (có thể là các bài tập cơ bản) mà qua giải
chúng, HS tìm đƣợc lời giải – nghĩa là chiếm lĩnh đƣợc kiến thức mới.
Dựa vào phƣơng thức giải, có thể chia bài tập GQVĐ làm hai loại:
+ Giải bằng lập luận lôgic và biến đổi toán học trên cơ sở những kiến
thức đã biết.
+ Buộc phải quan sát, tiến hành TN. Nói cách khác, trong quá trình giải
bài tập này, việc sử dụng lập luận lôgic và toán học đã biết không dẫn tới câu
trả lời cuối cùng, hoặc tuy dẫn tới kết quả cuối cùng nhƣng không rõ có phù
hợp với thực tiễn không thì ngƣời giải buộc phải quan sát, làm TN mới thu
đƣợc câu trả lời của bài tập. Có thể gọi loại này là loại “bài tập hỏi thiên
nhiên” (tìm đáp số ở thiên nhiên).


12

Thuộc vào loại đàu là bài tập rút ra định luật bảo toàn động lƣợng từ định
luật II, III Newton – từ những kiến thức cũ dẫn đến một kết luận mới có giá
trị khái quát và thực tiễn cao hơn. Để hình thành định luật III cho HS, GV yêu
cầu học giải một bài tập phức hợp và chia nó thành một số bài tập bộ phận,
bài tập cơ bản. Trong số đó, có hai bài tập: 1) Làm thế nào có thể so sánh
đƣợc độ lớn của các lực tƣơng tác giữa hai xe? 2) Bằng cân, thƣớc và đồng
hồ, hãy so sánh độ lớn của các lực tƣơng tác giữa hai xe, thì bài 1 đƣợc giải
bằng lập luận lôgic để đƣa ra đƣợc cách đo lực gián tiếp qua đo khối lƣợng và
gia tốc, còn bài 2 – chỉ có thể tìm đƣợc câu trả lời ở thí nghiệm: Không phải
đo (hay tính toán) đƣợc trực tiếp từ các lực tƣơng tác giữa hai xe hay gia tốc
mà chúng thu hoạch đƣợc trong tƣơng tác, mà phải đo gián tiếp qua các đại
lƣợng khác là khối lƣợng và quãng đƣờng đi đƣợc trong cùng một khoảng
thời gian nhất định của từng xe.

Các phƣơng pháp dạy học đƣợc sử dụng trong trƣờng phổ thông rất
phong phú. Căn cứ vào tính chất của HĐ nhận thức do HS thực hiện khi lĩnh
hội những dạng nội dung khác nhau, vào tính chất HĐ của GV – ngƣời tổ
chức HĐ đa dạng đó của HS, M.N.Xcatkin và I.Ia.Lerner đã phân chia chúng
thành năm loại: 1) Giải thích – minh họa; 2) Tái hiện; 3) Trình bày nêu VĐ;
4) Tìm tòi từng phần (ơrixtic); 5) Nghiên cứu. Chúng lại đƣợc phân làm hai
nhóm: Tái hiện; Sáng tạo. Tìm tòi từng phần thuộc nhóm sáng tạo, là phƣơng
pháp dạy học trong đó: “Giáo viên tổ chức cho học sinh tham gia giải quyết
từng bƣớc tìm tòi…Giáo viên xây dựng bài làm, chia nó thành những bài tập
phụ, vạch ra các bƣớc tìm tòi, còn học sinh thì thực hiện các bƣớc ấy” [1,
tr.80]. Phƣơng pháp dạy học đƣợc thể hiện dƣới ba hình thức:
+ Đƣa HS tuần tự tiến dần tới việc giải quyết tự lực các VĐ bằng cách sơ
bộ dạy cho họ hoàn thành từng bƣớc việc giải quyết, từng giai đoạn nghiên
cứu, hình thành dần dần cho các em kĩ năng;


13

+ Chia bài tập phân hóa thành một loạt các bài tập bộ phận, bài tập cơ
bản. Mỗi bài tập ấy giúp tiến dần một cách dễ dàng tới việc giải quyết bài tập
phân hóa ban đầu.
+ Tổ chức đàm thoại ơrixtic, bao gồm một loạt các câu hỏi liên hệ lẫn
nhau, mỗi câu hỏi là một bƣớc trên con đƣờng dẫn tới việc GQVĐ và phần
lớn đòi hỏi ở HS không những phải tái hiện kiến thức, mà còn phải thực hiện
một sự tìm tòi nho nhỏ.
Hình thức 1 rất hay đƣợc áp dụng trong thực tiễn dạy học. Nhƣ vậy, theo
quan điểm lí luận dạy học, việc giải bài tập dẫn đến hình thành kiến thức mới
đối với HS có thể đƣợc tổ chức theo phƣơng pháp tìm tòi từng phần dƣới cả
ba hình thức kể trên.
 Bài tập củng cố

Thông thƣờng, GV sử dụng bài tập cơ bản ở cuối tiết học hay cuối mỗi
phần của bài giảng nhằm củng cố kiến thức mới và rèn luyện kĩ năng, kĩ xảo
vật lí tùy theo yêu cầu của tiết học.
b) Tiết học luyện tập giải bài tập
Trong tiết học này, có hai hình thức chủ yếu tổ chức làm việc của lớp:
GV hay một HS giải bài tập trên bảng để toàn lớp theo dõi; HS tự lực giải bài
tập (ghi chép vào vở hoặc các tờ giấy riêng).
Hình thức đầu đƣợc áp dụng khi GV hƣớng dẫn HS giải các bài tập loại
mới gặp lần đầu. Để cả lớp tập trung, chủ động theo dõi và tích cực tham gia
vào việc kiếm tìm lời giải bài tập trên bảng, cần lƣu ý: Khi giải thích, GV phải
trình bày sao cho các em hiểu rõ từng thao tác, từng hành động và trật tự của
chúng để tạo điều kiện giải các bài tập cùng loại.
Hình thức sau thƣờng dùng để rèn luyện kĩ năng, kĩ xảo và kiểm tra kết
quả học tập của HS. Tính độc lập, tích cực của họ phụ thuộc rất nhiều vào
mức độ phức tạp của bài tập. Vì thế, những bài tập đề ra phải vừa sức, đủ


14

phức tạp và gây hứng thú cho từng HS – nghĩa là ra bài tập phân hóa [6,
tr.146], theo hai cách: Phân hóa về mặt chất lƣợng; Phân hóa về mặt số lƣợng.
Trong khi HS tự lực giải, GV theo dõi từng em và nếu cần, giúp họ quy tụ
một bài tập phân hóa thành các bài tập cơ bản.
1.1.1.5. Hƣớng dẫn học sinh giải bài tập vật lí
Dù chỉ giải các bài tập giáo khoa về vật lí, bất kì một HS nào cũng có thể
gặp ít nhiều khó khăn khi vận dụng tri thức đã học để giải bài tập. Vì vậy, cần
có sự trợ giúp của GV khi HS giải BTVL. Nhƣng để hƣớng dẫn HS giải đƣợc
một bài tập thì trƣớc hết GV phải giải đƣợc bài tập đó, phải nắm vững lời giải
và phƣơng pháp dạy giải bài toán đó.
a) Các bƣớc chung của việc giải bài tập vật lí

Giải BTVL là một quá trình tiếp cận VĐ, đƣợc tổ chức để thực hiện việc
thu thập và xử lí thông tin theo từng giai đoạn. Khi giải muốn đạt đƣợc kết
quả chắc chắn thì đó phải là một hành động đƣợc tổ chức một cách có kế
hoạch, chặt chẽ và có hiệu quả, nhằm đạt đƣợc một mục đích xác định. Không
thể có một phƣơng pháp chung vạn năng nào để có thể áp dụng giải mọi
BTVL. Tuy nhiên từ việc phân tích HĐ giải BTVL, ta có thể tùy theo từng
dạng bài tập mà có những hƣớng dẫn chung về phƣơng pháp giải nhƣ sau.
 Bƣớc 1: Tìm hiểu đề bài
- Đọc và tìm hiểu ý nghĩa vật lí của các từ ngữ trong đề bài đã cho, ghi
ngắn gọn các dữ liệu xuất phát và cái phải tìm bằng các kí kiệu, các chữ cái
theo qui ƣớc SGK.
- Mô tả lại hiện tƣợng đƣợc nêu trong bài, vẽ hình minh họa (nếu cần),
đổi các đơn vị của các đại lƣợng trong cùng một hệ thống thống nhất.
- Nếu cần phải dùng đồ thị hoặc TN để thu thập dữ liệu cần thiết.
 Bƣớc 2: Xác lập mối liên hệ giữa các dữ liệu đã biết và cái phải tìm.


15

- Căn cứ vào những điều đã cho biết xác định xem bản chất hiện tƣợng
vật lí đã cho trong đề bài, nghĩ đến các kiến thức nào, hiện tƣợng đó biểu diễn
qua những giai đoạn nào?
- Thiết lập mối liên hệ cơ bản và cụ thể của cái đã cho và cái cần tìm.
- Nếu hiện tƣợng trong bài là một hiện tƣợng phức tạp thì phải phân tích
chúng thành những hiện tƣợng đơn giản hơn. Hiện tƣợng đó chỉ bị chi phối
bởi một nguyên nhân, một qui tắc hay một định luật vật lí xác định.
 Bƣớc 3: Rút ra kết quả cần tìm.
- Xác định một hệ thống chặt chẽ các lập luận lôgic, tìm mối liên hệ gữa
các cái đã cho biết và cái phải tìm thông qua các mối liên hệ trung gian.
- Từ các mối liên hệ đã thiết lập đƣợc, lập luận giải và thực hiện các

phép biến đổi toán học, tính toán để rút ra kết quả cần tìm.
 Bƣớc 4: Kiểm tra và biện luận kết quả thu đƣợc.
- Kiểm tra đã trả lời hết các câu hỏi, hết các trƣờng hợp chƣa. Xem lại
các phép toán và thứ nguyên có đúng không, kết quả có phù hợp với ý nghĩa
thực tế hay không?
- Kiểm tra kết quả bằng thực nghiệm, xem có phù hợp hay không nếu
đƣợc thì giải lại bài tập theo cách khác xem có cho cùng kết quả hay không?
Thực tế khi giải bất cứ một BTVL nào đó, ta có thể không thực hiện
tƣờng minh từng bƣớc trên, ta có thể đan xen lẫn nhau để đƣợc một hệ thống
mối liên hệ, từ đó giải hệ phƣơng trình đi đến kết quả cần tìm. Các bƣớc giải
trên đây đƣợc biểu diễn theo sơ đồ tiến trình khoa học.


16

Sơ đồ 1
b) Ba kiểu hƣớng dẫn học sinh giải bài tập vật lí
Muốn hƣớng dẫn HS giải một bài tập cụ thể nào đó thì trƣớc hết GV phải
giải đƣợc bài tập đó, sau đó tìm ra những khó khăn của HS có thể có khi giải.
Để đạt đƣợc kết quả cao, định hƣớng một cách đúng đắn, GV phải phân tích
đƣợc phƣơng pháp giải bài toán cụ thể, phải vận dụng nhiều hiểu biết về tƣ
duy giải bài toán vật lí để xem xét việc giải bài tập cụ thể. Giải bài tập đó
nhằm mục đích gì cho HS để từ đó xác định kiểu hƣớng dẫn thích hợp [13, tr
114 – 121].
 Hƣớng dẫn theo mẫu
Sự hƣớng dẫn theo mẫu còn gọi là kiểu hƣớng dẫn Angôrit. Đó là hƣớng
dẫn theo một qui tắc hành động hay chƣơng trình hành động đƣợc xác định
một cách rõ ràng, chính xác và chặt chẽ, hành động theo một tình tự. Nhƣ

17

vậy, hƣớng dẫn Angôrit là sự hƣớng dẫn chỉ rõ cho HS những hành động cụ
thể cần thực hiện và trình tự thực hiện các hành động sơ cấp, HS hiểu một
cách đơn giản và nắm vững hành động đó, đòi hỏi HS phải tự mình thực hiện
các hành động đã đƣợc GV chỉ ra. Trên cơ sở đó, HS sẽ giải đƣợc bài tập với
kết quả nhƣ ý muốn. Vì vậy, đòi hỏi GV phải phân tích một cách khoa học
việc giải bài tập để xác định đƣợc một trình tự chính xác chặt chẽ của các
hành động, đảm bảo các hành động đó là hành động sơ cấp đối với HS, đòi
hỏi GV phải sử dụng đƣợc Angôrit giải bài tập. Để từ đó HS áp dụng mẫu này
giải bài tập khác cùng loại và tƣơng tự.
Kiểu hƣớng dẫn Angôrit thƣờng đƣợc áp dụng khi cần vận dụng cho HS
phƣơng pháp giải một loại bài tập điển hình cụ thể nào đó, nhằm luyện tập
cho HS kĩ năng giải một loại toán xác định nào đó. Ngƣời ta xây dựng các
Angôrit giải cho từng loại toán cơ bản điển hình là để luyện tập cho HS kĩ
năng giải các loại bài tập đó dựa trên việc làm cho HS thực hiện Angôrit giải.
Kiểu hƣớng dẫn Angôrit có ƣu điểm là nó đảm bảo cho HS giải đƣợc bài
tập đƣợc giao một cách chắc chắn, kĩ năng giải toán của HS đƣợc rèn luyện có
hiệu quả. Tuy nhiên, khi giải bài tập mà GV chỉ hƣớng dẫn cho HS áp dụng
theo mẫu thì HS chỉ quen chấp hành những hành động đã đƣợc chỉ dẫn theo
một mẫu có sẵn, do đó ít có tác dụng rèn luyện cho HS khả năng tìm tòi, sáng
tạo, sự phát triển tƣ duy sáng tạo của HS bị hạn chế, không phát huy hết tác
dụng của việc giải bài tập đối với các đối tƣợng khác nhau của HS trong lớp.
Cho nên tùy theo từng hoàn cảnh và trình độ của HS mà GV có thể truyền đạt
cho HS Angôrit giải một loại bài tập xác định theo những cách khác nhau:
- Một là: Chỉ dẫn cho HS Angôrit dƣới dạng có sẵn để áp dụng.
- Hai là: Thông qua việc giải vài bài tập mẫu, GV phân tích phƣơng pháp
giải và chỉ dẫn cho HS Angôrit giải loại bài đó, rồi HS áp dụng để giải các bài
tập tiếp theo, có nhƣ vậy mới lôi cuốn HS vào quá trình xây dựng Angôrit