Lựa chọn và hướng dẫn giải hệ thống bài tập chương Điện tích, điện trường nhằm giúp học sinh lớp 11 THPT nắm vững kiến thức cơ bản, góp phần phát triển năng lực giải quyết vấn đề

1

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI 2

NGƠ THỊ THANH NHÀN

Lùa chän vµ híng dÉn giảI hệ
thống bàI tập chơng điện
tích. điện trờng nhằm giúp
học sinh lớp 11 thpt nắm vững
kiến thức cơ bản, góp phần
phát triển năng lực giảI
quyết vấn đề
Chuyờn ngnh: Lí luận và Phơng pháp dạy học bộ môn vật
lí
Mó s: 601410

LUN VĂN THẠC SĨ GIÁO DỤC HỌC

Người hướng dẫn khoa học: TS. Ngun
ThÕ Kh«i


2
HÀ NỘI, 2009


Lời cam đoan
Tôi xin cam đoan đề tài nghiên cứu này là của riêng tôi.
Nội dung đề tài này không trùng hợp với bất kì nội dung của

các đề tài đà công bố.
Tác giả

Ngô Thị Thanh
Nhàn


Lời cảm ơn
Tôi xin cảm ơn sự sự giúp đõ, động viên, góp ý quý báu
của các thầy cô giáo giảng dạy, các thầy cô khoa Vật lí và
phòng Sau Đại học trờng Đại học S phạm Hà nội 2, các thầy cô
khoa Vật lí trờng Đại học S phạm Hà nội, Ban giám hiệu và tập
thể giáo viên vật lí trờng THPT Quang Minh trong quá trình tôi
học tập và nghiên cứu.
Đặc biệt, tôi bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới TS Nguyễn
Thế Khôi ngời
đà quan tâm, động viên, chỉ bảo tận tình để tôi hoàn thành
đề tài này.
Mặc dù đà rất cố gắng, song do thời gian nghiên cứu
còn hạn chế, tiến hành thực nghiệm trên diện cha rộng nên
luận văn này không tránh khỏi những hạn chế, thiếu sót. Rất
mong nhận đợc sự đóng góp ý kiến của thầy cô và các bạn.
Tôi xin chân thành
cảm ơn!

Hà Nội, tháng 9 năm
2009 Tác giả

Ngô Thị Thanh Nhµn

Mục lục

1.....

Mở
đầu...............................................................................
..................

dung..............................................................................
...............

Chơng

1.

Lí

luận

về

bài

tập

vật

lí.......................................................
1.1.

Quan
niệm
về
bài
lí...............................................................

tập

vật

1.2.
Tác
dụng
của
bài
lí................................................................

tập

vật
vật

Nguyên tắc lựa chọn hệ thống bài tập cho một
phần

trong

chơng

trình

vật

lí

phổ

thông...................................................................
1.5.
Các kiểu hớng dẫn học sinh phổ thông giải bài
tập vật lí...............
1.6.
trong

Yêu cầu của hi nh hng t duy hc sinh
quá

trình

gii

bài

tp

vt

lí

..........................................................................................

...
1.7. Hot ng ca giỏo viờn trong cỏc tit hc v vt lớ.........................
1.8. Quan hệ giữa giải bài tập vật lí với phát triển
năng lực giải quyết vấn đề. Biểu hiện của năng lực
giải quyết vấn đề trong hoạt động giải bài tập vật lí.
..........................................................................................
..

.......

Tổng

kết

.......
.......
.......
.......
.......
.......
.......

1.3.
Phân
loại
bài
tập
lí.......................................................................
chơng,

.......
.......

Nội

1.4.

.......

chơng

..
Ch-


ơng 2. Hệ thống bài tập chơng Điện tích. Điện trờng

Trang
1

.........
2.1.
Vị trí, thời lợng dạy học chơng Điện tích. Điện
trờng.............

6

2.2.

Sơ đồ cấu trúc logic chơng Điện tích. Điện tr-

6

ờng...................... 2.3. Mục tiêu dạy học chơng Điện

6

tích. Điện trờng.........................

8

6

2.4. Thực trạng dạy học giải bài tập chơng Điện tích.
Điện trờng.... 2.5. Phân loại bài tập và phơng pháp giải
từng loại................................
2.6.
Hệ thống bài tập chơng Điện tích. Điện trờng
lớp 11 THPT.

1
0
1
0
1
3
1
4

1

5
1
8
1
9
1
9
2
0
2
0
2
8


29
35

35


2.6.1. Hình thành kiến thức mới
..............................................................

35

2.6.2. Vận dụng kiến thức đÃ
học.............................................................

47

2.7.Hớng dẫn học sinh giải bài tập chơng Điện tích. Điện trờng..
47
2.7.1. Hớng dẫn học sinh giải bài tập nhằm hình thành kiến
thức mới.
50
2.7.2.
Hớng dẫn học sinh giải bài tập nh»m cđng cè kiÕn
thøc.............
63
Tỉng kÕt ch¬ng 2......................................................
.............................

64

Ch¬ng 3. Thùc nghiƯm s
phạm.........................................................

64

3.1. Mục đích của thực nghiệm s phạm..............
..................................

64

3.2. Nhiệm vụ của thực nghiệm s
phạm.................................................

65

3.3. Đối tợng thực nghiệm s
phạm.......................................................

65

3.4. Quá trình thực nghiệm s
phạm........................................................

66

3.5. Kết quả thực nghiệm s
phạm...........................................................

75

Tổng kết chơng
3....................................................................................
Kết luận........................................................
....................................
Danh mục các tài liệu tham
khảo....................................
Phụ lục........................................................
.......................................

76
78
81


Bảng kí hiệu các chữ

viết tắt

Đc

Đối chứng

ThPt Trung học phổ
thông
Thực nghiÖm
Tn


Danh mục các bảng, hình vẽ,
đồ thị
Bảng 1.1. Phân loại bài tập vật lí.
Bảng 2.1. Sơ đồ cấu trúc logic chơng Điện tích.
Điện trờng. Bảng 3.1. Kết quả thực nghiệm s phạm.
Bảng 3.2. Tổng hợp kết quả thực nghiệm
s phạm. Bảng 3.3. Bảng phân phối tần số.
Bảng 3.4. Bảng phân phối tần suất.
Bảng 3.5. Bảng phân phối tần
suất lũy tích. Hình 3.1. Đồ thị đờng phân bố tần suất Hình 3.2.
Đồ thị đờng lũy tích


Mở đầu
1.Lí do chọn
đề tài
Cùng với xu thế phát triển chung của thế giới, đất nớc ta
đang bớc vào thời kì công nghiệp hoá, hiện đại hoá, hội nhập

với cộng đồng quốc tế. Nhân tố quyết định thắng lợi của
công cuộc công nghiệp hoá, hiện đại hoá và hội nhập quốc tế
là con ngời phải có tri thức và trí tuệ sáng tạo. Tình hình đó
đòi hỏi nền giáo dục nớc ta phải đổi mới mục tiêu giáo dục
nhằm đào tạo ra những con ngời có t duy sáng tạo, kĩ năng
thực hành giỏi, làm chủ tri thức khoa học và công nghệ hiện
đại. Dới sự chỉ đạo của Đảng và Nhà nớc, ngành giáo dục đÃ
đổi mới cải cách chơng trình và sách giáo khoa, đổi mới phơng pháp dạy học nhằm phát huy tính tích cực, tự chủ tìm tòi
xây dựng và chiếm lĩnh tri thức, sáng tạo của học sinh trong
học tập. Phơng pháp dạy học hiện nay là lấy học sinh làm trung
tâm, vai trò của giáo viên chỉ là tổ chức cho học sinh tự lực, hớng dẫn cho học sinh hoạt động.
Trong quá trình dạy học vật lí, để đào tạo và bồi dỡng
cho học sinh năng lực sáng tạo t duy và phát triển năng lực giải
quyết vấn đề có rất nhiều phơng pháp khác nhau, trong đó
giải bài tập vật lí là một bộ phận không thể thiếu đợc. Giải bài
tập vật lí thể hiện khả năng vận dụng những kiến thức đÃ
có vào thực tiễn, biến đổi, phối hợp chúng để tìm đợc
nhiều giải pháp giải quyết vấn đề, từ
đó chọn đợc giải pháp hữu hiệu nhất. Thông qua giải bài tËp,
häc sinh biÕt vËn dơng nh÷ng kiÕn thøc lÝ thut vËt lÝ thµnh


những phơng án thí nghiệm cụ thể để tạo ra các hiện tợng tơng ứng, biết xây dựng chuỗi lập luận chặt chẽ từ những dữ
kiện ban đầu đến kết luận cuối cùng. Từ đó, học sinh sẽ
hiểu sâu hơn vỊ nh÷ng mèi quan hƯ cã tÝnh quy lt gi÷a
mét số hiện tợng nhất định trong tự nhiên.
Từ trớc đến nay đà có rất nhiều các công trình nghiên cứu
về bµi tËp vËt lÝ

ë ngoµi níc cịng nh trong níc nh cđa X. E. Camennetxki, V. P.
Orekhop, Lê Nguyên Long, Nguyễn Đức Thâm, Phạm Hữu
Tòng, Nguyễn Ngọc Hng, Phạm Xuân Quế, Nguyễn Thế Khôi,
. Các tác giả đà nêu lên tác dụng của bài tập vật lí trong dạy
học, các cách phân loại, soạn thảo hệ thống bài tập vật lí và
đề xuất phơng pháp giải bài tập, các kiểu hớng dẫn học sinh
tìm kiếm lời giải bài tập vật lí,Với sự đổi mới về phơng
pháp dạy học nh hiện nay, phải nghiên cứu bài tập vật lí
theo hớng đề ra đợc cách hớng dẫn học sinh hoạt
động tích cực, tự lực giải bài tập một cách có hiệu quả.
Mặt khác, số lợng bài tập trong sách giáo khoa và sách bài
tập rất nhiều.
Điều đó gây khó khăn cho giáo viên trong việc lựa chọn, phân
loại, sắp xếp các bài tập theo một hệ thống tối u, phù hợp với
mục tiêu dạy học vµ thêi gian híng dÉn cho häc sinh lµm bµi
tËp ở lớp cũng nh ở nhà.
Ngoài ra, các công trình nghiên cứu đà có về bài tập vật
lí cũng nh các giáo viên vật lí ở trờng phổ thông còn cha chú
ý đúng mức đến việc xây dựng một hệ thống bài tập nhằm
hình thành kiến thức mới, giải quyết vấn đề học tập. Một số
luận án, luận văn nghiên cøu vỊ bµi tËp vËt lÝ nh [16], [17],
[21],… lµ những tài liệu nghiên cứu bài tập vật lí nhằm phát
triển năng lực giải quyết vấn
đề hay bồi dỡng năng lực sáng tạo, phát triển tính tích cực và
năng lực tự chủ trong dạy học Động lực học, Lợng tử ánh
sáng, Động học chất điểm
Vì vậy Lựa chọn và hớng dẫn giải hệ thống bài tập chơng Điện tích.


§iƯn trêng” nh»m gióp häc sinh líp 11 THPT n¾m vững kiến

thức cơ bản, góp phần phát triển năng lực giải quyết vấn đề
là rất cần thiết.
2.Mục đích nghiên cứu
Trên cơ sở nghiên cứu lí luận về bài tập vật lí, tìm hiểu
thực trạng dạy học giải bài tập chơng Điện tích. Điện trờng,
nghiên cứu nội dung và mục tiêu dạy học chơng này mà lựa
chọn và hớng dẫn học sinh giải hệ thống bài tập


chơng Điện tích. Điện trờng nhằm giúp học sinh lớp 11
THPT nắm vững kiến thức cơ bản và góp phần phát triển năng
lực giải quyết vấn đề.
3.Nhiệm vụ nghiên cứu
3.1.

Nghiên cøu lý ln chung vỊ viƯc lùa chän vµ híng

dÉn học sinh giải bài tập vật lí cho một đề tài cụ thể nhằm
giúp học sinh nắm vững kiến thức cơ bản và góp phần phát
triển năng lực giải quyết vấn đề.
3.2.

Nghiên cứu nội dung dạy học chơng Điện tích. §iƯn

trêng” trong s¸ch gi¸o khoa vËt lÝ líp 11 THPT, từ đó xác định
mục tiêu dạy học.
3.3.

Điều tra thực trạng dạy học giải bài tập chơng Điện

tích. Điện trờng của giáo viên và học sinh lớp 11 THPT.
3.4.

Phân loại, đề ra phơng pháp giải từng loại bài tập, lựa

chọn hệ thống bài tập chơng Điện tích. Điện trờng và đề ra
cách hớng dẫn học sinh giải nó nhằm giúp học sinh nắm vững
kiến thức cơ bản và góp phần phát triển năng lực giải quyết
vấn đề.
3.5.

Tiến hành thực nghiệm s phạm nghiên cứu hiệu quả

của hệ thống bài tập, của những đề xuất về việc sử dụng,
cách hớng dẫn giải nó nhằm giúp học sinh nắm vững kiến thức
cơ bản và góp phần phát triển năng lực giải quyết vấn đề.
4.Đối tợng và phạm vi nghiên cứu
- Hệ thống bài tập chơng Điện tích. Điện trờng lớp 11
THPT.
- Hoạt động của giáo viên và học sinh trong dạy học giải
bài tập vật lí.
5.Phơng pháp nghiên cứu


- Nghiên cứu lý luận về bài tập vật lí, các tài liệu, sách báo
liên quan đến
đề tài để xác định cơ sở lí luận của đề tài.
- Điều tra thực trạng dạy học giải bài tập chơng Điện tích.
Điện trờng của giáo viên và học sinh lớp 11 bằng dự giờ, kiểm
tra viết, trò chuyện với giáo viên và häc sinh.

- Thực nghiệm s phạm để kiểm nghiệm tính khoa học,
khả thi, hiệu quả của hệ thống bài tập đà lựa chọn và cách hớng dẫn học sinh giải nó.
- Sử dụng thống kê toán học để xử lí số liệu điều tra thực
tế và thực nghiệm s phạm.
6.Giả thuyết khoa học
Trong dạy học chơng Điện tích. Điện trờng, nếu giáo
viên lựa chọn
đợc hệ thống bài tập thích hợp và hớng dẫn học sinh tự lực,
tích cực hoạt động t duy khi giải bài tập vật lí thì chất lợng
nắm vững kiến thức cơ bản của học sinh lớp 11 THPT đợc
nâng cao, đồng thời góp phần phát triển năng lực giải quyết
vấn đề cho học sinh.
7.Đóng góp của đề tài
7.1.

Đóng góp về mặt lí luận
Hệ thống hóa cơ sở lí luận về việc dạy học bài tập vật

lí. Khẳng định vai trò của bài tập vật lí trong việc giúp học
sinh nắm vững kiến thức cơ bản, phát triển năng lực giải
quyết vấn đề.
7.2.

Đóng góp về mặt thực tiễn
- Phân loại, đề ra phơng pháp giải từng loại bài tập, lựa

chọn hệ thống bài tập chơng Điện tích. Điện trờng và đề
ra cách hớng dẫn học sinh giải nó nhằm giúp học sinh nắm

vững kiến thức cơ bản và góp phần phát triển năng lực giải
quyết vấn đề.
- Làm tài liệu tham khảo cho giáo viên bộ môn ở trờng
THPT và giúp ngời học nghiên cứu sâu hơn về các vấn đề
trong chơng Điện tích. Điện trờng.


8.Cấu trúc luận văn
Ngoài phần mở đầu, kết luận, danh mục tài liệu tham
khảo, phụ lục, cấu trúc luận văn gåm ba ch¬ng:


Chơng 1. Lí luận về bài tập vật lí.
Chơng 2. Hệ thống bài tập chơng điện tích. điện trờng (Vật lí 11 thpt) Chơng 3. Thực nghiệm s phạm.


Nội dung
Chơng 1. Lí LUậN Về BàI TậP VậT Lí
1.1.

quan niệm về bài tập vật lí.
Theo quan điểm dạy học hiện nay, dạy học các môn khoa

học ở nhà trờng không chỉ trang bị cho học sinh có đợc một
số kiến thức cụ thể nào đó mà điều quan trọng là trong quá
trình dạy học các tri thức cụ thể đó, rèn luyện đợc cho học
sinh năng lực giải quyết vấn đề. Bản chất của dạy học khoa
học là dạy học giải quyết vấn đề phù hợp với cách tiếp cận của
sự xây dựng tri thức khoa học mới. Dạy học giải quyết vấn đề
có tác dụng phát huy hoạt ®éng nhËn thøc tù chđ, tÝch cùc cđa

häc sinh; gióp cho học sinh chiếm lĩnh đợc các kiến thức khoa
học sâu sắc, vững chắc, vận dụng đợc; đồng thời đảm bảo
sự phát triển trí tuệ, phát triển năng lực sáng tạo của học sinh
trong quá trình học tập; làm cho häc sinh cã suy nghÜ nh mét
nhµ khoa häc.
Theo X. E. Camennetxki và V. P. Orekhop: Trong thực
tiễn dạy học, ngời ta thờng gọi một vấn đề không lớn, đợc giải
quyết nhờ những suy luận logic, những phép toán và thí
nghiệm trên cơ sở các định luật và phơng pháp vËt lÝ lµ mét
bµi tËp vËt lÝ”. Thùc chÊt, trong các tiết học vật lí, mỗi một
vấn đề xuất hiện do nghiên cứu tài liệu giáo khoa chính là
một bài tập đối với học sinh [6,tr.7]. Do vậy, bài tập đa ra
không chỉ dùng để rèn luyện kĩ năng, vận dụng kiến thức cũ
mà còn phải rèn luyện kĩ năng tìm kiếm kiến thức mới, giải
quyết vấn đề mới.
1.2.

Tác dụng cđa bµi tËp vËt lÝ.


Giải bài tập vật lí có ý nghĩa giáo dục rất lớn bởi nó là một
trong những hình thức luyện tập chủ yếu và đợc tiến hành
nhiều nhất trong dạy học ở trờng phổ thông. Bài tập vật lí đợc
sử dụng trong tiết học với nhiều mục đích khác nhau.


1.2.1.

Bài tập vật lí giúp cho việc ôn tập đợc đào sâu, mở

rộng kiến thức. Tuy các khái niệm, định luật vật lí rất đơn
giản nhng biểu hiện của chúng trong tự nhiên lại rất phức tạp
bởi các sự vật, hiện tợng có thể bị chi phối bởi nhiều định
luật, nhiều nguyên lí đồng thời hay liên tiếp, chồng chéo lên
nhau. Do đó, khi giải bài tập, học sinh phải nhớ lại các kiến
thức đà học, phải phân tích để có khi phải sử dụng tổng hợp
những kiến thức thuộc nhiều chơng, nhiều phần của chơng
trình [23, tr.337].
1.2.2.

Bài tập vật lí nhằm hình thành kiến thức mới. Nếu

hiểu theo nghĩa rộng, sự t duy định hớng một cách tích cực
đến một vấn đề nào đó luôn luôn là việc giải bài tập. ở
đây, tính tích cực của học sinh và do đó, chiều sâu và
độ vững chắc của kiến thức sẽ lớn nhất khi tình huống có
vấn đề đợc tạo ra. Trong
nhiều trờng hợp, nhờ tình huống này có thể xuất hiện kiểu bài
tập mà trong quá
trình giải, học sinh sẽ phát hiện lại quy luật vật lí, chứ không
phải tiếp thu quy luật đó dới hình thức có sẵn. Khi đó, bài
tập xuất hiện nh một phơng tiện nghiên cứu hiện tợng vật lí.
Trong quá trình làm bài tập cã thĨ cho häc sinh ph©n tÝch,
suy nghÜ vỊ mét hiện tợng mới hoặc xây dựng một khái niệm
mới để giải thích hiện tợng mới nêu ra trong bài tập [6, tr.8].
1.2.3.

Giải bài tập vật lí góp phần hình thành và rèn luyện

kĩ năng, kĩ xảo vận dụng kiến thức vào thực tiễn. Trong

quá trình làm các bài tập, học sinh sẽ có
đợc các kĩ năng, kĩ xảo vận dụng các kiến thức của mình để
phân tích các hiện tợng vật lí khác nhau trong tự nhiên, trong


kĩ thuật và trong đời sống, để giải thích hoặc dự đoán các
hiện tợng có thể xảy ra ở những điều kiện cho trớc [23, tr.339].
1.2.4.

Giải bài tập vật lí góp phần phát triển t duy vật lí. Đa

số các hiện tợng nêu ra trong các bài tập là những hiện tợng
phức tạp, do vậy, học sinh phải phân tích các hiện tợng phức
tạp ấy thành các hiện tợng đơn gi¶n. Muèn vËy, häc


sinh phải vận dụng các thao tác t duy để tìm hiểu, giải quyết
vấn đề và rút ra kết luận. Nhờ thế, t duy đợc phát triển và
năng lực làm việc tự lực của học sinh
đợc nâng cao [16, tr.7]. Đặc biệt lu ý, việc rèn luyện cho học
sinh giải các bài tập vật lí không phải là mục đích của dạy học
mà mục đích chính là làm cho học sinh hiểu sâu sắc hơn
những quy luật vật lí, biết phân tích, ứng dụng vào thực tiễn
và cuối cùng phát triển đợc năng lực t duy, năng lực giải quyết
vấn đề.
1.2.5.

Giải bài tập vật lí để kiểm tra đánh giá mức độ

nắm vững kiến thức của học sinh. Không giải bài tập vật lí

thì không thể nắm vững giáo trình vật lí, do vậy bài tập
vật lí là phơng tiện hiệu quả để kiểm tra mức độ nắm vững
kiến thức của học sinh, làm bộc lộ những khó khăn, sai lầm
của học sinh trong học tập
đồng thời giúp họ vợt qua những khó khăn và khắc phục sai lầm
đó [16, tr.8].
1.2.6.

Giải bài tập vật lí giáo dục t tởng, đạo đức, kĩ thuật

tổng hợp. Nhờ bài tập vật lí ta cã thĨ giíi thiƯu cho häc sinh
biÕt sù xt hiƯn những t tởng và quan điểm tiên tiến hiện
đại, phát minh của các nhà bác học, thành tựu của nền khoa
học. Bài tập vật lí còn là phơng tiện hiệu quả để giáo dục
tình yêu lao
động, đức tính kiên trì, ý chí và tính cách của học sinh. Giải
bài tập vật lí không phải là công việc nhẹ nhàng, nó đòi hỏi
phải bỏ ra nhiều thời gian và công sức, nã cịng cã thĨ mang
l¹i cho häc sinh niỊm phÊn khởi sáng tạo, tăng thêm sự yêu
thích, hứng thú đối víi bé m«n vËt lÝ [6, tr.12].


1.3.

Phân loại bài tập vật lí.
Theo các tài liệu về phơng pháp giảng dạy vật lí nh [6],

[16], [23],... bài tập vật lí đợc phân loại theo nhiều đặc điểm
khác nhau. Bài tập vật lí rất đa dạng và phong phú bởi bất kì
bài tập nào cũng chứa đựng một vài yếu tố của một hay

nhiều loại khác. Chính vì vậy, cho đến nay cha có sự thống
nhất về phân loại bài tập vật lí. Có ba cách phân loại chủ yếu
theo bảng 1.1 dới đây: