Xây dựng chuỗi bài tập sáng tạo vật lý theo lý thuyết TRIZ phát triển năng lực sáng tạo của học sinh THPT

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THANH HOÁ

TRƯỜNG THPT ĐẶNG THAI MAI

SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM

XÂY DỰNG CHUỖI BÀI TẬP SÁNG TẠO VẬT LÝ THEO
LÝ THUYẾT TRIZ PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC SÁNG TẠO
CỦA HỌC SINH THPT

Người thực hiện: Nguyễn Xuân Tuấn
Chức vụ: Giáo viên
SKKN thuộc lĩnh vực: Vật lý

THANH HÓA NĂM 2018


Mục lục
1. Mở đầu……………………………………………………………………..
….1
1.1.
Lý
do
chọn
tài…………………………………………………………….1

đề

1.2.
Mục
đích

cứu………………………………………………………...2

nghiên

1.3.
Đối
tượng
cứu………………………………………………………..2

nghiên

1.4.
Phương
pháp
cứu…………………………………………………….2

nghiên

2.
Nội
dung
của
sáng
…………………………………….…3

kiến

2.1.
Cơ
sở

khoa
học
của
nghiệm……………………… ………….3

kinh
sáng

nghiệm….
kiến

2.1.1.
Khái
niệm
về
tạo……………………………………………………...3
2.1.2.
Dạy
học
phát
triển
tạo…………………………………........3
2.1.3. Lý thuyết giải các
TRIZ……………………………....3

bài

năng
toán

2.1.4.
Bài
tập
sáng
tạo
……………………………………………….……4

kinh
sáng

lực
phát

sáng
minh

Vật

lý

2.1.5. Quy trình xây dựng bài tập sáng tạo Vật lý theo lý thuyết
TRIZ………...…5
2.1.6.
Dạy
học
bài
tập
lý…………………………………………….6

sáng

tạo

Vật

2.2. Thực trạng vấn đề trước khi áp dụng sáng kiến kinh
nghiệm...………………6
2.3. Xây dựng chuỗi bài tập sáng tạo Vật lý theo lý thuyết
TRIZ…………………7


2.3.1. Một số chuỗi bài
học………………………………...8

tập

sáng

tạo

phần

Cơ

2.3.2. Một số chuỗi bài tập sáng tạo phần Điện từ học
………………………….16
2.4.
Hiệu
quả
của

sáng
nghiệm……………………………………….19

kiến

3.
Kết
luận
và
nghị…………………………………………………………20

kinh
kiến

3.1.
Kết
luận…………………………………………………………………….20
3.2.
Kiến
nghị…………………………………………………………………...20
Tài liệu tham khảo


1. MỞ ĐẦU
1.1. Lý do chọn đề tài
Nhân loại đang bắt đầu cuộc cách mạng công nghiệp 4.0
với sự phát triển chóng mặt của nghành Robotics và Trí tuệ
nhân tạo (AI) đòi hỏi chúng ta phải thích ứng và phát triển để
không chỉ cạnh tranh với các quốc gia khác mà còn ngay cả với
máy móc và Trí tuệ nhân tạo. Trong kỉ nguyên cách mạng công

nghiệp 4.0, năng lực sáng tạo của con người quyết định sự phát
triển không chỉ của cả quốc gia mà còn của từng cá nhân. Mặc
dù Chỉ số đổi mới sáng tạo toàn cầu (GII) của Việt Nam đang
dần được cải thiện, năm 2017 xếp thứ 47 trên 127 quốc gia,
tăng 12 bậc so với năm 2016 (Theo Tổ chức sở hữu Trí tuệ thế
giới – WIPO). Nhưng ngay trong khối ASEAN, Việt Nam vẫn xếp
thứ 3 sau các quốc gia Singapore, Malaysia, Thái Lan, nên
chúng ta phải nỗ lực nhiều hơn nữa.
Nhận thức được xu hướng phát triển tất yếu này, Đảng ta đã sáng suốt ban
hành Nghị quyết 29 Trung ương 8 khóa XI năm 2013 về đổi mới căn bản, toàn
diện giáo dục và đào tạo đã ghi rõ “Chuyển mạnh quá trình giáo dục từ chủ yếu
trang bị kiến thức sang phát triển toàn diện năng lực và phẩm chất người
học…”. Cụ thể hóa Nghị quyết của Đảng, Quốc hội cũng ban hành Nghị quyết
số 88/2014/QH13 về đổi mới chương trình, sách giáo khoa giáo dục phổ thông.
Hiện nay giáo dục Việt Nam đang chuyển từ cách tiếp cận theo
nội dung sang tiếp cận theo năng lực để đáp ứng nhu cầu phát
triển trong thời đại cách mạng công nghiệp 4.0. Trong đó, năng
lực sáng tạo của học sinh là một trong số các năng lực cốt lõi
nằm trong Chương trình giáo dục phổ thông tổng thể đã được
Bộ Giáo dục và Đào tạo ban hành vào tháng 7 năm 2017 [1]. Dự
thảo Chương trình Giáo dục Phổ thông môn Vật lý được Bộ Giáo
dục và Đào tạo ban hành ngày 19 tháng 01 năm 2018 cũng đặt
ra yêu cầu phát triển năng lực sáng tạo lên hàng đầu [2]. Tại
Thanh Hóa, Sở Giáo dục và Đào tạo Thanh Hóa đã ban hành
Công văn số 572/HD-SGDĐT ngày 29 tháng 03 năm 2017 cụ thể
hóa Công văn số 5555/BGDĐT-GDTrH của Bộ Giáo dục và Đào
tạo, trong đó yêu cầu tiêu chí “10. Mức độ tích cực, chủ động,
sáng tạo, hợp tác của học sinh trong việc thực hiện các nhiệm
1

vụ học tập” là tiêu chí bắt buộc để xếp loại giáo viên giờ dạy
khá, giỏi [14] .
Tuy nhiên, dạy học phát triển năng lực sáng tạo ở Việt Nam
nói chung và dạy học Vật lý phát triển năng lực sáng tạo nói
riêng còn thiếu cả nghiên cứu lý thuyết và kinh nghiệm thực
tiễn, nên đây là một lĩnh vực rất mới mẻ đối với các giáo viên
Vật lý. Tiếp thu nội dung các Nghị quyết, Công văn, Chương
trình trên, các giáo viên Vật lý đã trăn trở, tìm tòi, sáng tạo để
phát triển năng lực sáng tạo cho học sinh. Trong dạy học Vật lý,
bài tập là một nội dung không thể thiếu để đạt được mục tiêu
dạy học. Nhưng hệ thống bài tập hiện nay được xây dựng chủ
yếu để đáp ứng mục tiêu hình thành kiến thức và kĩ năng giải
bài tập nhằm đáp ứng các kì thi. Trong cách tiếp cận theo năng
lực, chúng ta phải xây dựng các hệ thống, các chuỗi bài tập mới
để phát triển năng lực sáng tạo cho học sinh.
Trong số các lý thuyết phát triển năng lực sáng tạo thì Lý
thuyết giải quyết các bài toán phát minh – TRIZ là lý thuyết du
nhập vào Việt Nam sớm nhất do GS. TSKH. Phan Dũng truyền
bá. GS. TSKH Phan Dũng là một trong số học trò trực tiếp của
GS. Genrikh Saulovich Altshuller, cha đẻ của lý thuyết này sau
khi học tập và nghiên cứu ở Liên Xô (cũ) trở về đã lập ra Trung
tâm Sáng tạo Khoa học và Kỹ thuật (TSK) thuộc Đại học Khoa
học Tự nhiên, ĐHQGTPHCM để phổ biến, nghiên cứu, và ứng
dụng TRIZ trong rất nhiều lĩnh vực, trong đó có dạy học [12]. Ở
Việt Nam, trong một vài năm gần đây đã có một số người tìm
cách ứng dụng lý thuyết này vào dạy học, trong đó có dạy học
Vật lý [6,11,16]. Xuất phát từ nhu cầu dạy học theo hướng phát
triển năng lực sáng tạo của học sinh và kinh nghiệm sau 2 năm
học 2016-2017, 2017-2018 ở Trường THPT Đặng Thai Mai triển

khai ứng dụng lý thuyết TRIZ để xây dựng chuỗi bài tập sáng
tạo trong dạy học Vật lý. Tôi xin đề xuất Sáng kiến kinh nghiệm
với tiêu đề “ Xây dựng chuỗi bài tập sáng tạo Vật lý theo
lý thuyết TRIZ phát triển năng lực sáng tạo của học sinh
THPT”. Các chuỗi bài tập sáng tạo Vật lý đã được ứng dụng cho
các hình thức dạy học đa dạng như: chính khóa, luyện thi

2


THPTQG, bồi dưỡng HSG cấp tỉnh, cuộc thi Sáng tạo KH-KT
VISEF.
1.2. Mục đích nghiên cứu
Mục đích của sáng kiến kinh nghiệm này là xây dựng một số chuỗi bài tập
sáng tạo Vật lý theo lý thuyết TRIZ.
1.3. Đối tượng nghiên cứu
Sáng kiến kinh nghiệm này nghiên cứu phương pháp và kỹ thuật xây dựng
một số chuỗi bài tập sáng tạo Vật lý bằng cách áp dụng lý thuyết TRIZ.
1.4. Phương pháp nghiên cứu
Sáng kiến kinh nghiệm sử dụng phương pháp phân tích tài liệu, phân tích
thực nghiệm, phương pháp quan sát để nghiên cứu.

2. NỘI DUNG SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM
2.1. Cơ sở khoa học của sáng kiến kinh nghiệm
2.1.1. Khái niệm về sáng tạo
Từ điển Triết học định nghĩa “Sáng tạo là quá trình hoạt
động của con người tạo ra những giá trị vật chất, tinh thần mới
về chất”. Theo GS. Phan Dũng thì “Tư duy sáng tạo là quá trình suy
nghĩ lời giải từ không biết cách đạt đến mục đích đến biết cách đạt đến mục
đích, hoặc từ không biết cách tối ưu đạt đến mục đích đến biết cách tối ưu đạt

đến mục đích trong một số cách đã biết” [12]. Chương trình giáo dục tổng thể
của Bộ Giáo dục và Đào tạo đưa ra khái niệm năng lực là thuộc tính cá
nhân được hình thành, phát triển nhờ tố chất sẵn có và quá
trình học tập, rèn luyện, cho phép con người huy động tổng hợp
các kiến thức, kỹ năng và các thuộc tính cá nhân khác như hứng
thú, niềm tin, ý chí,... thực hiện thành công một loại hoạt động
nhất định, đạt kết quả mong muốn trong những điều kiện cụ thể
[1]. Vậy năng lực sáng tạo là thuộc tính của cá nhân để tạo ra
một kết quả mới trong hoàn cảnh cụ thể.
3


2.1.2 Dạy học Vật lý phát triển năng lực sáng tạo
Hình 2.1. Chu trình nhận thức sáng tạo của Ra-zu-mốp-xki [6].
Mô hình
Hệ quả lô gic

Sự kiện
Thực nghiệm
Dạy học phát triển năng lực sáng tạo có thể tuân theo quy
trình nhận thức sáng tạo của V.G Ra-zu-mốp-xki được mô tả ở
hình 2.1. Trong vật lí học, V.G Ra-zu-mốp-xki trình bày quá trình
sáng tạo diễn ra theo chu trình gồm bốn giai đoạn, trong đó khó
khăn nhất, đòi hỏi sự sáng tạo cao nhất là giai đoạn từ những sự
kiện khởi đầu đề xuất được mô hình giả thuyết. Trong giai đoạn
này không có con đường suy luận lôgic mà chủ yếu dựa vào trực
giác; ở đây tư duy trực giác giữ vài trò quan trọng bắt buộc phải
đưa ra một phỏng đoán mới, một giải pháp mới chưa hề có, một
hoạt động sáng tạo thực sự.
2.1.3. Lý thuyết giải các bài toán phát minh – TRIZ

Lý thuyết giải các bài toán phát minh - TRIZ (theo tiếng
Nga là Теория решения изобретательских задач, chuyển tự
là Teoriya Resheniya Izobreatatelskikh Zadatch, tên tiếng anh là
Theory of Inventive Problem Solving tên viết tắt quốc tế là TRIZ)
là một lý thuyết hoàn chỉnh giải các bài toán sáng chế do nhà
bác học Genrich Saulovich Altshuller (Liên Xô cũ, 1926 –1998)
phát minh. TRIZ tập trung nỗ lực vào việc xây dựng cơ chế định
hướng từ bài toán đến lời giải và ngày càng hoàn thiện cơ chế
đó giúp người giải bài toán có tư duy định hướng [12]. Hiện nay,
hệ thống công cụ của TRIZ đã phát triển tương đối hoàn chỉnh
trong lĩnh vực sáng tạo và đổi mới gồm có: 40 nguyên tắc sáng
tạo cơ bản, 9 qui luật phát triển hệ thống, 11 biến đổi mẫu, hệ
thống 76 chuẩn dùng giải bài toán sáng chế, thuật giải các bài
toán – ARIZ…
Trong dạy học Vật lý chúng ta có thể vận dụng nguyên lý
sau của TRIZ để xây dựng và phát triển các bài toán sáng tạo
[16]:
4


+ Nguyên tắc kết hợp: Kết hợp nhiều dữ kiện, yếu tố, nhiều
bài toán thành một bài toán mới.
+ Nguyên tắc phẩm chất cục bộ: Vận dụng để xây dựng mô
hình thiết bị kỹ thuật trong bài toán hộp đen.
+ Nguyên tắc phân chia: Tách bài toán thành các bài toán cơ
bản và quen thuộc.
+ Nguyên tắc liên tục tác động có ích: Yêu cầu học sinh
thiết kế mô hình, sản phẩm kỹ thuật trong giờ thực hành học
trong một dự án.
+ Nguyên tắc thay đổi dữ kiện đầu vào: Thay đổi các dữ

kiện bài toán để các hiện tượng xảy ra trong bài toán hoàn toàn
thay đổi.
+ Nguyên tắc sử dụng trung gian: Thông qua các ẩn số
trung gian hoặc bài toán trung gian để giải quyết bài toán.
+ Nguyên tắc đảo ngược: Đảo ngược giải thuyết thành kết
luận.
+ Nguyên tắc quan hệ phản hồi: Thiết lập quan hệ giữa các
yếu tố, dữ kiện và lời giải của bài toán. Sự tác động qua lại lần
nhau của các đại lượng hoặc các bộ phận trong một sản phẩm
kĩ thuật.
+ Nguyên tắc linh động: Tìm các cách tiếp cận và các lời giải
đa dạng.
+ Nguyên tắc tác động lên “nhiễu”: Tách hoặc tác động lên
các yếu tố gây “nhiễu” để các yếu tố này không còn xuất hiện
trong bài toán nữa.
2.1.4. Bài tập sáng tạo Vật lý
Bài tập Vật lý là một phương tiện dạy học Vật lý không thể
thiếu trong quá trình dạy học để củng cố kiến thức và kĩ năng,
đồng thời phát triển các năng lực tư duy của học sinh. Hai loại
bài tập phổ biến là bài tập đúng và bài tập sáng tạo. Bài tập
đúng là loại bài tập mà các dữ kiện đầu vào có thể tạo ra cách
giải và đáp số đúng đã biết trước. Trong khi đó bài tập sáng tạo
5


là loại bài tập và các dữ kiện đầu vào không chỉ dẫn trực tiếp
hay gián tiếp cách giải và đáp số đúng. Theo Ra-zu-môp-xki có
thể chia bài tập sáng tạo Vật lý thành hai loại: bài tập nghiên
cứu đối tượng (bài tập trả lời bản chất, nguyên nhân… của vấn
đề), bài tập nghiên cứu thiết kế (bài tập tìm kiếm phương pháp,

sơ đồ thiết kế, kĩ thuật đo…của một đối tượng, sản phẩm). Có
những dấu hiệu sau để nhận biết bài tập sáng tạo trong dạy học
Vật lý [16]: Bài tập có nhiều cách giải, bài tập có hình thức
tương tự nhưng có nội dung biến đổi, bài tập thí nghiệm, bài tập
cho thiếu, thừa hoặc sai dữ kiện, bài tập nghịch lí, ngụy biện,
bài tập hộp đen.
2.1.5. Quy trình xây dựng bài tập sáng tạo Vật lý theo lý
thuyết TRIZ
Quy trình áp dụng lý thuyết TRIZ xây dựng bài tập sáng
tạo Vật lý có thể được mô hình hóa bằng sơ đồ sau:

Hình 2.2. Quy trình xây dựng bài tập sáng tạo theo lý thuyết
TRIZ .

Theo đó chúng ta có thể lựa chọn bài tập cơ sở (BTCS) làm để
xuất phát, các bài tập cơ sở này có thể lấy từ sách giáo khoa,
sách tham khảo hoặc các tài liệu khác. Tiếp theo chúng ta giải
các BTCS này để tìm ra đáp số. Trong bước tiếp theo chúng ta
phân tích giả thiết, yêu cầu, hiện tượng Vật lý, quá trình Vật lý
của bài tập cơ sở. Sau đó vận dụng các nguyên tắc trong lý
thuyết TRIZ để xây dựng các bài tập sáng tạo (BTST). Quá trình

6


biến đổi có thể được thực hiện với các yếu tố đầu vào, đầu ra
hoặc các hiện tượng, quá trình, bản chất Vật lý.
2.1.6. Dạy học bài tập sáng tạo Vật lý
Quy trình hướng dẫn, hỗ trợ học sinh giải bài tập sáng tạo
Vật lý có thể được mô tả bằng sơ đồ ở hình 2.3. Theo đó sau khi

tiếp nhận bài tập sáng tạo Vật lý, học sinh có thể nhận dạng
chúng thuộc loại nào trong 6 loại đã mô tả ở trên, từ đó phân
tích để đề xuất các phương án giải quyết. Giai đoạn đánh giá
các phương án để lựa chọn phương án tối ưu là giai đoạn quan
trọng và tiêu tốn nhiều thời gian đòi hỏi sự trợ giúp tích cực của
giáo viên để rút ngắn thời gian cho học sinh. Cuối cùng sau khi
tạo ra kết quả hay sản phẩm vẫn cần đánh giá để khẳng định
giải pháp và kết quả có đúng đắn không, chính xác đến mức độ
nào.

Hình 2.3. Quy trình định hướng giải quyết BTST Vật lý
2.2. Thực trạng vấn đề trước khi áp dụng sáng kiến kinh
nghiệm
Bài tập Vật lý vừa là nội dung vừa là công cụ trong dạy học
Vật lý ở trường THPT. Các nguồn bài tập có trong các tài liệu
7


như: Sách giáo khoa, sách bài tập, sách tham khảo, các đề thi,
các chuyên đề của giáo viên. Học sinh thường phải hoàn thành
một lượng bài tập nhất định theo yêu cầu của giáo viên. Ngoài
ra các em có thể tự làm từ các sách tham khảo, các chuyên đề
hoặc các đề thi tham khảo…Như đã trình bày ở trên hầu hết các
bài tập Vật lý trong các sách giáo khoa, sách bài tập, sách tham
khảo, hay các đề thi là các bài tập đúng. Các bài tập này thường
có lời giải, đáp án cho trước, hầu hết lời giải là lời giải duy nhất.
Việc áp dụng hình thức thi trắc nghiệm khác quan ở kì thi
THPTQG, kì thi kiểm tra học kì, kiểm tra 45 phút ở tuyệt đại các
trường THPT trên toàn quốc càng khiến cho loại bài tập đúng trở
nên bị tuyệt đối hóa. Thậm chí hầu như học sinh được rèn luyện

để trở thành “máy giải” bài tập Vật lý một cách máy móc và xa
rời với thực tế. Các bài tập để trả lời câu hỏi “làm thế nào” hay
các bài tập thiết kế dường như vắng bóng trong các loại học liệu
kể trên.
Trong một vài năm gần đây, đề thi học sinh giỏi cấp tỉnh
môn Vật lý ở Thanh hóa đã xuất hiện câu hỏi phương án thí
nghiệm trong đề thi. Đây là một loại bài tập sáng tạo Vật lý.
Điều này đã tác động đáng kể đến cách kiểm tra và đánh giá
học sinh ở mức độ vận dụng cao. Xu hướng này đã tiệm cận với
xu hướng thi học sinh giỏi cấp quốc gia và Olympic Vật lý khu
vực và quốc tế. Xu hướng này cũng cập nhật với những thay đổi
Chương trình giáo dục phổ thông tổng thể sắp tới.
Bên cạnh đó, cuộc thi sáng tạo khoa học kĩ thuật VISEF đã
trở nên phổ biến trên toàn tỉnh Thanh Hóa góp phần làm thay
đổi cách dạy Vật lý nói chung và cách dạy bài tập Vật lý nói
riêng. Vật lý có thể tham gia vào rất nhiều lĩnh vực liên quan
trong cuộc thi này.
Tuy nhiên số lượng bài tập sáng tạo Vật lý được biên soạn
đang còn rất ít. Đặc biệt là cách để xây dựng loại bài tập này
chưa được nghiên cứu và phát triển trong dạy học Vật lý.
Khoảng trống này là rất lớn đòi hỏi các giáo viên Vật lý phải đầu
tư nhiều công sức, trí tuệ, thời gian để phát triển loại bài tập
này. Đặc biệt là đáp ứng yêu cầu trong Chương trình giáo dục
phổ thông mới, khi mà năng lực sáng tạo của học sinh là một
trong ba năng lực chung phải phát triển ở học sinh. Sáng kiến

8


kinh nghiệm này là một trong những sáng kiến Vật lý đầu tiên

đáp ứng nhiệm vụ dạy học Vật lý đó.
2.3. Xây dựng chuỗi bài tập sáng tạo Vật lý theo lý
thuyết TRIZ
Dạy học Vật lý trong Trường THPT có nhiều hình thức
nhưng dựa vào mục tiêu dạy học bài tập sáng tạo Vật lý trong
SKKN này áp dụng cho 4 hình thức cơ bản sau: dạy học chính
khóa, luyện thi THPTQG, bồi dưỡng học sinh giỏi cấp tỉnh, và
tham dự cuộc thi Sáng tạo Khoa học-Kỹ thuật VISEF. Dạy học
chính khóa có thể ứng dụng cho các tiết dạy bài mới, tiết bài
tập và tiết thực hành.
Trong chương trình Vật lý THPT hai phần Cơ học và Điện tử học
chiếm tỉ lệ nội dung lớn hơn so với các phần khác, vì vậy SKKN
lựa chọn hai phần này để xây dựng các chuỗi bài tập. Các phần
nội dung khác có thể áp dụng các nguyên tắc khoa học cũng
kinh nghiệm để xây dựng các chuỗi bài tập sáng tạo Vật lý mới.
Do giới hạn của SKKN mỗi phần chỉ giới thiệu một số bài tập
sáng tạo Vật lý điển hình có thể áp dụng cho 4 hình thức dạy
học nêu trên.
Mỗi chuỗi bài tập sáng tạo Vật lý được trình bày bao gồm các
phần sau:
a) Bài tập cơ sở (BTCS): đây là các bài tập đúng từ sách giáo
khoa, sách tham khảo Vật lý. Các bài tập này có lời giải với đáp
số chi tiết, trong nhiều trường hợp cách giải đó là duy nhất.
b) Nguyên tắc sáng tạo (NTST): trình bày các nguyên lý sáng
tạo của lý thuyết TRIZ ứng dụng để xây dựng bài tập sáng tạo
từ bài tập cơ sở hoặc từ bài tập sáng tạo Vật lý trước đó.
c) Bài tập sáng tạo (BTST): trình bày nội dung các bài tập sáng
tạo Vật lý.
d) Định hướng tư duy (ĐHTD): là những câu hỏi định hướng tư
duy cho học sinh giúp các em giải quyết thành công bài tập.

e) Lời giải tóm tắt (LGTT): trình bày một lời giải tóm tắt của bài
tập sáng tạo để học sinh có thể tham khảo khi các em không
tìm ra lời giải nào.
9


f) Hình thức dạy học (HTDH): trình bày hình thức dạy học có gợi
ý đến phương pháp và kỹ thuật dạy học loại bài tập này.
2.3.1. Một số chuỗi bài tập sáng tạo phần Cơ học
Bài tập 1
a) BTCS: Một hòn bi lăn theo cạnh của một mặt bàn hình chữ
nhật cao h = 1,25 m. Khi ra khỏi mép bàn, nó rơi xuống nền nhà
tại điểm cách mép bàn L = 1,50 m (theo phương ngang)? Lấy g
= 10 m/s2. Tính thời gian rơi của bi và tốc độ của bi lúc rời khỏi
bàn (Bài tập số 6, SGK Vật lí 10 , trang 88) [8].
b) NTST: Sử dụng nguyên tắc sao chép và nguyên tắc trung
gian để biến BTCS thành BTST1 như sau:
c) BTST1: Hãy trình bày cách xác định vận tốc tối đa của một
cái thước nhựa khi bạn uốn cong rồi thả bật ra. Giả sử bạn chỉ
có thêm một cục tẩy và một thước dây đo chiều dài.
d) ĐHTD: Muốn xác định được vận tốc ta phải xác định những
đại lượng nào?
Làm thế nào để đo được các đại lượng này? Chúng ta thiếu
dụng cụ đo đại lượng nào? Làm thế nào để không cần phải đo
thời gian? Chúng ta có thể sử dụng cục tẩy để làm gì?
e) LGTT: Đặt cục tẩy ngay cạnh thước uốn cong để cục tẩy
được ném từ độ cao h, khi đó thì thời gian bay của nó là: . Tầm
bay xa của cục tẩy là: s = v.t = v. Khi đó, ta xác định được vận
tốc tới đa của cục tẩy là: v = s. Dùng thước dây để đo tầm bay
xa s và độ cao h mà từ đó cục tẩy bị tác động, g là gia tốc rơi tự

do, ta lấy gần đúng g  9,8 m/s2. Từ đó, ta xác định được vận
tốc tối đa của thước thông qua chuyển động ném ngang của cục
tẩy.
f) HTDH: Đây là bài tập sáng tạo được xây dựng từ bài tập
trong SGK nên có thể sử dụng ngay trong tiết học của bài này
hoặc trong tiết bài tập sau đó. Đây là loại bài tập thiết kế nên
học sinh có thể đưa ra rất nhiều cách giải quyết, giáo viên phải
phân tích để các em có thể trình bày lôgic trong lời giải. Khi dạy
học bài tập sáng tạo này giáo viên cần làm thực nghiệm trước
học sinh để các em hình dung ra cách giải quyết vấn đề.
b) NTST: Sử dụng nguyên tắc linh động và nguyên tắc thay đổi
dữ kiện đầu vào để biến BTST1 thành BTST2 như sau:
10


c) BTST2: Làm thế nào để xác định vận tốc của quả bóng do
người này ném lớn hơn vận tốc một quả bóng do một người
khác ném là bao nhiêu, nếu bạn chỉ dùng một thước đo chiều
dài?
d) ĐHTD: Hai người ném ngang hay ném xiên quả bóng thì mới
có thể so sánh được vận tốc ném?
Vận tốc của vật ném ngang được xác định như thế nào? Biểu
thức so sánh giữa hai vận tốc này là bao nhiêu? Thước dây dùng
để làm gì? Chúng ta phải đo đại lượng nào?
e) LGTT: Cho hai người khác nhau lần lượt ném quả bóng theo phương ngang
(ném ngang). Sau đó dùng thước dây đo tầm bay xa S1, S2 mà hai em ném
được. Quả bóng được ném từ độ cao h thì thời gian bay của quả bóng là: ; Tầm
bay xa của quả bóng: s = v.t = v. Gọi v1, v2 là vận tốc ném của người này và
người kia thì tầm bay xa của quả bóng do hai người thực hiện được là:
Như vậy, để giải bài tập này ta chỉ cần dùng thước dây để đo tầm bay xa S1, S2

của quả bóng và các độ cao h1, h2 từ đó bóng được ném đi. Để đơn giản, ta có
thể cho h1 = h2 bằng cách cho người thấp hơn đứng trên một bệ cao thích hợp
hoặc người cao cúi người xuống. Khi đó, ta có:
f) HTDH: Đây là bài tập sáng tạo tìm phương án thiết kế (loại
bài tập trả lời cầu hỏi “làm thế nào”). Nên có thể sử dụng ngay
trong tiết học của bài này hoặc trong tiết bài tập ngay sau đó.
Giáo viên cần phải giải thích điều kiện lý tưởng hóa của bài tập.
Hơn thế nữa, giáo viên cũng cần nêu cách giải quyết của bài tập
qua các yếu tố trung gian. Vì đây là một hướng để giải quyết
sáng tạo các vấn đề.
Bài tập 2
a) BTCS: Trình bày cách xác định trọng tâm của các vật phẳng,
mỏng (Hình 17.4 bài 17 SGK cơ bản lớp 10) [8].
Lời giải tóm tắt của bài tập cơ sở: Dùng dây treo mô hình lên,
theo chiều của dây treo vẽ một đường thẳng, sau đó lại chuyển
đến một chỗ khác để treo và lại vẽ một đường thẳng; giao điểm
của hai đường đó là trọng tâm của mô hình. Nếu hai đường
11


không cắt nhau trên mô hình thì cần kéo dài chúng để cắt nhau
ở ngoài mô hình (khi đó trọng tâm ở ngoài vật thể). Giáo viên
yêu cầu học sinh trình bày sản phẩm không nên chỉ dừng lại ở
mô tả phương pháp.
b) NTST: Sử dụng nguyên tắc linh động của lý thuyết TRIZ để xây dựng BTST
Vật lý mới.
c) BTST: Hãy tìm mối liên hệ giữa vị trí trọng tâm của người
trong các tư thế nhảy cao với thành tích của vận động viên điền
kinh.

d) ĐHTD: Trọng tâm con nguời ở đâu? Những tư thế nhảy cao
nào đã từng được các vận động viên sử dụng? Tư thế nhảy cao
nào được các vận động viên sử dụng phổ biến hiện nay? Kỉ lục ở
các tư thế mà các vận động viên đạt được.
e) LGTT: Trọng tâm con nguời ở đâu? Vấn đề này không thể
giải quyết trong chốc lát là xong. Do trọng tâm rất “ linh động”,
tuỳ thuộc vào tư thế của người mà vị trí của nó có thể thay đổi.
Khi đứng thẳng thì trọng tâm ở quãng lưng. Nhưng khi bạn giơ
cánh tay lên, hoặc giơ chân lên thì trọng tâm đã thay đổi rồi. Khi
gập lưng thì trọng tâm rơi ra phía ngoài thân thể. Cho nên sự
linh động của trọng tâm là do sự thay đổi về tư thế của chính
bạn. Dùng phương pháp thực nghiệm có thể thuận tiện để lý
giải sự thay đổi của trọng tâm. Bạn có thể dùng bìa cứng để có
thể làm một mô hình người, bao gồm đầu, thân trên, chân dưới
và tứ chi hợp thành. Các bộ phận có thể khâu lại liên tiếp để có
thể chuyển động và tạo ra một số tư thế khác nhau. Trong huấn
luyện thể dục, người ta cũng thường dùng phương pháp tương
tự để nghiên cứu trọng tâm con người. Chúng ta sẽ dùng mô
hình này nghiên cứu trọng tâm của vận động viên nhảy cao.
Chúng ta đều biết kỷ lục nhảy cao của thế giới không ngừng
được lập mới, phải chăng lực bật nhảy của nguời hiện đại tốt
hơn người cổ đại? Các nhà khoa học thông qua rất nhiều thực
nghiệm thấy rằng: lực nhảy bật lên của con người đều sai biệt
không nhiều, chừng khoảng 1 mét, ngay với vận động viên nhảy
cao ưu tú cũng không nhảy cao hơn bao nhiêu. Toàn bộ trọng
lượng của cơ thể con người có thể xem như tập trung ở trọng
tâm, cho nên sức bật nhảy lên chỉ quyết ở độ cao mà trọng tâm
có khả năng nâng lên được. Khi đứng thẳng, trọng tâm đứng
cách mặt đất 1 mét, độ cao bật nhảy là một mét, khi bạn nhảy
12

độ cao trọng tâm được nâng lên cách mặt đất 2 mét. Nhưng quy
định của bộ môn nhảy cao là yêu cầu vận động viên nhảy qua
xà: Đây là bí mật để thành tích nhảy cao không ngừng nâng lên.
Nhảy cao có nhiều tư thế: kiểu bước qua, kiểu úp bụng, kiểu
ưỡn lưng, hiện nay không còn ai dùng kiểu nhảy bước qua nữa.
Vì sao vậy? Bây giờ chúng ta dùng thực nghiệm để tìm câu trả
lời. Đem mô hình người xếp thành 3 kiểu nhảy cao: kiểu nhảy
bước qua, kiểu úp bụng và kiểu uỡn lưng, sau đó xác định trọng

tâm của chúng (hình 2.4). Bạn sẽ thấy khi vận động viên dùng
kiểu bước qua để nhảy xà thì trọng tâm ở cánh tay, khi dùng
kiểu áp bụng thì trọng tâm ở dưới một chút, khi dùng kiểu ưỡn
lưng thì trọng tâm ở thấp nhất: ở phần dưới của cơ thể. Do khi
vượt xà, trọng tâm càng thấp thì thành tích nhảy cao càng tốt;
khi bạn áp dụng chính xác kiểu nhảy ưỡn lưng để qua xà, trọng
tâm thấp hơn thân thể khoảng 300 mm. Người có thân cao 2
mét, có sức bật 1 mét thì độ cao trọng tâm của người đó đạt
2,30 mét. Còn nguời đó áp dụng kiểu nhảy bước thì xà đặt ở
mức hai mét thì cũng không nhảy qua nổi!
Hình 2.4. Các tư thế nhảy cao của vật động viên điền kinh
f) HTDH: Đây là bài tập có thể sử dụng ngay trong tiết học
chính khóa hoặc trong các chuyên đề luyện thi THPTQG ở mức
vận dụng cao. Điền kinh là nội dung được học trong môn thể
dục của THPT, các em đã làm quen với các kiểu nhảy bước qua
và úp bụng, thậm chí là ưỡn lưng, vì vậy học sinh đã trải nghiệm
vấn đề này trong thực tế. Tuy nhiên khi phân tích vấn đề này
dưới góc độ Vật lý học thì lại là vấn đề khoa học. Lịch sử đã
chứng minh một thực tế là không phải ngay từ ban đầu các hoạt

động thể thao được phân tích dưới góc độ khoa học. Đây là một
loại bài tập kiểu dự án mang tính “nghiên cứu” và “thực
nghiệm” cao giúp học sinh khám phá, phân tích, và tưởng
tượng. Hoàn thành bài tập này học sinh sẽ thấy một nhánh
nghiên cứu và ứng dụng hấp dẫn của Vật lý là Vật lý thể thao.
13


Thành tích của thể thao hiện đại có sự đóng góp rất lớn của Vật
lý học.
Bài tập 3
a) BTCS: Ba bạn Trung, Mỹ, Việt cùng đẩy một chiếc ghế. Hai bạn Trung và
Mỹ cùng tác dụng lên ghế các lực có cùng độ lớn bằng 50 N, và có phương hợp
với nhau một góc 600. Hỏi Việt phải tác dụng vào ghế một lực có độ lớn và
phương, chiều thế nào để ghế đứng yên?
b) NTST: Sử dụng nguyên tắc linh động, nguyên tắc đảo ngược để chuyển
BTCS thành BTST
c) BTST: Một xe ô tô bị sa lầy, lái xe và tất cả các hành khách trên xe cùng
nhau buộc dây vào xe và trực tiếp kéo thẳng để đưa xe ra khỏi chỗ lầy. Tuy
nhiên họ không thể kéo xe ra khỏi vũng lầy được. Nếu bạn có mặt trong đoàn
người trên hãy đưa ra một phương án khả dĩ để kéo xe ra khỏi vũng lầy với chỉ
từng ấy người, hãy chứng minh phương pháp của bạn để thuyết phục mọi người.
d) ĐHTD: Lực kéo tác dụng lên xe bằng lực nào? Xe sẽ chuyển động theo
hướng nào? Có cùng hướng với hướng của lực kéo không? Làm thế nào để tăng
lực kéo khi số người là không đổi? Nếu bạn có thể sử dụng thêm vật khác để kéo
được xe lên thì bạn có thể sử dụng vật gì và sử dụng chúng như thế nào?
e) LGTT: Thay vì kéo thẳng trực tiếp xe bằng dây thừng thì chúng ta có thể
buộc dây thừng giữa xe và một cái cây (hoặc một vật cố định chắc chắn), sau đó
kéo sợi dây theo phương vuông góc giữa đường nối giữa xe và cây. Giải pháp
kéo xe ra khỏi lầy như trên có thể mô tả như hình 2.5. Nếu lực kéo của mọi

người xúm lại để thực hiện là thì lực tác dụng lên xe là có độ lớn lớn hơn độ
lớn của lực . Khi đó xe sẽ di chuyển theo hướng của lực (Hình 2.5).
Nếu ta gọi  là góc hợp bởi hướng của lực và khi đó độ lớn của lực tác dụng
lên xe được tính theo độ lớn của lực kéo của mọi người như sau:
Nếu khoảng cách từ xe đến cây càng lớn thì góc  càng lớn nên cos càng nhỏ
dẫn đến độ lớn của lực càng lớn, tức là khả năng
kéo xe ra khỏi vùng lầy càng cao.

Hình 2.5. Sơ đồ lực tác
dụng lên xe
f) HTDH: Đây là bài tập có thể sử dụng trong luyện thi THPTQG
hoặc HSG cấp tỉnh tương ứng với loại bài tập Phương án thí
14


nghiệm. Bài tập yêu cầu tìm ra giải pháp trong một tình huống
thật, bằng cách vận dụng phép phân tích lực.
Bài tập 4
a) BTCS1: Một chiếc xe chạy theo một khúc quanh trên một
mặt đường nằm ngang. Bán kính khúc quanh là 288 m và hệ số
ma sát nghỉ giữa bánh xe và mặt đường là 0,20. Cho g = 10
m/s2. Tính vận tốc lớn nhất mà xe không bị trượt.
Lời giải tóm tắt : Lực ma sát nghỉ đóng vai trò là lực hướng tâm .
Ta có:
 24 m/s
- BTCS2: Một chiếc xe chạy theo một đường vòng quanh có bán
kính 288 m với vận tốc không đổi. Mặt đường nghiêng với
phương ngang một góc 150. Giả sử không có ma sát giữa bánh
xe với mặt đường. Cho g = 10 m/s2. Hỏi vận tốc của xe phải
bằng bao nhiêu?

Lời giải tóm tắt: Để xe chuyển động thẳng đều thì hợp lực của
trọng lực và phản lực phải hướng vào tâm của đường tròn quỹ
đạo. Từ Hình 2.6, ta có: . Từ kết quả này ta kết luận thêm: Nếu v > 27,8
m/s thì xe bị trượt lên dốc vì Khi đó, hợp lực của trọng lực và phản lực không
đủ để đóng vai trò là lực hướng tâm.
Nếu v < 27,8 m/s thì xe bị trượt xuống dốc.Tuy nhiên trong thực
tế, giữa bánh xe và mặt đường còn có lực ma sát nghỉ nên vận

tốc của xe nằm trong giới hạn đó. Hình 2.6. Sơ đồ phân tích
lực.
Hình 2.7. Sơ đồ phân tích lực.
- BTCS3: Một chiếc xe chạy theo một đường vòng quanh có bán
kính khúc quanh là 288 m và hệ số ma sát nghỉ giữa bánh xe và
mặt đường là 0,20. Mặt đường nghiêng với phương ngang một

15


góc 150. Cho g = 10 m/s2. Hỏi vận tốc của xe phải thay đổi
trong giới hạn nào để xe không bị trượt?
Lời giải tóm tắt: Khi vận tốc Theo lập luận ở BTCS2, nếu v >
27,8 m/s thì xe có xu hướng trượt lên dốc. Khi đó, lực ma sát
nghỉ
có phương dọc theo dốc và hướng xuống phía dưới. Phương
trình định luật II Niu tơn: . Chiếu (*) lên trục Ox và lên trục Oy,
ta được:
Vì
. Khi ta so sánh kết quả này với kết quả BTCS2 thì khi mặt
đường nghiêng một góc  thì vmax lớn hơn rất nhiều. Điều kiện
để bài toán có nghiệm: cos > tan.

Khi vận tốc v <  16 m/s: Theo lập luận ở BTCS2, nếu bị trượt
thì xe có xu hướng bị trượt xuống dốc. Khi đó, lực ma sát nghỉ
có phương dọc theo dốc và hướng lên phía trên. Phương trình
định luật II Newton: . Chiếu (*) lên trục Ox và lên trục Oy, ta
được:
Vì
.
Điều kiện để bài toán có nghiệm:
sin > n .cos  tan> n   
11,30.
Để xe không bị trượt thì vận tốc của xe là: 49 km/h  v  136
km/h.
b) NTST: Sử dụng nguyên tắc linh động, nguyên tắc tổng hợp,
để chuyển BTCS1, BTCS2 và BTCS3 thành BTST1.
c) BTST1. Tại các đoạn đường lượn vòng các kỹ sư thiết kế phải
nâng mặt đường để tạo thành một mặt nghiêng về phía tâm
đường tròn? Giả sử góc nghiêng của mặt đường và hệ số ma sát
16


nghỉ giữa lốp xe và mặt đường đã biết. Bạn có thể đề xuất một
phương án an toàn giao thông bằng cách chỉ dẫn vận tốc tối đa
và tối thiểu của xe, vậy chúng bằng bao nhiêu để được phép đi
trên quãng đường này?
d) ĐHTD: Tại sao các kỹ sư phải thiết kế mặt đường ở chỗ lượn
vòng nghiêng về tâm? Khi xe đi vào chỗ lượn vòng lực nào đóng
vai trò là lực hướng tâm? Ma sát nghỉ có ảnh hưởng như thế
nào đến chuyển động của xe khi đi vào chỗ lượn vòng? Tốc độ
lớn nhất và nhỏ nhất là bao nhiêu để xe không bị trượt khi đi
vào chỗ lượn vòng? Góc nghiêng ảnh hưởng như thế nào tới

chuyển động của xe?
e) LGTT: Trường hợp mặt đường nằm ngang, vận tốc lớn nhất
xe đạt được mà không bị trượt là: vmax = . Trường hợp mặt đường
nghiêng một góc  và bỏ qua mọi ma sát, hợp lực của trọng lực
và phản lực đóng vai trò là lực hướng tâm. Khi vận tốc v < thì
xe có xu hướng bị trượt xuống dốc. Khi đó, lực ma sát nghỉ có
phương dọc theo dốc và hướng lên phía trên. Khi vận tốc v > thì
xe có xu hướng bị trượt lên dốc. Khi đó, lực ma sát nghỉ có
phương dọc theo dốc và hướng xuống dưới.
Tốc độ tối đa của xe mà xe không bị trượt lên dốc:
Tốc độ tối thiểu của xe mà xe không bị trượt xuống dốc:
Khi tan   n : Xe không bao giờ bị trượt xuống dốc.
Khi n < tan < . Biểu thức của vmax và vmin trên được thõa mãn.
Khi tan > . Ta không tìm được giá trị của vmax và vmin.
Trong thực tế, khi góc  quá lớn thì xe có thể bị lật. Khi đó, ta
phải xét tới momen của các lực đối với trục quay đi qua các
bánh xe ở gần tâm của vòng tròn.
f) HTDH: Đây là bài tập có thể sử dụng để phát triển thành một
dự án tham dự cuộc thi sáng tạo KH-KT VISEF khi tìm giải pháp
an toàn giao thông trong các đoạn đường vòng với điều kiện
thực tế hoặc bài tập ở mức vận dụng cao trong kì thi THPTQG
17


hoặc bài tập trong kì thi HSG cấp tỉnh khi chúng ta bổ xung
thêm các dữ kiện đầu vào.
b) NTST: sử dụng nguyên tắc phân chia, nguyên tắc đảo
ngược, nguyên tắc quan hệ phản hồi để chuyển các BTCS thành
bài BTST2.
c) BTST2. Mặt đường ở những chỗ lượn vòng thường nghiêng

về phía tâm đường tròn một góc để xe có thể chuyển động an
toàn. Nếu cho em thiết kế một đoạn đường như vậy, hãy đưa ra
phương án thiết kế để góc nghiêng của mặt đường tối ưu nhất
mà xe chạy với một tốc độ tối đa cho trước được an toàn. Xem
như hệ số ma sát nghỉ giữa bánh xe và mặt đường đã biết.
d) ĐHTD: Giả sử góc nghiêng của mặt đường là  và hệ số ma
sát nghỉ giữa bánh xe và mặt đường đã biết thì tốc độ tối đa và
tối thiểu để xe không bị trượt là bao nhiêu? Nếu biết tốc độ tối
đa cho phép và hệ số ma sát nghỉ giữa bánh xe và mặt đường.
Hãy đề xuất phương án thiết kế mặt đường với góc nghiêng
tương ứng với hai giá trị trên. Với góc nghiêng của mặt đường
như trên, vận tốc tối thiểu của xe là bao nhiêu để xe không bị
trượt xuống dốc?
e) Lời giải tóm tắt: Tốc độ tối đa của xe mà xe không bị trượt
lên dốc:
Bán kính cong của đoạn đường R và gia tốc g có thể đo được. Từ
đó ta tính được góc nghiêng . Tốc độ tối thiểu của xe mà xe
không bị trượt xuống dốc:
f) HTDH: Đây là bài tập có thể sử dụng để phát triển thành một
dự án tham dự cuộc thi sáng tạo KH-KT VISEF khi tìm giải pháp
an toàn giao thông trong các đoạn đường vòng với điều kiện
thực tế hoặc bài tập ở mức vận dụng cao trong kì thi THPTQG
hoặc bài tập trong kì thi HSG cấp tỉnh khi chúng ta bổ xung
thêm các dữ kiện đầu vào.
2.3.2. Một số chuỗi bài tập sáng tạo phần Điện từ học
Bài tập 1
18


a) BTCS: Dùng loại dây đồng đường kính 0,5mm, bên ngoài có

phủ một lớp sơn cách điện mỏng quấn quanh một hình trụ để
tạo thành một ống dây, Ống dây có 5 lớp nối tiếp nhau sao cho
dòng điện trong tất cả các vòng dây của các lớp đều cùng
chiều. Các vòng dây của mỗi lớp được quấn sít nhau. Hỏi nếu
cho dòng điện cường độ 0,15A chạy qua các vòng dây thì cảm
ứng từ bên trong ống dây bằng bao nhiêu? (bài 4.37 trang 50
SBT Vật lý 11 nâng cao [11].
b) NTST: Sử dụng nguyên tắc kết hợp và nguyên tắc thay đổi
dữ kiện đầu vào chuyển thành BTST.
c) BTST: Tình trạng rải đinh trên đường “đinh tặc” gây nguy
hiểm cho người tham gia giao thông. Có thể dùng nam châm để
hút các đinh trên đường, nhưng sau đó phải dùng tay để gỡ số
đinh ra gây bất tiện và nguy hiểm cho tay. Hãy thiết kế một
thiết bị để nhặt các đinh trên với các dụng cụ sau: một sợi dây
đồng đủ dài, một thanh thép, acquy (hay pin).
d) ĐHTD: Có thể dùng vật gì nhặt đinh thay cho tay? Vật đó có
thể tìm nhặt đinh ngay cả khi ta không nhìn thấy mẫu đinh
không? Vật ấy có thể vừa nhặt đinh và nhả đinh ra khi không
cần dùng tay gỡ ra không? Muốn làm điều đó thì vật phải có
tính chất gì? Chế tạo vật ấy như thế nào? Vẽ sơ đồ chế tạo và
giải thích hoạt động.
e) LGTT: Vật vừa có thể hút vừa nhả đinh là nam châm điện. Ta
dùng dây dẫn quấn quanh một thanh thép thành một ống dây.
Lưu ý các vòng dây cách điện với nhau, giữa các lớp vòng dây
có thể chen thêm lớp giấy cách điện cho an toàn. Hai đầu dây
dẫn nối với hai cực của pin hay ăcquy thông qua một công tắc.
Kết hợp nam châm vừa quấn với một thanh dài sao cho ta có
thể cầm thanh đó để nhặt đinh dễ dàng. Khi bật công tắt thì
nam châm hút đinh và khi ngắt điện thì nam châm tự nhả đinh
ra vào giỏ rác.

f) HTDH: Đây là bài tập được xây dựng từ bài tập trong SGK
nên có thể sử dụng ngay trong tiết học của bài này hoặc trong
tiết bài tập ngay sau đó để học sinh ứng dụng nhằm giải quyết
một vấn đề của cuộc sống. Bên cạnh đó giáo viên có thể thiết
kế các câu hỏi trắc nghiệm định tính để đánh giá năng lực vận
dụng kiến thức Vật lý vào kĩ thuật.
19


Bài tập 2
a) BTCS: Cho một khung dây dẫn hình chữ nhật
ABCD gồm 100 vòng dây, cạnh CD nằm ngang treo
vào một lực kế , cạnh AB đặt trong từ trường đều của
nam châm chữ U, các đường sức từ giữa hai nhánh
nam châm nằm ngang và vuông góc với cạnh AB như
hình 2.9 (chỉ có cạnh AB dài 10 cm nằm giữa 2 nhánh
nam châm). Ban đầu lực kế chỉ 0,5 N, cho dòng điện
qua dây dẫn, ta thấy lực kế chỉ 1 N, cường độ dòng
điện qua dây dẫn là 0,5A. Xác định cảm ứng từ trong
lòng nam châm.
b) NTST: Sử dụng nguyên tắc kết hợp (kết hợp giữa bài tập tính
cảm ứng từ tổng quát với việc tính cảm ứng từ giữa 2 nhánh của
một nam châm chữ U) và nguyên tắc sử dụng đối tượng trung
gian (dùng cách đo lực từ tác dụng lên một đoạn dây để tính
cảm ứng từ, dùng các dụng cụ đo cường độ dòng điện, đo lực).
c) BTST : Cho một nam châm hình chữ U, một khung dây, lực
kế, ắcquy, các giá đỡ, đồng hồ đo điện đa năng, thước đo độ
dài. Hãy trình bày phương án xác định độ lớn cảm ứng từ trong
lòng nam châm hình chữ U.
d) ĐHTD: Theo định nghĩa độ lớn cảm ứng từ được xác định

thông qua những đại lượng nào? Làm thế nào để đo được những
đại lượng này? Những dụng cụ nào trong đầu bài có thể đo các
đại lượng này? Những dụng cụ nào để tạo nên thí nghiệm? Bố
trí các dụng cụ đo như thế nào?
e) LGTT: Từ trường giữa 2 nhánh nam châm là từ trường đều.
Muốn đo B ta có thể dùng công thức . Do đó ta có thể dùng lực
kế để đo lực từ, ampe kế đo cường độ dòng điện và thước để đo
chiều đoạn dây, để đơn giản ta đặt dây dẫn vuông góc với cảm
ứng từ B để α = 900. Ta có thể treo khung dây vào một đầu lực
kế, một đầu dây của khung được nối với acquy, đầu còn lại mắc
nối tiếp với ampe kế và nối với cực kia của acquy (hay biến thế
nguồn), đặt sao cho cạnh dưới của khung nằm ngang và vừa lọt
vào vùng không gian giữa 2 nhánh nam châm chữ U. Nam châm
đặt sao cho B nằm trong mặt phẳng nằm ngang và vuông góc
với cạnh khung. Quan sát ghi nhận số chỉ của lực kế F1. Bật
công tắc ắcquy cho dòng điện qua khung, quan sát ghi nhận số
20


chỉ của lực kế F2. Suy ra lực từ F = F1- F2. Ghi nhận số chỉ Ampe
kế, đo chiều dài cạnh dưới của khung. Tính Thay đổi dòng điện
qua khung bằng cách điều chỉnh hiệu điện thế của biến thế
nguồn, đo lại các giá trị I, và F. Tính lại giá trị B. Thực hiện 3 lần
để lấy giá trị trung bình. Chú ý: cách này phải dùng lực kế nhạy.
Chú ý tới dòng điện qua khung quá lớn có thể làm đoản mạch.
Với khung dây phòng thí nghiệm có thể sử dụng với hiệu điện
thế cỡ 9V.
f) HTDH: Đây là bài tập có thể sử dụng ngay trong tiết học
chính khóa ở bài 21 SGK cơ bản hoặc trong các chuyên đề luyện
thi THPTQG dưới dạng câu hỏi ở mức vận dụng.

Bài tập 3
a) BTCS : Một khung dây hình chữ nhật ABCD đặt trong từ
trường đều cảm ứng từ B = 5.10-2 T. Cạnh AB của khung dài 5
cm. Dòng điện trong khung có cường độ 2A. Tính giá trị cực đại
của momen ngẫu lực từ tác dụng lên khung trong 2 trường hợp:
* cạnh AB của khung vuông góc còn cạnh BC song song với
đường
sức
từ.
* cạnh BC của khung vuông góc còn cạnh BC song song với
đường sức từ.
(bài 3 trang 165 sách giáo khoa Vật lý 11 nâng cao).
b) NTST: Áp dụng nguyên tắc kết hợp (kết hợp lý thuyết về
chuyển động quay của khung mang dòng điện trong từ trường
với sự quay của động cơ trong thực tế) và nguyên tắc phản đối
xứng (chuyển hình ảnh khung dây hình chữ nhật thành dạng bất
kỳ, từ trường đều B thay bằng từ trường không đều).
c) BTST: Hãy chế tạo một động cơ điện một chiều từ các vật
liệu và đồ dùng quen thuộc hoặc bỏ đi trong gia đình bạn.
d) ĐHTD: Nêu nguyên tắc hoạt động của động cơ điện xoay
chiều? Thành phần, bộ phận cơ bản của động cơ điện một chiều
là gì? Chúng ta dùng nguyên liệu nào, vật liệu nào để chế tạo
những bộ phận đó? Hãy sưu tầm những nguyên liệu, đồ dùng bỏ
đi để có thể làm chúng? Đặt khung dây mang dòng điện như
thế nào để khung có thể quay? Khung có thể quay liên tục
không? Vì sao? Nếu khung dây không có dạng chữ nhật mà có
dạng bất kì thì khung có thể quay không? Muốn cho dòng điện
21

qua khung phải nối hai đầu khung với hai cực của pin, bạn sẽ
nối như thế nào? Nếu bạn dùng dây dẫn nối trực tiếp vào khung
thì sẽ có bất lợi gì khi khung quay không? Muốn khác phục bất
lợi đó bạn có thể làm cách nào để cho dòng điện qua khung?
Bạn có thể không cần dùng dây nối mà cho hai đầu khung tiếp
xúc trực tiếp với hai cực pin không? Lúc đó làm sao để khung có
thể quay?
f) HTDH: Đây là bài tập có thể sử dụng để phát triển thành một
dự án tham dự cuộc thi sáng tạo KH-KT VISEF.
2.4. Hiệu quả của sáng kiến kinh nghiệm
- Đối với cá nhân: SKKN đã thúc đẩy năng lực chuyên môn và cá
nhân lên một tầm cao mới. Thông qua việc xây dựng và phát
triển các chuỗi bài tập sáng tạo theo lý thuyết TRIZ trên không
những cá nhân phát triển các năng lực chuyên môn về Vật lý
mà còn đối với cả khoa học sáng tạo. Việc áp dụng chuỗi bài tập
sáng tạo đã tạo nên năng lực sư phạm sáng tạo và linh hoạt cho
tác giả.
- Đối với các giáo viên Vật lý: Trong thời gian tới khi mà SKKN
được phổ biến sẽ mang lại cơ hội phát triển năng lực sáng tạo
các bài tập Vật lý phong phú và đa dạng hơn, điều này sẽ hình
thành nên năng lực mới và đưa nghệ thuật giảng giải của họ
sang một trang mới.
- Đối với học sinh: Các bài tập sáng tạo trong sáng kiến kinh
nghiệm đã được áp dụng trong các giờ dạy chính khóa như tiết
học bài mới, tiết bài tập đã mang lại sự tò mò, hứng thú cao cho
học sinh. Đặc biệt các bài tập là phù hợp với việc bồi dưỡng học
sinh giỏi cấp tỉnh môn Vật lý hoặc mức vận dụng cao trong
luyện thi THPTQG. Việc áp dụng các bài tập sáng tạo này trong
thời gian tới sẽ mở rộng thành các dự án cá nhân để học sinh có
thể gửi dự thi cuộc thi sáng tạo Khoa học Kỹ thuật VISEF.

- Đối với nhà trường và ngành giáo dục: Đây là SKKN đầu tiên
ứng dụng lý thuyết TRIZ để xây dựng bài tập sáng tạo TRIZ. Sự
thành công của sáng kiến có thể áp dụng cho các môn học khác
như: Toán, Hóa học, Sinh học, Công nghệ hay Tin học. Nếu các
phương pháp và quy trình trong sáng kiến kinh nghiệm này
được ứng dụng cho các môn học khác chúng ta có thể mở ra
một phong trào phát triển năng lực sáng tạo cho học sinh.
22