Vận dụng phương pháp tương tự trong hướng dẫn hoạt động giải bài tập các chương dao động cơ, sóng cơ, dòng điện xoay chiều vật lý 12 nhằm phát triển năng lực sáng tạo cho học sinh

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC

PHẠM THỊ THƯỞNG

VẬN DỤNG PHƯƠNG PHÁP TƯƠNG TỰ TRONG HƯỚNG DẪN
HOẠT ĐỘNG GIẢI BÀI TẬP CÁC CHƯƠNG ‘‘DAO ĐỘNG CƠ,
SÓNG CƠ, DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU” VẬT LÝ 12 NHẰM
PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC SÁNG TẠO CHO HỌC SINH

LUẬN VĂN THẠC SĨ SƯ PHẠM VẬT LÝ

HÀ NỘI – 2016


ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC

PHẠM THỊ THƯỞNG

VẬN DỤNG PHƯƠNG PHÁP TƯƠNG TỰ TRONG HƯỚNG DẪN
HOẠT ĐỘNG GIẢI BÀI TẬP CÁC CHƯƠNG ‘‘DAO ĐỘNG CƠ,
SÓNG CƠ, DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU” VẬT LÝ 12 NHẰM
PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC SÁNG TẠO CHO HỌC SINH

LUẬN VĂN THẠC SĨ SƯ PHẠM VẬT LÝ
CHUYÊN NGÀNH: LÝ LUẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP DẠY HỌC
(BỘ MÔN VẬT LÝ)
MÃ SỐ: 60 14 01 11

Người hướng dẫn khoa học: GS. TS. NGUYỄN HUY SINH

HÀ NỘI – 2016


LỜI CẢM ƠN

Trong quá trình học tập hoàn thành khóa học và thực hiện đề tài này,
tôi đã nhận được sự ủng hộ, giúp đỡ quý báu của các thầy cô giáo, các cán
bộ phụ trách, các đồng nghiệp, bạn bè và người thân. Với lòng kính trọng và
biết ơn sâu sắc, tôi xin được gửi lời cảm ơn chân thành tới:
Các thầy cô giáo trong Ban giám hiệu, Phòng đào tạo sau đại học,
Trường Đại học Giáo Dục – Đại học Quốc Gia Hà Nội, cùng toàn thể các
thầy cô giáo đã giảng dạy, giúp đỡ tôi trong quá trình học tập và hoàn thành
luận văn.
Người thầy kính mến, GS.TS Nguyễn Huy Sinh đã hướng dẫn, động
viên và tạo điều kiện thuận lợi cho tôi trong suốt quá trình thực hiện đề tài.
Ban giám hiệu, các thầy cô giáo giảng dạy bộ môn vật lí trường THPT
Chuyên Thái Bình – tỉnh Thái Bình, đã tạo điều kiện, động viên và giúp đỡ tôi
trong suốt quá trình học tập và tổ chức thực nghiệm sư phạm.
Cuối cùng, tôi xin cảm ơn gia đình và bạn bè đã luôn động viên, tạo
điều kiện tốt nhất để tôi có thể hoàn thành khóa học và thực hiện đề tài.

Hà Nội, tháng 10 năm 2016
Tác giả

Phạm Thị Thưởng

i

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT

ĐC

: Đối chứng

GV

: Giáo viên

HS

: Học sinh

PPTT : Phương pháp tương tự
SGK

: Sách giáo khoa

SLTT : Suy luận tương tự
THPT : Trung học phổ thông
TN

: Thực nghiệm

TNSP : Thực nghiệm sư phạm

ii

MỤC LỤC
Lời cảm ơn ....................................................................................

i

Danh mục chữ viết tắt ..................................................................

ii

Mục lục ........................................................................................

iii

Danh mục các bảng .......................................................................

vii

Danh mục các hình.......................................................................

viii

MỞ ĐẦU..........................................................................................

1

CHƯƠNG 1. CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN VỀ VIỆC
XÂY DỰNG HỆ THỐNG VÀ HƯỚNG DẪN HOẠT ĐỘNG
GIẢI BÀI TẬP VẬN DỤNG PHƯƠNG PHÁP TƯƠNG TỰ .....

6

1.1. Cơ sở lí luận..........................................................................

6

1.1.1. Lý luận về dạy bài tập vật lí trong trường THPT...................

6

1.1.2. Lí luận về phương pháp tương tự (PPTT) ..............................

18

1.1.3. Lí luận về năng lực sáng tạo...................................................

25

1.1.4. Vai trò của PPTT trong hoạt động giải bài tập vật lý với sự
phát triển năng lực sáng tạo của học sinh........................................

27

1.2. Cơ sở thực tiễn..........................................................................

28

1.2.1. Đặc điểm học sinh THPT Chuyên Thái Bình.........................

28

1.2.2. Thực trạng việc sử dụng PPTT trong dạy học bài tập vật lý
ở trường THPT Chuyên Thái Bình ..................................................

29

TIỂU KẾT CHƯƠNG I ..................................................................

33

CHƯƠNG 2. XÂY DỰNG HỆ THỐNG VÀ HƯỚNG DẪN
HOẠT ĐỘNG GIẢI BÀI TẬP VỚI SỰ VẬN DỤNG PHƯƠNG
PHÁP TƯƠNG TỰ CHO CÁC CHƯƠNG "DAO ĐỘNG CƠ,
SÓNG CƠ, DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU" VẬT LÍ 12.................

34

2.1. Nội dung kiến thức các chương “dao động cơ, sóng cơ, dao
động, dòng điện xoay chiều” vật lý 12 .............................................

iii

34


2.1.1. Vị trí và tầm quan trọng của các chương “dao động cơ,
sóng cơ, dòng điện xoay chiều” vật lý 12 nâng cao..........................

34

2.1.2. Tóm tắt nội dung kiến thức các chương “dao động cơ, sóng

cơ, dòng điện xoay chiều” .................................................................

35

2.2. Vận dụng PPTT để giải bài tập các chương “dao động cơ,
sóng cơ, dòng điện xoay chiều” vật lý 12 nâng cao ........................

46

2.2.1. Phân tích mối liên hệ giữa dao động điều hòa và chuyển
động tròn đều.........................................................................

46

2.2.2. Sự tương tự về quy luật dao động trong các chương “dao
động cơ, sóng cơ và dòng điện xoay chiều” vật lý 12 nâng cao.......

47

2.3. Xây dựng hệ thống và hướng dẫn hoạt động giải bài tập với
sự vận dụng PPTT cho các chương "dao động cơ, sóng cơ, dòng
điện xoay chiều" vật lý 12, nhằm phát triển năng lực sáng tạo
cho học sinh. ................................................................................

48

2.3.1. Chương “dao động cơ” ............................................................

48

2.3.2. Chương “Sóng cơ” ..................................................................

67

2.3.3. Chương “Dòng điện xoay chiều” ............................................

75

TIỂU KẾT CHƯƠNG 2....................................................................

82

Chương 3: THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM .......................................

84

3.1. Mục đích, nhiệm vụ, đối tượng và phương pháp của thực
nghiệm sư phạm ................................................................................

84

3.1.1. Mục đích của thực nghiệm sư phạm (TNSP) .........................

84

3.1.2. Nhiệm vụ của thực nghiệm sư phạm ......................................

84

3.1.3. Đối tượng thực nghiệm sư phạm ............................................

85

3.2. Tiến hành thực nghiệm..............................................................

85

3.2.1. Thời điểm thực nghiệm sư phạm............................................

85

3.2.2. Phương pháp thực nghiệm sư phạm.......................................

85

3.3. Kết quả và xử lí kết quả.............................................................

8

iv


3.3.1. Xây dựng tiêu chí đánh giá......................................................

86

3.3.2. Phân tích và xử lí kết quả.........................................................

87

3.4. Đánh giá chung về thực nghiệm sư phạm ................................

95

TIỂU KẾT CHƯƠNG 3 ...................................................................

96

KẾT LUẬN .......................................................................................

97

TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................

98

PHỤ LỤC 1: PHIẾU PHỎNG VẤN HỌC SINH ..........................

100

PHỤ LỤC 2: PHIẾU PHỎNG VẤN GIÁO VIÊN VẬT LÝ.........

102

PHỤ LỤC 3: ĐỀ KIỂM TRA SỐ 1 – CHƯƠNG DAO ĐỘNG
CƠ ......................................................................................................

104

PHỤ LỤC 4: ĐỀ KIỂM TRA SỐ 2 – CHƯƠNG SÓNG CƠ .......

107

PHỤ LỤC 5: ĐỀ KIỂM TRA SỐ 3 – CHƯƠNG DÒNG ĐIỆN
XOAY CHIỀU...................................................................................

v

110


DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 3.1. Thông tin về các lớp học sinh tham gia trong quá trình
thực nghiệm sư phạm ............................................................................

85

Bảng 3.2. Kết quả các bài kiểm tra ....................................................

88

Bảng 3.3. Bảng điểm trung bình .........................................................

89

Bảng 3.4. Bảng % học sinh đạt điểm khá, giỏi, trung bình, yếu. ......

89

Bảng 3.5. Bảng tỉ lệ % học sinh đạt điểm Xi trở xuống .....................

89

Bảng 3.6. Bảng tổng hợp các tham số đặc trưng ...............................

90

vi


DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 1.1. Sơ đồ phân loại bài tập vật lý ...........................................

11

Hình 1.2. Suy luận tương tự cho hai đối tượng A và B ...................

19

Hình 2.1. Mối liên hệ giữa dao động điều hòa và chuyển động
tròn đều......................................................................................

35

Hình 2.2. Giản đồ véc tơ của tổng hợp hai dao động điều hòa .......

40

Hình 2.3. Minh họa ví dụ 1 ...............................................................

50

Hình 2.4: Minh họa ví dụ 2 ...............................................................

53

Hình 2.5. Giải thích ví dụ 1 ..............................................................

56

Hình 2.6. Minh họa ví dụ 2 ..............................................................

57

Hình 2.7. Minh họa ví dụ 3 ...............................................................

58

Hình 2.8. Minh họa bài tập ví dụ 1 ..................................................

60

Hình 2.9. Minh họa bài tập ví dụ 2 ...................................................

61

Hình 2.10. Mô tả bài tập ví dụ 1 .......................................................

63

Hình 2.11. Minh họa bài tập ví dụ 2 ................................................

64

Hình 2.12. Minh họa bài tập ví dụ 3 .................................................

65

Hình 2.13. Mô tả bài tập ví dụ 1........................................................

67

Hình 2.14. Mô tả bài tập ví dụ 2.........................................................

69

Hình 2.15. Minh họa bài tập ví dụ 1 .................................................

71

Hình 2.16a. Mô tả bài tập ví dụ 2 ......................................................

73

Hình 2.16b. Mô tả bài tập ví dụ 2 ......................................................

73

Hình 2.17 ............................................................................................

74

Hình 2.18a. Minh họa bài tập ví dụ 1 ...............................................

77

Hình 2.18b. Minh họa bài tập ví dụ 1................................................

77

Hình 2.19. Hình vẽ cho bài tập ví dụ 2..............................................

78

Hình 2.20a. Minh họa bài tập ví dụ 2...............................................

79

Hình 2.20b. Minh họa bài tập ví dụ 2................................................

79

vii


Hình 3.1. Đồ thị đường lũy tích kết quả kiểm tra đề số 1....

91

Hình 3.2. Đồ thị đường lũy tích kết quả kiểm tra đề số 2....

91

Hình 3.3. Đồ thị đường lũy tích kết quả kiểm tra đề số 3....

92

Hình 3.4. Biểu đồ kết quả bài kiểm tra số 1 của hai lớp.....

93

Hình 3.5. Biểu đồ kết quả bài kiểm tra số 2 của hai lớp.....

94

Hình 3.6. Biểu đồ kết quả bài kiểm tra số 3 của hai lớp.....

94

viii


MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài.
Mục tiêu giáo dục trong thời đại mới là không chỉ dừng lại ở việc
truyền thụ những kiến thức, kỹ năng có sẵn cho học sinh mà điều đặc biệt
quan trọng là phải bồi dưỡng cho họ năng lực sáng tạo, năng lực giải quyết
vấn đề, năng lực tự học tích cực suốt đời, khả năng thích ứng tốt trong cuộc
sống. Để đạt được mục tiêu đó, đòi hỏi ngành giáo dục phải luôn đổi mới về
nội dung và phương pháp dạy học. Đã có rất nhiều phương pháp, quan điểm

dạy học mới, tích cực được nghiên cứu, áp dụng vào thực tiễn.
Trong lí luận dạy học, bài tập là một phương pháp dạy học cụ thể, được
áp dụng phổ biến, thường xuyên ở các cấp học, ở các loại hình dạy học khác
nhau, và được áp dụng trong tất cả các khâu của quá trình dạy học.
Đối với môn Vật lí, việc giải các bài tập vật lí có thể giúp rèn luyện tư
duy định hướng một cách tích cực và phát triển năng lực sáng tạo cho học
sinh. Bài tập vật lí có thể được sử dụng như là: Phương tiện để nghiên cứu tài
liệu mới đảm bảo cho học sinh lĩnh hội kiến thức một cách vững chắc; là
phương tiện rèn luyện cho học sinh khả năng vận dụng kiến thức, liên hệ lí
thuyết với thực tế cuộc sống; đồng thời rèn luyện tư duy, bồi dưỡng phương
pháp nghiên cứu khoa học cho học sinh. Bài tập vật lý còn dung để ôn tập,
củng cố kiến thức một cách sinh động và hiệu quả. Đó là phương tiện để rèn
luyện tính tự lập, cẩn thận, kiên trì, tinh thần vượt khó và cũng là phương tiện
để kiểm tra kiến thức, kĩ năng của học sinh.
Đã có rất nhiều công trình khoa học nghiên cứu các vấn đề về bài tập
vật lí. Các nghiên cứu đó đã đề cập tới nhiều mặt của bài tập vật lí như: lí luận
về dạy học bài tập vật lí; phân loại và phương pháp giải các bài tập vật lí; các
nghiên cứu về tiến trình dạy học bài tập vật lý ở từng chương, từng phần cụ
thể… Nhưng không phải mỗi chương, mỗi phần là độc lập tách biệt với các
phần khác và có phương pháp giải bài tập hoàn toàn khác nhau, mà cũng có
nhiều phần nội dung kiến thức khác nhau nhưng vẫn có một số tính chất, quy
1


luật chung. Nhiều bài tập có nội dung khác nhau nhưng có cùng một phương
pháp giải. Điển hình như: ở chương dao động cơ có rất nhiều bài tập được giải
nhờ vận dụng mối liên hệ giữa dao động điều hòa và chuyển động tròn đều.
Một số chương khác như: Dao động sóng, dao động và sóng điện từ, dòng
điện xoay chiều cũng có nhiều bài tập cần phải vận dụng mối liên hệ giữa dao
động điều hòa và chuyển động tròn đều mới giải được, hoặc giải một cách

nhanh chóng, dễ dàng hơn. Như vậy, có thể sử dụng phương pháp tương tự để
giải bài tập cho các chương này. Thông thường thì học sinh không phát hiện
ra điều đó.
Từ những cơ sở lí luận và thực tiễn đã nêu trên, chúng tôi lựa chọn đề
tài nghiên cứu của luận văn là: Vận dụng phương pháp tương tự trong
hướng dẫn hoạt động giải bài tập các chương "dao động cơ, sóng cơ,
dòng điện xoay chiều" vật lý 12 nhằm phát triển năng lực sáng tạo cho
học sinh.
2. Mục đích nghiên cứu
Xây dựng hệ thống bài tập thuộc các phần “dao động cơ, sóng cơ, dòng
điện xoay chiều” vật lý 12 nâng cao có vận dụng phương pháp tương tự để
giải, đó là vận dụng mối liên hệ giữa dao động điều hòa và chuyển động tròn
đều. Qua đó góp phần phát triển năng lực sáng tạo cho học sinh.
3. Câu hỏi/Giả thuyết nghiên cứu
Xây dựng hệ thống bài tập thuộc các phần “dao động cơ, sóng cơ, dòng
điện xoay chiều” vật lý 12 nâng cao được giải nhờ vận dụng mối liên hệ giữa
dao động điều hòa và chuyển động tròn đều, sẽ góp phần phát huy tính tích
cực, chủ động, sáng tạo của học sinh, nâng cao kết quả trong các kì thi THPT
Quốc Gia.
4. Nhiệm vụ nghiên cứu
2


Để đạt được mục đích của đề tài, cần thực hiện các nhiệm vụ:
- Nghiên cứu cơ sở lý luận cơ bản về bài tập vật lý và phương pháp giải
bài tập vật lý; về phương pháp tương tự (PPTT) và về năng lực sáng tạo.
- Nghiên cứu nội dung kiến thức lý thuyết và bài tập các chương “dao
động cơ, sóng cơ, dòng điện xoay chiều” trong chương trình vật lý 12 nâng
cao.
- Nghiên cứu lý thuyết về mối liên hệ giữa dao động điều hòa và

chuyển động tròn đều.
- Phân tích vị trí, vai trò của các chương dao động cơ, sóng cơ, dòng
điện xoay chiều trong chương trình vật lý 12 nâng cao dựa vào mục đích, yêu
cầu theo phân phối chương trình và cấu trúc, nội dung trong các đề thi đại học
và THPT Quốc gia từ năm 2008 trở lại đây.
- Điều tra thực trạng việc sử dụng PPTT trong dạy học bài tập vật lý ở

trường THPT.
- Xây dựng hệ thống bài tập thuộc các chương: “dao động cơ, sóng cơ,
dòng điện xoay chiều” trong chương trình vật lý 12 nâng cao được giải bằng
cách vận dụng PPTT, đó là sử dụng mối liên hệ giữa dao động điều hòa và
chuyển động tròn đều.
- Đề xuất phương pháp giải bài tập nhằm góp phần nâng cao hiệu quả
trong các kì thi đại học, cao đẳng.
- Khảo sát tính khả thi của những biện pháp được đề xuất và xử lý kết
quả thực nghiệm sư phạm bằng toán học thống kê.
5. Đối tượng và khách thể nghiên cứu
- Đối tượng nghiên cứu: Quá trình dạy và học của giáo viên và học
sinh phần bài tập vật lí 12 nâng cao.
- Khách thể nghiên cứu:
Chương trình Vật lí 12 THPT nâng cao các chương dao động cơ, sóng
cơ, dao động và sóng điện từ, dòng điện xoay chiều; mối liên hệ giữa dao
3


động điều hòa và chuyển động tròn đều.
Học sinh 12 THPT.
6. Phạm vi nghiên cứu
Nghiên cứu cơ sở lý luận, cơ sở thực tiễn về hệ thống và phương pháp
giải bài tập vật lý các chương “dao động cơ, sóng cơ, dòng điện xoay ”. Vận

dụng mối liên hệ giữa dao động điều hòa và chuyển động tròn đều thuộc
chương trình vật lý 12 nâng cao THPT.
7. Phương pháp nghiên cứu
a. Phương pháp nghiên cứu lí luận
- Nghiên cứu các tài liệu về phương pháp, lý luận dạy bài tập môn vật
lí.
- Nghiên cứu, tìm hiểu, sưu tầm các tài liệu liên quan đến đề tài như:
SGK vật lí 12, các sách tham khảo luyện thi đại học môn vật lí, các đề thi đại
học môn vật lí.
b.Phương pháp nghiên cứu thực tiễn
- Tìm hiểu thực tiễn công tác giảng dạy môn vật lí theo chương trình
nâng cao để thi đại học, cao đẳng: quan sát, điều tra- khảo sát bằng phiếu
điều tra.
- Tổng kết kinh nghiệm, trao đổi ý kiến với các giáo viên có kinh
nghiệm trong công tác dạy thi đại học môn vật lí.
- Tổng hợp, thống kê số liệu về kết quả thi đại học môn vật lí của
trường THPT Chuyên Thái Bình và một số trường THPT trong địa bàn tỉnh
Thái Bình.
c. Phương pháp xử lí thông tin
Sử dụng phương pháp thống kê để xử lỳ số liệu, phân tích kết quả và
rút ra kết luận của đề tài.
8. Những đóng góp của luận văn
4


Xây dựng được một hệ thống bài tập với sự vận dụng phương pháp
tương tự, vận dụng sự tương đương giữa dao động điều hòa và chuyển động
tròn đều để hướng dẫn hoạt động giải bài tập các chương"dao động cơ, sóng
cơ, dòng điện xoay chiều" vật lý 12 nhằm phát triển năng lực sáng tạo cho
học sinh.

9. Cấu trúc luận văn
Ngoài phần mở đầu, kết luận, danh mục tài liệu tham khảo, phụ lục, nội
dung chính của bài luận văn này gồm 3 chương:
Chương 1: Cơ sở lí luận và thực tiễn về việc xây dựng hệ thống và
hướng dẫn hoạt động giải bài tập vận dụng phương pháp tương tự.
Chương 2: Xây dựng hệ thống và hướng dẫn hoạt động giải bài tập với
sự vận dụng phương pháp tương tự cho các chương"dao động cơ, sóng cơ,
dòng điện xoay chiều" vật lý 12.
Chương 3: Thực nghiệm sư phạm.

5


CHƯƠNG 1.
CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN VỀ VIỆC XÂY DỰNG HỆ THỐNG
VÀ HƯỚNG DẪN HOẠT ĐỘNG GIẢI BÀI TẬP VẬN DỤNG
PHƯƠNG PHÁP TƯƠNG TỰ
1.1. Cơ sở lí luận
1.1.1. Lý luận về dạy bài tập vật lí trong trường THPT
1.1.1.1. Khái niệm bài tập vật lí
Trong thực tế dạy học, người ta thường gọi một vấn đề hay một câu hỏi
cần được giải đáp nhờ lập luận lôgic, suy luận toán học hay thực nghiệm vật lí
trên cơ sở sử dụng các định luật và các phương pháp của vật lí học là bài tập
vật lí. Bài tập vật lí, là một phần hữu cơ của quá trình dạy học vật lí vì nó cho
phép hình thành và làm phong phú các khái niệm vật lí, phát triển tư duy vật lí
và thói quen vận dụng kiến thức vật lí vào thực tiễn.
Ví dụ 1:
Đề bài: Xét một hệ kín gồm hai vật có khối lượng m1, m2 tương tác với
ur uur

nhau. Ban đầu chúng có các véc tơ vận tốc lần lượt là v1 , v2 . Sau thời gian
ur uur

tương tác ∆t, các véc tơ vận tốc biến đổi thành v1' , v2' . Tìm mối liên hệ giữa các
ur uur ur uur

véc tơ vận tốc v1 , v2 , v1' , v2' .
uur

uur

Lời giải: Gọi F1 và F2 là lực do vật 2 tác dụng lên vật 1 và lực do vật 1
tác dụng lên vật 2. Theo định luật 3 Newton ta có:
uur
uur
F1 = - F2

Theo định luật 2 Newton suy ra:
ur
uur
m1 a1 = − m2 a2
ur ur
uur uur
v1' − v1
v2' − v2
m1
= − m2
∆t
∆t

Biến đổi phương trình trên ta được:
ur
uur
ur
uur
m1 v1 + m2 v2 = m1 v1' + m2 v2'

6

(1.1)


r

Trong đẳng thức (1.1) xuất hiện một đại lượng có dạng tích ( mv ) mô tả
chuyển động của vật. Vế đầu của (1.1) là các đại lượng trước tương tác, vế
sau là các đại lượng sau tương tác.
ur

r

Người ta gọi đại lượng ( mv ) là véc tơ động lượng của vật, kí hiệu p .
Với định nghĩa véc tơ động lượng, ta có thể viết lại đẳng thức (1.1)
dưới dạng:
uur uur uur' uur'
p1 + p2 = p1 + p2

(1.2)

Có thể mở rộng (1.2) cho hệ kín gồm một số bất kì n vật, cũng có đẳng

thức tương tự:
uur
uur uur
uur uur uur
p1 + p2 + ... + pn = p1' + p2' + ... + pn'

Như vậy ta có thể nói tổng các véc tơ động lượng của một hệ kín được
bảo toàn (định luật bảo toàn động lượng).
Trong ví dụ này, bài tập được sử dụng để hình thành khái niệm mới
là véc tơ động lượng và xây dựng định luật bảo toàn động lượng.
Ví dụ 2:
Đề bài: Một khẩu súng ngắn khối lượng M = 2 kg đang đứng yên thì
bắn đi một viên đạn khối lượng m = 50 gam với tốc độ v = 200 m/s. Hỏi sau
khi đạn bắn đi, súng sẽ chuyển động về phía nào, với tốc độ V bằng bao
nhiêu?
Lời gải: Hệ gồm súng và đạn được coi như hệ kín. Ban đầu súng đứng
yên nên tổng động lượng của hệ bằng không. Nếu đạn được bắn đi với vận tốc
r
ur
v thì súng sẽ có vận tốc V sao cho:
r
ur r
mv + MV = 0

Từ đó suy ra:
ur
mr
V =− v
M

Vậy súng chuyển động ngược với chiều chuyển động của viên đạn (tức
là giật lùi về phía sau) với tốc độ:

7


V =

m
v = 5(m/s)
M

Trong ví dụ này, bài tập được sử dụng để giúp học sinh vận dụng
kiến thức vật lí vào thực tiễn.
1.1.1.2. Vai trò của bài tập trong dạy học vật lí
a) Bài tập giúp cho học sinh hiểu biết sâu sắc và mở rộng kiến thức
trong quá trình ôn tập.
Trong quá trình nhận thức, học sinh đã nắm được cái chung, cái khái
quát của các khái niệm, định luật và cả những vấn đề trừu tượng. Khi giải các
bài tập, học sinh phải vận dụng những kiến thức khái quát, trừu tượng đó vào
những trường hợp cụ thể, nhờ thế mà học sinh nắm được bản chất phong phú
và đa dạng của các bài tập. Quá trình nhận thức các khái niệm, định luật vật lí
không kết thúc ở việc xây dựng nội hàm của các khái niệm, định luật vật lí mà
còn tiếp tục ở giai đoạn vận dụng vào thực tế. Ngoài những ứng dụng quan
trọng trong kĩ thuật, bài tập vật lí sẽ giúp học sinh thấy được những ứng dụng
muôn hình, muôn vẻ trong thực tiễn của các kiến thức đã học.
Vật lí học không phải chỉ tồn tại trong tri thức chúng ta dưới dạng
những mô hình trừu tượng do ta nghĩ ra, mà là sự phản ánh vào nhận thức của
chúng ta từ thực tế phong phú và sinh động. Tuy nhiên, các khái niệm, định
luật vật lí thì rất đơn giản, còn biểu hiện của chúng trong tự nhiên thì lại rất

phức tạp. Bài tập sẽ giúp cho học sinh luyện tập, phân tích để nhận biết
những trường hợp phức tạp đó. Có thể dẫn chứng một ví dụ: Định luật thứ hai
của Niutơn có dạng đơn giản F = ma. Thông qua bài tập, học sinh sẽ thấy
được rằng định luật này có thể áp dụng để xác định chuyển động của tất cả
các vật ở xung quanh ta, từ chuyển động của các vật cực nhỏ như hạt bụi đến
các vật cực lớn như các hành tinh; từ những vật chịu tác dụng của một lực đến
những vật chịu tác dụng đồng thời của nhiều lực khác nhau.
Bài tập vật lí là một phương tiện củng cố, ôn tập kiến thức sinh động.
Khi giải bài tập, học sinh phải nhớ lại các kiến thức đã học, có khi phải sử

8


dụng tổng hợp những kiến thức thuộc nhiều chương, nhiều phần của chương
trình.
b) Bài tập có thể là điểm khởi đầu dẫn dắt đến kiến thức mới
Ở những lớp trên của bậc trung học phổ thông, với trình độ toán học đã
khá phát triển, nhiều khi các bài tập được sử dụng khéo léo có thể dẫn học
sinh đến những suy nghĩ về một hiện tượng mới hoặc xây dựng một khái niệm
mới nhằm giải thích hiện tượng mới do bài tập đề xuất. Thí dụ: Khi vận dụng
định luật thứ hai và định luật thứ ba của Newton để giải bài toán hai vật tương
tác, xuất hiện một đại lượng luôn không đổi là tích (m.v) của hai vật tương
tác. Kết quả của việc giải bài tập đó dẫn đến việc cần thiết phải xây dựng khái
niệm động lượng và định luật bào toàn động lượng.
c) Bài tập vật lí là một trong những phương tiện để rèn luyện kĩ năng,
kĩ xảo, vận dụng lí thuyết, vận dụng kiến thức khái quát để giải quyết các vấn
đề cụ thể của thực tiễn.
Có thể xây dựng rất nhiều bài tập có nội dung thực tiễn, trong đó yêu
cầu học sinh phải vận dụng kiến thức lí thuyết để giải thích các hiện tượng
thực tiễn hoặc dự đoán các hiện tượng có thể xảy ra trong thực tiễn ở những

điều kiện cụ thể cho trước.
d) Giải bài tập là một trong những hình thức làm việc tự lực cao của
học sinh.
Trong khi giải bài tập, do phải tự mình phân tích các điều kiện của đầu
bài, tự xây dựng những lập luận, kiểm tra và phê phán những kết luận rút ra
được làm cho tư duy học sinh phát triển, năng lực làm việc tự lực và tính kiên
trì của học sinh được phát triển và nâng cao.
Cần lưu ý rằng: việc rèn luyện cho học sinh giải các bài tập vật lí không
phải là mục đích của dạy học. Mục đích cơ bản đặt ra khi giải bài tập vật lí là
làm sao cho học sinh hiểu sâu sắc hơn những qui luật vật lí, biết phân tích và
ứng dụng chúng vào những vấn đề thực tiễn, vào tính toán kĩ thuật và cuối
cùng là làm cho học sinh phát triển được năng lực tư duy, năng lực giải quyết
9


vấn đề.
e) Giải bài tập vật lí góp phần làm phát triển tư duy sáng tạo của học
sinh
Có nhiều bài tập vật lí không chỉ dừng lại trong phạm vi vận dụng
những kiến thức đã học mà còn giúp bồi dưỡng cho học sinh tư duy sáng tạo.
Đặc biệt là những bài tập giải thích hiện tượng, bài tập thí nghiệm, bài tập
thiết kế một số dụng cụ phục vụ cho quá trình học tập.
f) Bài tập vật lí là một phương tiện có hiệu quả để kiểm tra mức độ nắm
vững kiến thức của học sinh.
Căn cứ vào cách đặt câu hỏi kiểm tra, có thể phân loại được các mức độ
nắm vững kiến thức của học sinh, giúp cho việc đánh giá chất lượng kiến thức
của học sinh được chính xác.
1.1.1.3. Phân loại bài tập vật lí
Có nhiều cách phân loại bài tập vật lý. Trong luận văn này chúng tôi
đưa ra bốn cách phân loại bài tập vật lý theo sơ đồ hình 1.1.

10


Hình 1.1. Sơ đồ phân loại bài tập vật lý.
11


a) Phân loại bài tập theo phương thức giải: Bao gồm các dạng bài tập
sau đây
Bài tập định tính
Bài tập định tính là những bài tập mà khi giải học sinh không cần thực
hiện các phép tính phức tạp hay chỉ làm những phép tính đơn giản, có thể tính
nhẩm được. Muốn giải những bài tập định tính, học sinh phải thực hiện những
phép suy luận logic, do đó phải hiểu rõ bản chất của các khái niệm, định luật
vật lý, nhận biết được những biểu hiện của chúng trong những trường hợp cụ
thể. Đa số các bài tập định tính yêu cầu học sinh giải thích hoặc dự đoán một
hiện tượng xảy ra trong những điều kiện cụ thể.
Bài tập định tính làm tăng sự hứng thú của học sinh đối với môn học,
tạo điều kiện phát triển óc quan sát ở học sinh, là phương tiện rất tốt để phát
triển tư duy của học sinh, và dạy cho học sinh biết áp dụng kiến thức vào thực
tiễn.
Bài tập định lượng
Bài tập định lượng là loại bài tập mà khi giải học sinh phải thực hiện
một loạt các phép tính để xác định mối liên hệ phụ thuộc về lượng giữa các
đại lượng và kết quả thu được là một đáp án định lượng. Có thể chia bài tập
định lượng làm hai loại: bài tập tính toán tập dượt và bài tập tính toán tổng
hợp.
Bài tập tính toán tập dượt: là loại bài tập tính toán đơn giản, trong đó
chỉ đề cập đến một hiện tượng, một định luật và sử dụng một vài phép tính

đơn giản nhằm củng cố kiến thức cơ bản vừa học, làm học sinh hiểu rõ ý
nghĩa của các định luật và các công thức biểu diễn chúng.
Bài tập tính toán tổng hợp: là loại bài tập mà khi giải thì phải vận dụng
nhiều khái niệm, định luật, nhiều công thức. Loại bài tập này có tác dụng đặc
biệt giúp học sinh đào sâu, mở rộng kiến thức, thấy rõ những mối liên hệ khác
nhau giữa các phần của chương trình vật lí. Ngoài ra bài tập tính toán tổng
hợp cũng nhằm mục đích làm sáng tỏ nội dung vật lí của các định luật, quy

12


tắc biểu hiện dưới các công thức. Vì vậy, giáo viên cần lưu ý học sinh chú ý
đến ý nghĩa vật lí của chúng trước khi đi vào lựa chọn các công thức và thực
hiện phép tính toán.
Bài tập thí nghiệm
Bài tập thí nghiệm là bài tập đòi hỏi phải làm thí nghiệm để kiểm
chứng lời giải lý thuyết hoặc để tìm những số liệu cần thiết cho việc giải bài
tập. Những thí nghiệm này thường là những thí nghiệm đơn giản. Bài tập thí
nghiệm cũng có thể có dạng định tính hoặc định lượng.
Bài tập thí nghiệm có nhiều tác dụng về cả ba mặt: giáo dưỡng, giáo
dục, và giáo dục kĩ thuật tổng hợp, đặc biệt giúp làm sáng tỏ mối quan hệ
giữa lý thuyết và thực tiễn.
Cần lưu ý rằng :Trong các bài tập thí nghiệm thì thí nghiệm chỉ cho các
số liệu để giải bài tập, chứ không cho biết tại sao hiện tượng lại xảy ra như
thế. Cho nên phần vận dụng các định luật vật lí để lý giải các hiện tượng mới
là nội dung chính của bài tập thí nghiệm.
Bài tập đồ thị
Bài tập đồ thị là bài tập trong đó các số liệu được dùng làm dữ kiện để
giải phải tìm trong các đồ thị cho trước hoặc ngược lại, đòi hỏi học sinh phải
biểu diễn quá trình diễn biến của hiện tượng nêu trong bài tập bằng đồ thị.

Bài tập đồ thị có tác dụng rèn luyện kĩ năng đọc, vẽ đồ thị, và mối quan
hệ hàm số giữa các đại lượng mô tả trong đồ thị.
b) Phân loại theo nội dung
Có thể dựa vào nội dung để chia các bài tập theo các đề tài. Sự phân
chia như vậy có tính chất quy ước, vì bài tập có thể đề cập tới những kiến
thức của nhiều phần khác nhau trong chương trình vật lý. Theo nội dung,
người ta phân biệt các bài tập có nội dung trừu tượng, bài tập có nội dung cụ
thể, bài tập có nội dung thực tế, bài tập vật lý vui.
Bài tập có nội dung trừu tượng: là trong điều kiện của bài toán, bản
chất vật lí được nêu rõ, còn những chi tiết không bản chất đã được lược bỏ.

13


Bài tập có nội dung cụ thể: Có tác dụng tập dượt cho học sinh phân
tích các hiện tượng vật lí cụ thể để làm rõ bản chất vật lí.
Bài tập có nội dung thực tế: Là loại bài tập có liên quan trực tiếp tới
đời sống, kỹ thuật, sản xuất và đặc biệt là thực tế lao động của học sinh, nó có
tác dụng rất lớn về mặt giáo dục kĩ thuật tổng hợp.
Bài tập vật lý vui: Là bài tập có tác dụng làm giảm bớt sự khô khan,
mệt mỏi, ức chế ở học sinh, đồng thời nó giúp tạo hứng thú học tập môn vật
lý ở học sinh.
c) Phân loại theo mục đích lí luận dạy học
Có thể phân biệt thành bài tập luyện tập, bài tập sáng tạo (bài tập
nghiên cứu, bài tập thiết kế)
Bài tập luyện tập: là loại bài tập mà việc giải chúng không đòi hỏi tư
duy sáng tạo của học sinh, chủ yếu chỉ yêu cầu học sinh nắm vững cách giải
đối với một loại bài tập nhất định đã được chỉ dẫn.
Bài tập sáng tạo: Trong loại bài tập này, ngoài việc phải vận dụng một
số kiến thức đã học, học sinh bắt buộc phải có những ý kiến độc lập, mới mẻ,

không thể suy ra một cách logic từ những kiến thức đã học. Bài tập sáng tạo
lại có thể chia thành hai loại là:
Bài tập nghiên cứu: là dạng bài tập trả lời những câu hỏi “tại sao”.
Bài tập thiết kế: là dạng bài tập trả lời cho những câu hỏi “phải làm như
thế nào”.
d) Phân loại theo hình thức làm bài
Bài tập tự luận
Đó là những bài yêu cầu học sinh giải thích, tính toán và hoàn thành
theo một logic cụ thể. Nó bao gồm những loại bài đã trình bày ở trên.
Bài tập trắc nghiệm khách quan
Là loại bài tập cho câu hỏi và đáp án. Các đáp án có thể là đúng gần
đúng hoặc sai. Nhiệm vụ của học sinh là tìm ra câu trả lời đúng nhất, cũng có
khi đó là những câu bỏ lửng yêu cầu điền vào những chỗ trống để có câu trả

14


lời đúng.
1.1.1.4. Phương pháp giải bài tập vật lí
Việc rèn luyện cho học sinh biết cách giải bài tập một cách khoa học,
đảm bảo đi đến kết quả một cách chính xác là một việc rất cần thiết. Nó
không những giúp học sinh nắm vững kiến thức mà còn rèn luyện kĩ năng suy
luận logic, làm việc một cách khoa học, có kế hoạch.
Cần biết cách thể hiện bài tập vật lí để học sinh dễ dàng tìm ra lời giải
cho bài toán. Các cách thể hiện bài tập vật lí có thể là: Dùng lời nói, hình vẽ,
tranh ảnh, phim video, sử dụng các hiệu ứng hoạt hình.
Quá trình giải một bài tập vật lí thực chất là quá trình tìm hiểu điều
kiện của bài tập, xem xét hiện tượng vật lí, xác lập được những mối liên hệ cụ
thể dựa trên sự vận dụng kiến thức vật lí vào điều kiện cụ thể của bài tập đã
cho. Từ đó tính toán những mối liên hệ đã xác lập được, để dẫn đến lời giải và

kết luận chính xác. Những mối liên hệ này giúp cho giáo viên định hướng
phương pháp dạy bài tập một cách hiệu quả.
Bài tập vật lí rất đa dạng, cho nên phương pháp giải cũng rất phong
phú. Vì vậy không thể chỉ ra được một phương pháp cụ thể nào có thể áp
dụng để giải được tất cả bài tập. Từ những phân tích trên đây, có thể vạch ra
một dàn bài chung để giải một bài tập vật lý gồm các bước chính như sau:
a) Tìm hiểu đầu bài, tóm tắt các dữ kiện
- Học sinh cần đọc kĩ đề bài, tìm hiểu ý nghĩa của những thuật ngữ
quan trọng, xác định đâu là ẩn số, đâu là dữ kiện.
- Dùng kí hiệu để tóm tắt đề bài với những dữ kiện đã cho. Xác định
được câu hỏi của bài tập. Có thể dùng hình vẽ mô tả lại tình huống, minh họa
nếu cần.
b) Phân tích hiện tượng
- Nhận biết các dữ liệu đã cho trong đề bài có liên quan đến những kiến
thức, khái niệm, hiện tượng, quy tắc và những định luật nào trong vật lí.

15