Sử dụng phầm mềm toán học MATLAB trong dạy học bài tập chương dòng điện xoay chiều vật lý 12 trung học phổ thông ban nâng cao

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC

VY HỒNG HIẾU

“SỬ DỤNG PHẦN MỀM TOÁN HỌC MATLAB TRONG
DẠY HỌC BÀI TẬP CHƯƠNG “DÒNG ĐIỆN XOAY
CHIỀU”
VẬT LÍ 12 TRUNG HỌC PHỔ THÔNG BAN NÂNG CAO”

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 10

Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS . BÙI VĂN LOÁT

HÀ NỘI – 2011

1


MỤC LỤC
Trang
MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài......................................................................................................................... 1
2. Lịch sử nghiên cứu...................................................................................................................... 2
3. Mục tiêu nghiên cứu................................................................................................................... 2
4. Nhiệm vụ nghiên cứu................................................................................................................. 2
5. Phạm vi nghiên cứu.................................................................................................................... 3

6. Mẫu khảo sát................................................................................................................................. 3
7. Câu hỏi nghiên cứu..................................................................................................................... 3
8. Giả thuyết nghiên cứu............................................................................................................... 3
9. Phương pháp nghiên cứu.......................................................................................................... 4
10. Cấu trúc luận văn....................................................................................................................... 4
Chƣơng 1: CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA HOẠT ĐỘNG
DẠY GIẢI BÀI TẬP VẬT LÝ PHỔ THÔNG CÓ SỰ HỖ TRỢ CỦA
PHẦN MỀM TOÁN HỌC MATLAB.................................................................................. 5
1.1. Quan điểm hiện đại về dạy học.......................................................................................... 5
1.1.1. Quan điểm dạy học.............................................................................................................. 5
1.1.2. Phương pháp dạy học tích cực........................................................................................ 8
1.2. Những vấn đề lý luận về dạy giải bài tập vật lý.......................................................... 10
1.2.1. Khái niệm bài tập vật lí..................................................................................................... 10
1.2.2. Tác dụng của BTVL trong hoạt động dạy học vật lí.............................................. 11
1.2.3. Sử dụng bài tập vật lý trong dạy học vật lý............................................................... 12
1.2.4. Phương pháp giải bài tập vật lý..................................................................................... 18
1.2.5. Hướng dẫn học sinh giải bài tập vật lý...................................................................... 22
1.3. Vai trò, ý nghĩa của công nghệ thông tin trong dạy học........................................... 25
1.3.1. Dạy và học theo quan điểm công nghệ thông tin.................................................... 25
1.3.2. Công nghệ thông tin với vai trò phương tiện, thiết bị dạy học..........................26
1.4. Giới thiệu phần mềm toán học Matlab........................................................................... 27
1.4.1. Quá trình hình thành và phát triển của Matlab........................................................ 27
1.4.2. Matlab là ngôn ngữ lập trình.......................................................................................... 28
1.4.3. Các đặc điểm chính của ngôn ngữ lập trình Matlab.............................................. 28
1.4.4. Các lệnh trong Matlab....................................................................................................... 28
1.4.5. Đồ hoạ trong Matlab.......................................................................................................... 31

4

1.5. Thực tiễn hoạt động dạy giải bài tập vật lý và việc ứng dụng công nghệ
thông tin trong dạy học vật lý ở trường THPT Cao Lộc tỉnh Lạng Sơn.................... 40
1.5.1. Thực tiễn hoạt động dạy giải bài tập vật lý............................................................... 40
1.5.2. Thực tế việc ứng dụng công nghệ thông tin trong dạy học vật lý
THPT.................................................................................................................................................... 41
Kết luận chương 1........................................................................................................................... 45
Chƣơng 2 : SOẠN THẢO HỆ THỐNG BÀI TẬP VÀ TỔ CHỨC
HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC VỚI HỆ THỐNG BÀI TẬP CÓ SỬ DỤNG
PHẦN MỀM MATLAB VÀO CHƢƠNG “DÕNG ĐIỆN XOAY
CHIỀU” VẬT LÝ 12 THPT BAN NÂNG CAO NHẰM GÓP PHẦN
PHÁT HUY TÍNH TÍCH CỰC VÀ TỰ CHỦ, BỒI DƢỠNG NĂNG
LỰC SÁNG TẠO CỦA HỌC SINH.................................................................................... 46
2.1. Đặc điểm, cấu trúc nội dung chương “Dòng điện xoay chiều” vật lí 12...........46
2.1.1. Vị trí chương “Dòng điện xoay chiều”trong chương trình vật lí phổ
thông..................................................................................................................................................... 46
2.1.2. Cấu trúc nội dung chương “Dòng điện xoay chiều” vật lý 12 nâng cao . 46
2.2. Mục tiêu dạy học chương “Dòng điện xoay chiều”................................................... 53
2.2.1. Mục tiêu về kiến thức và trình độ nhận thức………………………….
53
2.2.2. Kỹ năng của học sinh khi học chương “Dòng điện xoay chiều”......................59
2.2.3. Các sai lầm phổ biến của học sinh khi học chương “Dòng điện xoay
chiều”................................................................................................................................................... 59
2.3. Soạn thảo hệ thống bài tập chương “Dòng điện xoay chiều” vật lý 12
Ban nâng cao..................................................................................................................................... 60
2.3.1. Nguyên tắc xây dựng hệ thống bài tập........................................................................ 60
2.3.2. Sử dụng phần mềm Matlab trong hướng dẫn hoạt động giải bài tập
chương “Dòng điện xoay chiều” Vật lí 12 Ban nâng cao................................................ 61
2.3.3. Dự kiến sử dụng hệ thống bài tập đã soạn thảo trong dạy học chương
“Dòng điện xoay chiều” Vật Lý 12 nâng cao có sử dụng phần mềm Matlab
81

2.4. Tổ chức dạy học với hệ thống bài tập chương “Dòng điện xoay chiều”
Vật Lý 12 Ban nâng cao có sử dụng phần mềm toán học Matlab................................ 81
2.4.1. Phương pháp giải bài tập chương “Dòng điện xoay chiều” Vật Lý 12
nâng cao có sử dụng phần mềm toán học Matlab............................................................... 81
2.4.2. Hướng dẫn học sinh giải hệ thống bài tập đã soạn thảo....................................... 82
Kết luận chương 2........................................................................................................................... 86
Chƣơng 3: THỰC NGHIỆM SƢ PHẠM........................................................................ 87
3.1. Mục đích của thực nghiệm sư phạm................................................................................ 87
3.2. Đối tượng thực nghiệm sư phạm...................................................................................... 87

5


3.3. Phương pháp thực nghiệm sư phạm................................................................................ 87
3.4. Thời điểm thực nghiệm 25/10/2011 đến 06/12/2011............................................... 88
3.5. Phân tích kết quả thực nghiệm sư phạm........................................................................ 88
3.5.1. Tiêu chí để đánh giá........................................................................................................... 88
3.5.2. Diễn biến thực nghiệm sư phạm.................................................................................... 88
3.5.3. Sơ bộ đánh giá hiệu quả của tiến trình dạy học đã soạn thảo với việc
ôn tập củng cố kiến thức, phát huy tính tích cực, tự chủ, tư duy, sáng tạo
của học sinh....................................................................................................................................... 96
3.5.4. Kiểm tra, đánh giá chất lượng kiến thức của học sinh.......................................... 98
KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ....................................................................................... 108
TÀI LIỆU THAM KHẢO........................................................................................................ 110

6


DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT TRONG LUẬN VĂN

BT

: Bài tập

BTVL

: Bài tập vật lí

CNTT

: Công nghệ thông tin

ĐC

: Đối chứng

ĐHQG

: Đại học Quốc Gia

GV

: Giáo viên

HS

: Học sinh

HTTCDH

: Hình thức tổ chức dạy học

MTĐT

: Máy tính điện tử

ND

: Nội dung

NXB

: Nhà xuất bản

PPDH

: Phương pháp dạy học

PMDH

: Phần mềm dạy học

QĐDH

: Quan điểm dạy học

SGK

: Sách giáo khoa

TBDH

: Thiết bị dạy học

THPT

: Trung học phổ thông

TN

: Thực nghiệm

3


MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài

Cùng với sự phát triển và đổi mới của nền kinh tế theo thị trường và hội
nhập, nhu cầu về nguồn nhân lực ngày càng đa dạng và thay đổi nhanh, yêu cầu
người lao động có năng lực sáng tạo, năng lực tự học để có thể thích ứng được với
sự thay đổi của thị trường lao động, đáp ứng được yêu cầu cao của công cuộc công
nghiệp hóa, hiện đại hóa. Để đáp ứng về nhu cầu nhân lực chất lượng cao việc đổi
mới phương pháp dạy học là nhiệm vụ cấp bách của ngành giáo dục.
Đổi mới phương pháp dạy học, ứng dụng công nghệ dạy học hiện đại theo
hướng chủ động, tích cực hóa hoạt động của học sinh là một trong những phương
hướng đã được xác định rõ, nhằm nâng cao chất lượng dạy và học hiện nay. Điều
này đã được xác định trong nghị quyết trung ương 4 khoá VII, nghị quyết trung
ương 2 khoá VIII, được thể chế trong luật giáo dục (2005). Luật giáo dục, điều 28.2,
đã ghi “Phương pháp giáo dục phổ thông phải phát huy tích cực, tự giác, chủ động

sáng tạo của học sinh; phù hợp với đặc điểm từng lớp học môn học; bồi dưỡng
phương pháp tự học, khả năng làm việc theo nhóm, rèn luyện kỹ năng vận dụng
kiến thức vào thực tiễn, tác động đến tình cảm, đem lại niềm vui hướng thú và trách
nhiệm học tập của học sinh”.
Việc ứng dụng công nghệ thông tin trong dạy học trong những năm gần đây
được đặc biệt chú trọng. Hiện nay, cả nước ta đã có nhiều công trình nghiên cứu
việc đổi mới phương pháp giáo dục theo quan điểm ứng dụng công nghệ thông tin
để dạy học… Tuy nhiên, việc sử dụng công nghệ thông tin trong giảng bài tập vật lý
với tư cách là một phương pháp dạy học có tác dụng tích cực tới việc giáo dục và
phát triển tư duy của học sinh đồng thời là thước đo thực chất đúng đắn sự nắm
vững kiến thức, kỹ năng kỹ xảo vật lý của học sinh thì chưa có nhiều công trình
nghiên cứu. Trong khi đó, hiện nay trên thế giới đã có những phần mềm được sử
dụng là một công cụ mạnh trong lĩnh vực khoa học kỹ thuật cũng như cũng như
trong lĩnh vực giáo dục đào tạo và mang tính thực tiễn cao. Với đặc thù môn học
Vật Lý phổ thông là quan sát, mô phỏng, giải thích hiện tượng, việc sử dụng một
phần mềm công nghệ trong giảng dạy bài tập sẽ giúp học sinh dễ dàng hiểu và vẫn

-1-


dụng được, giúp giáo viên và học sinh nâng cao chất lượng dạy và học. Matlab là
một trong những phần mềm đó. Bài tập là một phần nội dung quan trọng, không thể
thiếu trong môn học nhất là môn vật lý. Để giải được bài tập vật lý nhất là những
bài tập định tính, giải thích hiện tượng đòi hỏi người học phải nắm vững kiến thức
lý thuyết, biết cách vận dụng linh hoạt kiến thức lý thuyết vào việc giải bài tập. Khi
giải bài tập vật lý các kiến thức mà học sinh đã được học sẽ được tái tạo lại, đòi hỏi
học sinh phải làm việc với mức độ tự lực cao. Thông qua việc dạy học bài tập vật
lý, người học sẽ hiểu rõ hơn bản chất của các hiện tượng và qui luật vật lý, biết cách
ứng dụng các qui luật vật lý vào thực tế cuộc sống, biến kiến thức đã học thành kiến
thức riêng của mình.

Từ những lý do trên, với mong muốn sử dụng phần mềm Matlab trong dạy
bài tập vật lý nhằm năng cao chất lượng dạy học vật lý ở trường trung học phổ
thông, tôi đã lựa chọn đề tài: Sử dụng phần mềm toán học Matlab trong dạy học bài
tập chương “Dòng điện xoay chiều” Vật lý 12 trung học phổ thông Ban nâng cao
làm đề tài nghiên cứu.
2. Lịch sử nghiên cứu
Trong những năm đã có nhiều người đã ứng dụng phần mềm toán học
Matlab vào dạy giải bài tập vật lý phổ thông trung học ở các chương, các phần
chẳng hạn như: Sử dụng một số mô hình dao động và sóng điện từ được xây dựng
bằng ngôn ngữ lập trình Matlab để giảng dạy chương “Dao động và sóng điện từ” vật lí 12 THPT Ban nâng cao.( Luận văn thạc sĩ Trần Thị Thanh Vân) ; Dạy học bài
toán dao động và sóng sử dụng mô hình được xây dựng bằng phần mềm Matlab
( Luận văn thạc sĩ Đinh Đức Chính), Về bài tập chương “Dòng điện xoay chiều” có
luận văn thạc sĩ Nguyễn Thị Diệu Ly là Sử dụng phần mềm toán học Mathematica
hỗ trợ giải bài tập chương “Dòng điện xoay chiều” Vật lý 12 Ban nâng cao.
...Nhưng vẫn chưa có tác giả nào làm về đề tài mà tôi đã chọn nghiên cứu.
3. Mục tiêu nghiên cứu
Vận dụng lý luận về dạy giải bài tập vật lý, soạn thảo hệ thống bài tập và tổ
chức hoạt động dạy học với hệ thống bài tập có sử dụng phần mềm toán học Matlab
vào chương “Dòng điện xoay chiều” Vật Lý 12 THPT Ban nâng cao góp phần phát
huy tính tích cực và tự chủ, bồi dưỡng năng lực sáng tạo của học sinh.

-2-


4. Nhiệm vụ nghiên cứu
- Nghiên cứu các quan điểm dạy học hiện đại về dạy học, đặc biệt chú trọng

về cơ sở lý luận của việc dạy giải bài tập vật lý,
- Nghiên cứu tài liệu về phần mềm toán học Matlab.
- Nghiên cứu nội dung và phân phối chương trình các kiến thức chương

“Dòng điện xoay chiều” Vật Lý 12 THPT Ban nâng cao và các tài liệu có liên quan
nhằm xác định được mức độ nội dung các kiến thức cơ bản và các kỹ năng học sinh
cần đạt được.
- Tìm hiều thực tế dạy học phần kiến thức chương “Dòng điện xoay chiều”

Vật Lý 12 THPT Ban nâng cao nhằm phát hiện những khó khăn của giáo viên và
học sinh, những sai lầm phổ biến của học sinh. Từ đó đề xuất một số nguyên nhân
của các khó khăn và nêu các biện pháp khắc phục.
- Soạn thảo hệ thống bài tập có sử dụng phần mềm toán học Matlab để giải

và sử dụng hệ thống bài tập này vào việc tổ chức dạy học một số bài tập ở trong
chương “Dòng điện xoay chiều” Vật Lý 12 THPT Ban nâng cao.
- Tiến hành thực nghiệm sư phạm theo tiến trình dạy học đã soạn thảo để

đánh giá hiệu quả của hệ thống bài tập đã xây dựng và việc đưa phần mềm toán học
Matlab vào hướng dẫn hoạt động giải bài tập.
5. Phạm vi nghiên cứu

Sử dụng phần mềm toán học Matlab trong việc dạy giải hệ thống bài tập đã
được lựa chọn khi dạy học chương “Dòng điện xoay chiều” Vật Lý 12 THPT Ban
nâng cao.
6. Mẫu khảo sát
- Khách thể nghiên cứu: Quá trình dạy và học môn vật lý chương “Dòng

điện xoay chiều” Vật Lý 12 THPT Ban nâng cao
- Đối tượng nghiên cứu: Phần mềm toán học Matlab, ứng dụng vào dạy giải

bài tập vật lý chương “Dòng điện xoay chiều” Vật Lý 12 THPT Ban nâng cao
- Đối tượng khảo sát: Học sinh lớp : 12(A1, A2) Trường THPT Cao Lộc Lạng Sơn

7. Câu hỏi nghiên cứu

-3-


Soạn thảo hệ thống bài tập và tổ chức hoạt động dạy học với hệ thống bài tập
có sử dụng phần mềm toán học Matlab vào chương “Dòng điện xoay chiều” Vật Lý
12 THPT Ban nâng cao như thế nào thì góp phần phát huy tính tích cực và tự chủ,
bồi dưỡng năng lực sáng tạo của học sinh?
8. Giả thuyết nghiên cứu
Nếu học sinh có kiến thức về việc sử dụng phần mềm toán học Matlab và
kiến thức vật lý của chương “Dòng điện xoay chiều” Vật Lý 12 THPT Ban nâng
cao, giáo viên soạn thảo được hệ thống bài tập bám sát mục tiêu dạy học và tổ chức
hoạt động dạy học với hệ thống bài tập đó có sử dụng phần mềm toán học Matlab,
một cách phù hợp thì góp phần phát huy tính tích cực và tự chủ, bồi dưỡng năng lực
sáng tạo của học sinh.
9. Phƣơng pháp nghiên cứu
- Phương pháp nghiên cứu lý luận
+ Nghiên cứu các tài liệu về Tâm lý học, Lý luận dạy học, các tài liệu về

phương pháp dạy học bộ môn Vật lý…
+ Nghiên cứu SGK Vật lý 12 và các tài liệu khoa học đề cập đến vấn đề

“Dòng điện xoay chiều”
+ Nghiên cứu tài liệu về phần mềm toán học Matlab.
- Phương pháp nghiên cứu thực tiễn
+ Điều tra thực tiễn hoạt động dạy giải bài tập vật lí và việc ứng dụng công

nghệ thông tin trong dạy học vật lí ở một số trường THPT ở Lạng Sơn.
+ Thực nghiệm sư phạm

- Phương pháp thống kê toán để xử lý thông tin từ thực nghiệm sư phạm
10. Cấu trúc luận văn

Ngoài phần mở đầu, kết luận, tài liệu tham khảo và phụ lục, luận văn dự kiến
gồm 3 chương:
Chương 1. Cơ sở lý luận và thực tiễn của hoạt động dạy giải bài tập vật lý
phổ thông có sự hỗ trợ của phần mềm toán học Matlab
Chương 2. Soạn thảo hệ thống bài tập và tổ chức hoạt động dạy học với hệ
thống bài tập có sử dụng phần mềm toán học Matlab vào chương "Dòng điện xoay

-4-


chiều” Vật Lý 12 THPT Ban nâng cao nhằm phát huy tính tích cực và tự chủ, bồi
dưỡng năng lực sáng tạo của học sinh.
Chương 3. Thực nghiệm sư phạm
CHƢƠNG 1
CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA HOẠT ĐỘNG DẠY GIẢI BÀI TẬP
VẬT LÝ PHỔ THÔNG CÓ SỰ HỖ TRỢ CỦA PHẦN MỀM TOÁN HỌC
MATLAB
1.1. Quan điểm hiện đại về dạy học
1.1.1. Quan điểm dạy học
Dạy và học là hai mặt của một quá trình thống nhất biện chứng – quá trình dạy
học. Tuy hai hoạt động dạy và học có cấu trúc khác nhau, nhưng lại có mối quan hệ qua lại
khăng khít với nhau, không thể tách rời.
Theo kiểu dạy học truyền thống cũ, điều quan tâm chủ yếu của giáo viên là sự
trình bày bài giảng của mình về các kiến thức cần dạy cho học sinh sao cho đảm bảo được
nội dung chính xác, sâu lắng, đầy đủ. Nghĩa là theo kiểu dạy học này, trung tâm chú ý là
nội dung kiến thức cần dạy. Dần dần người đã nhận rõ rằng nếu chỉ quan tâm tới bản thân
nội dung kiến thức thì dù có trình bày tốt đến đâu cũng vẫn chưa phải là sự xác định một

cách cụ thể học sinh cần đạt được những khả năng gì trong hoặc sau khi học, và bằng cách
nào đảm bảo cho học sinh đạt được những khả năng đó. Đó là một nhược điểm cơ bản của
kiểu dạy học cũ. Nó hạn chế chất lượng và hiệu quả dạy học.
Trong mấy thập kỷ qua, để khắc phục nhược điểm của kiểu dạy học cũ, trên thế
giới đã hình thành quan niệm về kiểu dạy học mà trung tâm chú ý là những khả năng,
những hành vi mà người học cần thể hiện ra được, cần đạt được trong hoặc sau khi học.
Những khả năng này được xem là những kết quả mà sự dạy mang lại ở người học.

a. Quan niệm về mục đích dạy học
Quan niệm truyền thống
(GV làm trung tâm)
Đào tạo trẻ em thành người lớn thông
qua những người lớn tuổi hơn, những
người hiểu biết, những hình mẫu. Lý
luận dạy học thiên về mệnh lệnh, uy
quyền.
b. Quan niệm về nội dung dạy học
Quan niệm truyền thống
(GV làm trung tâm)
Các nhà chuyên môn xác định những
nội dung quan trọng, từ đó đề ra
những yêu cầu, tiêu chuẩn, những

-5-


điều bắt buộc. Sự lựa chọn nội
dung thiên về định hướng
chuyên môn và là bắt buộc.

có ý nghĩa đối với đời sống xã
hội. Sự lựa chọn nội dung mang
tính liên môn và có sự thỏa
thuận của người học.

c. Quan niệm về phương pháp,
phương tiện dạy học

báo chiếm ưu thế, trong
gồm định hướng mục đí
và kiểm tra. Các phương
nặng về định hướng hiệu
truyền đạt.

d. Quan niệm về đánh giá

Kết quả học tập được đo và
với nhiều phương pháp
nhau.

Dạy học và đánh giá là hai
khác nhau của quá trình
Chú trọng khả năng tái hiện
chính xác.
Quá trình dạy học là quá
trình hoạt động của giáo viên và
của học sinh trong sự tương tác
thống nhất biện chứng của ba
thành phần trong hệ dạy học bao
gồm: Giáo viên – Học sinh –

Phương tiện hoạt động dạy học.
Mỗi hoạt động diễn ra theo
các pha: định hướng, chấp hành và
kiểm tra. Cơ sở định hướng của
hành động có tầm quan trọng đặc
biệt với chất lượng hiệu quả của
hành động. Giáo viên có vai trò
quan trọng trong việc giúp đỡ cho
sự hình thành cơ sở định huớng
khái quát hành động của học sinh.
Cơ sở định hướng bao gồm những
nội dung cơ bản nhất, cần thiết
nhất cho sự thành công của hành
động chủ thể. Hoạt động dạy của
giáo viên phải có tác dụng chỉ đạo
hoạt động học của học sinh phù


hợp với con đường biện chứng của sự hình
thành, phát triển và hoàn thiện của hành
động.
Theo quan điểm xã hội – tâm lý,
học là hoạt động của tác nhân chiếm lĩnh
kinh nghiệm xã hội lịch sử biến thành
năng lực thể chất và năng lực tinh thần
của cá nhân, hình thành và phát triển
nhân cách của cá nhân.
Sự học là quá trình hình thành và
phát triển của các dạng thức hành động xác
định là sự thích ứng của chủ thể với tình

huống qua đó chủ thể chiếm lĩnh kinh
nghiệm xã hội lịch sử biến thành năng lực
thể chất và năng lực tinh thần của cá nhân,
hình thành và phát

-6-


triển nhân cách cá nhân. Mỗi tri thức mới học được, có chất lượng phải là kết quả của
sự thích ứng của người học là hoạt động xây dựng nên tri thức mới với tính cách là
phương tiện tối ưu giải quyết tình huống.
Dạy học là dạy hành động (hành động chiếm lĩnh tri thức và hành động vận dụng
tri thức) và do đó trong dạy học, giáo viên cần tổ chức các tình huống học tập đòi hỏi sự
thích ứng của học sinh để qua đó học sinh chiếm lĩnh được tri thức đồng thời phát triển
trí tuệ và nhân cách toàn diện của mình.
Trong sự vận hành của hệ tương tác dạy học gồm: Người dạy (giáo viên) – Người
học (học sinh) – Tư liệu hoạt động dạy học (môi trường) thì giáo viên là người ổ chức,
kiểm tra, định hướng hành động của học sinh theo một chiến lược hợp lý sao cho học
sinh tự chủ chiếm lĩnh, xây dựng tri thức của mình và do đó đồng thời năng lực trí tuệ và
nhân cách toàn diện của học sinh từng bước phát triển. Có thể mô tả sự tương tác dạy học
bằng sơ đồ như hình sau:
Định hướng

Giáo viên
Liên hệ ngược
Liên hệ ngược
Tổ chức

Tư liệu
Hoạt động dạy học

(Môi trường)
hình 1.1: Sự tương tác dạy học
Hành động của giáo viên với tư liệu hoạt động dạy học là tổ chức tư liệu và qua đó
cung cấp tư liệu, tạo tình huống cho hoạt động của học sinh. Tác động của giáo viên tới
học sinh là sự định hướng củah giáo viên đối với hoạt động học sinh với tư liệu, định
hướng của giáo viên với sự tương tác trao đổi giữa học sinh với nhau và qua đó định
hướng cả sự cung cấp những thông tin liên hệ ngược từ phía học sinh cho giáo viên.
Hành động học của học sinh với tư liệu hoạt động dạy học là sự thích ứng của học
sinh với tình huống học tập, đồng thời là hành động chiếm lĩnh, xây dựng tri thức cho
mình. Tương tác trực tiếp của học sinh với nhau và giữa học sinh với giáo viên là sự trao
đổi, tranh luận giữa các cá nhân và nhờ đó học sinh tranh thủ sự hỗ trợ từ phía giáo viên
và tập thể học sinh.

-7-


1.1.2. Phương pháp dạy học tích cực

1.1.2.1. Dạy học tăng cƣờng phát huy tính tự tin, tích cực, chủ động, sáng
tạo thông qua tổ chức thực hiện các hoạt động học tập của học sinh.
Dạy học thay vì lấy “Dạy” làm trung tâm sang lấy “Học” làm trung tâm. Trong
phương pháp tổ chức, người học – đối tượng của hoạt động “dạy”, đồng thời là chủ thể
của hoạt động “học” – được cuốn hút vào các hoạt động học tập do GV tổ chức và chỉ đạo,
thông qua đó tự lực khám phá những điều mình chưa rõ, chưa có chứ không phải thụ động
tiếp thu những tri thức đã được GV sắp đặt.

1.1.2.2. Dạy học chú trọng rèn luyện phƣơng pháp và phát huy năng
lực tự học của học sinh.
PPDH tích cực xem việc rèn luyện phương pháp học tập cho HS không chỉ là
một biện pháp nâng cao hiệu quả dạy học mà còn là một mục tiêu dạy học.

Trong xã hội hiện đại đang biến đổi nhanh, với sự bùng nổ thông tin khoa học,
kỹ thuật, công nghệ phát triển như vũ bão thì không thể nhồi nhét vào đầu óc HS khối
lượng kiến thức ngày càng nhiều.
Trong các phương pháp học thì cốt lõi là phương pháp tự học. Nếu rèn luyện cho HS
có được phương pháp, kỹ năng, thói quen, ý chí tự học thì sẽ tạo cho họ lòng ham học, khơi
dậy nội lực vốn có trong mỗi con người, kết quả học tập sẽ được nhân lên gấp bội.

1.1.2.3. Dạy học phân hóa kết hợp với hợp tác
Trong một lớp học trình độ kiến thức, tư duy của HS thường không thể đồng đều,
vì vậy khi áp dụng PPDH tích cực buộc phải chấp nhận sự phân hóa về cường độ, mức
độ, tiến độ hoàn thành nhiệm vụ học tập, nhất là khi bài học được thiết kế thành một
chuỗi hoạt động độc lập. Áp dụng PPDH tích cực ở trình độ càng cao thì sự phân hóa này
càng lớn.
Tuy nhiên, trong học tập, không phải mọi tri thức, kĩ năng, thái độ đều được hình
thành bằng những hoạt động độc lập cá nhân. Lớp học là môi trường giao tiếp thầy – trò,
trò – trò, tạo nên mối quan hệ hợp tác giữa các cá nhân trên con đường chiếm lĩnh nội
dung học tập.

Bảng 1.1 So sánh phương pháp dạy học tích cực và phương pháp dạy học thụ động
Dạy học thụ động
1. Tập trung vào hoạt động của giáo viên
2. Giáo viên thuyết trình là chính.
3. Học sinh lắng nghe lời giản của giáo

viên, ghi chép và học thuộc.
4. Giáo viên cố gắng truyền đạt hết
những kiên thức và kinh nghiệm
của mình để hoàn thành bài giảng.
5. Giao tiếp Thầy – Trò nổi lên hàng đầu

-8-


6.
7.

8.

9.

10.

Học sinh trả lời theo sách giáo khoa và
theo vở ghi.
Giáo viên cho ví dụ mẫu rồi yêu cầu
học sinh làm những trường hợp
tương tự.
Không phát huy được tính tích cực
học tập của học sinh tham gia xây
dựng bài.
Học sinh lệ thuộc hoàn toàn vào
TLGK và sự thuyết trình của giáo
viên.
Giáo viên độc quyền đánh giá và cho
điểm cố định, đánh giá theo sự ghi
nhớ thông tin có sẵn.

1.2. Những vấn đề lý luận về dạy giải bài tập vật lý
1.2.1. Khái niệm bài tập vật lí
Trong dạy học vật lí, bài tập vật lí có một ý nghĩa vô cùng quan trọng trong việc

củng cố, đào sâu, mở rộng, hoàn thiện kiến thức về mặt lý thuyết và rèn luyện cho học
sinh khả năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn, góp phần vào việc giáo dục tổng hợp và
hướng nghiệp. Hoạt động giải bài tập vật lí không những là một trong những cách thức để
học sinh vận dụng kiến thức cũ mà còn có thể giúp cho học sinh tự lực phát hiện ra kiến
thức mới, qua đó tạo cơ sở cho tính tự lực, tích cực trong học tập của học sinh. Bài tập vật
lí được hiểu là một vấn đề được đặt ra đòi hỏi phải giải quyết, bằng những suy lý lôgic,
phép toán và thí nghiệm trên cơ sở các khái niệm, các thuyết, các định luật và các phương
pháp vật lí.
Theo nghĩa rộng, bài tập vật lí được hiểu là vấn đề xuất hiện do nghiên cứu tài
liệu giáo khoa chính là bài tập đối với học sinh. Sự tư duy, tìm tòi, giải quyết vấn đề gặp
phải đó là học sinh đã giải bài bài tập.

1.2.2. Tác dụng của BTVL trong hoạt động dạy học vật lí
Mục tiêu của dạy học vật lí ở trường phổ thông là phải đảm bảo trang bị đầy đủ
cho học sinh những kiến thức phổ thông cơ bản, hiện đại, làm cho học sinh có thể vận
dụng những kiến thức đó để giải quyết nhiệm vụ học tập. Để đạt được những nhiệm vụ
trên đồi hỏi học sinh phải được rèn luyện một cách thường xuyên, kết hợp nhiều phương
pháp. Bài tập vật lí là một trong những phương pháp được vận dụng có hiệu quả trong dạy
học vật lí. Nó có một tầm quan trọng đặc biệt góp phần vào việc hoàn thành nhiệm vụ dạy
học vật lí ở phổ thông. Tùy thuộc vào những tình huống cụ thể, bài tập vật lí được sử dụng
theo các mục đích khác nhau [21].
- Bài tập vật lí có thể được sử dụng như là phương tiện nghiện cứu tài liệu mới
khi trang bị kiến thức cho học sinh nhằm đảm bảo cho học sinh lĩnh hội được kiến thức
một cách sâu sắc và vững chắc
- Bài tập vật lí là một phương tiện để học sinh rèn luyện khả năng vận dụng
kiến thức, liên hệ học tập với thực tế.

-9-

- Bài tập vật lí là một phương tiện có tầm quan trọng đặc biệt trong việc rèn

luyện tư duy, bồi dưỡng phương pháp nghiên cứu khoa học cho học sinh.
Bởi vì, giải bài tập vật lí là một hình thức làm việc tự lực căn bản của học sinh.
Trong quá trình làm bài tập, học sinh phải phân tích điều kiện đầu bài, tự xây dựng những
lập luận, thực hiện các tính toán, khi cần thiết phải tiến hành các thí nghiệm, thực hiện
các phép đo, xác định sự phụ thuộc theo một hàm số nào đó giữa các đại lượng, kiểm tra
các kết luận của mình. Trong những điều kiện đó tư duy lôgic, tư duy sáng tạo của học
sinh được phát triển, năng lực tự làm việc của học sinh được nâng cao.
- Bài tập vật lí là một phương tiện để củng cố, ôn tập kiến thức đã học một
cách sinh động và hiệu quả
Khi giải các bài tập, đòi hỏi học sinh phải nhớ lại các công thức, định luật, kiến
thức đã học, cũng có khi bài tập đòi hỏi sự vận dụng kiến tổng hợp của cả một chương
hay một phần của chương trình. Do vậy, học sinh sẽ hiểu rõ hơn và ghi nhớ tốt hơn các
kiến thức đã học và không thụ động tiếp thu các kiến thức mới. Mặt khác, thông qua đó
giáo viên có thể đánh giá chính xác về mức độ nhận thức của học sinh, đồng thời phát
hiện được những “lỗ hổng” về mặt kiến thức của học sinh. Từ đó, giáo viên có những điều
chỉnh kịp thời trong phương pháp giảng dạy cũng như việc kiểm tra đánh giá, điều chỉnh
lượng kiến thức sao cho phù hợp với từng đối tượng học sinh.
- Thông qua việc giải bài tập vật lí có thể rèn luyện cho học sinh những đức tính

tốt như tinh thần tự lập, tính cẩn thận, sự kiên trì cũng như tinh thần vượt khó.
- Bài tập vật lí là phương tiện để kiểm tra đánh giá kiến thức, kĩ năng của học
sinh một cách chính xác.
Việc giải bài tập vật lí đôi khi không phải là một việc đơn giản và nhẹ nhàng đối
với học sinh. Việc giải bài tập vật lí đòi hỏi học sinh phải nỗ lực vượt qua những khó khăn
đặt ra và để làm được điều đó yêu cầu học sinh phải ghi nhớ các kiến thức đã học và vận
dụng trong những tình huống cụ thể. Nhưng việc giải bài tập vật lí thành công cũng luôn
đem đến cho học sinh sự say mê, niềm phấn khởi và tăng thêm sự yêu thích của học sinh
đối với bộ môn vật lý.

1.2.3. Sử dụng bài tập vật lý trong dạy học vật lý

1.2.3.1. Những yêu cầu chung trong dạy học về bài tập vật lý
a. Cần dự tính kế hoạch về việc sử dụng BTVL trong dạy học, với từng
đề tài, từng tiết học
Xác định mục đích sử dụng bài tập, các mục đích có thể là:
Dùng bài tập làm xuất hiện vấn đề trong các tiết nghiên cứu tài liệu mới.
Dùng bài tập hình thành kiến thức mới.
Dùng bài tập để củng cố, bổ sung, hoàn thiện những kiến thức lý thuyết đã học.
Lựa chọn bài tập điển hình nhằm hướng dẫn học sinh vận dụng kiến thức đã
học để giải, từ đó hình thành phương pháp giải chung cho mỗi loại bài tập đó.
- Dùng bài tập để kiểm tra, đánh giá chất lượng kiến thức của học sinh.
-

- Sắp xếp các bài tập đã chọn thành một hệ thống, định rõ kế hoạch và mục

đích sử dụng trong tiến trình dạy học

-10-


- Kế hoạch sử dụng BTVL trong dạy học [13]

S

b. Dạy cho học sinh biết vận dụng kiến thức để giải quyết về đặt ra,
rèn cho học sinh kỹ năng giải những bài toán cơ bản
c. Coi trọng việc phát triển tư duy

1.2.3.2. Phân loại bài tập vật lý
Có nhiều cách phân loại BTVL dựa trên cơ sở khác nhau. Trong nghiên cứu của
mình, chúng tôi phân loại bài tập vật lí theo nội dung; theo yêu cầu phát triển tư duy;
theo phương thức cho điều kiện của bài toán hay theo phương thức giải.
Trên cơ sở đó, chúng tôi có bảng phân loại bài tập vật lý (xem hình 1.1) [11].

-11-


SƠ ĐỒ PHÂN LOẠI BÀI TẬP VẬT LÝ

Bài tập vật lý

Phân loại theo nội
dung

BT có
Bài tập

nội dung
Đề tài vật

có nội

cụ thể
lý

dung lịch

hoặc trừu

sử

tượng

Cơ

Nhiệt

Điện

Quang


Hình 1.2. Sơ đồ phân loại bài tập Vật Lý (tham khảo)

-12-


a. Phân loại theo nội dung của bài tập vật lý
- Theo đề tài của tài liệu vật lý

Bài tập vật lí theo đó được phân biệt thành các bài tập cơ học, điện học, nhiệt học,
quang học …. Các bài tập này thường xuất hiện ngay sau khi nghiên cứu tài liệu mới về một
vấn đề nào đó. Sự phân chia này chỉ mang tính chất quy ước, bởi vì kiến thức được sử
dụng trong giả thiết của bài tập vật lí thường không chỉ lấy ở một chương mà có thể lấy ở
những phần khác nhau trong chương trình vật lí đã học.
- Bài tập có nội dung trừu tượng và bài tập có nội dung cụ thể

Bài tập vật lí có nội dung trừu tượng là những bài tập trong điều kiện của nó, bản chất
vật lí của hiện tượng đã được nêu lên, những chi tiết không bản chất đã được lược bỏ bớt.

Bài tập loại này sẽ giúp học sinh nhận ra cần phải sử dụng những công thức, định luật hay
kiến thức vật lí nào để giải quyết bài tập đó. Do đó, bài tập loại này thường được áp dụng
cho học sinh tập dượt, vận dụng các công thức vừa học.
Bài tập có nội dung cụ thể là bài tập mà trong điều kiện của nó, những số liệu chi tiết
của bài tập đã được nêu cụ thể còn bản chất vật lí của hiện tượng vật lí chưa được sáng tỏ.
Khi giải bài tập vật lí loại này, học sinh phải nhận ra rõ bản chất của hiện tượng vật lí và phải
phân tích các dữ kiện để làm sáng tỏ vấn đề.
- Bài tập có nội dung kỹ thuật tổng hợp

Bài tập có nội dung kỹ thuật tổng hợp là loại bài tập mà nội dung của nó chứa đựng
những tài liệu về kỹ thuật, sản xuất công nghiệp, sản xuất nông nghiệp, về giao thông liên
lạc… Bài tập loại này sẽ giúp học sinh liên hệ được lý thuyết với thực hành, học tập với
thực tiễn của cuộc sống, cho học sinh thấy được khoa học vật lí ở xung quanh chúng ta.
- Bài tập có nội dung lịch sử

Bài tập có nội dung lịch sử là những bài tập chứa đựng những kiến thức có đặc điểm
lịch sử, những dữ kiện về các thí nghiệm vật lí cổ điển, về những phát minh sáng chế hay
về những câu chuyện có tính chất lịch sử.
- Bài tập vui

Bài tập vui là những bài tập sử dụng những dữ kiện, hiện tượng kì lạ hoặc vui, dí
dỏm, hài hước… Loại bài tập này sẽ làm cho tiết học thêm sinh động, nâng cao hứng thú học
tập của học sinh.

b. Phân loại theo phương thức cho điều kiện hoặc phương thức giải
- Bài tập định tính
Bài tập định tính là những bài tập khi giải, học sinh chỉ phải làm những phép tính đơn
giản hoặc có thể nhẩm được. Học sinh muốn giải được bài tập loại này phải thực hiện những
phép suy luận lôgic. Do đó, học sinh phải hiểu rõ bản chất của các khái niệm, định luật vật lí và
nhận biết được những biểu hiện của chúng trong các trường hợp cụ thể. Qua đó, học sinh đưa

được lý thuyết vào đời sống xung quanh. Chính vì vậy, những bài tập loại này làm tăng thêm
hứng thú cho môn học, tạo điều kiện cho việc phát triển và rèn luyện khả năng quan sát
ở học sinh. Bài tập loại này thường được sử dụng ưu tiên hàng đầu sau khi học xong lý
thuyết và trong khi củng cố, ôn tập kiến thức cho học sinh.
- Bài tập định lượng

-13-


Bài tập định tính là loại bài tập mà muốn giải được chúng phải thực hiện một loạt
các phép tính và kết quả thu được là một đáp số định lượng.
Bài tập tính toán tập dượt là những bài tập đơn giản trong đó chỉ đề cập đến những
hiện tượng, một định luật và sử dụng một vài phép tính đơn giản. Nó có tác dụng củng cố
kiến thức cơ bản vừa học, làm cho học sinh hiểu rõ về ý nghĩa của các định luật và công thức
biểu diễn chúng.
Bài tập tính toán tổng hợp là loại bài tập mà muốn giải được thì yêu cầu ta phải vận
dụng nhiều khái niệm, định luật, công thức. Bài tập loại này giúp học sinh đào sâu, mở rộng
kiến thức, thấy được mối quan hệ giữa các thành phần khác nhau của chương trình, biết
phân tích và lựa chọn kiến thức đã học để giải quyết vấn đề do bài tập đặt ra.
- Bài tập thí nghiệm

Bài tập thí nghiệm là loại bài tập đòi hỏi phải làm thí nghiệm để kiểm chứng lời giải
bằng lý thuyết hoặc tìm những số liệu cần thiết cho bài tập. Bài tập thí nghiệm có nhiều tác
dụng về mặt giáo dục và giáo dục kỹ thuật tổng hợp, đặc biệt làm sáng tỏ mối quan hệ giữa
lý luận và thực tiễn.
- 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 đồ thị đã cho trước hoặc ngược lại. Bài tập đòi hỏi học sinh phải biểu diễn quá
trình diễn biến của hiện tượng đã nêu trong bài tập.

- Bài tập trắc nghiệm khách quan

Bài tập dạng trắc nhiệm khách quan thường dùng để kiểm tra kiến thức trong một
phạm vi rộng, số lượng người được kiểm tra nhiều, kết quả thu được khách quan không
phụ thuộc vào người chấm. Bài tập dạng này yêu cầu học sinh phải nhớ, hiểu và vận dụng
đồng thời rất nhiều các kiến thức liên quan.

c. Phân loại theo yêu cầu luyện tập kỹ năng, phát triển tư duy trong quá
trình dạy học
- Bài tập luyện tập
Bài tập luyện tập là loại bài tập dùng để rèn luyện cho học sinh áp dụng được những
kiến thức xác định để giải từng bài tập theo mẫu xác định. Ở đó không đòi hỏi học sinh phải
tư duy sáng tạo mà chủ yếu để cho học sinh luyện tập, nắm vững được cách giải đối với
một loại bài tập xác định đã được chỉ dẫn.
- Bài tập sáng tạo

Bài tập sáng tạo là loại bài tập để phát triển tư duy sáng tạo cho học sinh.
Bài tập nghiên cứu: khi cần giải thích một hiện tượng chưa biết trên cơ sở mô
hình trừu tượng thích hợp từ lý thuyết vật lí.
Bài tập thiết kế: bài tập loại này là bài tập xây dựng mô hình thực nghiệm để kiểm
tra kết quả rút ra được từ lý thuyết.

1.2.3.3. Lựa chọn bài tập vật lý
a. Căn cứ để lựa chọn BTVL
- Mục đích sử dụng.
- Trình độ xuất phát của học sinh.

-14-

- Thời gian cho phép sử dụng.

b. Số lượng và nội dung bài tập được lựa chọn cần đáp ứng các yêu cầu sau
- Phù hợp với mức độ nội dung các kiến thức cơ bản và các kỹ năng giải bài tập.
- Hệ thống bài tập bao gồm nhiều thể loại.
- Chú ý thích đáng về số lượng và nội dung các bài tập nhằm giúp học sinh

vượt qua những khó khăn chủ yếu, khắc phục những sai lầm phổ biến.
- Các bài tập đưa ra phải có tính hệ thống
- Các bài tập phải đảm bảo tính vừa sức đối với học sinh đại trà, đồng thời có

chú ý tới sự phân hóa học sinh
1.2.4. Phương pháp giải bài tập vật lý
Mục tiêu cần đạt tới khi giải một bài toán vật lý là tìm được câu trả lời đúng đắn,
giải đáp được vấn đề đặt ra một cách có căn cứ khoa học chặt chẽ.
Quá trình giải một bài toán vật lý thực chất là quá trình tìm hiểu điều kiện của bài
toán, xem xét hiện tượng vật lý được đề cập và dựa trên kiến thức vật lý, toán để nghĩ tới
những mối liên hệ có thể có của những cái đã cho và cái phải tìm, sao cho có thể thấy được
cái phải tìm có liên hệ trực tiếp hoặc gián tiếp với cái đã cho. Từ đó đi tới chỉ rõ được mối
liên hệ tường minh trực tiếp của cái phải tìm với những cái đã biết, tức là tìm được lời giải
đáp.
Các công thức, phương thức mà ta xác lập được dựa theo các kiến thức vật lý và điều
kiện cụ thể của bài toán là sự biểu diễn những mối liên hệ định lượng giữa các đại lượng vật
lý. Trong các phương trình đó, tùy theo điều kiện của đề bài cụ thể mà có thể đại lượng này
là đại lượng đã cho, đại lượng kia là đại lượng chưa biết và có thể đại lượng khác nữa chưa
biết. Nó không phải là cái đề bài hỏi, nhưng cũng kông phải là đại lượng đã cho.
Sự thực hiện hai phần việc này có thể theo trình tự như trong ví dụ trên, nhưng cũng
có thể xen kẽ, hòa lẫn với nhau. Dù trong trường hợp nào thì về mặt vật lý điều mấu chốt
quan trọng của việc giải bài toán vẫn là phải xác lập được những mối liên hệ cụ thể cần
thiết của cái phải tìm và cái đã cho dựa trên sự vận dụng kiến thức vật lý vào điều kiện cụ

thể của bài toán.
Sự nắm vững lời giải bài toán vật lý phải thể hiện ở khả năng trả lời được câu hỏi:
- Việc giải bài toán này cần xác lập được những mối liên hệ cơ bản nào?
- Sự xác lập các mối liên hệ cơ bản cụ thể này dựa trên sự vận dụng kiến thức vật

lý gì, vào điều kiện cụ thể gì của bài toán?
Sự nắm vững như vậy của người giáo viên vật lý sẽ giúp cho sự định hướng
phương pháp dạy giải bài toán một cách đúng đắn và có hiệu quả.

Đối với những bài toán đơn giản thì khi vận dụng kiến thức vật lý vào điều kiện cụ thể
của bài toán ta có thể thấy ngay được mối liên hệ trực tiếp của cái phải tìm với cái đã cho.
Chẳng hạn có thể dẫn ra ngay một công thức vật lý mà trong đó có chứa đại lượng phải tìm
cùng với các đại lượng khác đều là các đại luợng đã cho hoặc đã biết. Nhưng đối với các bài
toán phức tạp hơn thì thường không thể dẫn ra ngay được mối liên hệ trực tiếp của cái phải
tìm và cái đã cho mà phải dựa trên một số các mối liên hệ cơ bản trong đó có chứa yếu tố phải
tìm hoặc yếu tố đã cho cùng với các yếu tố khác chưa cho biết, rồi tiếp tục luận giải. Lập
được mối liên hệ trực tiếp của cái phải tìm chỉ với các cái đã cho.
-15-


Trong sự vận hành các mối liên hệ cơ bản để đi đến xác định được cái phải tìm ta thấy có
vai trò quan trọng của các kiến thức, kỹ năng toán học cùng với những kiến thức vật lý. Sự nắm
vững lời giải một bài toán vật lý phức tạp phải thể hiện ở khả năng trả lời được câu hỏi:
Sơ đồ tiến trình luận giải để từ những mối liên hệ cơ bản đã xác lập được đi đến kết quả
cuối cùng của việc giải bài toán là như thế nào?

Trong nhiều bài toán vật lý, khó khăn chủ yếu đối với học sinh có thể là ở khâu
vận dụng kiến thức toán học. Giáo viên vật lý cần thấy rõ điều đó để có thể hướng dẫn
giúp đỡ học sinh đúng chỗ cần thiết nhất.
Đối với các bài tập định tính, không cần phải tính toán quá phức tạp, nhưng vẫn cần

có sự tư duy lôgic từng bước để đi đến kết luận cuối cùng. Trong những trường hợp này ta
cũng có thể mô hình hóa tiến trình luận bằng một sơ đồ khái quát.
Dưới đây là một ví dụ diễn tả quá trình luận giải như sau: Nhờ mối liên hệ (1) rút ra
kết luận a. Dựa trên kết luận a cùng với mối liên hệ (2) rút ra kết luận b. Dựa trên kết luận
b cùng với mối liên hệ (3) rút ra kết luận cuối cùng c.

(1)
Rút ra
Đối với các “bài toán thí nghiệm” có đặc điểm nghiên cứu thực nghiệm về một sự liên
hệ phụ thuộc nào đó thì 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, ta xác định phương án thí
nghiệm cho phép thu lượm những thông tin cần thiết cho sự khảo sát về sự liên hệ phụ thuộc
đó; nắm vững những dụng cụ đo lường cần sử dụng; lắp ráp các dụng cụ; tiến hành thí
nghiệm và ghi lại các kết quả quan sát; đo cần thiết, xử lý kết quả; kết luận về sự liên hệ phụ
thuộc nghiên cứu.
Không thể nói về một phương pháp chung, vạn năng có thể áp dụng để giải quyết
được mọi bài tập vật lý. Tuy nhiên từ sự phân tích về thực chất hoạt động giải bài tập vật lý
như trình bày ở trên, ta có thể chỉ ra những nét khái quát, xem như một sơ đồ định hướng các
bước chung của tiến trình giải một bài tập vật lý. Theo các bước chung của tiến trình giải
một bài tập vật lý, giáo viên có thể kiểm tra hoạt động của học sinh và có thể giúp đỡ định
hướng hành động giải bài tập của học sinh một cách có hiệu quả. Nói chung, tiến trình giải
một bài tập vật lý trải qua các bước [20].
Bước 1: Tìm hiểu đề bài
- Đọc, ghi ngắn gọn các dữ liệu xuất phát và cái phải tìm
- Mô tả lại tình huống được nêu trong bài, vẽ hình minh họa
- Nếu đề bài yêu cầu thì phải dùng đồ thị hoặc làm thí nghiệm để thu được các

dữ liệu cần thiết
Bước 2: Xây dựng lập luận để xác lập các mối liên hệ cơ bản của các dữ liệu xuất
phát và các dữ liệu phải tìm

- Đối chiếu các dữ liệu xuất phát và cái phải tìm, xem xét bản chất vật lý của

tình huống đã cho để nghĩ đến các kiến thức, các định luật, các công thức có liên quan
- Xác lập các mối liên hệ cơ bản cụ thể của các dữ liệu xuất phát và của cái phải tìm

-16-


- Tìm kiếm, lựa chọn các mối liên hệ tối thiểu cần thiết, sao cho thấy được có

mối liên hệ giữa cái phải tìm với các dữ liệu xuất phát, từ đó hy vọng có thể rút ra cái
cần tìm
+ Xây dựng lập luận trong giải bài tập định tính.
- Xây dựng lập luận trong giải bài tập giải thích hiện tượng
- Giải thích hiện tượng thực chất là cho biết một hiện tượng và lý giải xem vì sao

hiện tượng lại xảy ra như thế.
- Trong các bài tập này, bắt buộc phải thiết lập được mối quan hệ giữa hiện tượng cụ
thể với một số đặc tính của sự vật hay với một định luật vật lý.
- Thực hiện phép suy luận logic, luận ba đoạn trong đó tiật vấn đề thứ nhất là một đặc
tính chung của sự vật hoặc định luật vật lý tổng quát, tiền đề thứ hai là những điều
kiện cụ thể, kết luận về hiện tượng được nêu ra.
- Xây dựng lập luận trong giải bài tập dự đoán hiện tượng
- Dự đoán hiện tượng thực chất là căn cứ vào những điều kiện cụ thể của đề bài, xác

định những định luật chi phối hiện tượng và dự đoán được thực hiện gì xảy ra và
xảy ra như thế nào.
- Ta thực hiện suy luận lôgic, thiết lập luận ba đoạn, trong đó ta mới biết tiền đề thứ
hai (phán đoán khẳng định riêng), cần phải tìm tiền đề thứ nhất (phán đoán khẳng
định chung) và kết luận (phán đoán khẳng định riêng).

- Trong trường hợp hiện tượng xảy ra phức tạp, ta phải xây dựng một chuỗi luận
ba đoạn liên tiếp ứng với các giai đoạn diễn biến của hiện tượng
- Xây dựng lập luận trong bài tập định lượng.
Có thể có hai phương pháp xây dựng lập luận:
- Phương pháp phân tích:

Tìm một định luật hoặc một quy tắc diễn đạt bằng một công thức có chứa đại
lượng cần tìm và một vài đại lượng khác chưa biết.
Tiếp tục tìm những định luật, công thức khác cho biết mối liên hệ giữa các đại
lượng chưa biết ở trên với các đại lượng đã cho.
Suy luận toán học, đưa đến công thức chỉ chứa đại lượng phải tìm với các đại lượng đã
cho.
- Phương pháp tổng hợp:

Từ những đại lượng đã cho ở đề bài. Dựa vào các định luật, quy tắc vật lý, tìm
những công thức có chứa đại lượng đã cho với các đại lượng trung gian mà ta dự kiến có
liên quan đến đại lượng cần tìm.
Suy luận toán học, đưa đến công thức chỉ chứa đại lượng phải tìm với các đại lượng đã
cho.
Bước 3: Luận giải
Từ các mối liên hệ cần thiết đã xác lập được, tiếp tục luận giải, tính toán để rút ra
kết quả cần tìm.
Bước 4: Kiểm tra, xác nhận, kết quả.
-

Kiểm tra xem đã trả lời hết các câu hỏi, xét hết các trường hợp chưa.
Kiểm tra lại xem tính toán có đúng không.
Kiểm tra thứ nguyên xem có phù hợp không.
Xem xét kết quả về ý nghĩa thực tế xem có phù hợp không.
Kiểm tra kết quả bằng thực nghiệm xem có phù hợp không.

- 17 -


- Giải bài toán theo một cách khác xem có cho cùng kết quả không.

Trong thực tế giải các bài tậpvật lý ta thấy không nhất thiết có sự tách bạch một cách
cứng nhắc giữa bước thứ ba với bước thứ hai đã trình bày ở trên. Không phải bao giờ người
ta cũng xác lập xong xuôi hệ phương trình rồi mới bắt đầu luận giải với hệ phương trình để
rút ra kết quả cần tìm. Có thể là sau khi xác lập được mối liên hệ vật lý cụ thể nào đó, người
ta thực hiện ngay sự luận giải với mối liên hệ đó (biến đổi phương trình đó) rồi tiếp sau đó lại
xác lập các mối liên hệ (các phương trình) cần thiết tiếp theo. Tuy nhiên như đã nói ở mục
trước, ở đây vẫn thể hiện hai hoạt động kế tiếp nhau. Đó là việc vận dụng kiến thức vật lý vào
điều kiện cụ thể của bài tập để xác lập một mối liên hệ cơ bản cụ thể nào đó và việc luận giải
này có thể cho phép xác lập được các mối liên hệ mới, xem như là hệ quả của các mối liên hệ
đã xác lập được trước đó. Tất cả các mối liên hệ này hợp thành hệ thống các mối liên hệ (hệ
phương trình) cần thiết cho việc rút ra cái cần tìm. Vì vậy là nếu khái quát hóa phương pháp
giải bài toán đã cho thì ta vẫn có thể chỉ ra được đâu là hệ thống những mối liên hệ (hệ
phương trình) cần xác lập được (để rồi sự luận giải từ đó sẽ cho phép rút ra được kết quả cần
tìm) và đâu là bản thân sự luận giải tính toán xuất phát từ hệ thống, các mối liên hệ (hệ
phương trình) đã xác lập để rút ra kết quả cần tìm.

1.2.5. Hướng dẫn học sinh giải bài tập vật lý

1.2.5.1. Định hƣớng hành động của học sinh giải bài tập vật lý
Muốn hướng dẫn học sinh giải một bài toán cụ thể nào đó thì dĩ nhiên là giáo viên
phải giải được bài toán đó, nhưng như vậy chưa đủ. Muốn cho việc hướng dẫn giải bài toán
được định hướng một cách đúng đắn giáo viên phải phân tích được phương pháp giải bài toán
cụ thể, bằng cách vận dụng những hiểu biết về tư duy logic giải bài toán vật lý để xem xét
việc giải bài toán cụ thể này. Mặt khác phải xuất phát từ mục đích sư phạm cụ thể của việc
cho học sinh giải bài toán để xác định kiểu hướng dẫn phù hợp. Nói cách khác, cơ sở khoa

học để suy nghĩ xác định phương pháp hướng dẫn học sinh giải một bài toán vật lý cụ thể nào
đó là những hiểu biết khoa học về tư duy giải bài toán vật lý cụ được vận dụng vào việc phân
tích phương pháp giải bài toán cụ thể này và những hiểu biết về đặc điểm của các kiểu hướng
dẫn giải toán, tương ứng với các mục đích sư phạm khác nhau. Ta có thể minh họa bằng sơ đồ
sau:

Phương pháp hướng dẫn
giải bài toán cụ thể

Mục đích sư phạm

1.2.5.2. Các kiểu hƣớng dẫn học sinh giải bài tập vật lý
a. Hướng dẫn theo mẫu (Hướng dẫn angôrit)
Sự hướng dẫn hành động theo một mẫu đã có thường được gọi là hướng dẫn angôrit.
Ở đây thuật ngữ angôrit được dùng với nghĩa là một quy tắc hành động được xác định một

cách rõ ràng, chính xác và chặt chẽ, trong đó chỉ cần chỉ rõ thực hiện những hành động nào
và theo trình tự nào để đi đến kết quả [22].