Xây dựng hệ thống bài tập cơ sở của nhiệt động lực học nhằm phát triển năng lực tìm tòi khám phá cho học sinh chuyên lí

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC

TRẦN THỊ KIỀU GIANG

XÂY DỰNG HỆ THỐNG BÀI TẬP
“CƠ SỞ CỦA NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC”
NHẰM PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC TÌM TỊI, KHÁM PHÁ
CHO HỌC SINH CHUYÊN LÍ

LUẬN VĂN THẠC SỸ SƯ PHẠM VẬT LÝ

HÀ NỘI – 2019


ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC

TRẦN THỊ KIỀU GIANG

XÂY DỰNG HỆ THỐNG BÀI TẬP
“CƠ SỞ CỦA NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC”
NHẰM PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC TÌM TỊI, KHÁM PHÁ
CHO HỌC SINH CHUYÊN LÍ

LUẬN VĂN THẠC SỸ SƯ PHẠM VẬT LÍ
Chuyên ngành: Lý luận và phương pháp dạy học bộ mơn Vật lí
Mã số: 8140111

Cán bộ hướng dẫn: GS.TS. Nguyễn Huy Sinh

HÀ NỘI – 2019


LỜI CẢM ƠN
Tơi xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc tới GS.TS. Nguyễn Huy Sinh, người
đã giao đề tài luận văn và trực tiếp hướng dẫn tôi. Trong quá trình thực hiện
luận văn, tơi đã ln ln nhận được sự hướng dẫn tận tình và lĩnh hội được
những kiến thức sâu rộng từ thầy.
Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy, cô giáo, cán bộ công nhân viên đã
tham gia cơng tác và giảng dạy tại khoa Vật lí, khoa Sư phạm trường Đại học
Giáo dục – Đại học Quốc gia Hà Nội đã tạo những điều kiện tốt nhất giúp đỡ
tơi trong q trình học tập và nghiên cứu tại trường.
Và cũng xin cảm ơn sự quan tâm, động viên, giúp đỡ và tạo điều kiện tốt
nhất từ gia đình, bạn bè và thầy cơ cho tơi trong suốt q trình học tập, nghiên
cứu và hồn thành đề tài của mình.
Hà Nội, tháng 10 năm 2019
Tác giả

Trần Thị Kiều Giang

i


DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
Chữ viết tắt

Chữ viết đầy đủ

ĐC

Đối chứng

GV

Giáo viên

HS

Học sinh

NXB

Nhà xuất bản

TN

Thực nghiệm

TNSP

Thực nghiệm sư phạm

THPT

Trung học phổ thông

SGK

Sách giáo khoa

ii


DANH MỤC CÁC HÌNH, BẢNG VÀ SƠ ĐỒ
Sơ đồ 1.1. Sơ đồ phân loại bài tập vật lí…………………………………….16
Sơ đồ 2.1. Sơ đồ cấu trúc chương “Cơ sở của Nhiệt động lực học” ………..25
Sơ đồ 2.2. Sơ đồ phân chia chủ đề bài tập chủ đề bài tập chương “Cơ sở của
Nhiệt động lực học” …………………………………………….41
Bảng 2.1. Bảng tóm tắt việc áp dụng nguyên lý I cho các quá trình nhiệt động
của khí lí tưởng ………………………………………………….36
Bảng 3.5a. Phân bố điểm kiểm tra HS trước khi TNSP ………...…………..77
Bảng 3.5b. Phân bố điểm kiểm tra HS sau khi TNSP …….………………..78
Bảng 3.5c. Bảng phân phối tần số, tần suất, tần số luỹ tích trước TNSP …...79
Bảng 3.5d. Bảng phân phối tần số, tần suất, tần số luỹ tích sau TNSP …......80
Bảng 3.5e. Bảng kết quả xử lý các tham số ……………………………….. 82
Hình 3.5a. Biểu đồ phân bố điểm của HS trước khi TNSP ……..………….77
Hình 3.5b. Biểu đồ tần suất điểm của HS sau khi TNSP …………………...78
Hình 3.5c. Đồ thị phân bố đường tích luỹ điểm kiểm tra của HS trước TNSP
……………….………………………………………………….81
Hình 3.5d. Đồ thị phân bố đường tích luỹ điểm kiểm tra của HS trước TNSP
……………….………………………………………………….81

iii


MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN ………………………………………………………………...i
DANH MỤC VIẾT TẮT …………………………………………………….ii
DANH MỤC CÁC BẢNG VÀ SƠ ĐỒ …………………………………......iii
MỤC LỤC …………………………………………………………………...iv

MỞ ĐẦU ………………………………………………...…………………...1
1. Lí do chọn đề tài.............................................................................................1
2. Mục đích nghiên cứu .....................................................................................2
3. Nhiệm vụ nghiên cứu.....................................................................................2
4. Khách thể và đối tượng nghiên cứu ...............................................................3
5. Vấn đề nghiên cứu .........................................................................................3
6. Giả thuyết khoa học........................................................................................3
7. Giới hạn về phạm vi nghiên cứu ....................................................................3
8. Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn của đề tài ...........................................4
9. Phương pháp nghiên cứu của đề tài ...............................................................4
10. Cấu trúc luận văn .........................................................................................4
CHƯƠNG 1. CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI ....................5
1.1. Vài nét về trường THPT chuyên ở Việt Nam .............................................5
1.1.1. Hoàn cảnh ra đời của các trường THPT chuyên ......................................5
1.1.2. Mục đích thành lập các trường chuyên ...................................................5
1.1.3. Một số kết quả đạt được của các trường chuyên ở Việt Nam cho đến
nay ....................................................................................................................6
1.1.4. Một số đặc điểm của học sinh THPT chuyên lí ......................................7
1.2. Cơ sở lí luận về dạy học theo quan điểm hiện đại .....................................8
1.2.1. Khái niệm về hoạt động dạy học .............................................................8
1.2.2. Bản chất của hoạt động dạy .....................................................................8
1.2.3. Bản chất của hoạt động học .....................................................................8
1.2.4. Mối quan hệ giữa hoạt động dạy và hoạt động học ................................9

iv


1.2.5. Bản chất của quá trình dạy học ..............................................................9
1.3. Khái niệm về năng lực .............................................................................10
1.3.1. Khái niệm chung về năng lực................................................................10

1.3.2. Phân loại năng lực.................................................................................11
1.3.3. Năng lực tìm tịi, khám phá thế giới tự nhiên dưới góc độ vật lí..........12
1.4. Cơ sở lý luận về dạy học và học bài tập vật lí ở trường THPT................15
1.4.1. Khái niệm về bài tập vật lí.....................................................................15
1.4.2. Vai trị của bài tập vật lí........................................................................15
1.4.3. Phân loại bài tập vật lí...........................................................................15
1.4.4. Phương pháp giải bài tập vật lí..............................................................17
1.4.5. Lựa chọn và sử dụng bài tập vật lí cho học sinh THPT chun............18
1.5. Tìm hiểu thực trạng về các hoạt động dạy và học bài tập vật lí ở các lớp
Chuyên lí, trường THPT Chu Văn An, Hà Nội...............................................18
1.5.1. Đối tượng và phương pháp điều tra.......................................................19
1.5.2. Đặc điểm của trường THPT Chu Văn An, Hà Nội...............................19
1.5.3. Nội dung các phiếu điều tra...................................................................21
1.5.4. Kết quả điều tra thực trạng về việc dạy và học bài tập vật lí ở các lớp
Chuyên lí trường THPT Chu Văn An, Hà Nội................................................21
Tiểu kết chương 1............................................................................................23
CHƯƠNG 2: XÂY DỰNG HỆ THỐNG BÀI TẬP “CƠ SỞ CỦA NHIỆT
ĐỘNG LỰC HỌC” NHẰM PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC TÌM TỊI, KHÁM
PHÁ CHO HỌC SINH CHUN LÍ.............................................................24
2.1. Phân tích vai trị và cấu trúc chương “Cơ sở của Nhiệt động lực học”....24
2.1.1. Vai trò của chương “Cơ sở của Nhiệt động lực học”............................24
2.1.2. Cấu trúc chương “Cơ sở của Nhiệt động lực học”................................25
2.2. Nội dung kiến thức chương “Cơ sở của Nhiệt động lực học”..................26
2.2.1. Các khái niệm........................................................................................26
2.2.2. Nguyên lý I Nhiệt động lực học............................................................30

v


2.2.3. Nguyên lý II Nhiệt động lực học...........................................................37

2.2.4. Mở rộng và nâng cao cho học sinh Chuyên lí – Định lý Các-nô và hệ
quả...................................................................................................................40
2.3. Xây dựng hệ thống bài tập “Cơ sở của Nhiệt động lực học” nhằm phát
triển năng lực tìm tịi, khám phá cho học sinh Chun lí................................41
2.3.1. Chủ đề 1: áp dụng nguyên lý I để tính các đại lượng ∆U, A, Q trong các
quá trình nhiệt động ........................................................................................42
2.3.2. Chủ đề 2: động cơ nhiệt và máy lạnh....................................................51
2.3.3. Chủ đề 3: bài tập về nhiệt dung của các quá trình cân bằng nhiệt .......54
2.3.4. Bài tập tổng hợp....................................................................................61
Tiểu kết chương 2............................................................................................71
CHƯƠNG 3: THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM....................................................72
3.1. Mục đích của thực nghiệm sư phạm.........................................................72
3.2. Nhiệm vụ của thực nghiệm sư phạm........................................................72
3.3. Đối tượng và thời gian thực nghiệm sư phạm..........................................73
3.4. Quy trình thực nghiệm sư phạm...............................................................73
3.5. Kết quả và xử lí kết quả............................................................................74
3.5.1. Xây dựng tiêu chí đánh giá năng lực tìm tịi, khám phá........................74
3.5.2. Xây dựng phiếu đánh giá và đề kiểm tra...............................................75
3.5.3. Quy trình xử lí số liệu thống kê.............................................................75
3.5.4. Kết quả thực nghiệm sư phạm...............................................................76
3.6. Đánh giá chung về thực nghiệm sư phạm................................................83
Tiểu kết chương 3...........................................................................................84
KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ.................................................................85
1. Kết luận ......................................................................................................85
2. Khuyến nghị ...............................................................................................85
TÀI LIỆU THAM KHẢO...............................................................................86

vi

MỞ ĐẦU
1. Lí do chọn đề tài
Phát triển năng lực, bồi dưỡng phẩm chất cho học sinh (HS) là nhiệm vụ
hàng đầu của quá trình dạy và học ở trường phổ thơng nói chung và phổ thơng
chun nói riêng. Mặc dù cịn nhiều bất cập nhưng chúng ta khơng thể phủ nhận
được những đóng góp to lớn của các trường chuyên, hệ chuyên đối với ngành
giáo dục nước ta. Hệ thống các trường trung học phổ thông (THPT) chuyên
được ra đời từ năm 1965 đã và đang giữ vai trò quan trọng trong việc cung ứng
những học sinh có năng lực, có phẩm chất cho các trường Đại học, từ đó đào
tạo ra các nhà khoa học, nhà quản lí, các doanh nhân giỏi cũng như nguồn nhân
lực chất lượng cao phục vụ cho cơng cuộc cơng nghiệp hố, hiện đại hố và hội
nhập quốc tế.
Vật lí là mơn khoa học cơ bản bao gồm cả lí thuyết và thực nghiệm. Dạy
và học vật lí có vai trị rất quan trọng trong việc phát huy tính tích cực, chủ
động, sáng tạo đồng thời phát triển nhận thức cho học sinh. Ngồi việc giảng
dạy lí thuyết và thực hành, bài tập vật lí cũng là một cơng cụ giúp học sinh biết
vận dụng kiến thức vào thực tiễn. Dạy và học bài tập vật lí có thể giúp học sinh
phát triển tư duy độc lập, khả năng phân tích, tổng hợp, năng lực giải quyết vấn
đề, đồng thời rèn luyện kĩ năng cho học sinh.
Việc đào tạo những học sinh tương đối toàn diện như trên là mục tiêu của
các lớp chun Lí trong trường THPT. Muốn đạt mục tiêu đó cần phải xây dựng
được hệ thống bài tập vật lí, đồng thời thiết kế được phương án hướng dẫn giải bài
tập phù hợp là một nhu cầu cấp thiết, góp phần quan trọng phát triển năng lực vật
lí nói chung và năng lực tìm tịi, khám phá nói riêng cho học sinh.
Tuy nhiên, ở các lớp Chuyên Lí hiện nay vẫn chưa có nội dung chương
trình, kế hoạch dạy học mơn chun, chưa có bộ sách giáo khoa và sách bài tập
chính thống dùng cho các lớp chuyên Lí. Các giáo viên (GV) chuyên cùng tổ
bộ môn tự lên kế hoạch dạy học cho các lớp chuyên của trường mình, tự biên

1

soạn nội dung chương trình và hệ thống bài tập trên cơ sở tự nghiên cứu, tự sưu
tầm tài liệu nên thiếu tính hệ thống và tính liên thơng trong hệ thống chương
trình. Bên cạnh đó, áp lực về thành tích học sinh giỏi quốc gia, học sinh giỏi
tỉnh (thành phố) làm cho việc dạy và học nói chung, dạy và học bài tập vật lí
nói riêng của giáo viên và học sinh ở các lớp chuyên nghiêng về cách dạy và
học luyện thi chứ chưa chú trọng đến phát triển năng lực và phẩm chất cho học
sinh.
“Cơ sở của Nhiệt động lực học” là một nội dung quan trọng trong chương
trình THPT nói chung và THPT Chun nói riêng. Chương này bao gồm
nguyên lý thứ I và nguyên lý thứ II nhiệt động lực học. Các nguyên lý này đóng
vai trị cực kì quan trọng trong việc chế tạo các máy nhiệt, trực tiếp phục vụ đời
sống hàng ngày. Mặc dù vậy, hệ thống bài tập của chương “Cơ sở của Nhiệt
động lực học” trong các sách giáo khoa, sách bài tập, sách tham khảo hoặc rất
đơn giản, hoặc chỉ dừng lại ở mức độ nhận thức biết và hiểu hoặc nặng về tính
tốn. Một số phương pháp hướng dẫn giải bài tập chưa tạo điều kiện tốt cho
việc phát triển năng lực vật lí cho học sinh THPT chuyên.
Với những lý do trên, chúng tôi chọn đề tài nghiên cứu: “Xây dựng hệ
thống bài tập “Cơ sở của Nhiệt động lực học” nhằm phát triển năng lực tìm
tịi, khám phá cho học sinh Chun Lí” góp phần phát triển năng lực cho học
sinh ở các lớp THPT chuyên.
2. Mục đích nghiên cứu
Xây dựng hệ thống bài tập “Cơ sở của Nhiệt động lực học” nhằm phát
triển năng lực tìm tịi, khám phá cho học sinh Chun Lí.
3. Nhiệm vụ nghiên cứu
+ Nghiên cứu đặc điểm của học sinh chuyên.
+ Nghiên cứu cơ sở lý luận về năng lực Vật lí, năng lực tìm tịi, khám phá.
+ Nghiên cứu cơ sở lí luận về dạy và học; dạy và học bài tập vật lí.

2


+ Nghiên cứu thực trạng về việc dạy và học bài tập vật lí, việc dạy và học
chương “Cơ sở của Nhiệt động lực học” ở lớp 10 THPT Chuyên Lí.
+ Xây dựng hệ thống bài tập và hướng dẫn giải cho chương “Cơ sở của
Nhiêt động lực học”.
+ Thực nghiệm sư phạm để đánh giá tính khả thi và hiệu quả của đề tài.
4. Khách thể và đối tượng nghiên cứu
4.1. Khách thể nghiên cứu:
Quá trình dạy và học bài tập vật lí ở trường THPT chuyên
4.2. Đối tượng nghiên cứu:
+ Hệ thống bài tập chương “Cơ sở Nhiệt động lực học” để giảng dạy ở lớp
10 THPT chuyên lí.
+ Năng lực tìm tịi, khám phá của học sinh lớp 10 Chuyên Lí trường THPT
Chu Văn An, Hà Nội khi học chương “Cơ sở của Nhiệt động lực học”
5. Vấn đề nghiên cứu
Đề tài tập trung vào nghiên cứu hai vấn đề cơ bản sau:
- Nghiên cứu chi tiết về lý thuyết và các dạng bài tập chương “Cơ sở của
Nhiệt động lực học” để giảng dạy cho học sinh lớp 10 THPT chuyên lí.
- Nghiên cứu các biểu hiện của năng lực đã được bồi dưỡng cho học sinh
thông qua việc xây dựng hệ thống bài tập chương “Cơ sở của Nhiệt động lực
học” nhằm phát triển năng lực tìm tịi khám phá cho học sinh lớp 10 THPT
chuyên lí.
6. Giả thuyết khoa học
Xây dựng hệ thống bài tập “Cơ sở của Nhiệt động lực học” phù hợp với
kiến thức và trình độ của học sinh Chun Lí có thể phát triển năng lực tìm tịi,
khám phá cho học sinh Chuyên Lí
7. Giới hạn phạm vi nghiên cứu
- Các kiến thức của chương “Cơ sở của Nhiệt động lực học” – vật lí 10

THPT chuyên.

3


8. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
- Ý nghĩa lý luận của đề tài: Đề tài góp phần làm rõ thêm cơ sở lí luận về
việc phát triển năng lực tìm tịi khám phá cho học sinh Chuyên Lí.
- Ý nghĩa thực tiễn của đề tài: Đề tài nghiên cứu thành công sẽ là minh
chứng cho sự phát triển năng lực tìm tịi, khám phá đối với học sinh Chuyên Lí
trường THPT Chu Văn An, thành phố Hà Nội.
9. Phương pháp nghiên cứu
- Nghiên cứu lý luận:
+ Tìm hiểu những điều cơ bản lý luận về năng lực vật lí – năng lực tìm
tịi, khám phá và một số đặc điểm của học sinh chuyên.
+ Nghiên cứu cơ sở lý luận chung về bài tập vật lí phục vụ cho việc xây
dựng hệ thống bài tập chương “Cơ sở của Nhiệt động lực học”- vật lí 10 THPT
chuyên.
- Nghiên cứu thực tiễn: Nghiên cứu thực tiễn nội dung dạy và học chương
“Cơ sở của Nhiệt động lực học” của học sinh Chuyên Lí trường THPT Chu
Văn An, Thành phố Hà Nội.
- Thực nghiệm sư phạm và sử dụng phương pháp thống kê tốn học để
phân tích, đánh giá kết quả thực nghiệm sư phạm, từ đó rút ra kết luận về tính
khả thi của đề tài.
10. Cấu trúc của luận văn
Ngoài phần mở đầu, kết luận, khuyến nghị, phụ lục và tài liệu tham khảo,
luận văn được trình bày trong 3 chương:
Chương 1: Cơ sở lý luận và thực tiễn của đề tài.
Chương 2: Xây dựng hệ thống bài tập “Cơ sở của Nhiệt động lực học”
nhằm phát triển năng lực tìm tịi, khám phá cho học sinh Chuyên Lí

Chương 3: Thực nghiệm sư phạm.

4


CHƯƠNG 1
CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI
1.1. Vài nét về trường THPT chuyên ở Việt Nam
1.1.1. Hoàn cảnh ra đời của các trường THPT chuyên
Tháng 9 năm 1965, Thủ tướng Chính phủ Phạm Văn Đồng đã kí quyết
định thành lập khối chun đầu tiên, đó là khối chuyên Toán đặt tại khoa Toán
trường Đại học Tổng hợp Hà Nội. Một năm sau, lớp chuyên Toán thuộc Trường
Đại học Sư Phạm Hà Nội ra đời. Sau đó khối chuyên lý, chuyên tin và một số
khối chuyên khác cũng lần lượt được mở ra tại các trường đại học lớn về khoa
học cơ bản, đồng thời ở một số trường THPT cũng bắt đầu thành lập các lớp
chuyên Toán.
Từ năm 1986, hệ thống THPT chuyên bắt đầu được thiết lập rộng rãi tại
các tỉnh thành. Đến nay, tất cả các tỉnh thành trong cả nước đều có ít nhất một
trường THPT chuyên.
Hệ thống trường THPT chuyên ở nước ta hiện nay gồm 2 hệ:
+ Các trường chuyên trực thuộc đại học (trước đây là các trường chuyên
cấp quốc gia), tiến hành tuyển sinh trong cả nước.
+ Các trường chuyên trực thuộc các Sở Giáo dục và Đào tạo (trường chuyên
của tỉnh/Thành phố), chỉ tuyển sinh trong nội hạt của tỉnh/thành phố đó.
1.1.2. Mục đích thành lập các trường chuyên
Mục đích ban đầu khi thành lập hệ thống trường chuyên mà Đảng và Nhà
nước cũng như các nhà khoa học khởi xướng (Lê Văn Thiêm, Hoàng Tuỵ, Tạ
Quang Bửu, Nguỵ Như Kon Tum…) mong đợi là phát hiện và phát triển các
tài năng đặc biệt xuất sắc trong các lĩnh vực khoa học cơ bản nhằm tạo nguồn
đào tạo đội ngũ những cán bộ khoa học kĩ thuật xuất sắc để xây dựng và bảo vệ

tổ quốc.
Cùng với sự phát triển của xã hội, mục tiêu của các trường THPT chuyên
cũng thay đổi để phù hợp với thời kì đẩy mạnh cơng nghiệp hố, hiện đại hố

5


đất nước. Theo quy chế tổ chức và hoạt động của các trường THPT chuyên năm
2012, mục tiêu của các trường chuyên trong giai đoạn hiện nay là “phát hiện
các học sinh có tư chất thơng minh, đạt kết quả xuất sắc trong học tập và phát
triển năng khiếu của các em về một số môn học trên cơ sở đảm bảo giáo dục
phổ thơng tồn diện; giáo dục các em thành người có lịng u nước, tinh thần
vượt khó, tự hào, tự tơn dân tộc; có khả năng tự học, nghiên cứu khoa học và
sáng tạo; có sức khoẻ tốt để tiếp tục đào tạo thành nhân tài đáp ứng yêu cầu
phát triển đất nước.” [6]
1.1.3. Một số kết quả đạt được của các trường chuyên cho đến nay ở Việt Nam
Ngay từ những khoá đầu tiên, hệ thống các lớp chuyên đã đạt được mục
đích mà Đảng và Nhà nước đề ra, đó là tạo nguồn đào tạo ra đội ngũ những nhà
khoa học tài năng, những cán bộ lãnh đạo chủ chốt. Tính đến nay, đã có rất
nhiều tiến sĩ khoa học như GS.TSKH Trần Văn Nhung – Thứ trưởng Bộ Giáo
dục và Đào tạo, GS.TSKH Đào Trọng Thi – Uỷ viên Trung ương Đảng, Giám
đốc Đại Học Quốc Gia Hà Nội, GS.TSKH Ngô Bảo Châu….đều từng là học
sinh của các trường chuyên, khối chuyên.
Trải qua hơn 50 năm, hệ thống trường chuyên đã trở thành cái nơi đào
tạo học sinh giỏi các bộ mơn văn hố. Các trường THPT chuyên luôn dẫn đầu
khối THPT của tỉnh nhà.
Trong kì thi Olympic quốc tế các mơn Tốn, Lí, Hoá, Tin, thành viên của
đội tuyển hầu hết là các học sinh đến từ các trường chuyên, khối chuyên. Ví dụ
như tính từ năm 1986 đến nay, trong số các học sinh tham dự kì thi Olympic
Vật lí Quốc Tế chỉ có 01 học sinh khơng phải là học sinh chuyên. Số huy

chương vàng (HCV) đã đạt được ở Môn Tốn: 60 HCV; Mơn Lí: 31; Mơn Hố:
22 HCV đều là của các học sinh chuyên.
Trong kì thi Học sinh giỏi cấp quốc gia các mơn văn hố, các lớp chuyên
thuộc trường chuyên của tỉnh là nòng cốt của các đội tuyển của tỉnh. Một số

6


mơn khoa học tự nhiên như Tốn, Lí, Hố gần như các năm đều có 100% thành
viên đội tuyển học sinh giỏi cấp quốc gia là học sinh của trường THPT Chuyên.
Trong kì thi THPT quốc gia (trước đây là kì thi tốt nghiệp và thi Đại
học), các trường Chuyên ln giữ được vị trí đứng đầu trong top 200 trường
THPT có điểm thi Đại học cao nhất Việt Nam. Hầu hết các thủ khoa đều là học
sinh của các trường THPT chuyên.
1.1.4. Một số đặc điểm của học sinh THPT chuyên lí
Trước khi vào được các lớp chuyên lí, học sinh phải trải qua kì thi tuyển.
Những học sinh giỏi, có năng khiếu về mơn Vật lí mới đỗ được vào các lớp
chun lí. Chính vì thế, học sinh chun lí có các đặc điểm sau:
- Kiến thức Vật lí vững vàng, sâu sắc và có tính hệ thống, nắm vững bản
chất của các hiện tượng Vật lí.
- Khả năng nhận thức vấn đề nhanh, rõ ràng và năng lực tư duy Vật lí tốt
(biết phân tích, tổng hợp, so sánh, khái quát hoá …)
- Khả năng quan sát, nhận xét các hiện tượng tự nhiên, có khả năng vận
dụng linh hoạt, mềm dẻo, sáng tạo những kiến thức cơ bản vào các tình huống
khác nhau kể cả những tình huống mới. Có thể nhìn nhận một vấn đề dưới nhiều
góc độ.
- Biết tìm con đường hay nhất, ngắn nhất để trình bày các vấn đề và có khả
năng diễn đạt những ý tưởng của mình một cách chính xác, ngắn gọn, có logic.
- Năng lực thực hành và kĩ năng tiến hành thí nghiệm vật lí tốt. Biết nhận
xét hiện tượng và phân tích kết quả thí nghiệm để rút ra kiến thức mới. Có năng

lực về phương pháp nghiên cứu khoa học và biết cách dùng thực nghiệm để
kiểm chứng lại lí thuyết.
- Có lịng say mê đặc biệt với mơn Vật lí, có năng lực sáng tạo, có sức
khỏe tốt, có tính kiên trì bền bỉ để có thể học tập, nghiên cứu trong một thời
gian dài. Có khả năng tự học, tự hồn thiện kiến thức và biết tổng hợp các yếu
tố để thiết kế một dãy các hoạt động nhằm đạt được kết quả mong muốn.

7


- Có kiến thức văn hố nền tảng vững chắc bổ trợ như Toán, Hoá học,
Sinh học, Ngoại ngữ, Tin học, Ngữ văn và một số kiến thức văn hoá nền ở các
mơn Địa lí, Lịch sử, vv…
1.2. Cơ sở lý luận về dạy học theo quan điểm hiện đại
1.2.1. Khái niệm về hoạt động dạy học
Theo quan điểm hiện đại, hoạt động dạy học là một bộ phận của quá trình
sư phạm tổng thể, bao gồm hoạt động dạy của giáo viên và hoạt động học của
học sinh nhằm thực hiện mục đích giáo dục là hình thành và phát triển năng lực,
phẩm chất của học sinh. Dạy học là một hoạt động tương tác có tính đặc thù,
trong đó hoạt động dạy và hoạt động học phải được thực hiện đồng thời với cùng
một nội dung và hướng tới cùng một mục đích, nếu hai hoạt động này bị tách rời
thì hoạt động dạy học sẽ bị phá vỡ. Học tập khơng có giáo viên sẽ trở thành tự
học, giảng dạy khơng có học sinh sẽ trở thành độc thoại.
1.2.2. Bản chất của hoạt động dạy
Trong dạy học, giáo viên đóng vai trị là chủ thể của hoạt động giảng
dạy, xây dựng và thực thi kế hoạch giảng dạy bộ môn, tổ chức cho học sinh
hoạt động và học tập với mọi hình thức, chỉ dẫn giúp đỡ học sinh học tập rèn
luyện đồng thời kiểm tra và giáo dục học sinh trong mọi phương diện.
Vậy bản chất của hoạt động dạy chính là hoạt động lãnh đạo, tổ chức,
điều khiển của giáo viên để đạt được mục đích giáo dục.

1.2.3. Bản chất của hoạt động học
Bản chất của hoạt động học chính là hoạt động nhận thức tích cực và
phức tạp của học sinh trong q trình lĩnh hội tri thức, kĩ năng, kĩ xảo của loài
người để tạo ra sự phát triển tâm lí, ý thức, nhân cách ở chính chủ thể đó. Học
sinh là chủ thể của hoạt động học, chủ thể có ý thức, chủ động, tích cực và sáng
tạo trong nhận thức và rèn luyện nhân cách.

8


Hoạt động học hướng vào biến đổi, phát triển bản thân của chính chủ thể
hoạt động là học sinh, làm biến đổi năng lực, phẩm chất người học, không làm
thay đổi tri thức loài người.
1.2.4. Mối quan hệ giữa hoạt động dạy và hoạt động học
Hoạt động dạy và hoạt động học là hai mặt của hoạt động dạy học, ln
gắn bó khơng thể tách rời, tác động qua lại bổ sung cho nhau, thống nhất biện
chứng với nhau, quyết định lẫn nhau, thâm nhập vào nhau tạo thành một hoạt
động chung nhằm phát triển năng lực và phẩm chất của học sinh.
1.2.5. Bản chất của quá trình dạy học
Quá trình dạy học là một quá trình nhận thức độc đáo của học sinh. Q
trình dạy học khơng phải là quá trình tìm ra cái mới cho nhân loại mà chủ yếu
là sự tái tạo những tri thức của loài người đã tạo ra, trong đó q trình nhận
thức của học sinh khơng diễn ra theo con đường mị mẫm, thử và sai như q
trình nhận thức nói chung của loài người, mà diễn ra theo con đường đã được
khám phá, được nhà xây dựng chương trình, nội dung dạy học. Vì vậy, trong
một thời gian nhất định, học sinh có thể lĩnh hội khối lượng tri thức rất lớn một
cách thuận lợi.
Quá trình dạy học là một chỉnh thể toàn vẹn thống nhất được tạo nên bởi
các thành tố như: mục tiêu, nội dung, phương pháp, phương tiện, giáo viên, học
sinh và môi trường giáo dục. Các thành tố này có mối quan hệ mật thiết, chặt

chẽ với nhau theo nhiều tầng bậc ở nhiều cấp độ khác nhau.
Bản chất của q trình dạy học được thể hiện thơng qua mối quan hệ
tương tác giữa giáo viên và học sinh. Dạy học là toàn bộ những hoạt động chung
của thầy và trị trong đó thầy giữ vai trị chủ đạo cịn trị giữ vai trị chủ động,
độc lập, tích cực, sáng tạo lĩnh hội tri thức nhằm thực hiện tốt nhiệm vụ dạy
học. [13]

9


1.3. Khái niệm về năng lực
1.3.1. Khái niệm chung về năng lực
Tuỳ theo bối cảnh và mục đích sử dụng mà năng lực thường được biểu
đạt theo các cách khác nhau. Trong mỗi cách hiểu đều có những thuật ngữ
tương ứng.
Trong các tài liệu nước ngoài, năng lực được qui vào phạm trù khả năng
(ability, possibility, capacity)
- Theo tổ chức Hợp tác và Phát triển Kinh tế Thế giới (OECD), năng lực
là khả năng đáp ứng một cách hiệu quả những yêu cầu phức hợp trong một bối
cảnh cụ thể.
- Theo chương trình giáo dục trung học ở Quebec, Canada năm 2004,
năng lực được xem là một khả năng hành động hiệu quả bằng sự cố gắng dựa
trên nhiều nguồn lực.
Trong các tài liệu nghiên cứu ở Việt Nam, năng lực cũng được hiểu theo
các phạm trù khác nhau.
- Theo từ điển Tiếng Việt: “Năng lực là khả năng, điều kiện chủ quan
hoặc tự nhiên sẵn có để thực hiện một hoạt động nào đó, phẩm chất tâm lí và
sinh lí tạo cho con người khả năng hồn thành một loại hoạt động nào đó với
chất lượng cao” [1].
- Theo dự thảo chương trình Giáo dục phổ thơng tổng thể của Bộ Giáo dục

và Đào tạo, “Năng lực là thuộc tính cá nhân được hình thành, phát triển nhờ
tố chất sẵn có và q 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 cơng một loại hoạt động xác định, đạt kết quả
mong muốn trong những điều kiện cụ thể" [5]. Nội dung nghiên cứu của luận
văn được dựa trên cơ sở khái niệm năng lực của tài liệu này.

10


Như vậy, cho dù cách biểu đạt có khác nhau, nhưng cách hiểu về khái niệm
năng lực đều chứa đựng nội dung chủ yếu đó là: năng lực là tổng hợp các đặc
điểm, thuộc tính tâm sinh lí và trình độ chuyên môn của cá nhân phù hợp với yêu
cầu đặc trưng của một hoạt động nào đó nhằm đảm bảo cho hoạt động đó đạt
hiệu quả cao. Năng lực được coi là sự kết hợp của các khả năng, phẩm chất, thái
độ của một cá nhân để thực hiện một nhiệm vụ có hiệu quả.
1.3.2. Phân loại năng lực
Phân loại năng lực là một vấn đề khá phức tạp, tuỳ theo cách tiếp cận mà
người ta chia năng lực thành các dạng khác nhau. Tuy nhiên, phổ biến nhất thì
năng lực được chia thành hai nhóm chính là năng lực chung và năng lực chuyên
biệt.
Năng lực chung (năng lực cốt lõi): là năng lực cần thiết để cho con người
sống và làm việc bình thường trong xã hội. Năng lực này hình thành và phát
triển do nhiều mơn học, liên quan đến nhiều mơn học, ví dụ như năng lực tự
chủ và tự học, năng lực giao tiếp và hợp tác, năng lực giải quyết vấn đề và sáng
tạo…
Năng lực chuyên biệt (năng lực chuyên môn): là năng lực đặc trưng trong
lĩnh vực nhất định của xã hội, được hình thành và hát triển do một lĩnh vực hay một
mơn học nào đó như năng lực âm nhạc, hội họa, kinh doanh, tổ chức...
Năng lực chung và năng lực chuyên biệt có mối liên hệ qua lại với nhau.

Năng lực chung là cơ sở của năng lực chuyên biệt, nếu năng lực chung càng
phát triển thì càng dễ dàng đạt được năng lực chuyên môn. Ngược lại năng lực
chuyên mơn phát triển thì trong những điều kiện nhất định lại có ảnh hưởng
tích cực đối với năng lực chung. Trên thực tế muốn có kết quả tốt trong một
lĩnh vực nào đó thì năng lực chung phải phát triển ở một trình độ cần thiết và
có năng lực chun mơn tương ứng với cơng việc của mình. Những năng lực
này khơng phải là bẩm sinh, mà nó có được do sự phát triển giáo dục, bồi dưỡng
của con người.

11


1.3.3. Năng lực tìm tịi, khám phá thế giới tự nhiên dưới góc độ vật lí
1.3.3.1. Khái niệm
Năng lực vật lí được hiểu là năng lực chun biệt mơn Vật lí hoặc là
năng lực tìm hiểu thế giới tự nhiên dưới góc độ vật lí.
Năng lực tìm tịi và khám phá thế giới tự nhiên dưới góc độ vật lí là một
thành phần của năng lực vật lí của HS phổ thơng. Đó là khả năng của HS có thể
thực hiện được hoạt động tìm tịi, khám phá một số sự vật, hiện tượng đơn giản
trong thế giới tự nhiên và đời sống theo tiến trình; có thể phân tích, so sánh, rút
ra những dấu hiệu chung và riêng của một số sự vật, hiện tượng đơn giản, gần
gũi trong thế giới tự nhiên; có thể sử dụng được các chứng cứ khoa học để kiểm
tra các dự đốn, lí giải các chứng cứ từ đó rút ra kết luận.
1.3.3.2. Các biểu hiện của năng lưc tìm tịi, khám phá thế giới tự nhiên dưới
góc độ vật lí
Một HS có năng lực tìm tịi khám phá thế giới tự nhiên dưới góc độ vật
lí thường có các biểu hiện sau:
1. Đề xuất và đặt câu hỏi cho vấn đề: HS biết đề xuất vấn đề tri thức và
dùng ngôn ngữ của mình để diễn đạt vấn đề đã đề xuất, có thể phân tích
đơn giản và đặt ra các câu hỏi liên quan đến vấn đề đề xuất.

2. Đưa ra phán đoán và xây dựng giả thuyết: HS đưa ra phán đoán và đề
xuất giả thuyết khoa học cho vấn đề cần nghiên cứu.
3. Lập kế hoạch thực hiện: HS có thể thiết kế được ý tưởng nghiên cứu, lựa
chọn phương pháp thích hợp (quan sát, thực nghiệm, điều tra, phỏng vấn,
tra cứu tài liệu …) và lập kế hoạch thực hiện từ mục tiêu và điều kiện
nghiên cứu.
4. Thực hiện kế hoạch: Bằng cách lựa chọn các thông tin có liên quan từ
nhiều nguồn qua quan sát sự kiện, so sánh, đo đếm, làm thí nghiệm, HS
tiến hành phân tích dữ liệu và thu thập chứng cứ nhằm chứng minh hay
bác bỏ giả thuyết, từ đó rút ra kết luận và đánh giá.

12


5. Viết, trình bày báo cáo và thảo luận: HS sử dụng ngơn ngữ, hình vẽ, biểu
bảng để biểu đạt quá trình và kết quả nghiên cứu, viết được báo cáo
nghiên cứu đơn giản; có tinh thần hợp tác với bạn, biết trao đổi, lắng
nghe, tôn trọng quan điểm, ý kiến đánh giá của người khác.
6. Đề xuất ý kiến và quyết định: Sau khi trình bày báo cáo và thảo luận, HS
đưa ra quyết định xứ lí vấn đề, từ đó đề xuất phương pháp, biện pháp, kế
hoạch mới giải quyết vấn đề thực tiễn.
1.3.3.3. Phát triển năng lưc tìm tịi khám phá thế giới tự nhiên dưới góc độ vật lí
Để thực hiện mục tiêu phát triển năng lực tìm tịi khám phá thế giới tự
nhiên dưới góc độ vật lí, giáo viên phải tạo điều kiện để HS đưa ra câu hỏi, đặt
vấn đề cần tìm hiểu; tạo cơ hội cho HS tham gia quá trình hình thành kiến thức
mới, đề xuất và kiểm tra dự đoán, giả thuyết, thu thập bằng chứng, phân tích,
xử lí để rút ra kết luận, đánh giá kết quả thu được. Như vậy GV cần đổi mới
phương pháp, kĩ thuật dạy học và phương pháp kiểm tra đánh giá HS.
a. Đổi mới và chú trọng các phương pháp dạy học đặc thù của bộ môn
Đổi mới phương pháp dạy học nhằm phát huy tính tích cực, chủ động,

sáng tạo của HS, trên cơ sở kết hợp hoạt động cá nhân và hợp tác, quan hệ
tương tác giữa thầy với trò, trò với trị trong mơi trường học tập an tồn và thân
thiện.
GV cần sử dụng một số phương pháp dạy học tích cực để HS có thể chủ
động tìm ra các bằng chứng để kiểm tra dự đoán, giả thuyết qua việc tiến hành
thí nghiệm và tìm kiếm, thu thập thơng tin qua sách, internet, điều tra… Phát
triển năng lực tìm tòi, khám phá gắn với việc tạo cơ hội cho HS hình thành và
phát triển kĩ năng lập kế hoạch, hợp tác trong hoạt động nhóm và kĩ năng giao
tiếp qua các hoạt động trình bày , báo cáo hoặc thảo luận vấn đề.
Một số phương pháp dạy học tích cực có thể áp dụng được như:
- Dạy học theo nhóm (dạy học hợp tác): GV là người tổ chức cho HS học
tập theo từng nhóm cùng thực hiện một nhiệm vụ trong khoảng thời gian nhất

13


định. Mỗi nhóm có một nhóm trưởng, các thành viên chia sẻ kinh nghiệm và
hợp tác để thực hiện nhiệm vụ được giao.
- Dạy học theo góc: GV tổ chức cho HS học tập theo nhóm nhỏ, các nhóm
được giao thực hiện cùng một nội dung và mục tiêu học tập nhưng theo các cách
khác nhau và sử dụng các phương tiện hay đồ dùng học tập khác nhau.
- Phương pháp dạy học giải quyết vấn đề: tạo điều kiện cho HS thói quen
tìm hiểu vấn đề theo cách tư duy khoa học, phát triển năng lực tìm tịi khám
phá, năng lực sáng tạo của HS. Sau khi nghiên cứu và tìm hiểu vấn đề, HS tự
nhận thức được kiến thức mới, từ đó tăng cường khả năng sáng tạo, tìm tịi
khám phá trong các hoạt động mang tính tương tự.
Ngồi ra cịn một số phương pháp dạy học tích cực khác như dạy học dự
án, phương pháp trải nghiệm sáng tạo, phương pháp trị chơi,... Đối với mơn
Vật lí thì GV cần chú trọng đến phương pháp thí nghiệm.
b. Đổi mới kĩ thuật dạy học

Kĩ thuật dạy học là cách thức hành động của GV và HS để xử lí các tình
huống khác nhau nhằm đạt được mục đích của hoạt động dạy học.
Các kĩ thuật dạy học tích cực có thể áp dụng được như: kĩ thuật khăn trải
bàn, kĩ thuật đặt câu hỏi, kĩ thuật bể cá, kĩ thuật tia chớp, kĩ thuật mảnh ghép,
….
c. Đổi mới kiểm tra đánh giá
Việc đổi mới kiểm tra đánh giá được thể hiện cụ thể:
- GV xác định mục tiêu kiểm tra đánh giá theo chuẩn kiến thức, kĩ năng
của mỗi chủ đề. Việc kiểm tra đánh giá được đổi mới từ việc chỉ kiểm tra kiến
thức sang kiểm tra đánh giá năng lực HS.
- Với mỗi mơn học, có thể kiểm tra đánh giá kết quả học tập của học sinh
qua việc kết hợp giữa kiểm tra miệng, kiểm tra viết và bài thực hành. Trong các
bài kiểm tra viết, có thể kết hợp cả hình thức trắc nghiệm khách quan và trắc
nghiệm tự luận.

14


1.4. Cơ sở lí luận về dạy và học bài tập vật lí ở trường THPT
1.4.1. Khái niệm về bài tập vật lí
Có thể hiểu bài tập vật lí là một vấn đề, một hệ thống các thông tin được
đặt ra trong q trình dạy và học địi hỏi HS phải có lời giải đáp. Để giải quyết
được vấn đề đó, HS phải có những kiến thức, kỹ năng, kỹ xảo, những suy luận
logic, phép tốn và thí nghiệm trên cơ sở các kiến thức vật lí.
1.4.2. Vai trị của bài tập vật lí
- Bài tập vật lí có vai trị quan trọng trong q trình dạy học, là phương
tiện trong quá trình dạy học, giúp HS rèn luyện, phát triển các phẩm chất và
năng lực, đồng thời cũng là phương tiện giúp giáo viên đánh giá được quá trình
học tập của học sinh.
- Bài tập vật lí góp phần giúp HS phát triển các năng lực chung như: tự

chủ và tự học; giải quyết vấn đề; tổng hợp và so sánh, sáng tạo. Đồng thời bài
tập vật lí cũng giúp phát triển những năng lực chuyên biệt trong nhận thức kiến
thức vật lí, tìm tịi khám phá thế giới tự nhiên và năng lực tính tốn. Ngồi ra
bài tập vật lí cịn góp phần giúp HS rèn luyện các phẩm chất chăm chỉ, trung
thực và trách nhiệm.
- Bài tập vật lí gắn với thực tiễn giúp HS phát triển năng lực vận dụng
kiến thức lý thuyết vào thực tế.
- Bài tập vật lí có thể là điểm khởi đầu dẫn đến kiến thức mới, cũng có
thể dùng để kiểm tra đánh giá HS.
1.4.3. Phân loại bài tập vật lí
Căn cứ vào từng trường hợp cụ thể và mục đích mà giáo viên yêu cầu,
có thể phân loại bài tập vật lí theo nhiều cách khác nhau. Sơ đồ mơ tả phân loại
các dạng bài tập vật lí được trình bày theo sơ đồ 1.1.

15


Phân loại bài tập vật lí

Theo nội dung

Theo yêu cầu
phát triển tư duy

Theo hình thức
cho điều kiện và
phương thức giải

Theo dạng câu
hỏi trong bài tập

+ Bài tập có nội
dung trừu tượng
hay cụ thể
+ Bài tập có nội
dung lịch sử
+ Bài tập vật lí
vui
+ Bài tập có nội
dung thuộc chủ
đề Cơ, Nhiệt,
Điện Quang

+ Bài tập luyện
tập
+ Bài tập sáng tạo
+ Bài tập nghiên
cứu

+ Bài tập định
tính
+ Bài tập định
lượng
+ Bài tập đồ thị
+ Bài tập thí
nghiệm

+ Bài tập đóng
+ Bài tập mở

* Bản chất: căn
cứ vào nội dung
của bài tập

* Bản chất: căn
cứ vào độ khó
của bài tập

* Bản chất: căn
cứ vào điều kiện
của bài tập

* Bản chất: căn
cứ vào đáp án
của bài tập

Sơ đồ 1.1. Sơ đồ phân loại bài tập vật lí

16


1.4.4. Phương pháp giải bài tập vật lí
1.4.4.1. Tư duy trong giải bài tập vật lí
Giải bài tập vật lí là một quá trình tư duy, tìm hiểu điều kiện của đầu bài,
xem xét hiện tượng và dựa trên kiến thức vật lí để đưa ra mối liên hệ có thể có
giữa những cái đã cho và cái phải tìm.
Tư duy trong giải bài tập Vật lí gồm hai phần cơ bản sau:
+ Vận dụng kiến thức Vật lí vào bài tập cụ thể để xác lập các mối liên hệ
giữa các điều kiện đã cho.
+ Luận giải, tính tốn từ các mối liên hệ đã xác lập được trong bài tập đã cho.

Như vậy để giải được bài tập vật lí, HS phải hiểu và biết vận dụng những
kiến thức đã học vào điều kiện cụ thể của bài tập.
1.4.4.2. Các bước giải bài tập vật lí
Bài tập vật lí rất đa dạng, với mỗi dạng bài tập sẽ có các bước giải bài
tập khác nhau. Do vậy khơng có một phương pháp cụ thể nào áp dụng để làm
được tất cả các dạng bài tập. Có thể đưa ra các bước chung để giải bài tập vật
lí như sau:
Bước 1: Tìm hiểu và tóm tắt đề bài
- Đoc kĩ đề bài, xác định các điều kiện đã cho, làm rõ các thuật ngữ, các
cụm từ quan trọng, đọc các số liệu trên đồ thị nếu là bài tập đồ thị.
- Tóm tắt đề bài bằng các kí hiệu, hình vẽ hoặc sơ đồ.
- Đổi các đơn vị đã cho về đơn vị chuẩn (nếu cần)
- Tìm hiểu hiện tượng vật lí của đầu bài.
Bước 2: Phân tích các dữ kiện đề bài để tìm mối quan hệ giữa các đại
lượng đã cho và các đại lượng cần tìm trong bài tập
Bước 3: Thiết lập các phương trình mơ tả mối quan hệ giữa các đại lượng.
- Tìm các định luật, nguyên lý, công thức,… xác lập biểu thức liên hệ
giữa các đại lượng đã cho và các đại lượng cần tìm.
Bước 4: Giải các phương trình đã thiết lập được và biện luận.
- Giải thích hoặc giải phương trình để tìm ẩn số.

17