BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM HÀ NỘI 2
VŨ XUÂN TÙNG
XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG HỆ THỐNG
BÀI TẬP ĐỊNH TÍNH TRONG DẠY HỌC
CHƢƠNG “ĐỘNG LỰC HỌC CHẤT ĐIỂM”-
VẬT LÍ 10 THPT
Chuyên ngành: Lí luận & Phƣơng pháp dạy học bộ môn Vật lí
Mã số: 60 14 01 11

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC

Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: TS. Nguyễn Thế Khôi
HÀ NỘI, 2015

LỜI CẢM ƠN
Tôi xin chân thành cảm ơn Ban chủ nhiệm khoa Vật lí, phòng Sau đại
học Trường Đại học sư phạm Hà Nội 2, cùng các thầy, cô giáo đã tận tình
giảng dạy quan tâm tạo điều kiện giúp tôi hoàn thành khóa học.
Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới TS.Nguyễn Thế Khôi đã tận
tình giúp đỡ tôi trong suốt quá trình nghiên cứu và hoàn thiện luận văn.

Bài tập
BTĐT

Bài tập định tính
BTVL

Bài tập vật lí
ĐC

Đối chứng
GV

Giáo viên
HS

Học sinh
SGK

Sách giáo khoa
SBT

Sách bài tập
TN

Thực nghiệm
TNSP

Thực nghiệm sư phạm
VL


lí 10 THPT
26
KẾT LUẬN CHƢƠNG 1
31
CHƢƠNG 2. HỆ THỐNG BÀI TẬP ĐỊNH TÍNH TRONG DẠY
HỌC CHƢƠNG " ĐỘNG LỰC HỌC CHẤT ĐIỂM" – VẬT LÍ 10
THPT
32
2.1. Nội dung và mục tiêu dạy học chương "Động lực học chất điểm" -
Vật lí 10 THPT
32
2.1.1. Nội dung kiến thức chương "Động lực học chất điểm"
32
2.1.2. Cấu trúc chương "Động lực học chất điểm"
36
2.1.3. Mục tiêu dạy học chương "Động lực học chất điểm"
37
2.1.4. Phân loại bài tập chương "Động lực học chất điểm"
38
2.2.Hệ thống bài tập định tính chương "Động lực học chất điểm"
39
2.3.Sử dụng hệ thống bài tập chương "Động lực học chất điểm"
42
2.3.1.Mục đích sử dụng bài tập trong hệ thống bài tập chương "Động lực học chất điểm"
42
2.3.2.Sử dụng BTĐT trong dạy học hai bài "Ba định luật Niuton" và
"Lực hấp dẫn" 1
MỞ ĐẦU
1. Lí do chọn đề tài
Thế kỉ XXI là thế kỉ của sự tiến bộ kĩ thuật, công nghệ và sự phát triển
của khoa học với trình độ cao mà con người được coi là yếu tố quyết định của
sự phát triển xã hội. Nghị quyết của Hội nghị lần thứ II BCHTW Đảng cộng
sản Việt Nam khóa VIII đã nhấn mạnh: “ Giáo dục là quốc sách hàng đầu, là
động lực phát triển nền kinh tế xã hội”[5]. Để đào tạo những con người phù
hợp với yêu cầu của xã hội, giáo dục phải trang bị cho HS hệ thống những
kiến thức phổ thông, cơ bản hiện đại phù hợp với thực tế của đất nước, xã hội.
Tuy nhiên, kết quả các kì thi quan trọng của mỗi HS là kì thi tốt nghiệp
THPT và tuyển sinh vào các trường ĐH-CĐ ở nước ta hiện nay cho thấy chất
lượng nắm vững kiến thức cơ bản nói chung, kiến thức VL nói riêng của họ bị
giảm sút nghiêm trọng. Thực tế này, đã đề ra cho ngành giáo dục một nhiệm
vụ cấp thiết là “Đổi mới phương pháp dạy và học ở tất cả các cấp học …. Áp
dụng các phương pháp giáo dục hiện đại để bồi dưỡng học sinh có năng lực tư
duy sáng tạo, năng lực giải quyết vấn đề”[3].
Trong dạy học VL, có thể nâng cao chất lượng học tập và phát triển
năng lực giải quyết vấn đề của học sinh bằng nhiều biện pháp, cách thức
khác nhau. Trong số đó, giải BTVL là phương pháp dạy học có tác dụng tích
cực tới việc giáo dục và phát triển học sinh, đồng thời là thước đo đúng đắn
về nắm vững kiến thức kĩ năng, kĩ xảo của học sinh.
Xu hướng hiện nay của lí luận dạy học là chú trọng nhiều đến hoạt
động và vai trò của học sinh trong quá trình dạy học, đặc biệt trong phần
luyện tập là khâu đòi hỏi sự làm việc tích cực và sáng tạo. Bởi vậy, cần phải
nghiên cứu xây dựng hệ thống bài tập vật lí dựa trên những cơ sở lí luận, thực

3
2. Mục đích nghiên cứu
Xây dựng và đề ra cách sử dụng hệ thống bài tập định tính trong dạy
học chương "Động lực học chất điểm"- Vật lí 10 THPT nhằm phát huy tính
tích cực và năng lực sáng tạo của HS
3. Đối tƣợng, phạm vi nghiên cứu
- Đối tượng nghiên cứu: Hoạt động của GV và HS trong dạy học giải
BTVL ở trường phổ thông.
- Phạm vi nghiên cứu: Hệ thống bài tập định tính chương “Động lực
học chất điểm” - Vật lí 10 THPT.
4. Giả thuyết khoa học
Nếu trong dạy học chương “Động lực học chất điểm” - Vật lí 10 THPT
xây dựng được hệ thống BTĐT và đề ra kế hoạch hướng dẫn giải nó một
cách khoa học, phù hợp với mục tiêu dạy học thì có thể phát huy được tính
tích cực và năng lực sáng tạo, đồng thời góp phần nâng cao chất lượng học
tập của HS.
5. Nhiệm vụ nghiên cứu
- Nghiên cứu cơ sở lí luận của việc xây dựng và sử dụng BTVL nói
chung và BTĐT nói riêng trong dạy học bộ môn Vật lí ở trường phổ thông.
- Nghiên cứu các biện pháp phát huy tính tích cực học tập, năng lực
sáng tạo của HS trong dạy học VL ở trường THPT.
- Điều tra thực trạng việc dạy học giải BTĐT chương "Động lực học
chất điểm " - Vật lí 10 THPT.
- Nghiên cứu nội dung và xác định mục tiêu dạy học chương "Động lực
học chất điểm" - Vật lí 10 THPT.
- Xây dựng và đề ra cách sử dụng hệ thống BTĐT trong dạy học
chương “Động lực học chất điểm” - Vật lí 10 THPT nhằm phát huy tính tích
cực và năng lực sáng tạo của HS.
4
- Tiến hành thực nghiệm sư phạm để xác nhận tính hợp lí, khả thi, hiệu

Chương 1. Cơ sở lí luận và thực tiễn của việc xây dựng và sử dụng bài
tập định tính trong dạy học vật lí.
Chương 2. Hệ thống bài tập định tính chương "Động lực học chất
điểm" - Vật lí 10 THPT.
Chương 3. Thực nghiệm sư phạm.
6
Chƣơng 1. CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC XÂY DỰNG
VÀ SỬ DỤNG BÀI TẬP ĐỊNH TÍNH TRONG DẠY HỌC VẬT LÍ
1.1. Dạy học giải BTĐT về vật lí
1.1.1. BTVL
1.1.1.1. Quan niệm về BTVL
Trong thực tiễn dạy học cũng như trong nhiều tài liệu giảng dạy, tồn tại
đồng thời các thuật ngữ bài tập, bài toán, bài tập vật lí, bài toán vật lí.
Trong Từ điển tiếng Việt [20], hai thuật ngữ bài tập và bài toán được
giải nghĩa khác hẳn nhau: Bài tập là bài ra cho học sinh làm để vận dụng
những điều đã học; Bài toán là vấn đề cần giải quyết bằng các phương pháp
khoa học. Bài tập vật lí dùng để cho học sinh tập vận dụng các kiến thức lí
thuyết đã học vào những trường hợp cụ thể, còn bài toán vật lí được sử dụng
để hình thành kiến thức mới trong khi giải quyết một vấn đề mới đặt ra.
Tuy nhiên, theo X.E.Camenetxki và V.P.Orekhôp: “Trong thực tiễn dạy
học, người ta thường gọi bài tập vật lí là một vấn đề không lớn mà trong
trường hợp tổng quát được giải quyết nhờ những suy luận logic, những phép
toán và thí nghiệm trên cơ sở các định luật và phương pháp vật lí…Thông
thường, trong sách giáo khoa và tài liệu lí luận dạy học bộ môn, người ta hiểu
những bài tập là những bài luyện tập được lựa chọn một cách phù hợp với
mục đích chủ yếu là nghiên cứu các hiện tượng vật lí, hình thành các khái
niệm, phát triển tư duy vật lí của học sinh và rèn luyện kĩ năng vận dụng các
kiến thức của họ vào thực tiễn” [2,tr.5]. Theo hai tác giả này thì trong dạy
học, HS không phải tiếp thu kiến thức một cách thụ động mà phải tham gia
vào quá trình tìm hiểu kiến thức mới, khi ấy HS không chỉ đơn thuần tập vận

đích dạy
học
Theo phương thức
giải hay phương thức
cho điều kiện
Theo hình
thức lập
luận logic
Tài
liệu
vật
lí
Cụ
thể
trừu
tượng
Kĩ
thuật
tổng
hợp
Lịch
sử
Luyện
tập
Sáng
tạo
Kiểm
tra
Đơn
giản

Đơn
giản
Phức
tạp
Tập
dượt
Tổng
hợp
8
- BTVL giúp học hiểu sâu sắc hơn những quy luật VL, biết phân tích
và ứng dụng chúng vào những vấn đề thực tiễn, vào việc tính toán kỹ thuật.
- BTVL là một trong những phương tiện hình thành kiến thức mới bảo
đảm cho học sinh nắm được kiến thức mới một cách sâu sắc và vững vàng.
- BTVL là một phương tiện để phát triển tư duy, óc tưởng tượng. Bởi
trong quá trình giải quyết tình huống cụ thể do bài tập đề ra học sinh phải vận
dụng các thao tác tư duy để tự lực giải quyết vấn đề do đó hình thành ở học
sinh tính độc lập trong suy luận, kiên trì khắc phục khó khăn.
- BTVL là phương tiện ôn tập, củng cố kiến thức đã học. Thông thường
khi giải bài tập, học sinh không chỉ đơn thuần vận dụng các kiến thức của bài
vừa học mà phải nhớ lại kiến thức cũ đã học có liên quan, có khi phải vận
đụng tổng hợp các kiến thức cũ đã học trong một chương, phần. Khi đó học
sinh sẽ nắm được mối liên hệ các kiến thức cơ bản đã học.
- BTVL là một trong những phương tiện kiểm tra đánh giá mức độ nắm
vững các kiến thức, kỹ năng, kỹ xảo và thói quen của học sinh một cách chính
xác. Khi vận dụng kiến thức để giải bài tập, HS không những phải hiểu kiến
thức có liên quan mà còn phải biết vận dụng sáng tạo vào tình huống cụ thể
để tìm ra lời giải. Vì vậy sẽ giúp phát hiện được trình độ trí tuệ, làm bộc lộ
những khó khăn, sai lầm của HS trong giải bài tập, giúp họ vượt qua khó
khăn, khắc phục sai lầm đó.
- BTVL có tác dụng giáo dục tư tưởng, đạo đức, kỹ thuật tổng hợp và

Ví dụ: GV đặt vấn đề nghiên cứu khái niệm " Lực hướng tâm" qua yêu
cầu HS giải BTĐT: "Tại sao những vệ tinh nhân tạo có thể quay quanh Trái
Đất mà không bị rơi xuống hay là thoát ra ngoài vũ trụ? Những lực nào tác
dụng lên vệ tinh gây ra hiện tượng này?"
- BTĐT giúp HS nắm vững kiến thức sâu sắc hơn.
10
Khác với việc giải bài tập định lượng nhiều khi mang tính hình thức,
dập khuôn máy móc, không phải lúc nào cũng thể hiện chính xác mức độ nắm
vững kiến thức của HS, việc giải BTĐT đòi hỏi người giải phải có kiến thức
sâu rộng, kĩ năng vận dụng và lập luận kiến thức, có khả năng phân tích các
dữ liệu và tổng hợp kiến thức… Vì vậy BTĐT chính là phương tiện kiểm tra
chính xác nhất mức độ sâu sắc của việc nắm vững kiến thức và kỹ năng, kỹ
xảo của HS.
- Việc giải BTĐT đòi hỏi HS phải phân tích bản chất của các hiện tượng
vật lý, khả năng liên tưởng với thực tiễn một cách linh hoạt từ đó phát huy ở
học sinh tư duy logic, khả năng phán đoán, suy luận và năng lực sáng tạo.
Ví dụ: Sau khi học xong bài " Ba định luật Niuton", GV yêu cầu HS
giải thích BTĐT: "Tại sao khi xe ô tô đang chuyển động về phía trước đột
ngột dừng lại thì hành khách đứng trên ô tô có xu hướng lao về phía trước ?"
Để giải được bài tập này, HS cần phải xác định:
+ Vấn đề nghiên cứu: Khi ô tô dừng lại đột ngột thì người lại lao về
phía trước. Qua phân tích hiện tượng: "Khi xe ô tô đang chuyển động đều về
phía trước thì người cũng chuyển động về phía trước so với các vật đứng yên
bên đường. Khi ô tô dừng lại đột ngột thì phần thân dưới của người cũng
dừng lại", để thu được lời giải họ phải suy luận: Cơ thể người có thể coi làm
hai phần: phần thân người phía trên và chân người. Khi ô tô dừng lại đột ngột,
phần chân của người tiếp xúc trực tiếp với sàn ôtô sẽ dừng lại nhưng do quán
tính, phần thân người tại thời điểm ấy vẫn có xu hướng chuyển động về phía
trước nên người sẽ bị lao về phía trước.
- BTĐT giúp phát hiện trình độ phát triển trí tuệ, góp phần khắc phục

giải BTĐT, ta có thể chia BTĐT làm hai loại:
12
- BTĐT đơn giản là loại bài tập mà khi giải, ngoài những phép tính đơn
giản HS chỉ cần áp dụng một định luật, quy tắc hay thực hiện một phép suy
luận logic. Chẳng hạn để giải BTĐT "Cho hai chất điểm có khối lượng m như
nhau cách nhau một khoảng là r. Cần thay đổi khoảng cách giữa hai chất điểm
đi bao nhiêu để lực hấp dẫn giữa chúng tăng lên 4 lần?", HS chỉ cần áp dụng
định luật vạn vật hấp dẫn. Từ phương trình định luật rút ra: lực tỉ lệ nghịch
với bình phương khoảng cách giữa hai vật khi khối lượng các vật không đổi,
do vậy để F tăng lên 4 lần thì phải giảm r đi 2 lần.
- BTĐT phức tạp là loại bài tập mà khi giải có thể ngoài những phép
tính đơn giản, HS cần phải áp dụng một vài phép suy luận logic dựa trên cơ
sở của các khái niệm, định luật, quy tắc VL có thể giải quyết được bài tập. Có
thể xét bài tập sau: "Tại sao viên bi thép lại có thể nảy lên khi rơi xuống sàn
lát gạch nhưng lại nằm yên khi rơi xuống cát ?". Để giải bài tập này, HS phải
áp dụng những kiến thức về lực đàn hồi, sự va chạm mềm và va chạm đàn
hồi. Từ nguyên nhân xuất hiện lực đàn hồi khi nào sẽ đưa ra được cách giải
thích hợp lí: Lực đàn hồi xuất hiện ở bề mặt khi có lực tác dụng vào các vật
làm nó biến dạng. Va chạm giữa hòn bi với sàn nhà mang đặc tính biến dạng
đàn hồi nên sinh ra lực đàn hồi và làm cho viên bi nảy lên. Còn va chạm giữa
viên bi và lớp cát là va chạm mềm mang đặc tính biến dạng không đàn hồi
nên không có lực đàn hồi xuất hiện và viên bi không thể nảy lên được.
1.1.2.4. Phương pháp giải bài tập định tính
Do đặc điểm của BTĐT là chú trọng đến mặt định tính của hiện tượng,
nên đa số các BTĐT được giải bằng suy luận logic, vận dụng những khái
niệm, quy tắc, định luật VL tổng quát vào những trường hợp cụ thể. Thông
thường, để liên hệ một hiện tượng đã cho với các kiến thức đã biết, phải phân
tích hiện tượng phức tạp ra thành nhiều hiện tượng đơn giản hơn, sau đó dùng
phương pháp tổng hợp những nhận xét rút ra từ các định luật riêng biệt thành
13

Mặc dù có thể phân loại các BTĐT theo nhiều cách khác nhau, tuy nhiên
về cơ bản ta thường gặp hai dạng, đó là giải thích hiện tượng và dự đoán hiện
tượng sẽ xảy ra. Giải thích hiện tượng thực chất là cho biết một hiện tượng
vật lí và yêu cầu được giải thích vì sao hiện tượng lại xảy ra như thế, tức là
giải thích nguyên nhân của hiện tượng. Dự đoán hiện tượng là quá trình
ngược lại, HS phải căn cứ vào những điều kiện cụ thể của đề bài, xác định
những định luật chi phối hiện tượng, từ đó dự đoán hiện tượng gì sẽ xảy ra và
xảy ra như thế nào.
Đối với loại câu hỏi giải thích hiện tượng, phải thiết lập được mối quan
hệ giữa một hiện tượng cụ thể với một số đặc tính của sự vật hay định luật vật
lí, tức là phải thực hiện được phép suy luận lôgic, trong đó cơ sở kiến thức
phải là một đặc tính chung của sự vật hoặc định luật vật lí có tính tổng quát áp
dụng vào điều kiện cụ thể của đề bài mà kết quả cuối cùng chính là hiện
tượng đã được nêu ra trong đề bài.
Những hiện tượng thực tế thường rất phức tạp, trong khi đó các định luật
vật lí lại khá đơn giản, nên thoạt nhìn thì khó có thể phát hiện ngay được mối
quan hệ giữa hiện tượng đã cho với những định luật vật lí đã biết. Trong
những trường hợp như thế, cần phân tích hiện tượng phức tạp ra các hiện
tượng đơn giản, sao cho mỗi hiện tượng đơn giản chỉ tuân theo một định luật
hay một quy tắc nhất định.
Thực tế cho thấy, khi giải thích hiện tượng, vì trong đề bài đã nêu rõ diễn
biến và kết quả của hiện tượng, nên nhiều khi trong lời giải thích của người
giải có chỗ sai mà không xác định được sai ở điểm nào. Nên cần thận trọng
khi phát biểu các định luật, các quy tắc dùng làm cơ sở cho lập luận, vì việc
phát biểu đầy đủ, chính xác về nội dung có tác dụng tránh được những sai sót
trong lời giải thích hiện tượng.
15
Đối với loại BT dự đoán hiện tượng, trước hết cần phải “khoanh vùng”
phạm vi áp dụng kiến thức bằng cách căn cứ vào những dấu hiệu ban đầu (các
dụng cụ thí nghiệm, dạng đồ thị, cấu tạo vật thể, trạng thái ban đầu của hệ )

mực gồm hai bộ phận liên kết với nhau là bút và mực trong bút, vì “vẩy bút”
là quá trình làm cho bút chuyển động từ lúc bút đứng yên với vận tốc tăng rất
nhanh trong một đoạn đường ngắn, sau đó dừng lại đột ngột. Ở đây đã xuất
hiện hai thuật ngữ thay thế là “chuyển động” và “dừng lại đột ngột”, điều đó
khiến học sinh dễ dàng phân tích diễn biến của hiện tượng làm hai giai đoạn:
– Giai đoạn 1: Bút chuyển động do “vẩy bút”. Trong giai đoạn này mực
chuyển động cùng với bút mà chưa bị văng ra.
– Giai đoạn 2: Bút dừng lại đột ngột thì mực văng ra ngoài.
Vấn đề còn lại ở đây là việc giải thích câu hỏi: Tại sao khi bút dừng lại
đột ngột, thì mực lại văng ra?. Học sinh dễ dàng liên tưởng đến kiến thức về
về quán tính để đưa ra lời giải thích xác đáng.
Ví dụ 2: Một ống thủy tinh AB đặt nằm
ngang, kín hai đầu và đã được rút hết không khí,
bên trong có một giọt thủy ngân T nằm cân bằng
như hình 1.1. Điều gì sẽ xảy ra đối với giọt thủy ngân nếu dùng ngọn nến
nung nóng một chút ở đúng vị trí của giọt thủy ngân.
Đây là loại bài tập định tính dự đoán hiện tượng.
Tìm hiểu đầu bài ta thấy: Do có giọt thủy ngân nằm ở giữa mà ống thủy
tinh được chia làm hai phần, thể tích ban đầu của mỗi phần là khác nhau
(V
A
< V
B
), bên trong mỗi phần là chân không. Chi tiết đáng lưu ý trong đầu
bài là ngọn nến nung nóng ở đúng vị trí của giọt thủy ngân và các thuật ngữ
“nung nóng”, “một chút”.
Chỉ riêng việc “nung nóng” đã có thể đó làm ta liên tưởng đến một loạt
các hiện tượng vật lí xảy ra như ống thủy tinh và giọt thủy ngân thu nhiệt bị
Hình 1.1
17

mà còn giúp HS biết cách vận dụng kiến thức vật lí vào thực tiễn.
Có thể thấy ngay rằng, xét về thực chất thì các bài tập tính toán cũng
nhằm mục đích làm sáng tỏ nội dung vật lí của các định luật, quy tắc diễn đạt
dưới dạng các công thức toán học. Tuy nhiên trên thực tế, khi giải các bài tập
tính toán, HS thường áp dụng máy móc các công thức mà không chú ý đến ý
nghĩa vật lí của chúng. Trong trường hợp này, chính việc giải các BTĐT này
rèn luyện cho HS chú ý hơn đến việc phân tích nội dung, ý nghĩa vật lí của
các bài tập tính toán và do vậy tạo tiền đề cho việc giải bài tập định lượng.
1.1.2.5. Nguyên tắc và quy trình xây dựng hệ thống bài tập định tính trong
dạy học vật lí.
Trong dạy học vật lí, hệ thống BTĐT đáp ứng được mục tiêu dạy học
thì phải thỏa mãn những yêu cầu nguyên tắc cơ bản nhất định.
- Mỗi BTĐT phải chứa đựng một mâu thuẫn, một vấn đề hoặc một yêu
cầu và những điều kiện đặt ra được diễn đạt rõ ràng.
- Mỗi BTĐT trình bày dưới dạng tình huống có vấn đề có tác dụng kích
thích tính tư duy, tích cực của HS.
- Hệ thống BTĐT phải gắn với nội dung dạy học, việc giải BTĐT phải
đem lại cho HS một hiểu biết mới, đồng thời sau khi HS giải xong hệ thống
BTĐT thì khả năng giải quyết vấn đề của HS sẽ được dần hình thành và phát
triển tốt hơn.
- Hệ thống BTĐT phải đa dạng, có các bài tập đơn giản, các bài tập
phức tạp ở các mức độ khác nhau dưới nhiều dạng hình thức. Số lượng bài tập
hợp lí và phù hợp với HS.
Đối với hệ thống BTĐT của một chương, một phần hay một khối lớp,
cần chú ý đảm bảo sao cho hệ thống bài tập ấy phải góp phần thực hiện mục
19
tiêu môn học, đảm bảo tính hệ thống , đa dạng về nội dung, hình thức và mức
độ nhằm phát huy tính tích cực nhận thức của HS. Việc xây dựng hệ thống
BTĐT trong một chương có thể theo quy trình sau:
Bước 1: Căn cứ vào nội dung của chương trình và SGK để phân tích