TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI 2
KHOA VẬT LÝ

NGUYỄN THỊ THU PHƯƠNG

XÂY DỰNG VÀ HƯỚNG DẪN GIẢI HỆ THỐNG BÀI TẬP
CHƯƠNG “ĐỘNG LỰC HỌC CHẤT ĐIỂM”
TRONG BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI
VẬT LÍ 10 THPT

Chuyên ngành: Lí luận và Phương pháp dạy học bộ môn Vật lí
KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

Người hướng dẫn khoa học: TS.NGUYỄN THẾ KHÔI

HÀ NỘI, 2015


LỜI CẢM ƠN
Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến TS. Nguyễn Thế Khôi đã tận
tình hướng dẫn và giúp đỡ tôi hoàn thành khóa luận này.
Tôi xin chân thành cảm ơn Ban Giám hiệu, Ban Chủ nhiệm khoa Vật lý
cùng các thầy cô giáo trong tổ bộ môn Lí luận và Phương pháp dạy học bộ
môn Vật lí - Trường Đại học Sư phạm Hà Nội 2 đã luôn quan tâm, động viên
và tạo điều kiện cho tôi trong thời gian học tập và thực hiện đề tài.
Tôi xin chân thành cảm ơn Ban Giám hiệu Trường THPT Sóc Sơn
cùng các thầy cô giáo trong tổ Tự nhiên 1 đã giúp đỡ tôi trong suốt thời
gian thực tập và thực hiện đề tài.
Cuối cùng tôi xin cảm ơn sự động viên, giúp đỡ nhiệt tình của gia
đình, bạn bè và các bạn sinh viên khoa Vật lí.



GV

Học sinh

HS

Học sinh giỏi

HSG

Nhà xuất bản

NXB

Phương pháp dạy học

PPDH

Sách giáo khoa

SGK

Sách giáo viên

SGV

Trung học phổ thông

THPT

1.3.1 Mục đích điều tra ........................................................................................... 23
1.3.2 Tiến hành điều tra .......................................................................................... 23
1.3.3 Kết quả điều tra .............................................................................................. 26
CHƯƠNG 2. HỆ THỐNG BÀI TẬP CHƯƠNG “ĐỘNG LỰC HỌC
CHẤT ĐIỂM” TRONG BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI BỘ MÔN VẬT
LÍ 10 THPT ............................................................................................................ 30
2.1 Mục tiêu dạy học chương “Động lực học chất điềm” Vật lí 10 THPT ......... 30
2.1.1 Vị trí, nhiệm vụ, nội dung của chương “Động lực học chất điểm” .............. 30
2.1.2 Sơ đồ cấu trúc và phân loại bài tập chương “Động lực học chất điểm” . 31
2.1.3 Mục tiêu dạy học chương “Động lực học chất điểm” ................................ 34
2.2 Hệ thống bài tập chương “Động lực học chất điểm” trong bồi dưỡng HSG ... 38
2.3 Hướng dẫn giải hệ thống bài tập chương “Động lực học chất điểm”
Vật lí 10 THPT ........................................................................................................ 44
CHƯƠNG 3. THỬ NGHIỆM SƯ PHẠM ........................................................ 59
3.1 Mục đích thử nghiệm sư phạm ........................................................................ 59
3.2 Nhiệm vụ thử nghiệm sư phạm........................................................................ 59
3.3 Đối tượng thử nghiệm sư phạm ....................................................................... 59
3.4 Tiến hành thử nghiệm sư phạm ....................................................................... 60
3.5 Kết quả thử nghiệm sư phạm ........................................................................... 60
3.6 Phân tích kết quả thử nghiệm sư phạm ........................................................... 60
KẾT LUẬN ............................................................................................................ 63
TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................... 65
PHỤ LỤC


MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
Trước sự phát triển như vũ bão của nền kinh tế và khoa học kĩ thuật, để
đáp ứng nhu cầu của xã hội thì đào tạo nhân lực và bồi dưỡng nhân tài là yếu
tố rất quan trọng. Đảng đã khẳng định giáo dục là quốc sách hàng đầu của đất

10 THPT nâng cao; Bùi Thị Thu Thảo (2012), Xây dựng và hướng dẫn giải
hệ thống bài tập chương “Động lực học chất điểm” nhằm nâng cao năng lực
giải quyết vấn đề cho HS lớp 10 THPT; Nguyễn Thị Thắm (2009), Rèn luyện
năng lực sáng tạo cho học sinh thông qua việc xây dựng và dạy giải bài tập
chương “Động lực học chất điểm” Vật lí 10 THPT..... Các tác giả đã chỉ ra
tác dụng BTVL trong dạy học, cách phân loại và soạn thảo hệ thống BTVL,
các kiểu hướng dẫn giúp HS tìm kiếm lời giải... Nhằm mục đích nghiên cứu
chủ yếu về công tác dạy học cho học sinh đại trà, còn trong việc bồi dưỡng
học sinh giỏi ít nghiên cứu hơn. Mặt khác, số lượng bài tập trong chương
trình Vật lí nói chung và chương “Động lực học chất điểm” nói riêng là rất
nhiều ở các tài liệu tham khảo. Tuy nhiên mỗi bài tập phù hợp với mỗi đối
tượng HS khác nhau. Vì vậy, lựa chọn và hệ thống bài tập dành riêng cho bồi
dưỡng HSG là rất cần thiết để đạt hiệu quả tối ưu nhất.
Những lí do thực tế trên khiến chúng tôi chọn đề tài nghiên cứu: “Xây
dựng và hướng dẫn giải hệ thống bài tập chương “Động lực học chất
điểm” trong bồi dưỡng HSG Vật lí 10 THPT”.
2. Mục đích nghiên cứu
Xây dựng hệ thống và đề ra cách hướng dẫn giải bài tập chương “Động
lực học chất điểm” trong bồi dưỡng HSG bộ môn Vật lí lớp10 trường THPT
nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn đề.
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
Đối tượng nghiên cứu: Hoạt động dạy học giải bài tập của GV và HS
trong bồi dưỡng HSG bộ môn Vật lí.
2


Phạm vi nghiên cứu: Hệ thống bài tập chương “Động lực học chất
điểm” trong bồi dưỡng HSG bộ môn Vật lí 10 THPT.
4. Giả thuyết khoa học
Nếu xây dựng một hệ thống bài tập phù hợp và hướng dẫn HSG tích

trong bồi dưỡng HSG của GV và HS lớp 10 trường THPT.
Thử nghiệm sư phạm: Nhằm kiểm nghiệm hiệu quả và tính khoa học,
khả thi của đề tài. Từ đó, chỉnh lí và bổ sung để hoàn thiện hệ thống bài tập
cũng như áp dụng nó vào thực tế.
7. Đóng góp của khóa luận
Về mặt lí luận: Hệ thống hóa cơ sở lí luận của việc bồi dưỡng HSG
bằng hướng dẫn giải hệ thống BTVL.
Về mặt thực tiễn: Hệ thống và cách hướng dẫn giải bài tập chương
“Động lực học chất điểm” nhằm bồi dưỡng HSG lớp 10 THPT, có thể dùng
làm tài liệu tham khảo cho GV và HS trong dạy học bộ môn Vật lí lớp 10 ở
trường THPT.
8. Cấu trúc của khóa luận
Ngoài phần Mở đầu, Kết luận, Danh mục tài liệu tham khảo và Phụ lục,
khóa luận gồm ba chương:
Chương 1. Cơ sở lí luận và thực tiễn của việc xây dựng và hướng dẫn
giải hệ thống bài tập chương “Động lực học chất điểm” nhằm bồi dưỡng HSG
bộ môn vật lí 10 THPT
Chương 2. Hệ thống bài tập chương “Động lực học chất điểm” trong
bồi dưỡng HSG bộ môn Vật lí 10 THPT
Chương 3. Thử nghiệm sư phạm

4


CHƯƠNG 1. CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC
XÂY DỰNG VÀ HƯỚNG DẪN GIẢI HỆ THỐNG BÀI TẬP
CHƯƠNG “ĐỘNG LỰC HỌC CHẤT ĐIỂM” TRONG BỒI DƯỠNG
HSG VẬT LÍ 10 THPT
1.1 Bồi dưỡng học sinh giỏi
1.1.1 Quan niệm về HSG

Đào tạo HSG nói chung và ở bộ môn vật lí nói riêng là một quá trình
mang tính khoa học và nghiêm túc, không chỉ một vài tháng mà có tính chiến
lược dài hơn trong suốt ba năm học ở bậc THPT. Quá trình này cung cấp
tương đối đầy đủ các kiến thức cần thiết cho HS và phát hiện chính xác khả
năng học tập của các em, từ đó thành lập đội tuyển tham dự kì thi HSG các
cấp. Nội dung của chương trình đào tạo HSG hướng tới những mục tiêu đào
tạo chính sau:
- Có kiến thức khoa học cơ bản, hiện đại và tiên tiến.
- Phát triển các kĩ năng, khả năng tư duy nhận thức ở mức độ cao,
phương pháp và thái độ tự học suốt đời.
- Bồi dưỡng sự lao động và làm việc sáng tạo.
- Thúc đẩy sự phát triển về ý thức trách nhiệm của mỗi cá nhân trong
đóng góp vì công cuộc xây dựng đất nước.
- Phát triển phẩm chất lãnh đạo.
1.1.2.2 Phương pháp bồi dưỡng HSG môn Vật lí THPT
Nhiều tài liệu khẳng định: HSG có thể học bằng nhiều cách khác nhau
và tốc độ nhanh hơn so với các bạn cùng lớp vì thế cần có một chương trình
HSG để phát triển và đáp ứng được tài năng của họ.
Từ điển bách khoa Wikipedia trong mục Giáo dục HSG (gifted
education) nêu lên các hình thức sau đây:

6


- Lớp riêng biệt (Separate classes): HSG được rèn luyện trong một lớp
hoặc một trường học riêng, thường gọi là lớp chuyên, lớp năng khiếu. Nhưng
lớp hoặc trường chuyên (độc lập) này có nhiệm vụ hàng đầu là đáp ứng các
đòi hỏi cho những HSG về lí thuyết (academically). Hình thức này đòi hỏi ở
nhà trường rất nhiều điều kiện (không dựa vào được các gia đình phụ huynh)
từ việc bảo vệ HS, giúp đỡ và đào tạo phát triển chuyên môn cho giáo viên

như Nhật Bản và một số bang của Hoa kỳ. Chẳng hạn: Từ 2001, với đạo luật
“Không một đứa trẻ nào bị bỏ rơi” (No Child Left Behind) việc giáo dục HSG
ở bang Georgia về cơ bản bị phá bỏ. Nhiều trường không còn là trường riêng,
lớp riêng cho HSG, với tư tưởng các HSG cần có trong các lớp bình thường
nhằm giúp các trường lấp lỗ hổng về chất lượng và nhà trường có thể đáp ứng
nhu cầu giáo dục HSG thông qua các nhóm học với trình độ cao.
1.1.2.3 Biện pháp bồi dưỡng HSG môn Vật lí THPT
1.1.2.3.1 Biện pháp phát hiện và chọn HSG
1.1.2.3.1.1 Một số đặc điểm của HSG
Trong quá trình giảng dạy, GV cần khơi gợi để HS tự khám phá, bộc lộ
cách tiếp cận vấn đề mới, từ đó GV đánh giá được tư chất và năng lực của
HS. Một số biểu hiện thường thấy ở những HS có tư chất thông minh là:
+ Năng lực tư duy mô hình hóa, sơ đồ hóa các khái niệm, các mối quan
hệ; năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo cái mới; năng lực kiểm chứng;
năng lực thực hành.
+ Năng lực phản biện: trước mỗi tình huống, học sinh có khả năng phản
biện hay không? Có biết thay đổi giả thiết, thay đổi hoàn cảnh để tạo ra tình
huống mới hay không?
Đối với một HSG bộ môn Vật lí những phẩm chất và năng lực quan
trọng cần có đó là:
+ Có kiến thức vật lí vững vàng, sâu sắc, hệ thống.
+ Có năng lực tư duy, phát triển vấn đề theo hai hướng xuôi và ngược.
8


+ Có óc tò mò, sáng tạo, thích khám phá các hiện tượng, quy luật vật lí
tồn tại ở xung quanh không muốn dừng lại ở những mẫu có sẵn.
+ Có kĩ năng thực nghiệm tốt, có năng lực về phương pháp nghiên cứu
khoa học vật lí.
Từ những biểu hiện trên GV đưa ra phương pháp bồi dưỡng, cung cấp

vui, niềm hứng thú, vinh dự cho bản thân, gia đình và nhà trường. GV thường
xuyên quan tâm giúp đỡ và nắm bắt tâm lí HS.
- Xây dựng niềm tin cho thầy và trò: Kết quả thu được của đội tuyển
năm trước sẽ tạo niềm tin cho các em HS khoá sau, tạo niềm tin yêu bộ môn
cho các em HS, đồng thời đó cũng chính là động lực thúc đẩy GV cố gắng
nhiều hơn nữa để có được kết quả tốt nhất.
1.1.2.3.2.2 Xây dựng phương pháp học tập cho HSG
Con đường ngắn nhất để HS đạt được kết quả học tập tốt là phải tự học, tự
nghiên cứu. Ngoài việc học và làm các bài tập GV yêu cầu HS phải thường
xuyên tự đọc và nghiên cứu các loại sách mà GV đã giới thiệu hoặc hướng dẫn
và có sự kiểm tra đánh giá thường xuyên bằng nhiều hình thức khác nhau.
Trong công tác bồi dưỡng HSG GV chủ nhiệm đội tuyển là người quản
lí chính việc tự học của các em trên lớp trong thời gian không có buổi học đội
tuyển. Chính trong thời gian này các em nghiên cứu tài liệu, bổ sung kiến
thức, trao đổi phương pháp giải bài tập, từ đó hoàn thành việc trả bài cho thầy
cô được đầy đủ hơn.
1.1.2.3.2.3 Xây dựng chương trình bồi dưỡng
Hiện nay, chương trình bồi dưỡng không có sách hướng dẫn chi tiết, cụ
thể từng tiết, từng buổi học như trong chương trình chính khóa. Hơn nữa, hầu hết
sách nâng cao, sách tham khảo hiện nay không soạn thảo theo đúng trình tự như
chương trình học chính khóa, mà thường đi theo các dạng. Trong khi đó, các
trường thường tổ chức HS vừa học chính khóa vừa phối hợp nâng cao. Vì thế
soạn thảo chương trình bồi dưỡng là một việc làm hết sức quan trọng và rất khó
khăn nếu như chúng ta không có sự tham khảo, tìm tòi và chọn lọc tốt.

10


- Tất cả GV tham gia dạy đội tuyển phải có khả năng soạn, dạy chuyên
đề chuyên sâu. Có sự phân công chuyên môn một cách hợp lí.

toán và thí nghiệm trên cơ sở các định luật và các phương pháp vật lí... Thông
thường, trong SGK và tài liệu lí luận dạy học bộ môn, người ta hiểu những
bài tập 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” [6, tr.5].
Đồng thời các tác giả cũng nhấn mạnh: Nếu hiểu theo nghĩa rộng thì sự
tư duy định hướng tích cực luôn là việc giải bài tập. Về thực chất, mỗi một
vấn đề mới xuất hiện do nghiên cứu tài liệu giáo khoa trong các tiết học vật lí
chính là một bài tập đối với học sinh.
Định nghĩa BTVL nêu trên được nhiều nhà lí luận dạy học bộ môn và
các GV tán thành, chấp nhận. Cả hai ý nghĩa khác nhau là vận dụng kiến thức
cũ và tìm kiếm kiến thức mới đều có mặt trong định nghĩa này. Do đó, bài tập
vật lí với tư cách là một phương pháp dạy học giữ một vị trí đặc biệt quan
trọng trong việc hoàn thành các nhiệm vụ dạy học vật lí ở nhà trường phổ
thông.
1.2.2 Tác dụng của bài tập vật lí trong dạy học
BTVL có ý nghĩa đặc biệt quan trọng trong dạy học vật lí ở trường phổ
thông. Nó có thể chiếm một phần hoặc toàn bộ tiết học. Tuy nhiên, tùy vào
mục đích sử dụng mà BTVL phát huy những tác dụng khác nhau, nhưng nói
chung BTVL có những tác dụng chủ yếu sau:
- Hình thành và rèn luyện kĩ năng, kĩ xảo vận dụng kiến thức vào
thực tiễn.
Kĩ năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn là thước đo sự nhận thức, sự
sâu sắc, vững vàng của kiến thức. Thông qua việc học về BTVL, người học
12


có thể nắm vững một cách sâu sắc toàn diện những định luật vật lí, những
hiện tượng vật lí, biết phân tích và liên hệ với thực tiễn, làm cho kiến thức trở

thức ấy có phải là mới không hay vẫn là ở thiên nhiên [9].
BTVL có tác dụng rất lớn trong các tiết học nghiên cứu tài liệu mới. Đó là
các tiết học mà HS thu được cái mà họ chưa từng biết hoặc chưa biết một cách
rõ ràng, chính xác. Tức là, trong tiết học đó HS có thể thu được kiến thức mới
hoặc không thu được kiến thức mới nhưng lại có cách hiểu mới về kiến thức đã
học hoặc thấy rõ hơn giới hạn, phạm vi áp dụng kiến thức [9, tr.8].
Trong quá trình giải bài tập, bằng cách dựa vào kiến thức đã có của HS
có thể cho họ phân tích các hiện tượng vật lí đang được nghiên cứu, hình
thành cho họ các khái niệm mới, các đại lượng vật lí. Thông qua giải bài tập
thực nghiệm, có thể truyền thụ cho HS một số khái niệm về thí nghiệm vật lí
với tính cách là một phương pháp nghiên cứu các hiện tượng tự nhiên dựa
trên phép đo và khảo sát toán học sự phụ thuộc hàm số giữa các đại lượng vật
lí. Cũng có khi việc hình thành cho HS một định luật vật lí chỉ cần ra bài tập
mà khi giải nó chỉ cần lập luận logic và biến đổi toán học cùng với việc sử
dụng kiến thức đã có của HS.
Như vậy, BTVL được xem là phương tiện nghiên cứu tài liệu mới
nhằm đảm bảo HS hiểu được kiến thức mới một cách chắc chắn, vì kiến thức
mà các em thu được là qua hoạt động giải bài tập của chính các em.
- Ôn tập những kiến thức đã học, củng cố những kiến thức cơ bản
của bài giảng
BTVL là một phương tiện ôn tập, củng cố kiến thức đã học một cách
sinh động và có hiệu quả. Khi giải bài tập đòi hỏi HS phải nhớ lại các công
thức, định luật, kiến thức đã học, có khi đòi hỏi phải vận dụng một cách tổng
hợp các kiến thức đã học trong cả một chương, một phần do đó HS sẽ hiểu rõ
hơn và ghi nhớ vững chắc những kiến thức đã học.

14


- Phát triển tư duy vật lí

Khi giải thành công một bài tập sẽ mang đến cho HS một niềm yêu
thích, say mê, phấn khởi sáng tạo, sẵn sàng đón nhận những bài tập mới ở
mức độ cao hơn.
Bên cạnh đó, BTVL có nội dung kĩ thuật tổng hợp (hiện đại gắn liền
với chương trình học) còn có tác dụng giáo dục kĩ thuật tổng hợp cho HS. Là
một phương tiện thuận lợi để HS liên hệ lí thuyết với thực tiễn và đời sống
sản xuất. Từ đó, góp phần giáo dục hướng nghiệp cho HS.
1.2.3 Phân loại bài tập vật lí
BTVL rất đa dạng và phong phú. Trong nhiều tài liệu về phương pháp
giảng dạy vật lí [9], [14], [17]... các tác giả đã chia bài tập theo nhiều dấu hiệu
khác nhau. Có thể tổng kết các cách phân loại ấy như sơ đồ 1.1.

16


BÀI TẬP VẬT LÍ

Theo
nội
dung

Tài
liệu
học
tập

Cụ
thể
và
trừu

khó
dễ

Phức
tạp

Phối
hợp

Theo
phương
thức
giải hay
phương
thức
cho
điều
kiện

Định
tính

Định
lượng

Theo
hình
thức
lập
luận

cứu

Sáng
tạo

Định
tính

Kiểm
tra

Thiết
kế

Đơn
giản

Định
lượng

Phức
tạp

Tập
dượt

Sơ đồ 1.1: Phân loại bài tập vật lí
17

Giải

- Tìm hiểu ý nghĩa những thuật ngữ mới, quan trọng trong đề;
- Mã hóa đề bài bằng các kí hiệu vật lí quen dùng;
- Đổi đơn vị các đại lượng trong cùng một hệ thống nhất (thường là đơn
vị trong hệ SI)
- Vẽ hình hoặc sơ đồ.
Bước 2: Phân tích hiện tượng, quá trình vật lí và lập kế hoạch giải.
- Mô tả hiện tượng, quá trình vật lí xảy ra trong tình huống nêu lên ở đề bài.
- Vạch ra các quy tắc, quy luật chi phối các hiện tượng, quá trình này.
- Dự kiến những lập luận, biến đổi toán học cần thực hiện nhằm xác lập
được mối quan hệ giữa cái đã cho và cái phải tìm.
Bước 3: Trình bày lời giải
- Viết phương trình của các định luật và giải hệ phương trình có được
để tìm ẩn số dưới dạng tổng quát, biểu diễn các đại lượng cần tìm qua các đại
lượng đã cho.
18


- Thay giá trị bằng số của các đại lượng đã cho để tìm ẩn số, thực hiện
các phép tính với độ chính xác cho phép.
Bước 4: Kiểm tra và biện luận kết quả
Để có thể kiểm tra kết quả vừa tìm được đã chính xác phù hợp hay
chưa, có thể kiểm tra theo một số cách sau:
- 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 xem thứ nguyên có phù hợp không.
- Xem xét kết quả về ý nghĩa thực tế có phù hợp không.
- Kiểm tra bằng thực nghiệm xem có phù hợp không.
- Giải bài tập theo cách khác xem có cho cùng kết quả hay không.
Đây là khâu cuối cùng giúp HS hoàn thiện một bài tập, nó vừa có tác
dụng phát hiện kịp thời ra những sai lầm vừa tạo thói quen rút ra giá trị thực