ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC

ĐỖ THỊ HỒNG VÂN

XÂY DỰNG VÀ HƢỚNG DẪN GIẢI HỆ THỐNG BÀI TẬP
CHƢƠNG ĐIỆN TÍCH. ĐIỆN TRƢỜNG VẬT LÝ LỚP 11
TRUNG HỌC PHỔ THÔNG NHẰM BỒI DƢỠNG HỌC SINH GIỎI
MÔN VẬT LÝ

LUẬN VĂN THẠC SĨ SƢ PHẠM VẬT LÍ

HÀ NỘI – 2015


ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC

ĐỖ THỊ HỒNG VÂN

XÂY DỰNG VÀ HƢỚNG DẪN GIẢI HỆ THỐNG BÀI TẬP
CHƢƠNG ĐIỆN TÍCH. ĐIỆN TRƢỜNG VẬT LÝ LỚP 11
TRUNG HỌC PHỔ THÔNG NHẰM BỒI DƢỠNG HỌC SINH GIỎI
MÔN VẬT LÝ

LUẬN VĂN THẠC SĨ SƢ PHẠM VẬT LÍ
CHUYÊN NGÀNH: LÍ LUẬN VÀ PHƢƠNG PHÁP DẠY HỌC
(BỘ MÔN VẬT LÍ)
Mã số: 60 14 01 11

Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: GS.TS. Nguyễn Huy Sinh

DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT
ĐC

: Đối chứng

HS

: Học sinh

HSG : Học sinh giỏi
THPT: Trung học phổ thông
TN

: Thực nghiệm

ii


MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN .................................................................................................... i
DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT ..................................... ii
MỤC LỤC ........................................................................................................ iii
DANH MỤC BẢNG BIỂU .............................................................................. v
DANH MỤC SƠ ĐỒ, HÌNH ........................................................................... vi
MỞ ĐẦU ........................................................................................................... 1
Chƣơng 1 ........................................................................................................... 4
MỘT SỐ VẤN ĐỀ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN VỀ VIỆC XÂY DỰNG HỆ
THỐNG BÀI TẬP VẬT LÍ NHẰM BỒI DƢỠNG HỌC SINH GIỎI VẬT LÍ
Ở TRƢỜNG THPT ........................................................................................... 4
1.1. Cơ sở lý luận .............................................................................................. 4

Tiểu kết chƣơng 2............................................................................................ 95
Chƣơng 3 ......................................................................................................... 96
THỰC NGHIỆM SƢ PHẠM .......................................................................... 96
3.1. Mục đích, nhiệm vụ, đối tƣợng và phƣơng pháp của TN sƣ phạm ......... 96
3.1.1. Mục đích của TN sƣ phạm .................................................................... 96
3.1.2. Nhiệm vụ của TN sƣ phạm ................................................................... 96
3.1.3. Đối tƣợng TN sƣ phạm ......................................................................... 96
3.2. Tiến hành TN ........................................................................................... 97
3.3. Đánh giá kết quả thực nghiệm ................................................................. 98
3.3.1. Tiêu chí đánh giá. .................................................................................. 98
3.3.2. Nhận xét chung về mặt định tính .......................................................... 99
3.3.3. Phân tích các kết về mặt định lƣợng ..................................................... 99
Kết luận chƣơng 3 ......................................................................................... 106
KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ ............................................................... 107
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................. 109
PHỤ LỤC 1 ................................................................................................... 110

iv


DANH MỤC BẢNG BIỂU

Trang
Bảng 2.1. Phân phối chƣơng trình giảng dạy chƣơng " Điện tích. Điện trƣờng"
vật lí 11 THPT......................................................................................39
Bảng 3.1.Thông tin về các nhóm học sinh tham gia trong quá trình thực
nghiệm sƣ phạm....................................................................................95
Bảng 3.2. Phân bố tần sô, tần suất và tần suất lũy tích.........................99
Bảng 3.4. Bảng tổng hợp các tham số đặc trƣng....................................108


văn hóa phát triển nhƣ ở các thành phố lớn, các thị xã. Trong khi có rất nhiều
học sinh có tƣ chất, yêu thích bộ môn vật lí ở các khu vực khó khăn không có
điều kiện theo học ở các trƣờng chuyên lớn. Các em học sinh đó cũng có nhu
cầu đƣợc bồi dƣỡng thƣờng xuyên và đƣợc tham gia vào các cuộc thi học sinh
giỏi. Hiện nay trên thị trƣờng có rất nhiều sách tham khảo nhƣng để học sinh
có thể lựa chọn đƣợc những tài liệu phù hợp còn gặp nhiều khó khăn. Hơn
nữa để bồi dƣỡng học sinh giỏi giáo viên thƣờng phải tự tìm hiểu tài liệu, sƣu
tầm bài tập rồi giao cho các em.Trong các trƣờng THPT việc bồi dƣỡng học
sinh giỏi rất quan trọng, nhƣng còn mang tính tự phát, chƣa có phƣơng pháp
cụ thể.

1


Với những lý do trên đây chúng tôi chọn đề tài nghiên cứu “ Xây dựng
và hƣớng dẫn giải hệ thống bài tập chƣơng Điện tích. Điện trƣờng vật lí
lớp 11 Trung học phổ thông nhằm bồi dƣỡng học sinh giỏi môn vật lí.”
Đề tài này phù hợp và hữu ích cho bản thân cùng các đồng nghiệp trong quá
trình giảng dạy, phát hiện và bồi dƣỡng học sinh giỏi môn vật lí.
2. Lịch sử nghiên cứu
Đã có một số công trình nghiên cứu và đề cập việc xây dựng hệ thống
bài tập chƣơng“Điện tích. Điện trƣờng” vật lí 11, nhƣng chủ yếu chỉ trình bày
các dạng bài toán để giúp học sinh ghi nhớ, củng cố kiến thức, mà chƣa quan
tâm nhiều đến việc hƣớng dẫn hoạt động giải và sự sắp xếp phù hợp với sự
phát triển tƣ duy của học sinh
3. Mục đích nghiên cứu
Vận dụng lý luận dạy học hiện đại xây dựng hệ thống bài tập và hƣớng
dẫn hoạt động giải bài tập chƣơng "Điện tích. Điện trƣờng", vật lí l1 nhằm bồi
dƣỡng học sinh giỏi vật lý ở trƣờng THPT.
4. Giả thuyết khoa học

tác trong quá trình dạy học môn vật lí ở trƣờng THPT Ba Vì - Hà Nội.
- Xử lí các kết quả dạy và học trong quá trình thực nghiệm sƣ phạm để đánh
giá tính khả thi và hiệu quả của đề tài nghiên cứu.
- Đƣa ra những nhận xét và kết luận
10. Cấu trúc luận văn
Ngoài phần mở đầu, kết luận, kiến nghị, mục lục, tài liệu tham khảo,
phần nội dung của đề tài đƣợc thể hiện theo ba chƣơng
Chƣơng 1: Một số vấn đề lí luận và thực tiễn về việc xây dựng hệ thống
bài tập vật lí nhằm bồi dƣỡng học sinh giỏi vật lí ở trƣờng THPT.
Chƣơng 2: Hệ thống bài tập và hƣớng dẫn hoạt động giải bài tập vật lí
chƣơng "Điện tích. Điện trƣờng" Vật lí lớp 11 THPT
Chƣơng 3.Thực nghiệm sƣ phạm.

3


Chƣơng 1
MỘT SỐ VẤN ĐỀ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN VỀ VIỆC XÂY DỰNG HỆ
THỐNG BÀI TẬP VẬT LÍ NHẰM BỒI DƢỠNG HỌC SINH GIỎI VẬT LÍ Ở
TRƢỜNG THPT
1.1. Cơ sở lý luận
1.1.1. Vài nét lịch sử về vấn đề bồi dưỡng học sinh giỏi trên thế giới và ở
nước ta
Trên thế giới
Việc phát hiện và bồi dƣỡng học sinh giỏi (HSG) đã có từ rất lâu. Ở
Trung Quốc, từ thời nhà Đƣờng những trẻ em có tài năng đặc biệt đƣợc mời
đến sân Rồng để học tập và đƣợc giáo dục bằng những hình thức đặc biệt. Ở
Châu Âu trong suốt thời kỳ Phục Hƣng, những ngƣời có tài năng về nghệ
thuật, kiến trúc, văn học.... đều đƣợc nhà nƣớc và các tổ chức cá nhân bảo trợ
giúp đỡ. Ở nƣớc Mỹ mãi đến thế kỷ 19 mới chú ý đến vấn đề giáo dục học

có thể học bậc học trên sớm hơn. Nhƣng hƣớng tiếp cận giới thiệu HS với
những tài liệu lí thuyết tƣơng ứng với khả năng của chúng cũng dễ làm HS xa
rời xã hội.
Học tách rời ( Pull - out) một phần thời gian theo lớp HSG, phần còn
lại học lớp thƣờng.
Làm giàu tri thức ( Enrichment) toàn bộ thời gian HS học theo lớp bình
thƣờng, nhƣng nhận tài liệu mở rộng để thử sức, tự học ở nhà.
Dạy ở nhà ( Home schooling) một nửa thời gian học tại nhà, học lớp
nhóm, học có cố vấn (mentor) hoặc một thầy một trò (tuor) và không cần dạy.
Trường mùa hè ( Summer school) bao gồm khóa học đƣợc tổ chức vào
mùa hè.
Sở thích riêng ( Hobby) một số môn thể thao nhƣ cờ vua đƣợc tổ chức
để dành cho HS thử trí tuệ sau giờ học ở trƣờng.
Tuy nhiên, cũng có một số nƣớc không có trƣờng lớp chuyên cho HSG
nhƣ Nhật Bản và một số bang của Hoa kỳ. Từ năm 2001 với đạo luật "Không
có một đứa trẻ nào bị bỏ rơi" (No Child Left Behind), giáo dục HSG ở
Georgia về cơ bản bị phá bỏ. Nhiều trƣờng không còn là trƣờng riêng, lớp

5


riêng cho HSG, với tƣ tƣởng các HSG cần có trong các lớp bình thƣờng nhằm
giúp các trƣờng lấp lỗ hổng về chất lƣợng và nhà trƣờng có thể đáp ứng nhu
cầu giáo dục HSG thông qua các nhóm và các khóa học với trình độ cao. Vì
vậy vấn đề bồi dƣỡng HSG đã trở thành vấn đề thời sự gây nhiều tranh luận.
Nhiều nhà giáo dục đề nghị đƣa HSG vào các lớp bình thƣờng với nhiều HS
có trình độ và khả năng khác nhau, với một phƣơng pháp giáo dục nhƣ nhau
[14].
Ở trong nƣớc: Từ xa xƣa, cha ông ta đã rất coi trọng học vấn đối với sự
hƣng thịnh của một quốc gia. Trong các triều đại phong kiến, các cuộc thi đã

trong công tác nghiên cứu khoa học, đào tạo và bồi dƣỡng tài năng trẻ.
Bảy là, có những chính thu hút những nhà khoa học là ngƣời Việt Nam
đang nghiên cứu và sinh sống ở nƣớc ngoài về phục vụ đất nƣớc. Tạo điều
kiện để những trí thức giỏi của Việt Nam đƣợc giao lƣu, học hỏi với các tổ
chức quốc tế trong và ngoài nƣớc. Có chính sách ƣu đãi đối với các HS tài
năng Việt Nam đƣợc đi học tập và nghiên cứu ở những nƣớc có nền khoa học
phát triển.
Tóm lại, trong giai đoạn xây dựng đất nƣớc công nghiệp hóa, hiện đại
hóa và dặc biệt là trong xu hƣớng hội nhập toàn cầu thì công tác phát hiện,
bồi dƣỡng tài năng là nhiệm vụ cấp thiết của toàn xã hội, đặc biệt là trách
nhiệm của các trƣờng Đại học nói riêng và của toàn ngành giáo dục nói
chung.
1.1.2. Biện pháp phát hiện và bôi dưỡng học sinh giỏi
- Một số tiêu chuẩn của học sinh giỏi cần có:
+ Thông minh, trí tuệ: Là những học sinh có năng lực tƣ duy tốt, hiểu biết và
thông tuệ mọi vấn đề, khả năng nhớ tốt, khả năng suy luận lôgic, khả năng
giải quyết vấn đề linh hoạt, hiệu quả.
+ Khả năng sáng tạo: Có khả năng phát hiện vấn đề một cách mới mẻ độc
đáo, chủ động, độc lập trong tƣ duy, có khả năng tự học và tự tìm tòi.
+ Ý thức ham học: Là những học sinh có chính kiến, biết bảo vệ chính kiến;
trung thực, điềm đạm và nhạy cảm, khiêm tốn, say mê và yêu thích môn học,
có ý chí vƣơn lên để khẳng định mình.
- Các bước phát hiện và tuyển chọn học sinh giỏi:
Bƣớc 1: Căn cứ vào điểm và kết quả học tập của năm học trƣớc. Đặc
biệt là điểm của kì thi do nhà trƣờng tổ chức một cách nghiêm túc và trung

8


thực. Điểm số tuy không phải là điều kiện quyết định để lựa chọn nhƣng đó là


tƣợng, để tìm ra con đƣờng ngắn nhất đi đến kết luận cần thiết, đồng thời biết
xét đến đủ các điều kiện để đạt đƣợc kết luận mong muốn.
- Năng lực kiểm chứng: biết phân biệt hiện tƣợng đúng sai từ một loạt các
hiện tƣợng, biết tạo ra các sự kiện tƣơng tự hay tƣơng phản để khẳng định
hoặc bác bỏ một vấn đề nào đó.
- Năng lực thực hành: Biết thực hiện một số thao tác dứt khoát trong khi làm
thí nghiệm. Kiên nhẫn và kiên trì trong quá trình làm sáng tỏ một vấn đề lí
thuyết, thực nghiệm hoặc có thể mở rộng hiểu biết lí thuyết thông qua thực
hành.
- Năng lực lao động sáng tạo: Biết tổ hợp một dãy các yếu tố, các thao tác để
thiết kế một dãy hoạt động nhằm đạt đến kết quả mong muốn.
Những phẩm chất và năng lực quan trọng nhất của một học sinh giỏi
môn vật lí:
- Có năng lực tƣ duy tốt và sáng tạo ( biết phân tích, tổng hợp, so sánh, khái
quát hóa, có khả năng sử dụng các phƣơng pháp: diễn dịch, quy nạp, loại
suy...)
- Có kiến thức vật lí vững vàng, sâu sắc, hệ thống. Biết vận dụng linh hoạt,
sáng tạo kiến thức cơ bản đó trong các tình huống mới .
- Có kĩ năng thực nghiệm tốt, có năng lực về phƣơng pháp nghiên cứu khoa
học vật lí.
Tóm lại, đối với giáo viên khi bồi dƣỡng học sinh giỏi vật lí cần hƣớng
học sinh học tập để trang bị những kiến thức, kĩ năng, giúp các em tự học hỏi
sáng tạo nhằm phát huy tối đa năng lực của mình.
1.1.4. Cơ sở lí luận về dạy học bài tập Vật lí ở trường THPT
1.1.4.1. Khái niệm về bài tập vật lí
Theo X.E. Camenetxki và V.P.Ôrêkhốp " trong thực tế dạy học, bài tập
vật lí được hiểu là một vấn đề được đặt ra mà trong trường hợp tổng quát đòi
hỏi những suy luận lôgic, những phép toán và thí nghiệm dựa trên cơ sở các
định luật và các phương pháp vật lí ...''. Thực ra, trong các giờ học vật lí, mỗi

quan hệ giữa các đại lƣợng, lập luận, tính toán, có khi phải tiến hành thí
nghiệm, đo đạc, kiểm tra kết luận. Vì thế, bài tập vật lí sẽ là phƣơng tiện tốt

11


để phát triển tƣ duy, sự sáng tạo, bồi dƣỡng hứng thú học tập và phƣơng pháp
nghiên cứu khoa học cho học sinh.
Bài tập vật lí còn là hình thức củng cố, ôn tập, hệ thống hóa kiến thức
và là phƣơng tiện để kiểm tra kiến thức, kỹ năng của học sinh. Khi giải bài tập
vật lí học sinh phải tái hiện kiến thức vừa học, đào sâu khía cạnh nào đó của
kiến thức hoặc phải tổng hợp kiến thức trong một đề tài, một chƣơng hoặc
một phần của chƣơng trình. Bên cạnh đó thông qua các bài kiểm tra của học
sinh giáo viên kịp thời sửa chữa các sai lầm của học sinh. Việc giải bài tập
còn là cách để giáo viên theo dõi thành tích học tập, tinh thần và thái độ của
học sinh để từ đó điều chỉnh nội dung, phƣơng pháp dạy học, giúp quá trình
dạy học đạt hiệu quả cao.
Bài tập vật lí còn có ý nghĩa to lớn trong việc giáo dục kĩ thuật tổng
hợp. Các bài tập vật lí có thể đề cập đến các lĩnh vực khác nhau trong cuộc
sống: khoa học kĩ thuật, thông tin liên lạc, giao thông vận tải, sản xuất công
nghiệp... Các bài tập này là phƣơng tiện thuận lợi để học sinh liên hệ lí thuyết
với thực hành, học tập với đời sống, vận dụng kiến thức đã học vào thực tế
sản xuất và cuộc sống.
Bài tập vật lí góp phần xây dựng một thế giới quan duy vật biện chứng
cho học sinh, làm cho họ hiểu rõ thế giới tự nhiên là vật chất, vật chất luôn ở
trạng thái vận động, họ tin vào sức mạnh của mình mong muốn đem tài năng
và trí tuệ cải tạo thiên nhiên.[13]
1.1.4.3. Phân loại bài tập vật lí
Có nhiều cách phân loại bài tập vật lí, tùy thuộc vào mục đích sử dụng,
tùy theo mức độ yêu cầu phát triển tƣ duy, tùy theo nội dung, theo phƣơng

khả năng phân tích đề bài, vận dụng tổng hợp kiến thức để giải quyết vấn đề
đặt ra. Loại bài tập này đôi khi yêu cầu học sinh có đầu óc tƣởng tƣợng, biết
cách suy diễn và lập luận chắc chắn để thiết lập các mối quan hệ cần xác lập
một cách chặt chẽ và có lôgic.
Bài tập sáng tạo có hai loại:
Bài tập nghiên cứu: Là loại bài tập cần giải thích một hiện tƣợng chƣa
biết trên cơ sở mô hình trừu tƣợng thích hợp rút ra từ lí thuyết vật lí. Học sinh
cần trả lời câu hỏi "Tại sao"

13


Bài tập thiết kế: Là loại bài tập vận dụng các kiến thức lí thuyết để đƣa
ra mô hình mới phù hợp với mô hình trừu tƣợng đã cho. Học sinh cần trả lời
câu hỏi" Làm nhƣ thế nào?"
Sự khác nhau giữa bài tập sáng tạo và bài tập luyện tập là ở chỗ điều
kiện cho trong bài tập sáng tạo che giấu angôrit giải, còn điều kiện cho trong
bài tập luyện tập đã gợi ý angôrit giải.
Với các bài tập luyện tập, trong nhận thức của học sinh đã hình thành
cơ sở định hƣớng đầy đủ, họ đã biết các angôrit tƣơng ứng, họ có thể nhớ lại
hoặc có thể tìm ra chúng.
Các bài tập luyện tập có thể coi nhƣ giai đoạn đầu để nhằm tới sự phát
triển các phƣơng pháp làm việc sáng tạo, đòi hỏi ở học sinh một sự tự lực
hoàn toàn. Bài tập luyện tập đặc biệt quan trọng để củng cố các kiến thức và
kĩ năng trong quá trình vận dụng kiến thức.
Còn với bài tập sáng tạo thì nét đặc trƣng là hoàn toàn không có cơ sở
định hƣớng rõ rệt trong nội dung bài tập. Học sinh phải tự mình bổ sung kiến
thức bị khuyết, thực hiện những thao tác tƣ duy phức tạp, kiểm tra tiến trình
suy nghĩ của mình và tự đánh giá có phê phán các kết quả thu đƣợc. Trong
các bài tập sáng tạo, các định luật vật lí đƣợc dùng làm cơ sở để giải bài tập


Bài
tập
có
nội
dung
lịch
sử

Bài
tập
vui


Bài tập có nội dung cụ thể: Là những bài tập có dữ liệu là các số cụ
thể, thực tế và học sinh có thể đƣa ra lời giải dựa vào vốn kiến thức vật lí cơ
bản đã có.
Những bài tập có nội dung cụ thể có tác dụng tập cho ngƣời học phân
tích các hiện tƣợng thực tế cụ thể để làm rõ bản chất vật lí và do đó có thể vận
dụng các kiến thức vật lí để giải.
Bài tập có nội dung trừu tượng: Là những bài tập mà các dữ kiện cho
dƣới dạng chữ. Trong bài tập này, bản chất đƣợc nêu bật trong đề bài, những
chi tiết không bản chất đã đƣợc lƣợc bỏ . Học sinh có thể nhận ra đƣợc cần sử
dụng công thức, định luật vật lí nào để giải bài tập đã cho.
Bài tập có nội dung kĩ thuật tổng hợp: Là các bài tập có nội dung chứa
đựng các kiến thức về kĩ thuật, về sản xuất, công nông nghiệp, về giao thông
vận tải.
Bài tập có nội dung lịch sử: Là các bài tập chứa đựng các các kiến thức
có liên quan đến lịch sử nhƣ những dữ liệu về các thí nghiệm vật lí cổ điển,
những phát minh, sáng chế hoặc những câu chuyện có tính chất lịch sử.

về bản chất giữa các đại lƣợng vật lí. Bài tập này thƣờng đƣa ra yêu cầu dƣới
dạng câu hỏi "Vì sao","Tại sao".
Học sinh thƣờng rất thích thú với các bài tập định tính vì đó là các câu
hỏi luôn xuất phát từ các hiện tƣợng trong cuộc sống hàng ngày nhƣ mây,
mƣa, cầu vồng...Hơn nữa, bài tập định tính chỉ cần học sinh biểu đạt ngôn ngữ
bằng lời để giải thích hiện tƣợng, do đó giúp học sinh sắp xếp ý tƣởng và
trình bày những suy nghĩ của mình một cách rõ ràng, mạch lạc.
Bài tập định lượng: Là loại bài tập có dữ liệu là các số cụ thể, học sinh
phải giải thích chúng bằng các phép tính toán, sử dụng công thức để xác lập
mối quan hệ phụ thuộc định lƣợng giữa các đại lƣợng phải tìm và nhận đƣợc
kết quả dƣới dạng một công thức hoặc một giá trị bằng số.
Bài tập thực nghiệm: Là loại bài tập khi giải phải sử dụng thí nghiệm
để đi tới mục đích đặt ra. Đôi khi phải tiến hành thí nghiệm để đi tới kết quả,
phải tìm hoặc làm thí nghiệm để lấy số liệu giải bài tập.
Bài tập đồ thị: dạng bài tập này rất phong phú. Có thể từ đồ thị đã cho,
học sinh phải đi tìm một yếu tố nào đó hoặc từ các dữ liệu đã biết đi xây dựng
đồ thị. Loại bài tập này giúp học sinh thấy đƣợc một cách trực quan mối quan
hệ giữa các đại lƣợng vật lí [8].
1.1.4.4. Những yêu cầu chung trong dạy học về bài tập vật lí
a. Tiêu chuẩn lựa chọn hệ thống bài tập vật lí: Là những căn cứ để giáo
viên dựa vào đó soạn cho mình một hệ thống bài tập riêng, giáo viên phải tự
giải đƣợc các bài tập đó và dự đoán đƣợc những khó khăn, những sai sót học
sinh bình thƣờng gặp phải.
Hệ thống bài tập phải đảm bảo các tiêu chuẩn sau:

16


Thông qua việc giải hệ thống bài tập học sinh sẽ đƣợc củng cố, ôn tập,
hệ thống hóa và khắc sâu thêm những kiến thức cơ bản, đã đƣợc xác định của