ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC

NGUYỄN THỊ THANH

BIÊN SOẠN VÀ HƢỚNG DẪN GIẢI BÀI TẬP CHƢƠNG
“TĨNH HỌC VẬT RẮN”, VẬT LÍ 10 NHẰM PHÁT TRIỂN
NĂNG LỰC SÁNG TẠO CỦA HỌC SINH GIỎI VẬT LÍ

LUẬN VĂN THẠC SĨ SƢ PHẠM VẬT LÝ

HÀ NỘI - 2019


ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC

NGUYỄN THỊ THANH

BIÊN SOẠN VÀ HƢỚNG DẪN GIẢI BÀI TẬP CHƢƠNG
“TĨNH HỌC VẬT RẮN”, VẬT LÍ 10 NHẰM PHÁT TRIỂN
NĂNG LỰC SÁNG TẠO CỦA HỌC SINH GIỎI VẬT LÍ

LUẬN VĂN THẠC SĨ SƢ PHẠM VẬT LÝ
CHUYÊN NGÀNH: LÝ LUẬN VÀ PHƢƠNG PHÁP DẠY HỌC
BỘ MÔN VẬT LÍ
Mã số: 8.14.01.11

Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: GS.TS. Nguyễn Quang Báu

HÀ NỘI - 2019

HS

Học sinh

HSG

Học sinh giỏi

NLST

Năng lực sáng tạo

TH

Thông hiểu

THPT

Trung học phổ thông

VD

Vận dụng

ii


DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1.1. Kết quả đạt được của học sinh giỏi Vật lí trong 3 năm gần đây .... 23
Bảng 2.1. Mục tiêu về kiến thức kĩ năng.........................................................32

4. Giả thuyết khoa học…………………………………………………….......3
5. Đối tượng nghiên cứu………………………………………………………3
6. Khách thể nghiên cứu………………………………………………………3
7. Nhiệm vụ nghiên cứu………………………………………………………3
8. Phương pháp nghiên cứu…………………………………………………...4
9. Cấu trúc luận văn…………………………………………………………...5
CHƢƠNG 1. CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN VỀ DẠY HỌC PHÁT
TRIỂN NĂNG LỰC VÀ BỒI DƢỠNG HỌC SINH GIỎI VẬT LÍ, BÀI TẬP
VẬT LÍ VÀ PHƢƠNG PHÁP HƢỚNG DẪN GIẢI BÀI TẬP VẬT LÍ
TRUNG HỌC PHỔ THÔNG ........................................................................................ 6
1.1. Lí luận về năng lực ....................................................................................................... 6
1.1.1. Khái niệm năng lực ................................................................................................... 6
1.1.2. Cấu trúc của năng lực .............................................................................................. 6
1.1.3. Năng lực sáng tạo (NLST)........................................................................................ 7
1.1.4. Những biểu hiện năng lực sáng tạo của học sinh trong học tập .......................... 8
1.1.5. Những cấp độ biểu hiện năng lực sáng tạo của học sinh trong học tập .......... 9
1.1.6. Những điều kiện cần thiết để rèn luyện NLST của HS trong học tập....,,,,,10
1.1.7. Một số biện pháp rèn luyện NLST cho HS............................................................10
1.2. Dạy học theo định hướng tiếp cận năng lực ............................................................10
v


1.3. Vấn đề bồi dưỡng học sinh giỏi Vật lí......................................................................12
1.3.1. Tầm quan trọng của công tác bồi dưỡng học sinh giỏi Vật lí ............................12
1.3.2. Học sinh giỏi và mục tiêu dạy học sinh giỏi ........................................................13
1.3.3. Mục tiêu bồi dưỡng học sinh giỏi Vật lí THPT ....................................................14
1.3.4. Một số biện pháp bồi dưỡng học sinh giỏi Vật lí THPT .....................................14
1.4. Bài tập Vật lí trong dạy học ở trường Trung học phổ thông ..................................17
1.4.1. Khái niệm về bài tập Vật lí .....................................................................................17
1.4.2. Vai trò, tác dụng của bài tập Vật lí ......................................................................17

2.4.2. Bài tập có hướng dẫn giải ......................................................................................65
2.4.3. Bài tập tự giải ..........................................................................................................86
CHƢƠNG 3. THỰC NGHIỆM SƢ PHẠM .............................................................90
3.1. Mục đích, nhiệm vụ, đối tượng và phương pháp của thực nghiệm
sư phạm ..................................................................................................... 90
3.1.1. Mục đích của thực nghiệm sư phạm......................................................................90
3.1.2. Nhiệm vụ thực nghiệm sư phạm ............................................................................90
3.1.3. Đối tượng thực nghiệm sư phạm ...........................................................................90
3.1.4. Phương pháp thực nghiệm sư phạm .....................................................................90
3.2. Tiến trình thực nghiệm sư phạm ...............................................................................91
3.3. Kết quả và xử lí kết quả .............................................................................................93
3.3.1. Xây dựng tiêu chí đánh giá.....................................................................................93
3.3.2. Phân tích và xử lí kết quả .......................................................................................94
3.4. Nhận xét chung về thực nghiệm sư phạm..............................................................102
KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ ............................................................................105
TÀI LIỆU THAM KHẢO ..........................................................................................108
PHỤ LỤC

vii


MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
Trong mọi thời đại, nước ta luôn coi giáo dục là quốc sách hàng đầu.
Trong các trường phổ thông ngoài việc chăm lo rèn luyện nhân cách, phẩm
chất đạo đức, bồi dưỡng kiến thức và nâng cao phẩm chất năng lực cho HS thì
vấn đề phát hiện, đào tạo và bồi dưỡng nhân tài luôn được Nhà trường quan
tâm đặc biệt.
Ngày nay với sự phát triển của khoa học công nghệ lượng tri thức nhân
loại tích lũy được là vô cùng lớn và ngày càng tăng lên nhanh chóng, vì vậy

lực phân tích, tổng hợp; năng lực tính toán ..., đặc biệt là nâng cao năng lực sáng
tạo trong quá trình các em giải các bài tập Vật lí khó. Do đó, để bồi dưỡng học
sinh giỏi có hiệu quả và nâng cao năng lực sáng tạo cho học sinh giỏi thì người
giáo viên phải xây dựng được các hệ thống bài tập tốt và xây dựng các hoạt động
hướng dẫn giải bài tập Vật lí nhằm phát triển năng lực sáng tạo cho học sinh giỏi
Vật lí.
Trong các nội dung bồi dưỡng học sinh giỏi Vật lí phần “Tĩnh học vật
rắn” Vật lí 10 là một nội dung khó, liên quan đến nhiều hiện tượng Vật lí, các
em HS thường ngại học, ngại làm bài tập phần này. Nội dung chương “ Tĩnh
học Vật rắn” đã được nhiều người quan tâm nhưng xét về góc độ bồi dưỡng
năng lực sáng tạo cho HSG Vật lí thì chưa được khai thác nhiều như các nội
dung khác.
Xuất phát từ các lý do trên, đề tài “Biên soạn và hướng dẫn giải bài tập
chương “ Tĩnh học vật rắn”, Vật lí 10 nhằm phát triển năng lực sáng tạo của
học sinh giỏi Vật lí” được lựa chọn nghiên cứu nhằm nâng cao hiệu quả công
tác bồi dưỡng học sinh giỏi Vật lí tại trường THPT

2


2. Mục tiêu nghiên cứu
Vận dụng lí luận phương pháp dạy học, biên soạn hệ thống bài tập và
hướng dẫn hoạt động giải bài tập về chương “Tĩnh học vật rắn” nhằm phát
triển năng lực sáng tạo cho học sinh giỏi Vật lí.
3. Câu hỏi nghiên cứu
Vận dụng lí luận phương pháp dạy học, biên soạn hệ thống bài tập và
hướng dẫn hoạt động giải bài tập về chương “Tĩnh học vật rắn” nhằm phát
triển năng lực sáng tạo cho học sinh giỏi Vật lí như thế nào ?
4. Giả thuyết khoa học
Nếu biên soạn hệ thống bài tập logic, đa dạng, chú trọng các yếu tố sáng tạo

+ Nghiên cứu lí luận về năng lực, năng lực sáng tạo
+ Nghiên cứu, phân tích lí luận về phương pháp dạy học phát triển
năng lực
+ Nghiên cứu, phân tích các đặc điểm của học sinh giỏi Vật lí THPT
+ Nghiên cứu, phân tích lí luận về bài tập Vật lí, vai trò của việc dạy
bài tập Vật lí trong dạy học phát triển năng lực, dạy học phát triển năng lực
sáng tạo cho học sinh giỏi THPT
+ Tham khảo sách báo, tạp chí chuyên ngành, sưu tầm tài liệu về bài
tập chương “ Tĩnh học vật rắn” nhằm bồi dưỡng học sinh giỏi
Phương pháp nghiên cứu thực tiễn:
+ Tìm hiểu thực trạng công tác bồi dưỡng học sinh giỏi Vật lí tại
trường THPT Cầu Giây – Quận Cầu Giấy _ Hà Nội và thành tích đạt được
trong công tác bồi dưỡng học sinh giỏi Vật lí của Nhà trường trong những
năm gần đây.
+ Tiến hành thực nghiệm sư phạm với hệ thống bài tập và hướng dẫn
hoạt động giải bài tập cho đội tuyển học sinh giỏi Vật lí như đã soạn thảo
Phương pháp nghiên cứu toán thống kê:
+ Điều tra để có thông tin tổng hợp về thực trạng bồi dưỡng phần “
Tĩnh học vật rắn” cho học sinh giỏi Vật lí trong trường THPT Cầu Giấy
4


+ Tổng hợp, phân tích các dữ liệu thực nghiệm để đánh giá kết quả đạt
được, ưu điểm, nhược điểm và tính cần thiết của đề tài
9. Cấu trúc luận văn
Nội dung chính của luận văn bao gồm
Chương 1: Cơ sở lí luận và thực tiễn về dạy học phát triển năng lực và
bồi dưỡng học sinh giỏi Vật lí, bài tập Vật lí và phương pháp hướng dẫn giải
bài tập Vật lí THPT.
Chương 2: Biên soạn hệ thống bài tập và hướng dẫn hoạt động giải bài

- Năng lực cá thể
Giáo dục định hướng phát triển năng lực không chỉ nhằm mục tiêu phát
triển năng lực chuyên môn mà cần phải phát triển các năng lực thành phần
khác. Những năng lực này không tách rời nhau mà có mối quan hệ chặt chẽ

6


với nhau. Năng lực hành động được hình thành trên cơ sở có sự kết hợp các
năng lực này. [17]
Mô hình năng lực theo OECD,Trong các chương trình dạy học hiện nay
của các nước thuộc OECD, người ta xây dựng mô hình năng lực đơn giản
hơn, năng lực được chia thành hai nhóm chính: năng lực chung và các năng
lực riêng, [18, tr19]
Năng lực chung: Là năng lực cơ bản. thiết yếu để con người có thể
hành động độc lập thành công, có thể sống và làm việc bình thường trong xã
hội. Năng lực này được hình thành và phát triển thông qua các môn học
Năng lực chung của HS có thể phân thành hai nhóm
+ Nhóm năng lực nhận thức: Đó là các năng lực gắn liền với các quá
trình tư duy. [18, tr 20]
+ Nhóm năng lực phi nhận thức: Đó là nhóm năng lực không thuần tâm
thần, mà có sự pha trộn các nét/ phẩm chất nhân cách như năng lực vượt khó;
năng lực thích ứng; năng lực thay đổi suy nghĩ/ tạo niềm tin tích cực; năng lực
ứng phó stress; năng lực lãnh đạo…[18, tr 20]
Năng lực riêng( chuyên biệt ): Là năng lực được hình thành và phát
triển nhờ một lĩnh vực hay môn học nào đó.
Ví dụ năng lực đọc diễn cảm là năng lực riêng được hình thành và phát
triển nhờ môn Tiếng Việt và văn học.
Theo tài liệu tập huấn về kỹ năng xây dựng và tổ chức các hoạt động
trải nghiệm sáng tạo trong trường trung học, Bộ giáo dục và đào tạo năm

hợp các phương pháp giải để tìm ra lời giải ngắn nhất. Ví dụ khi giải bài toán
cực trị Vật lí HS có thể đưa ra nhiều phương pháp như vận dụng các bất đẳng
thức Cô-si; Bu- nhi-a-cốp-ski hoặc phương pháp khảo sát hàm số; phương
pháp đồ thị. hoặc khả năng huy động các kiến thức cần thiết để đề xuất hoặc
đưa ra các dự đoán khi phải lí giải một tình huống cụ thể.
+ Năng lực nhìn nhận vấn đề dưới nhiều góc độ khác nhau [10,tr71],
xem xét các đối tượng theo quan điểm biện chứng: Ví dụ HS có thể giải quyết
8


các bài toán động học chất điểm bằng các định luật Newton hoặc giải theo
quan điểm năng lượng.
+ Năng lực phản biện một vấn đề bằng lí thuyết: Chẳng hạn như phát
hiện ra những điều bất hợp lí, những bất ổn trong những quy luật phổ biến
hoặc trong những hiện tượng, sự vật cụ thể dựa trên sự tinh tế, nhạy cảm và
khả năng trực giác cao của chủ thể. Rõ ràng, nếu không dựa trên sự tinh tế,
nhạy cảm, không quan tâm đặc biệt đến sự chuyển động của thời gian, có lẽ
Einstein sẽ không thể đưa ra được “thuyết tương đối” đến nay vẫn còn nguyên
giá trị.
1.1.5. Những cấp độ biểu hiện năng lực sáng tạo của học sinh trong học tập
+ Cấp độ thấp của NLST: Mức độ tái hiện kiến thức, bắt chước, có thể
làm tương tự các bài toán như tương tự về phương pháp giải quyết, tương tự
về phương pháp luận hay vận dụng từ định luật hoặc định lí vào bài toán cụ
thể. Tái hiện và bắt chước là tính sáng tạo ở mức độ thấp nhưng nhưng nó lại
là tiền đề cơ bản để có điều kiện nâng khả năng sáng tạo lên mức cao hơn.
+ Cấp độ cao hơn của NLST: Là tích cực tìm tòi, tìm ra những những
tính chất mới, những dự báo, những qui trình, những hướng giải quyết mới,
tìm tòi các phương thức hành động trên cơ sở tự giác, HS có nhu cầu, động cơ
và hứng thú để giải quyết các tình huống. Ở mức độ này HS có sự độc lập
trong tư duy. tự mình phát hiện ra vấn đề, tự mình xác định phương hướng và

quan tâm đến những sai lầm của HS, tìm nguyên nhân và cách khắc phục.
+ Biện pháp 6: Rèn cho HS có tư duy phản biện.
+ Biện pháp 7: Chú trọng đặt câu hỏi định hướng HS phát hiện vấn đề
mới và giải quyết vấn đề.
1.2. Dạy học theo định hƣớng tiếp cận năng lực
Phương pháp dạy học theo quan điểm phát triển năng lực ngoài việc
tích cực hóa hoạt động trí tuệ của HS còn phải rèn luyện năng lực giải quyết
vấn đề gắn với các tình huống của cuộc sống và nghề nghiệp, gắn hoạt động
10


trí tuệ với hoạt động thực hành.[18, tr 67,68] Tăng cường các hoạt động
nhóm, xây dựng mối quan hệ GV – HS sinh theo hướng cộng tác.
Từ những năm 90 của thế kỷ trước, khi thiết kế chương trình giáo dục
phổ thông người ta thường nêu lên hai cách tiếp cận chính đó là: tiếp cận
chương trình theo nội dung và tiếp cận chương trình theo kết quả đầu ra.
Theo cách mô tả và lí giải của một số nước thì chương trình năng lực
thực chất vẫn là chương trình dựa trên kết quả đầu ra như đã nêu ở trên. Đầu
ra của cách tiếp cận mới này tập trung vào hệ thống năng lực cần có ở mỗi
người học; xuất phát từ những năng lực thiết yếu, cần có này mà lựa chọn và
đề xuất các nội dung dạy học. [17, tr 13]
Những định hướng chung của dạy học theo định hướng phát triển năng lực:
- Phát huy tính tích cực, chủ động của HS, tạo điều kiện hình thành và
phát triển năng lực tự học trên cơ sở đó hình thành phẩm chất độc lập, sáng
tạo của tư duy.
- Lựa chọn linh hoạt các phương pháp dạy học phù hợp, đặc thù của
môn học trên nguyên tắc HS phải tự mình hoàn thành nhiệm vụ học tập dưới
sự tổ chức hướng dẫn của GV từ đó tìm ra được phương pháp học.
- Tùy theo mục tiêu, nội dung, đối tượng và điều kiện cụ thể để lựa
chọn phương pháp dạy học phù hợp và tổ chức dạy học theo phương pháp đó.

rất sớm. Vì vậy, trong tất cả các cấp học việc phát hiện và bồi dưỡng nhân tài là
yếu tố rất được quan tâm và là nhiệm vụ chính trị của mỗi GV trực tiếp giảng
dạy. Trong quá trình giảng dạy GV chuẩn bị các nội dung hàm chứa các yếu tố
đòi hỏi sự sáng tạo để phát hiện ra những em HS có năng khiếu về bộ môn Vật lí
và tổ chức bồi dưỡng cho các em tham gia vào các cuộc thi học sinh giỏi Vật lí
các cấp, tạo nguồn sinh viên chất lượng cao cho các trường Đại học và sau này
chính là nguồn nhân lực chất lượng cao.

12


1.3.2. Học sinh giỏi và mục tiêu dạy học sinh giỏi [3]
Một số quan điểm về học sinh giỏi
Theo định nghĩa ở Hoa Kỳ: Học sinh giỏi là học sinh có một động cơ
mãnh liệt; chứng minh được trí tuệ ở trình độ cao; có khả năng sáng tạo.
Ở nhiều nước quan niệm: Học sinh giỏi là những đứa trẻ có khả năng
nghiên cứu lí thuyết tốt hoặc có năng khiếu trong các hoạt động nghệ thuật
hay có năng lực lãnh đạo.
Như vậy, có thể thấy đặc điểm của học sinh giỏi là tích cực, chủ động,
sáng tạo trong học tập và có năng lực tư duy tốt.
Học sinh giỏi Vật lí:
Là học sinh có niềm đam mê với môn Vật lí, có khả năng phân tích tốt
các hiện tượng Vật lí, xác định được chính xác các qui luật Vật lí có liên quan
để giải quyết được các bài toán Vật lí khó cũng như thiết kế được những
phương án thí nghiệm hợp lí.
Mục tiêu dạy học sinh giỏi
Mục tiêu của chương trình dạy cho học sinh giỏi ở các nước trên thế
giới tương đối giống nhau, thể hiện ở một số điểm chính sau:
- Phát triển phương pháp tư duy ở trình độ cao phù hợp với đối tượng
HSG.

Bồi dưỡng học sinh giỏi Vật lí là bồi dưỡng những năng lực mà học
sinh giỏi Vật lí luôn phải có đó là: Năng lực tư duy sáng tạo, tư duy trừu
tượng, năng lực phản biện, năng lực phân tích, tổng hợp, năng lực tự học…
Để bồi dưỡng những năng lực đó giáo viên cần thực hiện một số biện pháp
sau:
Tổ chức giáng dạy
Giai đoạn 1: Tổ chức thi chọn đội tuyển học sinh giỏi Vật lí trong
toàn trường, chọn ra những học sinh có tiềm năng để bồi dưỡng. Sau khi
lựa chọn thành lập được đội dự tuyển học sinh giỏi, giáo viên lên kế hoạch
về nội dung chương trình và thời gian, địa điểm để tổ chức giảng dạy cho
đội dự tuyển Vật lí
14


Giai đoạn 2: Hệ thống lại các kiến thức cốt lõi mà các em đã được học,
đưa ra cái nhìn khái quát hóa về bức tranh toàn cảnh các kiến thức đó. Bổ trợ
thêm phần kiến thức toán học cần thiết cho môn Vật lí
Giai đoạn 2: Dạy chuyên đề nâng cao cho đội tuyển, hàng tháng tiến
hành thi để lựa chọn ra các em có năng lực tốt hơn, sau đó tổng hợp và chọn
ra đội tuyển chính thức của trường để đi thi cấp Cụm đối với học sinh khối
10, 11. Đối với học sinh giỏi khối 12 đi thi cấp Thành phố. Nếu học sinh giỏi
khối 12 được lọt vào vòng trong thì tiếp tục thi cấp Quốc gia.
Rèn luyện và phát triển năng lực tư duy sáng tạo cho học sinh
Tư duy là một quá trình tâm lý phản ánh những thuộc tính bản chất,
những mối liên hệ và quan hệ có tính quy luật giữa các sự vật hiện tượng mà
con người ta chưa biết [16, tr 87]
Đối với học sinh giỏi, giáo viên phải tổ chức các hoạt động dạy học
nhằm phát triển các năng lực tư duy bậc cao như: Tư duy sáng tạo, tư duy
trừu tượng, tư duy logic, tư duy biện chứng, …Trong khi bồi dưỡng học sinh
giỏi người giáo viên phải tạo ra được các tình huống có vấn đề và tạo hứng

+ Mỗi sự vật hiện tượng cần được xem xét theo nhiều góc độ khác nhau
và trong mối quan hệ tương quan giữa chúng.
+ Tự đọc và làm các chuyên đề nâng cao
+ Các bài toán thực tế thường là tích hợp của nhiều ngành khoa học. vì vậy
khi giải bài toán Vật lí cần lưu ý nghiên cứu các môn liên quan như Toán, Hóa, …
+ Biết khai thác các nguồn tài liệu trên Internet
- Hướng dẫn cách đọc tài liệu
+ Khi nghiên cứu tài liệu nên đi từ khái quát tới chi tiết để có cái nhìn
tổng quan về một vấn đề.
+ Chắt lọc lại các kiến thức cốt lõi, các phương pháp mà các nhà khoa
học đã áp dụng để giải quyết các vấn đề đó là gì.

16