Khoa học ngày càng phát triển, con người càng tìm ra được nhiều kiến thức mới. Nếu chúng ta không chọn được một phương pháp dạy học phù hợp thì giáo viên rất khó truyền thụ tri thức cho học sinh một cách hiệu quả và học sinh không thể tiếp thu được những lượng kiến thức đó. Đổi mới phương pháp dạy học là cách tốt nhất để giúp học sinh tiếp thu được một lượng kiến thức khổng lồ như hiện nay.
Trang 1PHẦN MỘT ĐẶT VẤN ĐỀ
1 Lý do chọn đề tài
Khoa học ngày càng phát triển, con người càng tìm ra được nhiều kiến thức mới Nếu chúng ta không chọn được một phương pháp dạy học phù hợp thì giáo viên rất khó truyền thụ tri thức cho học sinh một cách hiệu quả và học sinh không thể tiếp thu được những lượng kiến thức đó Đổi mới phương pháp dạy học là cách tốt nhất để giúp học sinh tiếp thu được một lượng kiến thức khổng lồ như hiện nay
Chỉ thị 29/2001/CT - BGD & ĐT của Bộ trưởng Bộ Giáo dục và Đào tạo về việc tăng cường giảng dạy và ứng dụng công nghệ thông tin trong ngành giáo dục giai đoạn 2001 - 2005: "Đối với giáo dục và đào tạo, công nghệ thông tin có tác động mạnh mẽ, làm thay đổi nội dung, phương pháp, phương thức dạy và học Công nghệ thông tin là phương tiện để tiến tới một
"xã hội học tập" Mặt khác, giáo dục và đào tạo đóng vai trò quan trọng bậc nhất thúc đẩy sự phát triển công nghệ thông tin thông qua nguồn nhân lực cho công nghệ thông tin"
Vật lý học là một khoa học thực nghiệm Vì vậy, trong dạy học vật lý người GV cần tích cực tổ chức thí nghiệm và sử dụng các phương tiện dạy học khác nhằm tái tạo lại quá trình tìm kiếm tri thức vật lý, kiểm chứng tính đúng đắn của các định luật, giải thích các hiện tượng vật lý nhờ đó mà tăng tính thuyết phục và xây dựng niềm tin cho HS Đây là một việc làm hết sức cần thiết và quan trọng, là một trong những biện pháp đổi mới phương pháp dạy học hiện nay
Đứng trước sự thay đổi việc kiểm tra, đánh giá hiện nay là hình thức kiểm tra trắc nghiệm khách quan Trắc nghiệm khách quan sử dụng các câu hỏi khách quan, mặc dầu có một số nhược điểm, nhưng nó có một ưu điểm
Trang 2lớn là: kết quả được đánh giá một cách khách quan, có độ tin cậy cao, nội dung đánh giá rộng, quá trình đánh giá nhanh chóng Tuy nhiên công việc chuẩn bị cho việc ra một đề thi trắc nghiệm rất khó khăn, đòi hỏi chúng ta phải có một ngân hàng câu hỏi trắc nghiệm khách quan Việc ra đề trắc nghiệm của một số giáo viên hiện nay gặp nhiều khó khăn
Với đặc điểm của bộ môn vật lí là: ngoài các câu hỏi trắc nghiệm còn
có bài tập trắc nghiệm, các bài tập trắc nghiệm thường áp dụng các biểu thức tính toán sẵn có trong chương trình Để giúp giáo viên có được những đáp số chính xác khi ra đề đó là ứng dụng các phần mềm tính toán Hiện nay có rất nhiều phần mền tính toán như Mathematica, Maple, tuy nhiên các phần mềm đó khó sử dụng và ít phổ biến Microsoft Excel là phần mềm lập bảng tính dùng cho công tác văn phòng, khá phổ biến hiện nay, hầu hết các giáo viên đều có thể sử dụng được, nên việc ứng dụng phần mềm này để lập bảng
số liệu rất phù hợp Với các lí do nêu trên, tôi chọn đề tài: “Sử dụng Microsoft Excel hỗ trợ cho việc ra đề bài tập phần thấu kính”
2 Mục đích của đề tài
Nghiên cứu khai thác và sử dụng phần mềm Microsoft Excel để thiết kế một số bảng số liệu theo các công thức thấu kính Trên cơ sở đó hướng dẫn cách lập bảng số liệu theo ý muốn của mỗi người, tùy theo các dạng bài toán đặt ra
3 Nhiệm vụ nghiên cứu đề tài
Để đạt được mục đích đề ra, nhiệm vụ nghiên cứu của đề tài là:
1 Nghiên cứu lý luận về dạy học vật lý
2 Nghiên cứu mục tiêu, nội dung, chương trình và sách giáo khoa thí điểm môn vật lý trung học phổ thông, Bộ 1, khối lớp 11 và chương trình không phân ban lớp 12, phần quang hình học
3 Nghiên cứu, khai thác phần mềm Microsoft Excel để thiết kế bảng
số liệu theo công thức thấu kính
Trang 34 Tiến hành báo cáo chuyên đề tại trường để tiếp thu ý kiến của đồng nghiệp nhằm khắc phục sai sót và đánh giá hiệu quả của việc ứng dụng phần mềm Microsoft Excel
4 Đối tượng nghiên cứu
- Lý luận dạy học vật lý ở trường phổ thông.
- Phần mềm Microsoft Excel
5 Phạm vi nghiên cứu
Đề tài chỉ tập trung nghiên cứu, khai thác và sử dụng phần mềm Microsoft Excel để thiết kế một số bảng số liệu theo công thức thấu kính thuộc phần Quang hình học, chương trình vật lí THPT
6 Phương pháp nghiên cứu đề tài
Để thực hiện các nhiệm vụ nghiên cứu của đề tài, chúng tôi sử dụng các phương pháp sau đây:
1 Phương pháp nghiên cứu lý thuyết: nghiên cứu lý luận dạy học vật
lý và mục tiêu, nội dung, chương trình sách giáo khoa môn vật lý trung học phổ thông
2 Phương pháp nghiên cứu thực tiễn
Nghiên cứu khai thác phần mềm Microsoft Excel để thiết kế bảng số liệu nhằm xác định và đánh giá các khả năng hỗ trợ của nó trong quá trình dạy học vật lý ở trường phổ thông
Trang 4PHẦN HAI NỘI DUNG
1 Cơ sở lý thuyết
1.1 Sơ lược về phần mềm Microsoft Excel
Microsoft Excel là một phần trong bộ Microsoft Office Microsoft Excel được ứng dụng nhiều trong công tác quản lý, văn phòng, công tác kế toán, Có thể nói đây là một phần mềm tạo ra bảng tính tự động, vì khi ta thay đổi dữ liệu trên một ô (cell) thì dữ liệu trên các ô khác có liên kết với nó
tự động thay đổi theo
Microsoft Excel cũng là phần mềm được sử dụng phổ biến đối với giáo viên như dùng để quản lý học sinh, cộng điểm, nên việc ứng dụng nó cho việc thiết kế bảng số liệu vật lí rất đơn giản và có tính khả thi cao
1.2 Các công thức thấu kính
Công thức xác định vị trí
f
1 d
1 d
1
'
d dd ff
'
'
; d ddff
'
'
d d
d d f
Công thức độ phóng đại ảnh
d
d
k ' Công thức tính khoảng cách từ vật đến ảnh
'
d d
2 Cách xây dựng bảng số liệu
Chúng ta sử dụng bảng tính Microsoft Excel để lập bảng số liệu, mỗi đại lượng để trên một cột Để làm quen ta tiến hành lập bảng số liệu đơn giản
Trang 5gồm các cột: tiêu cự f; vị trí vật d; vị trí ảnh d’; độ phóng đại k; khoảng cách
từ vật đến ảnh L Trong đó số liệu trong hai cột f và d do ta nhập từ bàn phím, các giá trị này thay đổi được, còn giá trị trong các cột còn lại do máy tính tự động tính Ta có bảng minh hoạ sau:
Hình 1: Minh họa bảng tính Giải thích: ở đây chỉ giải thích hàng số 4 trong bảng tính tương ứng hàng có
số TT là 1, các hàng khác tương tự
Giá trị của f là giá trị ô B4,
Giá trị của d là giá trị ô C4
Giá trị của d’ là giá trị ô D4
Giá trị của k là giá trị ô E4
Trang 6Giá trị của L là giá trị ô F4
Công thức xác định d’ tại ô D4 có cú pháp sau:
=C4*B4/(C4-B4) dựa theo biểu thức d ddff
'
(trong hình 1, con trỏ định vị tại ô D4 nên công thức trong ô D4 được hiện lên trên thanh Formula)
Công thức xác định k tại ô E4 có cú pháp sau:
d
d
k ' Công thức xác định L tại ô F4 có cú pháp sau:
=ABS(C4+D4) dựa theo biểu thức L d d'
Trong đó hàm ABS(n) là hàm trả về kết quả là giá trị tuyệt đối của số n.
Các công thức ở các hàng tiếp theo được copy từ hàng số 4 xuống Khi in bảng số liệu sử dụng ta có bảng sau:
Trang 7Bảng 1: Tính d'; k; L từ các giá trị f và d nhập từ bàn phím
TT
Tiêu cự ( f )
vị trí vật (d)
Vị trí ảnh (d')
Độ phóng đại (k)
khoảng cách vật ảnh (L)
Để lập các bảng khác ta chỉ việc thay đổi giá trị trong các cột f và d Xem phần phụ lục để tham khảo thêm một số bảng khác Ngoài ra trong đĩa
CD kèm theo SKKN có thiết kế sẵn các bảng với các tiêu cự 10, 12, 15, 20, Trên cơ sở đó, tuỳ theo mục đích khác nhau mà giáo viên có thể tự thiết kế một số bảng khác
3 Cách sử dụng bảng số liệu để ra đề bài tập
Các dạng đề bài tập do giáo viên định hướng trước Ở đây tôi chỉ giới thiệu một số dạng toán đơn giản thường gặp, từ đó nêu kết quả của bài toán một
Trang 8cách nhanh chóng Giáo viên không phải mất thời gian để tính toán, điều này rất phù hợp với việc ra đề thi trắc nghiệm với số lượng bài tập nhiều
3.1 DẠNG 1: Bài toán cho f và d tìm d’, k, L
* Dựa vào bảng 1, hàng có TT số 4: f=12cm, d=16cm, ta có đề bài
BÀI 1: Đặt một vật sáng phẳng nhỏ AB trên trục chính và vuông góc với trục chính của một thấu kính hội tụ có tiêu cự 12cm cách thấu kính một khoảng 16cm Xác định vị trí ảnh, độ phóng đại ảnh, khoảng cách từ vật đến ảnh
ĐS: d’=48cm, k=-3, L=64cm 3.2 DẠNG 2: Cho f và k, tìm d
* Dựa vào bảng 1, số TT 7: f=12cm, k=-1,5 (ảnh thật), ta có đề bài
BÀI 2: Đặt một vật sáng phẳng nhỏ AB trên trục chính và vuông góc với trục chính của một thấu kính hội tụ có tiêu cự 12cm Người ta thấy có ảnh A’B’ rõ
nét trên màn, A’B’=1,5AB Xác định vị trí đặt vật ĐS: d=20cm
* Dựa vào bảng 1, số TT 16: f=12, k=2 (ảnh ảo), ta có đề bài
BÀI 3: Đặt một vật sáng phẳng nhỏ AB trên trục chính và vuông góc với trục chính của một thấu kính hội tụ có tiêu cự 12cm Nhìn qua thấu kính người ta
3.3 DẠNG 3: Cho d và k, tìm f và d’
* Dựa vào bảng 1, số TT 6: d=18cm, k=-2, ta có đề bài
Trang 9TT f d d' k L
BÀI 4: Đặt một vật sáng phẳng nhỏ AB trên trục chính và vuông góc với trục chính của một thấu kính hội tụ cách thấu kính 18cm Người ta thấy có ảnh
A’B’ rõ nét trên màn, ảnh cao gấp hai lần vật Xác định tiêu cự thấu kính, vị
* Dựa vào bảng 1, số TT 16: d=6cm, k=2, ta có đề bài
BÀI 5: Đặt một vật sáng phẳng nhỏ AB trên trục chính và vuông góc với trục chính của một thấu kính hội tụ cách thấu kính 6cm Người ta thấy có ảnh cùng
chiều vật, ảnh cao gấp hai lần vật Xác định tiêu cự thấu kính, vị trí ảnh
ĐS: f=12, d’=-12cm 3.4 DẠNG 4: Cho k và L, tìm f và d
* Dựa vào bảng 1, số TT 3: k=-4, L=75cm, ta có đề bài
BÀI 6: Đặt một vật sáng phẳng nhỏ AB trên trục chính và vuông góc với trục
chính của một thấu kính hội tụ Người ta thấy có ảnh A’B’ rõ nét trên màn,
A’B’=4AB, màn cách vật 75cm Xác định tiêu cự thấu kính, vị trí vật
ĐS: f=12cm, d=15cm
* Dựa vào bảng 1, số TT 18: k=3, L=16cm, ta có đề bài
Trang 10BÀI 7: Đặt một vật sáng phẳng nhỏ AB trên trục chính và vuông góc với trục
chính của một thấu kính hội tụ Người ta thấy có ảnh ảo A’B’, A’B’=3AB,
ảnh cách vật 16cm Xác định tiêu cự thấu kính, vị trí vật
ĐS: f=12cm, d=8cm 3.5 DẠNG 5: Cho f và L, tìm d
* Dựa vào bảng 1, số TT 8: f=12, L=49, ta có đề bài
BÀI 8: Đặt một vật sáng phẳng nhỏ AB trên trục chính và vuông góc với trục chính của một thấu kính hội tụ có tiêu cự 12cm Người ta thấy có ảnh A’B’ rõ nét trên màn, biết màn cách vật 49cm Xác định vị trí đặt vật
ĐS: d=21cm hoặc d=28cm
* Dựa vào bảng 1, số TT 19: f=12, L=27, ta có đề bài
BÀI 9: Đặt một vật sáng phẳng nhỏ AB trên trục chính và vuông góc với trục chính của một thấu kính hội tụ có tiêu cự 12cm Người ta thấy có ảnh ảo A’B’, biết ảnh cách vật 27cm Xác định vị trí đặt vật ĐS: d=9cm
CÁC DẠNG TOÁN DỊCH CHUYỂN VẬT VÀ ẢNH
3.6 DẠNG 6: Bài toán cho f, độ dịch chuyển vật d, tỉ số độ phóng đại k 2 /
k 1 , tìm d 1 , d 2
* Dựa vào bảng 1, số TT 4 và TT 10:
f=12cm, d1 =24cm, d 2 =16cm, k 1 =-1, k 2=-3 d=8cm, k 2 /k 1 =3, ta có đề bài:
Trang 11BÀI 10: Đặt một vật sáng phẳng nhỏ AB trên trục chính và vuông góc với trục chính của một thấu kính hội tụ có tiêu cự 12cm Người ta thấy có ảnh
A1B1 rõ nét trên màn Giữ thấu kính cố định, di chuyển vật 8cm dọc theo trục chính thì lại thấy có ảnh A2B2 rõ nét trên màn, biết A2B2=3A1B1 Xác định vị
trí vật trước và sau khi dịch chuyển ĐS: d 1 =24cm, d 2 =16cm
* Dựa vào bảng 1, số TT 16 và TT 19:
f=12cm, d1 =6cm, d 2=9cm d=3cm, k 2/k1=2, ta có đề bài:
BÀI 11: Đặt một vật sáng phẳng nhỏ AB trên trục chính và vuông góc với trục chính của một thấu kính hội tụ có tiêu cự 12cm Người ta thấy có ảnh ảo
A1B1 Giữ thấu kính cố định, di chuyển vật ra xa 3cm dọc theo trục chính thì lại thấy có ảnh ảo A2B2, biết A2B2=2A1B1 Xác định vị trí vật trước và sau khi
3.7 DẠNG 7: cho f, độ dịch chuyển vật d và độ dịch chuyển ảnh d’; tìm d 1 , d 2
* Dựa vào bảng 1, số TT 4 và TT 8:
f=12cm, d1 =16cm, d 2=21cm d=5cm, d’=20cm; ta có đề bài
BÀI 12: Đặt một vật sáng phẳng nhỏ AB trên trục chính và vuông góc với trục chính của một thấu kính hội tụ có tiêu cự 12cm Người ta thấy có ảnh
A1B1 rõ nét trên màn Giữ thấu kính cố định, di chuyển vật ra xa thấu kính
5cm dọc theo trục chính, thì phải di chuyển màn một đoạn 20cm mới thu
được ảnh A2B2 của AB Xác định vị trí vật trước và sau khi dịch chuyển
Trang 12ĐS: d 1 =16cm, d 2 =21cm
* Dựa vào bảng 1, số TT 14 và TT 18:
f =12cm, d1 =4cm, d 2=8cm d=4cm, d’=18cm; ta có đề bài:
BÀI 13: Đặt một vật sáng phẳng nhỏ AB trên trục chính và vuông góc với trục chính của một thấu kính hội tụ có tiêu cự 12cm Người ta thấy có ảnh ảo
A1B1 Giữ thấu kính cố định, di chuyển vật ra xa thấu kính 4cm dọc theo trục chính, thì thấy ảnh ảo A2B2 của AB, biết A2B2 cách A1B1 một đoạn 18cm Xác định vị trí vật trước và sau khi dịch chuyển
ĐS: d 1 =4cm, d 2 =8cm 3.8 DẠNG 8: Cho độ dịch chuyển vật d, độ phóng đại k 1 , k 2 ; tính f
* Dựa vào bảng 1, số TT 3 và TT 6:
f=12cm, d 1 =15cm, d 2=18cm d =3, k 1=-4, k2=-2; ta có đề bài
BÀI 14: Đặt một vật sáng phẳng nhỏ AB trên trục chính và vuông góc với
trục chính của một thấu kính hội tụ Người ta thấy có ảnh thật A1B1,
A1B1=4AB Giữ thấu kính cố định, di chuyển vật ra xa thấu kính 3cm dọc theo trục chính, thì lại thấy ảnh thật A2B2, A2B2=2AB Xác định tiêu cự thấu
* Dựa vào bảng 1, số TT 14 và TT 19:
Trang 13f=12cm, d 1 =4cm, d 2=9cm d =5, k 1=1,5, k2=4; ta có đề bài
BÀI 15: Đặt một vật sáng phẳng nhỏ AB trên trục chính và vuông góc với
trục chính của một thấu kính hội tụ Người ta thấy có ảnh ảo A1B1,
A1B1=1,5AB Giữ thấu kính cố định, di chuyển vật ra xa thấu kính 5cm dọc theo trục chính, thì lại thấy ảnh ảo A2B2, A2B2=4AB Xác định tiêu cự thấu
Trang 14PHẦN BA KẾT LUẬN
Qua quá trình nghiên cứu đề tài “Sử dụng Microsoft Excel lập bảng số liệu theo công thức thấu kính” và những kết quả thu nhận được, đối chiếu với mục đích và nhiệm vụ nghiên cứu ban đầu của đề tài đưa ra, tôi đã đạt được các kết quả sau đây:
Phần mềm Microsoft Excel là một phần mềm dễ sử dụng, hầu hết giáo viên đã biết sử dụng Trên cơ sở các bảng số liệu đã thiết kế, giáo viên có thể thay đổi số liệu để được một bảng số liệu phù hợp theo mục đích riêng của mình
Đưa ra được một số dạng bài tập quen thuộc với 8 dạng toán, 15 bài toán và cách thức sử dụng bảng số liệu để ra đề theo các dạng bài toán đó
Đề tài được ứng dụng tốt cho việc ra đề thi trắc nghiệm, không những cho phần thấu kính mà có thể áp dụng cho phần gương cầu và các phần khác
Có thể nói rằng: đây là một tài liệu hướng dẫn sử dụng và tham khảo tốt cho giáo viên Vật lý để việc khai thác và sử dụng phần mềm Microsoft Excel trong quá trình ra bài tập vật lý phần quang học ở trường THPT nhằm tiết kiệm thời gian, góp phần đổi mới phương pháp dạy học, nâng cao chất lượng dạy và học
Một số kiến nghị
- Cần có sự phối hợp chặt chẽ giữa Sở GD & ĐT, Ban giám hiệu nhà trường trong việc tổ chức giới thiệu, hướng dẫn sử dụng về các phần mềm dạy học vật lý cũng như việc trình bày một giáo án, tiến hành dạy một giờ học cụ thể có sử dụng phần mềm dạy học đó
- Sở giáo dục có thể tổ chức các buổi báo cáo các chuyên đề, bóa cáo các sáng kiến kinh nghiệm có chất lượng và có khả năng ứng dụng tốt cho giáo viên các trường
Trang 15- Giáo viên phải thường xuyên cập nhật thông tin về các phần mền dạy học vật lý Nên kết hợp các phần mền dạy học và các tài nguyên trên Internet
để góp phần đổi mới phương pháp dạy học vật lý
