Giải nhanh bài tập trắc nghiệm vật lý bằng máy tính casio

TÓM TẮT ĐỀ TÀI Trong những năm gần đây, nhìn chung đại đa số học sinh gặp lúng túng, khó khăn khi giải quyết các bài tập phần DAO ĐỘNG CƠ và DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU thuộc chương 1 và chươ

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO KHÁNH HÒA

TRƯỜNG THPT PHAN BỘI CHÂU

NGHIÊN CỨU KHOA HỌC SƯ PHẠM ỨNG DỤNG

ĐỀ TÀI NÂNG CAO KỸ NĂNG GIẢI NHANH BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM

CHƯƠNG 1 VÀ CHƯƠNG 3 – VẬT LÝ 12 BẰNG MÁY TÍNH CASIO 570ES; 570ES.PLUS; 570VN.PLUS

Người thực hiện:

NGUYỄN ĐĂNG QUỐC

– Giáo viên trường THPT PHAN BỘI CHÂU –

Cam Ranh, ngày 22 tháng 04 năm 2014

MỤC LỤC

1 Tóm tắt……… …trang 1

2 Giới thiệu ……… trang 2

3 Phương pháp ……… trang 3 3.1 Khách thể nghiên cứu ……… trang 3 3.2 Thiết kế nghiên cứu ……… trang 4 3.3 Quy trình nghiên cứu … ……… trang 4 3.4 Đo lường và thu thập dữ liệu ……… trang 4

4 Phân tích dữ liệu và bàn luận kết quả ……… trang 5

5 Kết luận và khuyến nghị……… trang 8

6 Tài liệu tham khảo ……….……… trang 9

7 Phụ lục ……… trang 10

1 TÓM TẮT ĐỀ TÀI

Trong những năm gần đây, nhìn chung đại đa số học sinh gặp lúng túng, khó khăn khi giải quyết các bài tập phần DAO ĐỘNG CƠ và DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU ( thuộc chương 1 và chương 3- Sách giáo khoa 12, cơ bản), không ít em sợ giải các bài tập phần DAO ĐỘNG CƠ và DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU, coi việc giải bài tập ở các phần này là một công việc phức tạp, căng thẳng Nguyên nhân dẫn đến hiện trạng trên có thể do lượng bài tập ở các chương này quá nhiều, các câu dẫn được

mô tả phong phú đa dạng, áp lực tâm lí về thời gian và các tác động xã hội khác Tuy nhiên theo nhận định chung của các thầy, cô giáo giảng dạy vật lí 12, vấn đề quan trọng hơn hẳn là các em chưa thật sự nắm vững các nguyên tắc và phương pháp giải bài tập trắc nghiệm của phân môn vật lí nói chung và của phần DAO ĐỘNG CƠ và DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU nói riêng, nên chưa thật sự thấy hứng thú khi giải bài tập ở các phần này

Trong các đề thi tốt nghiệp PTTH, tuyển sinh ĐH - CĐ khối A và A1, số lượng câu hỏi trắc nghiệm thuộc chương 1: DAO ĐỘNG CƠ và chương 3: DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU là không ít (chiếm khoảng 40% số lượng câu hỏi trong đề thi) Lượng chữ trong các câu dẫn của các bài tập trắc nghiệm định lượng ở các chương này thường rất nhiều, các bài tập trắc nghiệm định tính được mô tả đa dạng, phong phú nên không ít các em học sinh gặp cảm giác chông chênh, lo lắng khi giải bài tập Nhằm giúp các em phần nào bớt cảm giác nặng nề trong việc giải bài tập trắc nghiệm chương 1, chương 3; tiết kiệm thời gian biến đổi về các biểu thức toán học tương đương trung gian khi tham gia tính toán một đại lượng vật lí có mặt trong các biểu thức đại số phức hợp; tiết kiệm thời gian tính toán khi giải các bài tập ở mức độ nhận biết, thông hiểu, vận dụng cấp độ thấp để tập trung thời gian giải quyết các bài tập khó hơn góp phần lấy lại sự tự tin khi giải bài tập và cải thiện điểm số trong các bài thi, giải pháp của tôi là: Cung cấp thêm cho học sinh các phương pháp sử dụng máy tính cầm tay để giải nhanh các bài tập trắc nghiệm định lương, giúp các em chọn đúng đáp án trắc nghiệm, tạo cảm giác cân bằng, hứng thú trong học tập các chương

còn lại của chương trình vật lí 12, cũng như các môn học khác

Nghiên cứu của tôi được tiến hành trên hai nhóm tương đương, lớp 12A2 (thực nghiệm) do tôi giảng dạy và lớp 12A6 (đối chứng) do Thầy Đặng Thanh Hồng giảng dạy vật lí ở năm học này

2 GIỚI THIỆU

Dạy học nói chung và dạy học vật lí nói riêng, không chỉ giảng giải theo tài liệu có sẵn trong SGK, giáo viên cần phải nghiên cứu tài liệu để đưa ra phương pháp dạy học tích cực nhất, thích hợp nhất và phù hợp với từng đối tượng để kích thích sự say mê, sáng tạo học tập của học sinh

Qua việc thăm dò trên các phiếu đánh giá tôi nhận thấy: Các thầy, cô giáo phần lớn chưa giới thiệu, hoặc có giới thiệu nhưng chưa hệ thống được các phương pháp sử dụng máy tính cầm tay CASIO 570ES; 570ES.PLUS; 570VN PLUS để các

em vận dụng giải nhanh các dạng bài tập trắc nghiệm chương DAO ĐỘNG CƠ và chương DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU ở các mức độ nhận biết, thông hiểu, vận dụng

Vì vậy mà các em học sinh còn lúng túng, thụ động thậm chí một số học sinh còn ngại giải phần bài tập ở các chương này

Để thay đổi hiện trạng trên, đề tài nghiên cứu của tôi giới thiệu một số phương pháp giải bài tập trắc nghiệm trên máy tính cầm tay loại CASIO 570ES; 570ES.PLUS; 570VN PLUS nhằm giúp các em giải nhanh, giải đúng các dạng bài tập điện xoay chiều, tạo ra cảm giác cân bằng, hứng thú để tiếp tục giải các bài tập vận dụng ở mức độ cao hơn cũng như việc tiếp tục lĩnh hội kiến thức vật lí của các chương kế tiếp và các môn học khác

Giải pháp thay thế: Tùy theo từng nội dung kiến thức của chương giáo viên

giới thiệu thêm các phương pháp giải bài tập bỗ trợ phù hợp, giúp các em học sinh giải nhanh hoặc phán đoán đúng kết quả của các bài tập trắc nghiệm

Qua hệ thống các phương pháp này, các em học sinh cũng có thể trao đổi các hiểu biết của mình với nhau, cùng bàn luận để đưa ra phương án giải quyết các bài

động, tự tin, sáng tạo, sẵn sàng thích ứng với những đổi mới diễn ra trong cuộc sống xung quanh và cùng giúp nhau tiến bộ

Vấn đề nghiên cứu: Việc sử dụng giải các bài tập trắc nghiệm chương 1 và

chương 3 bằng các máy tính CASIO 570ES; 570ES.PLUS; 570VN PLUS có đem lại kết quả tốt hơn trong học tập môn vật lí của học sinh lớp 12 hay không?

Giả thuyết nghiên cứu: Sử dụng các loại máy tính cầm tay CASIO fx 570ES;

570ES.PLUS; 570VN PLUS với phương pháp phù hợp sẽ đem lại kết quả tốt trong

học tập môn vật lí cho học sinh lớp 12

3 PHƯƠNG PHÁP

3.1 Khách thể nghiên cứu

Do điều kiện hạn chế nên tôi nghiên cứu đề tài trên HS khối lớp 12 của trường THPT PHAN BỘI CHÂU, lớp 12A2 do tôi giảng dạy môn vật lí và lớp 12A6 do Thầy Đặng Thanh Hồng giảng dạy vật lí ở năm học này Các lớp tham gia nghiên cứu có nhiều điểm tương đồng nhau về tỉ lệ tuổi tác và điểm trung bình của môn vật

Về kết quả học tập của năm trước, hai lớp 12A2 và 12A6 có điểm số của môn vật

lí tương đương nhau về số lượng và xếp loại Giỏi, Khá, Trung Bình, Yếu

3.2 Thiết kế

3.2.1 Thiết kế 1: Kiểm tra nhóm tương đương

Chọn lớp 12A2 là lớp thực nghiệm và lớp 12A6 là lớp đối chứng Chúng tôi

đã dùng bài kiểm tra khảo sát đầu năm (bài kiểm tra tập trung) môn vật lí trước tác động, kết quả cho thấy điểm trung bình của 2 nhóm có sự khác biệt nhau Do đó tôi

đã dùng phép kiểm chứng Ttest để kiểm chứng sự chênh lệch giữa điểm số trung bình của 2 nhóm trước khi tác động

Bảng 2: kiểm chứng để xác định các nhóm tương đương

3.2.2 Thiết kế 2: Kiểm tra trước và sau tác động đối với các nhóm tương

đương (được mô tả ở phần mục lục)

Bảng 3: Thiết kế nghiên cứu

Nhóm Kiểm tra trước

tác động

tác động Thực nghiệm

Dạy học có sử dụng các loại máy tính CASIO fx 570ES;

570ES.PLUS; 570VN PLUS với phương pháp phù hợp

06

Ở thiết này, tôi sử dụng phép kiểm chứng ttest độc lập để kiểm tra kết quả của

3.3 Quy trình nghiên cứu

Tiến hành thực nghiệm: Vẫn tuân theo kế hoạch của nhà trường và theo thời khóa biểu để đảm bảo tính khách quan

Thời gian thực nghiệm từ tháng 9 năm 2013 đến hết tháng 02 năm 2014

3.4 Đo lường

Bài kiểm tra trước tác động là bài kiểm tra 15 phút số 1(Học kì 1) môn vật lí (phụ lục)

Bài kiểm tra sau tác động là bài kiểm tra kết thúc chương 3, gồm 2 phần:

- Bài kiểm tra 15 phút (Học kì 1) (phụ lục)

- Bài kiểm tra 45 phút – bài kiểm tra mở rộng để xác định mức độ ảnh hưởng của tác động đến các nhóm đối tượng khác nhau (phụ lục)

Tiến hành kiểm tra và chấm bài theo kế hoạch của nhà trường và sự giúp đỡ của giáo viên trong tổ vật lí, trường THPT PHAN BỘI CHÂU

4 PHÂN TÍCH DỮ LIỆU VÀ BÀN LUẬN KẾT QUẢ

Bảng 4: So sánh điểm trung bình bài kiểm tra sau tác động (phụ lục)

Chênh lệch giá trị trung bình chuẩn (SMD) 2,08

1 2

9.34

7.56

1 2

Thực nghiệm

Đối chứng.

Biểu đồ: So sánh điểm trung bình sau tác động của nhóm thực nghiệm và nhóm đối

chứng với loại bài tập vận dụng cấp độ 1

Chênh lệch giá trị trung bình chuẩn (SMD) 1,44

1 2

7.59

5.57

1 2

Thực nghiệm

Đối chứng

Biểu đồ: So sánh điểm trung bình sau tác động của nhóm thực nghiệm và nhóm đối

chứng với loại bài tập vận dụng cấp độ 2

4.1 Phân tích dữ liệu

Từ kết quả của phép đo ta thấy, ban đầu các nhóm nghiên cứu là tương đương nhau Tuy nhiên sau gần 4 tháng tác động ta thấy có sự khác biệt về điểm số các bài kiểm tra ở hai nhóm nghiên cứu

- Lớp thực nghiệm có điểm trung bình các bài kiểm tra là 9,34 (SMD = 2,08) đối với loại bài tập vận dụng cấp độ 1 và điểm trung bình các bài kiểm tra là 7,59 (SMD = 1,44) đối với loại bài tập vận dụng cấp độ 2

- Lớp kiểm chứng có điểm trung bình bài kiểm tra là 7,56 đối với loại bài tập vận dụng cấp độ 1 và điểm trung bình bài kiểm tra là 5,57 đối với loại bài tập vận dụng cấp độ 2

Chênh lệch giá trị trung bình chuẩn (SMD) của nhóm thực nghiệm là 2,08 đối với loại bài tập bài tập vận dụng cấp độ 1 và là 1,45 đối với bài tập bài tập vận dụng cấp độ 2 cho thấy mức độ ảnh hưởng của tác động là rất lớn

Kiểm chứng chênh lệch điểm trung bình bằng Ttests ở các phép đo đều thu

được p < 0,05 Do vậy ta có thể kết luận chênh lệch điểm trung bình các bài kiểm tra

của nhóm thực nghiệm cao hơn điểm trung bình các bài kiểm tra của nhóm đối chứng

là không ngẩu nhiên, đó là kết quả của tác động tích cực.

4.2 Hạn chế

Đề tài chỉ mới dừng ở nghiên cứu trên đối tượng học sinh của hai lớp 12 ở một trường trung học phổ thông, với học sinh của hai giáo viên dạy, chưa mở rộng khảo sát cho các đối tượng học sinh ở các lớp và trường khác

5 KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ

5.1 Kết luận

Sử dụng máy tính cầm tay CASIOfx 570ES; 570ES.PLUS; 570VN PLUS với phương pháp phù hợp sẽ giúp học sinh giải nhanh bài tập trắc nghiệm chương 1 và chương 3 (Vật lí 12) Đề tài có tác dụng rất lớn với đối tượng học sinh có học lực khá, giỏi Các em tự tin nhiều hơn vào kết quả lựa chọn đối với dạng bài tập trắc nghiệm vận dụng ở cấp độ 1 và đặc biệt các em sẽ tiết kiệm được rất nhiều thời gian

khi giải loại bài tập vận dụng ở cấp độ 2

Đề tài cũng có thể mở rộng để giải nhanh và hiệu quả một số dạng bài tập trắc nghiệm khác thuộc chương 2, chương 4, chương 5 và chương 7 của chương trình vật

lí 12 hiện hành

5.2 Khuyến nghị

- Đối với giáo viên: Không ngừng tự học, tự bồi dưỡng, tìm tòi nghiên cứu thiết kế bài dạy để kích thích được tinh thần say mê, hứng thú học tập trong học sinh Biết khai thác thông tin trên mạng Internet, có kĩ năng sử dụng các phần mềm dạy học tích cực, phù hợp với từng đối tượng học sinh của mình

- Với kết quả của đề tài này, chúng tôi mong rằng các bạn đồng nghiệp quan tâm, chia sẻ và đặc biệt là đối với giáo viên vật lí cấp trung học phổ thông có thể ứng dụng đề tài này vào việc dạy học môn vật lí nhằm tạo hứng thú và nâng cao kết quả học tập cho học sinh

6 TÀI LIỆU THAM KHẢO

- Mạng Internet: http://flash.violet.vn

- thuvienbachkim.com

- thuvienvatly.com

- Sách giáo khoa Vật lí 12

- Chuyên đề bài tập dao động cơ của thầy giáo Trần Văn Lượng

- Chuyên đề bài tập điện xoay chiều của thầy giáo Trần Văn Lượng

7 PHỤ LỤC CỦA ĐỀ TÀI

7.1 Phụ lục 1 và phụ lục 2: Cơ sở lí thuyết và các dạng bài tập tác động

7.2 Phụ lục 3 và phụ lục 4: Các đề bài kiểm tra sau tác động

7.3 Phụ lục 5 và phụ lục 6: Bảng điểm lớp thực nghiệm trước và sau tác động 7.4 Phiếu đánh giá đề tài nghiên cứu khoa học sư phạm ứng dụng

- Trong hệ tọa độ cực, số phức x = a + bi được biểu diễn dưới dạng: x =A(cos + i sin);

x = Aej(t + ) hay x = Ae j (với môđun: A= a2 b2 )

- Trong máy CASIO fx- 570MS; 570ES; 570ES Plus; 570vn Plus x = Ae j được kí hiệu dưới dạng là: r   (ta hiểu là: A  )

- Khi giải các bài toán lập phương trình li độ vào thời điểm t= 0 vật có tọa độ x(0); v(0) hoặc bài toàn tìm dao động tổng hợp của hai hay nhiều dao động điều hòa cùng phương, cùng tần số ta có thể vận dụng các phép cộng các số phức để tìm phương trình li độ của dao động tổng hợp

2- Chọn chế độ thực hiện phép tính về số phức của máy tính: CASIO fx–570ES, 570ES Plus; 570VNPlus

Các bước chọn chế độ Nút lệnh Kết quả trên màn hình Chỉ định dạng nhập / xuất toán Bấm: SHIFT MODE 1 xuất hiện Math.

Thực hiện phép tính về số phức Bấm: MODE 2 xuất hiện CMPLX

Hiển thị kết quả dạng toạ độ cực Bấm: SHIFT MODE 2 3 = hiển thị r  

Hiển thị kết quả dạng đề các Bấm: SHIFT MODE 2 4 = hiển thị a+bi

Chọn đơn vị đo góc là độ (D) Bấm: SHIFT MODE 3 hiển thị chữ D

Chọn đơn vị đo góc là Rad (R) Bấm: SHIFT MODE 4 hiển thị chữ R

Nhập ký hiệu góc  Bấm SHIFT (-). hiển thị 

3- Dùng số phức để biểu diễn dao động điều hòa

Ví dụ: Biểu diễn dao động điều hòa : x= 8cos(t+ /3) bằng số phức 8 60 hay 8/3 ta thao tác như sau:

Cách 1: Chọn mode số phức: Bấm máy: MODE 2 màn hình xuất hiện chữ CMPLX

Chọn đơn vị góc là độ (D) bấm: SHIFT MODE 3 màn hình hiển thị chữ D

- Nhập máy: 8 SHIFT (-) 60 sẽ hiển thị là: 8 60

Cách 2: Chọn đơn vị góc là Rad (R), bấm: SHIFT MODE 4 màn hình hiển thị chữ R

- Nhập máy: 8 SHIFT (-) (:3 sẽ hiển thị là: 8/3

4- Một số dạng bài tập áp dụng

4.1 Dùng số phức để lập phương trình li độ của dao động điều hòa

4.1.1 Các thao tác chung

- Bước 1: BấmMODE 2 để đưa máy tính về chế độ số phức CMPLX

- Bước 2: Bấm SHIFT MODE 4 để chọn đơn vị đo góc là rad (R)

- Bước 3: nhập vào máy x( 0 ) v( 0 ) i





- Bước 4: Bấm SHIFT 2 3 = máy sẽ hiện r , đó là biên độ A và pha ban đầu  Với máy fx 570MS : bấm Shift, + (r (A)), = máy hiện A,

sau đó bấm Shift, = máy sẽ hiện 

4.1.2 Các ví dụ minh họa

Ví dụ 1 Vật m dao động điều hòa với tần số f = 2 (Hz), tại gốc thời gian nó có x(0) = 3(cm),

v(0) = 12π( cm/s) Hãy viết phương trình dao động

Ví dụ 3 Vật nhỏ m = 0,5 (kg) được treo vào đầu dưới của một lò xo nhẹ, thẳng đứng độ cứng

k = 5 (N/dm) Từ VTCB người ta kích thích dao động bằng cách truyền cho vật vận tốc 30 (cm/s) theo phương của trục lò xo Chọn gốc tọa độ ở VTCB, gốc thời gian lúc m qua VTCB ngược chiều dương, hãy viết phương trình dao động

x A; v = 0

4.2 Dùng số phức giải bài tập tổng hợp hai hay nhiều dao động điều hòa cùng phương, cùng tần số

4.2.1 Các thao tác chung

Với máy fx 570ES; 570ESPlus; 570VNPlus

- Bước 1: BấmMODE 2 để đưa máy tính về chế độ số phức CMPLX

- Bước 2: Bấm SHIFT MODE 4 để chọn đơn vị đo góc là rad (R)

- Bước 3: nhập vào máy A1 SHIFT (-) φ1 + A2 SHIFT (-) φ2 ,nếutìm A tổng hợp Hoặc: A SHIFT (-) φ - A2 SHIFT (-) φ2 , nếutìm A1 và φ1

Hoặc: A SHIFT (-) φ - A1 SHIFT (-) φ1 , nếutìm A2 và φ2

- Bước 4: Bấm SHIFT 2 3 = máy sẽ hiện r , đó là biên độ A và pha ban đầu  Với máy fx 570MS : SHIFT + = máy hiện A,

sau đó bấm tiếp SHIFT = máy sẽ hiện 

4.2.2 Các ví dụ minh họa

Ví dụ 1: Một vật thực hiện đồng thời 2 dao động điều hoà cùng phương, cùng tần số có

phương trình: x1 = 3cos(3t - /2) cm, x2 = cos(3t + ) cm Phương trình dao động tổng hợp:

Ví dụ 2: Một vật thực hiện đồng thời hai dao động điều hòa cùng phương, cùng tần số có

phương trình li độ: x1 = 6cos( t -  /3) (cm); x2 = 6cos t (cm) Dao động tổng hợp của vật có

- Nhập: 6 SHIFT (-). (/3) + 6 máy hiển thị: 6 (-/3) + 6

- Bấm SHIFT 2 3 = máy hiển thị kết quả: 6 3 -1π

Ví dụ 4: Một chất điểm dao động điều hoà có phương trình dao động tổng hợp :

x= 9 2 cos(8t + 5/12)(cm) với các dao động thành phần cùng phương, cùng tần số là

x1= A 1 cos(8t +  1) và x2= 9cos(8t + /6)(cm), Biên độ và pha ban đầu của dao động 1 là:

Ví dụ 5: Một vật đồng thời tham gia 3 dao động cùng phương, cùng tần số có phương trình

dao động: x1 = 2 3 cos(2πt + /3) (cm), x2 = 4cos(2πt + /6) (cm) và x3 = A 3 cos(t +  3) (cm) Phương trình dao động tổng hợp có dạng x = 6cos(2πt - /6) (cm) Tính biên độ dao động và pha ban đầu của dao động thành phần thứ 3:

Ví dụ 7: Ba con lắc lò xo 1,2,3 treo thẳng đứng cách đều nhau theo thứ tự 1,2,3 Ở vị

trí cân bằng ba quả nặng của ba con lắc có cùng độ cao Con lắc thứ nhất dao động có phương trình

x x

x   hay x3 = 2x2 – x1

- Bấm: MODE 2  CMPLX