Thống nhất các công thúc phức tạp phần ghép dụng cụ mạch dao động, nhằm nâng cao hiệu quả làm trắc nghiệm

1 - - - - - -   - - - - - - SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THANH HÓA SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THANH HÓA TRƯỜNG THPT LANG CHÁNH TRƯỜNG THPT LANG CHÁNH SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM MỘT PHƯƠNG PHÁP MỚI THỐNG NHẤT HỆ THỐNG CÔNG THỨC PHẦN GHÉP DỤNG CỤ MẠCH DAO ĐỘNG, NHẰM NÂNG CAO HIỆU QUẢ LÀM TRẮC NGHIỆM Năm học: 2011 - 2012 Tên tác giả: Bùi Thị Lý Tổ bộ môn: Vật lý - CN Trường: THPT Lang Chánh I. MỞ ĐẦU 1. Ý nghĩa của đề tài SKKN. Giáo dục là một thiết chế xã hội, hoạt động dựa trên yêu cầu của đơn đặt hàng của xã hội đặt ra cho nó trong từng giai đoạn lịch sử và từng điều kiện cụ thể. Do vậy, khi xây dựng mục tiêu giáo dục cho nền giáo dục của một trường cụ thể, ta phải căn cứ vào mục tiêu chung của giáo dục và điều kiện cụ thể của từng địa phương, từng nhà trường. Thực tế giáo dục ở các trường THPT miền núi so với các trường miền xuôi trong tỉnh, nhìn chung đã khẳng định tính chính xác cho luận điểm trên. Cụ thể như ở trường THPT Lang Chánh, mục tiêu của chúng ta không phải là đào tạo ra các học sinh giỏi mang tầm quốc gia, quốc tế, mà mục tiêu của chúng ta hiện nay có thể nói là dạy được thật nhiều học sinh và nâng cao kết quả tốt nghiệp, cũng như kết quả thi Đại học của học sinh. Tuy nhiên với điều kiện hiện có việc nâng cao kết quả thi Đại học theo cùng các trường miền xuôi thức sự là một vấn đề lớn đối với cả Thầy và Trò trong Nhà Trường. Đối với bộ môn Vật lý, một bộ môn có yêu cầu cao về phương pháp tư duy và biến đổi toán học, thì vấn đề đó càng trở nên khó khăn và vất vã. Điều đó đặt ra cho giáo viên nhiệm vụ xây dựng nhiều phương pháp dạy học phù hợp hơn cho học sinh, nhằm nâng cao hơn nữa hiệu quả giáo dục trong điều kiện khó khăn này. Theo cùng tư tưởng đó, tôi đã có nhiều ý tưởng về phương pháp để học sinh làm bài tốt hơn, nhanh hơn và hiệu quả hơn. Một trong những ý tưởng đó là " Thống nhất các công thúc phức tạp phần ghép dụng cụ mạch dao động, nhằm nâng cao hiệu quả làm trắc nghiệm" . Ý tưởng này chính là đề tài nghiện cứu của tôi trong năm học vừa qua. Ý nghĩa thực tiễn của đề tài: + Thống nhất nhiều biểu thứcphức tạp làm một, trước hết rèn luyện kỹ năng phân tích, tổng hợp cho học sinh và sau đó, giảm sự cồng kềnh, phức tạp của kiến thức. + Đề tài đã phân tích được một phần thực trạng dạy - học ở trường THPT Lang Chánh, từ đó khắc phục một phần khó khăn cho nhiệm vụ dạy học của bản thân tôi tại đây và từ đó có thể nhân rộng ra cho các đồng nghiệp khác trong tổ bộ môn Vật lý. + Thống nhất các công thúc phức tạp phần ghép dụng cụ mạch dao động, nhằm nâng cao hiệu quả làm trắc nghiệm của học sinh là một đề tài 2 Năm học: 2010 - 2011 hoàn toàn mới. Cách trình bày của tôi có thể chưa thực sự gọn gàng và khoa học. Song ít nhiều giúp bạn đọc, đặc biệt là học sinh làm bài tập phần này tốt hơn. + Đề tài sẽ là một nguồn động viên, khích lệ cho những giáo viên cùng ý tưởng, cùng đam mê nghiên cứu khoa học giáo dục thêm tự tin với những ý tưởng sáng tạo mới của mình. 2. Thực trạng đối tượng học sinh. Do điều kiện là một huyện miền núi, điều kiện kinh tế, xã hội còn nhiều khó khăn, ảnh hưởng đến chất lượng và hiêu quả giáo dục nói chung và kết quả học tập môn Vật lý của học sinh nói riêng. Vì vậy, trong quá trình học tập Vật lý học sinh thường gặp rất nhiều khó khăn. Trong đó, ta có thể nêu các khó khăn điển hình sau đây: + Khó khăn trong việc ghi nhớ các công thức dài, phức tạp. + Dễ nhầm lấn khi gặp các bài toán có công thức khác nhau, nhưng gần giống nhau. + Khó khăn trong việc biến đổi các bài toán có công thức phức tạp. + Khó khăn trong việc xử lý nhanh bài toán để đảm bảo đủ thời gian cho các bài thi dài. Để giải quyết phần nào các khó khăn đó, giáo viên giảng dạy ở đây cần lựa chọn các phương pháp giảng dạy đặc trưng, phù hợp với tực tế đối tượng học sinh. 3. Điều kiện cụ thể khi thực hiện đề tài. 3.1. Nhiệm vụ giáo viên được giao. + Dạy học bộ môn Vật lý. + TTCM tổ Vật lý - CN. 3.2. Tình hình địa phương trường lớp. Địa phương là một huyện miền núi, điều kiện kinh tế, xã hội còn nhiều khó khăn, tỉ lệ học sinh học ở bậc THPT còn thấp, chất lượng đầu vào thấp. Ở các bậc học dưới, học sinh thường không được trang bị đầy đủ về khả năng tư duy, về kỹ năng biến đổi toán học. Cơ sở vật chất của nhà Trường tương đối đầy đủ. Tuy nhiên, điều kiện vật chất của mổi cá nhân học sinh phục vụ học tập lại tương đối hạn chế so với yêu cầu của sự phát triển. 3 II. NỘI DUNG 1. Đối tượng và khách thể nghiên cứu. 1.1. Đối tượng nghiên cứu. Đối tượng này là các bài tập phức tạp phần ghép dụng cụ mạch dao động LC . Là các bài tập về các đại lượng đặc trưng như và . Đề tài nghiên cứu những khó khăn của học sinh trong việc giải bài tập phần này, để từ đó đưa ra những kiến giải nhằm khắc phục những khó khăn đó. Mục đích lớn nhất của đề tài là đưa ra kiến giải hợp lý, nhằm nâng cao hiệu quả và rút ngắn thời gian làm bài. 1.2. Khách thể nghiên cứu. Về khách thể nghiên cứu, tôi chọn các nhóm học sinh ôn thi tốt nghiệp thuộc các lớp 12B, 12C2 ( năm 2011- 2012), giảng dạy và thử nghiệm trong năm học 2011 - 2012. Trong quá trình nghiên cứu, tôi chọn hai nhóm so sánh tương phản, sử dụng hai phương pháp khác nhau để áp dụng cho học sinh lấy kết quả làm bài tập của học sinh làm cơ sở kết luận. Đồng thới lấy kết quả làm bài tập theo hai phương pháp làm căn cứ đánh giá ưu, nhược của mỗi phương pháp. 2. Khó khăn của học sinh gặp phải khi giải bài tập ghép dụng cụ mạch dao động. Các bài toán thuộc phần này gồm 16 bài toán ghép cuộn cảm, hoặc tụ điện. Đối với học sinh, các bài toán này đều có chung một số điểm khó khăn sau đây: - Học sinh phải nhớ các công thức ghép dụng cụ song song và nối tiếp. - Phải làm một bài toán phức tạp để biến đổi các công thức trên về dạng cơ bản. - Đối với một học sinh làm tốt bài toán này heo các quy tắc trên phải mất đến khoảng trên hai phút cho một trắc nghiệm. Nếu vậy kết quả trắc nghiệm sẽ bị hạn chế. Bởi vì ta đã biết thời gian trung bình cho một bài toán trắc nghiệm là một phút rưỡi. Vậy, vấn đề là làm sao để học sinh vừa làm đúng nhất và nhanh nhất. Điều này sẽ đạt được nếu sử dụng phương trình tổng quát sau đây. 3. Phương pháp thống nhất các phương trình phức tạp trên. 3. 1. Nhận xét chung. ω ,f λ ,T 4 Đối với các công thức xác định các đại lượng đặc trưng của mạch dao động ta nhận thấy hai nhóm công thức sau: + và - tỷ lệ nghịch với L và C. + và - tỷ lệ thuận với L và C. Khi ghép các dụng cụ như C 1 với C 2 ; L 1 với L 2 trong mạch LC luôn có các đại lượng ; ; ; . Nếu đặt các đại lượng trên của bộ dụng cụ là , thì luôn nhận một trong các biểu thức sau , hoặc . Trong hai giá trị này bao giờ cũng thỏa mãn >. 3.2. Phương pháp. - Từ các công thức ghép dụng cụ L, hoặc C cho thấy L b , hoặc C b tăng, hay giảm. - Gắn các chiều biến thiên trên với các chiều phụ thuộc tỉ lệ của ,,, vào L và C, suy ra các đại lượng của bộ dụng cụ nhận một trong hai công thức tăng, hay giảm. 4. Bài tập so sánh. Ví dụ 1: Mạch LC có cuộn cảm L không đổi và hai tụ C 1 và C 2 . Nếu dùng L nối tiếp C 1 thì . Nếu dùng L nối tiếp C 2 thì . Xác định f ss và f nt khi sử dụng bộ C 1 và C 2 song song, hoặc nối tiếp. Giải Cách 1(Biến đổi bình thường): - Nếu dùng C 1 thì - Nếu dùng C 2 thì -Nếu dùng bộ C 1 và C 2 song song thì: +) +) Mà: C ss = C 1 + C 2 Suy ra: -Nếu dùng bộ C 1 và C 2 nối tiếp thì: +) +) Mà: C ss = C 1 + C 2 Suy ra: 1 LC ω = 1 2 . f LC π = 2 .T LC π = 2 . .c LC λ π = ntss ωω , ntss ff , ntss TT , ntss λλ , ntss aa , ntss aa , 2 2 1 2b a a a= + 1 2 2 2 1 2 b a a a a a = + 2 2 2 1 aa + 2 2 2 1 21 aa aa + ω f T λ 6 1 3.10f Hz= 6 2 4.10f Hz= 1 1 1 2 . f LC π = 1 2 2 1 1 C 4 .L f π ⇒ = 2 2 1 2 . f LC π = 2 2 2 2 1 C 4 .L f π ⇒ = 2 2 1 1 C 4 . 2 ss ss ss ss f L f LC π π = ⇒ = 6 1 2 2 2 1 2 2,4.10 ss f f f Hz f f = = + 2 2 2 6 1 2 1 2 1 1 1 1 . 5.10 2 2 nt nt nt f f f f Hz C C LC L π π = = + ⇒ = + = 6 1 2 2 2 1 2 2,4.10 ss f f f Hz f f = = + 5 Cách 2(Áp dụng pt đã thống nhất): - Vì C ss = C 1 + C 2 nên C b tăng, mà f tỉ lệ nghịch với C nên nhận công thức giảm. Suy ra: - Vì C nt giảm mà f tỉ lệ nghịch với C nên f nhận công thức tăng. Suy ra: Ví dụ 2: Mạch LC có cuộn cảm L không đổi và hai tụ C 1 và C 2 . Nếu dùng L nối tiếp C 1 thì . Nếu dùng L nối tiếp C 2 thì . Xác định ss và nt khi sử dụng bộ C 1 và C 2 song song, hoặc nối tiếp. Giải Cách 1( Biến đổi bình thường): *)- Nếu dùng C 1 thì - Nếu dùng C 2 thì -Nếu dùng bộ C 1 và C 2 song song thì: +) +) Mà: C ss = C 1 + C 2 Suy ra: *)- Nếu C 1 nối tiếp C 2 thì: +) +) Mà: Suy ra: Cách 2(Áp dụng pt đã thống nhất): - Vì C ss = C 1 + C 2 làm C b tăng, mà tỷ lệ thuận với C nên - Vì làm C b giảm, mà tỷ lệ thuận với C nên 5. Kết quả áp dụng thực tiễn của đề tài. 5.1. Nhóm khảo sát lớp 12B (phương pháp mới). TT HỌ VÀ TÊN MỖI BÀI KIỂM TRA GỒM 5 CÂU TRẮC NGHIỆM G. Chú Số câu đúng Thời gian làm bài 1 Lê Thị Đức 5/5 11 phút 2 Vì Thị Hà 5/5 13 phút 3 Lê Trung Thành 4/5 13 phút 4 Lê Thị Hoa 4/5 14 phút 5 Trần Thị Quế 5/5 12phút 6 Đỗ Xuân Sinh 4/5 11 phút 6 1 2 2 2 1 2 2,4.10 ss f f f Hz f f = = + 2 2 2 6 1 2 5.10 nt f f f Hz= + = 1 6m λ = 2 8m λ = λλ 1 1 2 . .c LC λ π = 2 1 1 2 2 C 4 c L λ π ⇒ = 2 2 2 . .c LC λ π = 2 2 2 2 2 C 4 c L λ π ⇒ = 2 . . ss ss c LC λ π = 2 2 2 2 . . 4 nt nt nt nt c LC C c L λ λ π π = ⇒ = 1 2 1 1 1 nt C C C = + 1 2 2 2 1 2 . 4.8m λ λ λ λ λ = = + λ 2 2 1 2 10m λ λ λ = + = 1 2 1 1 1 nt C C C = + λ 1 2 2 2 1 2 . 4.8m λ λ λ λ λ = = + 6 7 Phạm Hồng Sơn 5/5 11 phút 8 Hà Văn Thạch 5/5 10 phút 9 Trịnh Thị Hương 4/5 14 phút 10 Dương Thị Yến 4/5 12phút 5.2. Nhóm khảo sát lớp 12C2 (phương pháp cũ). TT HỌ VÀ TÊN MỖI BÀI KIỂM TRA GỒM 5 CÂU TRẮC NGHIỆM G. Chú Số câu đúng Thời gian làm bài 1 Lê Thị Lệ 3/5 15 phút 2 Lê Thị Liên 2/5 16 phút 3 Lê Diệu Linh 2/5 13 phút 4 Lê Thị Luân 25 18 phút 5 Hà Thị Mai 3/5 17 phút 6 Phạm Ngọc Mai 4/5 14 phút 7 Hà Thị Nguyễn 3/5 15 phút 8 Lê Thị Nguyệt 3/5 17 phút 9 Hà Thị Nhượng 25 18 phút 10 Hà Thị Phương 3/5 18 phút III. KẾT LUẬN. 1. Đánh giá chung về đề tài. Đề tài này hướng đến một vấn đề tương đối nhỏ. Tuy nhiên, tác động của nó đến vấn đề được nghiên cứu lại cho một kết quả rất tốt. Mặt khác trong các đề thi Đại học thường có ít nhất một bài tập về vấn đề này. Như vậy nếu dùng phương pháp này thì giải bài tập đó sẽ có xác suất đúng cao hơn và thời gian làm bài ngắn đi đáng kể. Từ những điều đó có thể cho kết luận ban đầu rằng nếu thực hiện tốt phương pháp mới này, thì sẽ nâng cao hiệu quả làm bài của học sinh đối với các bài tập dạng này. Từ đó, góp phần nâng cao kết quả học tập của học sinh. Tuy nhiên, trong quá trình nghiên cứu đề tài, do còn nhiều khó khăn, bất cập nên kết quả còn chưa được như ý muốn, rất mong được sự góp ý của các đồng nghiệp để đề tài được hoàn thiện hơn. 2. Bài học kinh nghiệm. Để đề tài được áp dụng có hiệu tốt nhất, cần lưu ý một số điểm sau đây: + Trước khi ứng dụng đề tài này vào dạy học phải dạy tự luận tất cả các dạng toán trên. Yêu cầu học sinh biến đổi ra các phương trình theo phương pháp truyền thống, nhằm rèn luyện tư duy cho học sinh. 7 + Thời điểm sử dụng phương pháp này là khi học sinh đã được ôn lại các dạng toán và chuẩn bị thi Đại học. + Cách thức ứng dụng phương pháp là khi ôn luyện giáo viên ra nhiều bài toán ôn tập theo lối "bổ dọc" kiến thức, liên hệ kiến thức các phần. Yêu cầu học sinh làm và cho nhận xét chung. Từ những nhận xét của học sinh, giáo viên hệ thống và đưa ra phương pháp mới cho toàn bộ các bài toán trên và làm bài ví dụ, bài tập củng cố. Sở dĩ phải làm như vậy là vì phải đảm bảo học sinh vừa hiểu sâu kiến thức, vừa rèn luyện tư duy và đồng thời nâng cao hiệu quả làm bài. Chúng ta không thể chỉ chí ý đến hiệu quả làm bài mà vô tình biến học sinh thành "những chiếc máy làm trắc nghiệm". Cũng không thể chỉ chú ý để học sinh hiểu sâu vấn đề, mà quên đi yêu cầu về nâng cao kết quả thi, kiểm tra của học sinh. 3. Đề xuất, kiến nghị. Nghiên cứu một vấn đề và đưa ra các kiến giải hợp lý, mới và sáng tạo về vấn đề đó là một việc làm khó. Áp dụng được các kiến giải đó vào thực tế có hiệu quả có thể là đơn giản, nhưng cũng có thể còn là khó hơn nhiều so với việc nghiên cứu ra các kiến giải đó. Lợi thế của đề tài này là dễ áp dụng vào thực tế. Do vậy, tôi xin có một số đề xuất đối với các đồng nghiệp và các cấp quản lý giáo dục như sau: - Các đồng nghiệp khi đọc các vấn đề tôi nghiên cứu, hãy tìm trong sang kiến những điểm đúng đắn và phù hợp với lớp mình dạy, để áp dụng vào bài dạy được tốt hơn. - Về phía các cấp quản lý giáo dục, tôi đề xuất một sự đánh giá đúng mức về đề tài, để tôi có thể tiếp tục nghiên cứu và áp dụng đề tài vào thực tế giảng dạy. Xin chận trọng cảm ơn! Lang Chánh, ngày 28 tháng 04 năm 2012. Người thực hiện Bùi Thị Lý IV. TÀI LIỆU THAM KHẢO. 1. Sách Giáo khoa Vật lý 12 (Nâng cao )- Nguyễn Thế Khôi - NXB Giáo 8 dục, năm 2008 - 2009. 2. Sách Bài tâp Vật lý 12 (Nâng cao) - Nguyễn Thế Khôi - NXB Giáo dục, năm 2008 - 2009. 3. Sách Giải toán Vật lý 12 - Bùi Quang Hân - NXB Giáo dục, năm 2003. MỤC LỤC I. MỞ ĐẦU 9 1. Ý nghĩa của đề tài SKKN. 2 2. Thực trạng đối tượng học sinh. 3 3. Điều kiện cụ thể khi thực hiện đề tài. 3 II. NỘI DUNG 1. Đối tượng và khách thể nghiên cứu. 4 2. Khó khăn của học sinh gặp phải khi giải bài tập ghép dụng cụ hệ, mạch dao động. 4 3. Phương pháp thống nhất các phương trình phức tạp trên. 5 4. Bài tập so sánh. 5 5. Kết quả áp dụng thực tiễn của đề tài. 7 III. KẾT LUẬN. 1. Đánh giá chung về đề tài. 8 2. Bài học kinh nghiệm. 8 3. Đề xuất, kiến nghị. 9 IV. TÀI LIỆU THAM KHẢO. 10 10 . Vật lý. + Thống nhất các công thúc phức tạp phần ghép dụng cụ mạch dao động, nhằm nâng cao hiệu quả làm trắc nghiệm của học sinh là một đề tài 2 Năm học: 2010 - 2011 hoàn toàn mới. Cách trình. quả hơn. Một trong những ý tưởng đó là " Thống nhất các công thúc phức tạp phần ghép dụng cụ mạch dao động, nhằm nâng cao hiệu quả làm trắc nghiệm& quot; . Ý tưởng này chính là đề tài nghiện. CHÁNH TRƯỜNG THPT LANG CHÁNH SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM MỘT PHƯƠNG PHÁP MỚI THỐNG NHẤT HỆ THỐNG CÔNG THỨC PHẦN GHÉP DỤNG CỤ MẠCH DAO ĐỘNG, NHẰM NÂNG CAO HIỆU QUẢ LÀM TRẮC NGHIỆM Năm học: 2011 - 2012 Tên tác