Sử dụng các công cụ của lý thuyết entropy thông tin để đánh giá phổ điểm tốt nghiệp phổ thông của một trường THPT (tt)

ĐẠI HỌC HUẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM MAI THỊ NGỌC HIỀN SỬ DỤNG CƠNG CỤ CỦA LÍ THUYẾT ENTROPY THÔNG TIN ĐỂ ĐÁNH GIÁ PHỔ ĐIỂM TỐT NGHIỆP PHỔ THÔNG CỦA MỘT TRƯỜNG THPT Chuyên ngành: VẬT LÝ LÝ THUYẾT VÀ VẬT LÝ TOÁN Mã- số : 60 44 01 03 Demo Version Select.Pdf SDK LUẬN VĂN THẠC SĨ VẬT LÝ THEO ĐỊNH HƯỚNG NGHIÊN CỨU Người hướng dẫn khoa học GS.TS TRẦN CÔNG PHONG Thừa Thiên Huế, năm 2017 i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tơi, số liệu kết nghiên cứu nêu luận văn trung thực, đồng tác giả cho phép sử dụng chưa công bố cơng trình nghiên cứu khác Demo Version - Select.Pdf SDK Huế, tháng năm 2017 Tác giả luận văn Mai Thị Ngọc Hiền ii LỜI CẢM ƠN Luận văn thạc sĩ chuyên ngành vật lý lý thuyết vật lý tốn kết q trình cố gắng khơng ngừng thân giúp đỡ, động viên khích lệ thầy, bạn bè đồng nghiệp người thân Qua trang viết xin gửi lời cảm ơn tới người giúp đỡ thời gian học tập - nghiên cứu khoa học vừa qua Tơi xin tỏ lịng kính trọng biết ơn sâu sắc thầy giáo GS.TS Trần Công Phong trực tiếp tận tình hướng dẫn cung cấp tài liệu thông tin khoa học cần thiết cho luận văn Xin chân thành cảm ơn thầy cô khoa Vật lý, Demo Version - Select.Pdf SDK phòng Đào Tạo Sau Đại học, trường Đại học sư phạm Huế - Đại học Huế bạn Cao học viên khóa K24, nhóm luận văn chuyên ngành vật lý lý thuyết – vật lý toán Cuối tơi xin chân thành cảm ơn gia đình, bạn bè giúp đỡ tơi q trình học tập thực Luận văn Huế, tháng năm 2017 Tác giả luận văn Mai Thị Ngọc Hiền iii MỤC LỤC Trang phụ bìa i Lời cam đoan ii Lời cảm ơn iii Mục lục Danh mục hình đồ thị MỞ ĐẦU NỘI DUNG 11 Chương MỘT SỐ VẤN ĐỀ TỔNG QUAN 11 1.1 Tổng quan lý thuyết entropy thông tin 11 1.1.1 Entropy nhiệt động lực học 11 1.1.2 Sự đời khái niệm entropy 13 1.1.3 Định nghĩa entropy Demo Version - Select.Pdf SDK 1.1.4 Entropy ngẫu nhiên rời rạc 14 1.1.5 Entropy ngẫu nhiên liên tục 17 1.1.6 Entropy thông tin tương đối 19 1.2 Tổng quan số cảm xúc EQ 20 1.2.1 Định nghĩa số cảm xúc EQ 20 1.2.2 Cách đo số cảm xúc EQ 20 1.2.3 Hàm số cảm xúc EQ 21 1.3 Tổng quan số thông minh IQ 23 1.3.1 Định nghĩa số thông minh IQ 23 1.3.2 Cách đo số thông minh IQ 23 1.3.3 Hàm số thông minh IQ 26 15 1.4 Mối liên hệ số cảm xúc EQ số thông minh IQ 29 Chương KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG CỦA LÍ THUYẾT ENTROPY THƠNG TIN 32 2.1 Ứng dụng lý thuyết entropy thông tin kinh tế 32 2.1.1 Nguyên lý entropy sử dụng tài 32 2.1.2 Nguyên lý entropy tối thiểu Kullback 33 2.1.3 Ứng dụng entropy chọn lựa vốn đầu tư 33 2.2 Ứng dụng entropy sinh học 38 2.2.1 Thông tin tương quan sinh học 38 2.2.2 Áp dụng cho ADN ARN 40 2.3 Ứng dụng phân bố không gian pha để nghiên cứu mối quan hệ đưòng cong IQ EQ 48 2.3.1 Mô tả chung hàm phân bố không gian pha 49 2.3.2 Mơ hình khơng tương quan 52 2.3.3 Mơ hình tương quan 53 2.4 KhảDemo Version ứng dụng- lý thuyết entropy Select.Pdf SDK thông tin giáo dục 55 2.4.1 Cách thứ lấy phổ chuẩn chọn để so sánh phổ hàm EQ 55 2.4.2 Cách thứ hai lấy phổ chuẩn chọn để so sánh phổ hàm IQ 56 2.4.3 Áp dụng cách đánh giá kì thi cho trường Đại Học Việt Nam 56 2.4.4 Kết cho điểm kì thi đại học Việt Nam 61 Chương SỬ DỤNG LÍ THUYẾT ENTROPY THƠNG TIN ĐỂ ĐÁNH GIÁ PHỔ ĐIỂM TỐT NGHIỆP CỦA MỘT TRƯỜNG THPT 62 3.1 Về kết học tập học sinh lớp 12, năm học 2016-2017 62 3.2 Về kết thi học sinh kì thi THPT quốc gia năm 2017 67 3.3 Phân tích hàm phân bố kết tốt nghiệp năm 2017 72 3.4 Nhận xét, thảo luận kết luận 75 KẾT LUẬN 78 TÀI LIỆU THAM KHẢO 79 PHỤ LỤC P.1 DANH MỤC CÁC HÌNH VÀ ĐỒ THỊ Hình 1.1 Đồ thị f(p)với entropy phép thử Bernoulli vẽ hàm số theo xác suất thành công, thường gọi hàm entropy nhị phân 17 Hình 1.2 Chỉ số cảm xúc EQ Demo Version - Select.Pdf SDK Hình 1.3 Đồ thị số cảm xúc EQ 22 23 Hình 1.4 Chỉ số thông minh IQ 27 Hình 1.5 Biểu đồ số thơng minh IQ 28 Hình 1.6 Đồ thị số thông minh IQ 28 Hình 2.1 Biên phương sai đầy đủ Markowitz tương ứng biên entropy trung bình cho 24 danh mục đầu tư Hình 2.2 36 Biên có số đơn hiệu Sharp tương ứng biên entropy trung bình số cho 47 nơi danh mục vốn đầu tư Hình 2.3 37 Nội dung thông tin (theo phần) vị trí gắn kết ribosome E coli, liên kết địa điểm bắt đầu MettRNAf (L = 0) 41 Hình 2.4 Entropy (trong bit) E coli tARN (bảng trên)từ 33 chuỗi cấu trúc tương tự thu được, nơi mà tùy ý đặt entropy anti-codon không Bảng dưới: Cùng với 32 chuỗi B tRNA subtilis Hình 2.5 44 Cấu trúc thứ cấp bậc hai phân tử tARN, với sở màu đen cho entropy thấp, màu xám cho trung bình, màu trắng entropy lớn nhất, đánh số 1-76 (entropy từ chuỗi E coli) Hình 2.6 45 Entropy tương quan (thông tin) sở 28 sở 39 đến 45 (thơng tin chuẩn hóa thành cách lấy logarithms đến số 4) Do việc điều chỉnh giới hạn kích thước mẫu bậc cao bị lược bỏ, thơng tin ước tính xuất giá trị Version âm số lượng bậc Demo - Select.Pdf SDKlỗi Hình 2.7 Entropy tương quan (thông tin) tất 46 sở (theo bit), tô màu theo màu bên phải, từ chuỗi 33 tARN E coli 46 Hình 2.8 Hình ảnh phổ điểm khối A,B,C,D năm 2011 57 Hình 2.9 Hình ảnh hàm phân bố điểm thi đại học khối A,B,C,D năm 2011 Đường màu xanh đường fitting (đường gần phù hợp với liệu), chấm màu đỏ điểm liệu thống kê.Trục tung biểu thị tần suất điểm xuất hiện, cịn trục hồnh biểu thị số điểm 57 Hình 2.10 Hình ảnh phổ điểm thi đại học khối A năm 2008 đến năm 2012 58 Hình 2.11 Hình ảnh hàm phân bố điểm thi đại học khối A năm 2012 Đường màu xanh đường fitting (đường gần phù hợp với liệu), chấm màu đỏ điểm liệu thống kê.Trục tung biểu thị tần suất điểm xuất hiện, cịn trục hồnh biểu thị số điểm Hình 2.12 Hình ảnh phổ điểm thi đại học khối A năm 2013 58 59 Hình 2.13 Hình ảnh hàm phân bố điểm thi đại học khối A năm 2013 Đường màu xanh đường fitting (đường gần phù hợp với liệu), chấm màu xanh điểm liệu thống kê 59 Hình 2.14 hình ảnh phổ điểm kỳ thi đánh giá lực đại học Quốc gia Hà Nội năm 2015 Dựa vào bảng số liệu ta tính số tin cậy = 0.71 60 Hình 2.15 Hình ảnh hàm phân bố điểm thi khảo sát lực đạiVersion học Quốc gia Hà Nội năm 2015 Đường màu Demo - Select.Pdf SDK xanh đường fitting (đường gần phù hợp với liệu), chấm màu đỏ điểm liệu thống kê Trục tung biểu thị tần suất điểm xuất hiện, cịn trục hồnh biểu thị số điểm 60 Hình 2.16 Kết cho điểm kì thi Đại học Việt Nam 61 Hình 3.1 (a) Hình ảnh phổ điểm (b) đồ thị hàm phân bố điểm mơn Tốn lớp 12 trường THPT năm học 2016-2017 Hình 3.2 63 (a) Hình ảnh phổ điểm (b) đồ thị hàm phân bố điểm môn Ngữ văn lớp 12 trường THPT năm học 2016-2017 64 Hình 3.3 (a) Hình ảnh phổ điểm (b) đồ thị hàm phân bố điểm môn Ngoại ngữ lớp 12 trường THPT năm học 2016-2017 Hình 3.4 64 (a) Hình ảnh phổ điểm (b) đồ thị hàm phân bố điểm môn Tổ hợp lớp 12 trường THPT năm học 2016-2017 Hình 3.5 65 (a) Hình ảnh phổ điểm (b) đồ thị hàm phân bố điểm mơn Tốn kì thi THPT Quốc gia học sinh trường THPT năm học 2016-2017 67 Hình 3.6 (a) Hình ảnh phổ điểm (b) đồ thị hàm phân bố điểm mơn Ngữ văn kì thi THPT Quốc gia trường THPT năm học 2016-2017 Hình 3.7 68 (a) Hình ảnh phổ điểm (b) đồ thị hàm phân bố điểm môn Ngoại ngữ kì thi THPT Quốc gia củaVersion trường THPT năm Demo - Select.Pdf SDKhọc 2016-2017 Hình 3.8 (a) Hình ảnh phổ điểm (b) đồ thị hàm phân bố 69 điểm môn Tổ hợp kì thi THPT Quốc gia trường THPT năm học 2016-2017 Hình 3.9 69 (a) Hình ảnh phổ điểm (b) đồ thị hàm phân bố điểm mơn trung bình năm lớp 12 trường THPT năm học 2016-2017 72 Hình 3.10 (a) Hình ảnh phổ điểm (b) đồ thị hàm phân bố điểm môn Tổ hợp kì thi THPT Quốc gia trường THPT học 2016-2017 73 Hình 3.11 (a) Hình ảnh phổ điểm (b) đồ thị hàm phân bố điểm xét tốt nghiệp trường THPT năm học 2016-2017 75 MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Hiện nay, vật lý ngành khoa học quan trọng ứng dụng nhiều lĩnh vực nghiên cứu, kinh tế giáo dục Việc áp dụng để xây dựng mơ hình vật lý giáo dục quan tâm tầm quan trọng việc đánh giá khách quan kết kỳ thi Và kể từ năm 1948, lý thuyết thông tin đời Claude E.Shanon, kỹ sư người Mỹ chuyên viên kỹ thuật truyền tin đưa với báo “A mathematical theory of communication,[18] phạm vi ứng dụng nhiều lĩnh vực có vật lý, điển hình lý thuyết entropy thơng tin Như biết, khái niệm entropy xuất học thống kê nhiệt động lực học Trong nhiệt động lực học, entropy đơn vị đo nhiệt phát tán, hấp thụ hệ vật lý chuyển trạng thái Demo Version - Select.Pdf SDK nhiệt độ tuyệt đối xác định Trong học thống kê, entropy định nghĩa thước đo độ hỗn loạn trạng thái hệ Năm 2014, Việt Nam tiến tới đổi toàn diện giáo dục để đánh giá kết học sinh theo định hướng phát triển lực Phương pháp dạy học theo quan điểm phát triển lực không ý tích cực hố học sinh hoạt động trí tuệ mà ý rèn luyện lực giải vấn đề gắn với tình sống, nghề nghiệp, hoạt động thực hành, thực tiễn Như vậy, cốt lõi vấn đề giáo dục kết hợp số thông minh IQ số cảm xúc EQ Qua kỳ thi tốt nghiệp phổ thông, phổ điểm luôn chuyển động biến đổi tương tác phụ thuộc lẫn tuân thủ cơng thức, quy luật sẵn có tự nhiên Chính vậy, xây dựng mơ hình vật lý kết hợp giáo dục cách sử dụng công cụ lý thuyết entropy thông tin lấy phổ chuẩn chọn để so sánh phổ hàm số thông minh IQ số cảm xúc EQ đánh giá khách quan kỳ thi tốt nghiệp phổ thông Vì lẽ đó, tơi chọn đề tài “Sử dụng công cụ lý thuyết entropy thông tin để đánh giá phổ điểm tốt nghiệp phổ thông trường THPT” Mục tiêu đề tài Mục tiêu đề tài tìm hiểu cơng cụ lý thuyết entropy thơng tin từ xây dựng mơ hình vật lý kết hợp giáo dục để đánh giá phổ điểm tốt nghiệp phổ thông trường THPT Lịch sử nghiên cứu đề tài + Ở nước: Lý thuyết thông tin xuất phát từ báo Shan- Select.Pdf SDK non (1948)Demo mang Version tên "A Mathematical Theory of Communication"[18] Vào năm 2013, nhóm tác giả Rongxi Zhou, Ru Cai and Guanqun Tong trường kinh tế quản lý, Đại học cơng nghệ hóa học Bắc Kinh đưa cơng trình nghiên cứu ứng dụng entropy hệ thống tài [10] + Ở nước: Đây đề tài nghiên cứu tương đối mẻ nên có cơng trình nghiên cứu vấn đề Hiện tại, nước có cơng trình nghiên cứu luận văn thạc sĩ Phạm Thị Thu Hà với đề tài “xây dựng mô hình vật lý kết hợp số cảm xúc EQ để đánh giá kì thi đại học” [2] luận văn thạc sĩ Nguyễn Thị Thanh Tâm với đề tài “xây dựng mơ hình vật lí kết hợp số thơng minh IQ để đánh giá kì thi đại học”[3] Viện hàn lâm khoa học cơng nghệ Việt Nam Tuy nhiên chưa có nhóm xây dựng mơ hình vật lý kết hợp giáo dục đánh giá phổ điểm tốt nghiệp phổ thông trường THPT thông qua công cụ lý thuyết entropy thông tin Phương pháp nghiên cứu Sử dụng phương pháp xác suất thống kê Sử dụng công cụ lý thuyết entropy thông tin Sử dụng chương trình Mathematica để tính vẽ đồ thị Nội dung nghiên cứu Đưa mơ hình vật lý kết hợp giáo dục để đánh giá phổ điểm tốt nghiệp phổ thông trường THPT Áp dụng công cụ lý thuyết entropy thông tin dựa hàm phân bố chuẩn số thông minh IQ số cảm xúc EQ Khảo sát số liệu vẽ đồ thị phổ điểm tốt nghiệp phổ thông DemoTHPT Version - Select.Pdf SDK trường Giới hạn đề tài Đề tài tập trung nghiên cứu xây dựng mơ hình vật lý kết hợp giáo dục đánh giá phổ điểm tốt nghiệp phổ thông trường THPT với giới hạn sau: Chỉ đánh giá phổ điểm tốt nghiệp phổ thông trường THPT địa bàn tỉnh Thừa Thiên Huế Chỉ sử sụng phổ chuẩn đánh giá phổ hàm số thông minh IQ số cảm xúc EQ Bố cục luận văn Ngoài mục lục, phụ lục tài liệu tham khảo, luận văn chia làm phần: Phần mở đầu trình bày lý chọn đề tài, mục tiêu đề tài, lịch sử nghiên cứu đề tài, phương pháp nghiên cứu, giới hạn đề tài bố cục luận văn Phần nội dung gồm chương: Chương 1: Một số vấn đề tổng quan Chương 2: Khả ứng dụng lý thuyết entropy thông tin Chương 3: Sử dụng lý thuyết entropy thông tin để đánh giá phổ điểm tốt nghiệp trường THPT Phần kết luận trình bày kết đạt đề tài Demo Version - Select.Pdf SDK 10 ... khoa học công nghệ Việt Nam Tuy nhiên chưa có nhóm xây dựng mơ hình vật lý kết hợp giáo dục đánh giá phổ điểm tốt nghiệp phổ thông trường THPT thông qua công cụ lý thuyết entropy thông tin Phương... phổ thông trường THPT Áp dụng công cụ lý thuyết entropy thông tin dựa hàm phân bố chuẩn số thông minh IQ số cảm xúc EQ Khảo sát số liệu vẽ đồ thị phổ điểm tốt nghiệp phổ thông DemoTHPT Version -... cảm xúc EQ số thông minh IQ 29 Chương KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG CỦA LÍ THUYẾT ENTROPY THƠNG TIN 32 2.1 Ứng dụng lý thuyết entropy thông tin kinh tế 32 2.1.1 Nguyên lý entropy sử dụng