SỬ DỤNG BỘ THÍ NGHIỆM ADDESTATION DẠY HỌC CÁC BÀI THỰC HÀNH VẬT LÝ TRONG CHƢƠNG TRÌNH TRUNG HỌC PHỔ THÔNG

SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM SỬ DỤNG BỘ THÍ NGHIỆM ADDESTATION DẠY HỌC CÁC BÀI THỰC HÀNH VẬT LÝ TRONG CHƢƠNG TRÌNH TRUNG HỌC PHỔ THƠNG LĨNH VỰC: VẬT LÝ SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO NGHỆ AN TRƢỜNG THPT TÂN KỲ SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM SỬ DỤNG BỘ THÍ NGHIỆM ADDESTATION DẠY HỌC CÁC BÀI THỰC HÀNH VẬT LÝ TRONG CHƢƠNG TRÌNH TRUNG HỌC PHỔ THƠNG Mơn : Vật lý Người thực : Đậu Văn Minh Tổ chuyên môn : Khoa học tự nhiên Năm học : 2021 - 2022 Số điện thoại : 0816421678 PHẦN MỘT: ĐẶT VẤN ĐỀ I Lý chọn đề tài Vật lý mơn khoa học thực nghiệm, vai trị thí nghiệm vật lý quan trọng Việc giáo viên tổ chức cho học sinh tiếp xúc với thí nghiệm q trình học mơn vật lý tất yếu Đặc biệt thực hành thí nghiệm vật lý chương trình bắt buộc Qua thực hành thí nghiệm học sinh nắm vững tri thức, biến tri thức thành niềm tin, hình thành lực thực nghiệm khoa học, kích thích hứng thú học tập môn bồi dưỡng phẩm chất lực cần thiết người lao động như: lực quan sát, tính xác, cẩn thận, cần cù, tiết kiệm, hợp tác tổ chức lao động khoa học Thí nghiệm phương tiện giúp học sinh trải nghiệm – Thơng qua thí nghiệm địi hỏi học sinh phải làm việc tự lực hợp tác nhóm , nhờ phát huy vai trị cá nhân tính cộng đồng trách nhiệm cơng việc học sinh Để thí nghiệm vật lý thành cơng thiết bị thí nghiệm phương án thí nghiệm đóng vai trị quan trọng Kết thí nghiệm xác, kiểm chứng lý thuyết tạo niêm tin , hứng thú học tập cho học sinh, đồng thời tạo thuận lợi cho giáo viên việc sử dụng thí nghiệm vật lý đổi phương pháp dạy học phát triển phẩm chất lực học sinh Thực tế dạy học qua nhiều năm sử dụng, theo thời gian số thiết bị bộc lộ hạn chế, gây lúng túng cho giáo viên học sinh làm niềm tin, hứng thú học tập thơng qua thí nghiệm Do cần chọn thí nghiệm vật lý có tính xác đại phù hợp với phát triển khoa học công nghệ Thông qua thực hành, học sinh hiểu sâu sắc khái niệm tượng Vật lí, tin tưởng vào chân lí khoa học, quan sát số tượng bổ sung cho học, củng cố kiến thức học từ giảng lí thuyết, tập cho em khả vận dụng lí luận vào thực tiễn giải thích tượng Vật lí đơn giản xảy giới tự nhiên Tuy nhiên, để đạt mục đích cần phải đảm bảo yếu tố điều kiện sở vật chất, kĩ hướng dẫn giáo viên, thời gian, chuẩn bị giáo viên học sinh, thiết bị thí nghiệm đo có độ xác cao đồng Dạy học trực tuyến, thiết bị thí nghiệm cảm biến kết nối máy tính cho kết đo nhanh đồng thời sử dụng phần mềm xử lí số liệu cho kết nhanh giúp học sinh thấy rõ chất tượng vật lý, tiếp thu học cách dễ dàng góp phần nâng cao chất lượng dạy học Trong trình dạy học vật lý, chúng tơi sử dụng thiết bị thí nghiệm có trường, có thiết bị thí nghiệm cảm biến Addestation với mục đích tổ chức tiết thí nghiệm lý thú, thơng qua thí nghiệm vật lý nhằm hình thành phát triển phẩm chất, lực học sinh Với lí tơi chọn đề tài „Sử dụng thí nghiệm Addestation dạy học thực hành Vật Lý chương trình trung học phổ thơng‟ II Mục đích nghiên cứu Nhằm nâng cao hiệu việc sử dụng thiết bị thí nghiệm trình dạy học vật lý trường trung học phổ thông III Đối tƣợng khảo sát thực nghiệm Bộ thí nghiệm Addestation thí nghiệm có trường THPT Các thí nghiệm thực hành chương trình vật lý THPT Xây dựng phương án thí nghiệm sử dụng hợp lý thí nghiệm Addestion q trình dạy học thực hành thí nghiệm vật lý Phương pháp thực nghiệm phân tích tổng hợp kinh nghiệm Phương pháp thực nghiệm sư phạm: tổ chức hoạt động dạy học, ghi chép, chụp ảnh, quay phim, khảo sát kết học tập, rút kinh nghiệm dạy, phân tích diễn biến q trình thực nghiệm Điều tra phân tích thực trạng sử dụng thí nghiệm Addestation dạy học vật lý IV Đóng góp đề tài Điều tra thực trạng sử dụng thiết bị thí nghiệm Addestation dạy học Vật lý số trường THPT tỉnh Nghệ An Phân tích ngun nhân, khó khăn, xây dựng phương án thí nghiệm sử dụng hợp lý thí nghiệm Addestion dạy học thực hành thí nghiệm vật lý V Thời gian nghiên cứu Từ tháng 10 năm 2021 đến tháng năm 2022 PHẦN HAI: NỘI DUNG NGHIÊN CỨU I Thực trạng sử dụng thí nghiệm Addestation dạy học thực hành chƣơng trình vật lí trung học phổ thơng Trong chương trình vật lí trung học phổ thơng hành có thí nghiệm thực hành: Phần học gồm có thí nghiệm khảo sát chuyển động rơi tự do, xác định gia tốc rơi tự do; xác định hệ số ma sát trượt; khảo sát định luật dao động lắc đơn Thí nghiệm điện gồm: xác định suất điện động điện trở pin điện hóa; khảo sát đặc tính chỉnh lưu Đi ốt bán dẫn đặc tính khuếch đại Tranzito; khảo sát mạch điện xoay chiều RLC Thí nghiệm quang học gồm: xác định tiêu cự thấu kính phân kỳ; xác định bước sóng ánh sáng Phần nhiệt học có thí nghiệm xác định hệ số căng bề mặt chất lỏng Để tìm hiểu thực trạng sử dụng thí nghiệm Addestation tơi tiến hành khảo sát phiếu 30 giáo viên dạy môn vật lý trường THPT số trường THPT tỉnh Nghệ An Sau thu thập, phân tích, tổng hợp qua phiếu điều tra cho kết sau: I.1.Thống kê mức độ sử dụng thí nghiệm Addestation có kết nối máy tính dạy học vật lý THPT 17% sử dụng thường xuyên 57% 27% Ít sử dụng Chưa sử dụng Biểu đồ thống kê mức độ sử dụng thí nghiệm Addestation dạy học vật lý I.2.Thống kê cần thiết sử dụng thiết bị thí nghiệm Addestation có kết nối máy tính dạy học vật lý THPT 17% 30% Rất cần thiết Cần thiết 53% Không cần thiết Biểu đồ thống kê cần thiết sử dụng thiết bị thí nghiệm có kết nối máy tính I.3 Ngun nhân khó khăn thực trạng sử dụng thí nghiệm Addestation dạy học vật lí trung học phổ thơng Mặc dù vật lí mơn khoa học thực nghiệm nhiên việc sử dụng thiết bị thí nghiệm đại có kết nối máy tính dạy học vật lý lại giáo viên sử dụng việc dạy học thí nghiệm vật lí khơng thành cơng, kết thí nghiệm thiếu thuyết phục học sinh, nên giáo viên có tâm lí e ngại sử dụng sử dụng thí nghiệm dạy học Giáo viên sử dụng chưa thành thạo thiết bị thí nghiệm đại có kết nối máy tính, tốn nhiều thời gian chuẩn bị thí nghiệm, nên giáo viên ngại khơng tiến hành thí nghiệm Sĩ số lớp học đơng học sinh, số lượng thiết bị thí nghiệm khơng đủ cho nhóm học sinh thí nghiệm; giáo viên khơng bao qt trợ giúp hết nhóm học sinh thí nghiệm dẫn đến khơng hồn thành kế hoạch dạy, nên giáo viên lựa chọn thí nghiệm Thiếu tài liệu hướng dẫn sử dụng thiết bị thí nghiệm; hình thức kiểm tra thi rào cản giáo viên tìm tịi, sáng tạo việc sử dụng thiết bị thí nghiệm Trên có sở phân tích ngun nhân khó khăn đề cập chúng tơi thấy việc sử dụng bí nghiệm Addestation có kết nối máy tính cần thiết cần có tài liệu hướng dẫn sử dụng thiết bị thí nghiệm để sử dụng thí nghiệm có kết thuyết phục, rút ngắn thời gian thí nghiệm xử lí số liệu nhằm khắc phục khó khăn nêu Việc sử dụng các thiết bị thí nghiệm truyền thống - khơng ghép nối với máy vi tính việc sử dụng thí nghiệm có ghép nối với máy vi tính có chung tiến trình sau: - Tiến hành thí nghiệm để quan sát tượng, q trình vật lí cần nghiên cứu - Thu thập số liệu đo; xử lí số liệu đo trình bày kết thí nghiệm Từ kết xử lí đó, tìm hay chứng tỏ tồn mối quan hệ có tính qui luật tượng, q trình nghiên cứu Cùng có tiến trình nhau, song thiết bị thí nghiệm kỹ thuật số ghép nối với máy vi tính có hỗ trợ phần mềm, nhiều cơng việc hồn thành tự động theo chương trình định sẵn, giảm đáng kế thời gian thu thập xử lí số liệu nên cho kết thí nghiệm nhanh Khâu thu thập số liệu đo khâu quan trọng thực nghiệm Trong lần thí nghiệm thường phải đo từ đại lượng trở lên lại phải đo nhiều giá trị khác Rồi thí nghiệm lại phải tiến hành nhiều lần, đo nhiều lần Từ số liệu xử lí số liệu khơng có hỗ trợ máy tính phần mềm hỗ trợ thời gian, cơng sức thu thập số liệu, xử lí số liệu đáng kể nhiều thí nghiệm cơng việc khó khăn giáo viên học sinh Thí nghiệm có kết nối với máy vi tính, nhờ máy vi tính phần mềm, ta phân tích, xử lí số liệu theo chương trình phần mềm định sẵn, ý định phân tích, xử lí số liệu giáo viên hay học sinh lựa chọn Cịn phép tính tốn cụ thể như: cộng, trừ, nhân, chia, bình phương, khai , lập biểu bảng, vẽ đồ thị mối quan hệ đại lượng nghiên cứu máy vi tính thực Các kết tính tốn, biểu bảng đồ thị hiển thị hình máy vi tính Q trình tính tốn, lập biểu bảng hay vẽ đồ thị máy vi tính làm trong vài giây tới vài phút Kết hiển thị hình hồn tồn xác khoa học, đẹp đẽ Cịn thí nghiệm khơng kết nối hỗ trợ máy vi tính việc lập biểu bảng, tính tốn hay vẽ đồ thị t nh xử lí số liệu cách “thủ công” thường chiếm nhiều thời gian nhiều khó khăn Có thể đưa ví dụ cụ thể sau để so sánh ưu nhược điểm thí nghiệm có hỗ trợ máy vi tính khơng có hỗ trợ máy vi tính: Trong thí nghiệm xác định suất điện động điện trở Pin điện hóa Thí nghiệm khơng có kết nối máy vi tính sau thu thập số liệu hiệu điện cường độ dịng điện việc vẽ đồ thị để tìm quan hệ cường độ dòng điện hiệu điện nhiều thời gian Cịn thí nghiệm có kết nối máy tính Addestation sau thực xong phép đo việc ấn vào biểu tượng vẽ đồ thị đồ thị hiển thị hình lựa chọn phương pháp hồi quy tuyến tính hiển thị ln quan hệ cường độ dịng điện hiệu điện Thí nghiệm khảo sát định luật lắc đơn, học sinh giáo viên nhiều thời gian để vẽ đồ thị quan hệ chu kỳ, bình phương chu kỳ với chiều dài lắc đơn Cịn thí nghiệm Addestation có kết nối máy tính hỗ trợ phần mềm việc vẽ đồ thị vài chục giây Đồ thị phóng to thu nhỏ hiển thị nhiều đồ thị hình để học sinh quan sát Việc sử dụng thí nghiệm có kết nối với máy vi tính có hộ trợ phần mềm kết hợp với phương tiện dạy học khơng có kết nối với máy vi tính dạy học thí nghiệm thực hành vật lí chương trình vật lí phổ thơng có ý nghĩa quan trọng; mặt phát huy tính ưu việt thí nghiệm kết nối với máy vi tính kể trên, mặt khác đảm bảo rèn luyện kĩ phương pháp đo lường, tính tốn đại lượng vật lí Ở trường trung học phổ thơng có thí nghiệm khơng có kết nối máy vi tính thí nghiệm Addestation có kết nối máy vi tính phần mềm hỗ trợ; giáo viên học sinh cần bước tiếp cận với thí nghiệm có ghép nối với máy vi tính bên cạnh thí nghiệm với thiết bị đo cách xử lí số liệu truyền thống để nâng cao hiệu dạy học II Cơ sở lý thuyết sử dụng thí nghiệm Addestation dạy thí nghiệm thực hành chƣơng trình vật lý THPT II.1 Bộ thí nghiệm Adestation Bộ thí nghiệm Addestation gồm cảm biến thiết bị thu thập xử lí tín hiệu cầm tay aMixer MGA với phần mềm Addestation MGA kết nối máy tính Phần mềm Addestation MGA phần mềm dùng cho thí nghiệm vật lý hoạt động nhờ lấy tín hiệu từ cảm biến đưa vào aMixer MGA kết nối máy vi tính Sau xử lí biểu diễn số liệu nhiều dạng khác như: bảng số liệu, đồ thị, biểu đồ… phụ thuộc vào ý đồ người sử dụng II.2 Khảo sát chuyển động rơi tự Xác định gia tốc rơi tự Thí nghiệm sử dụng cổng quang điện kết nối với aMixer MGA thu thập thời gian chuyển động thước nhựa, hiển thị đồ thị từ tính vận tốc dải đen thước nhựa thời điểm khác Cổng quang điện hoạt động dựa việc phát thu tia hồng ngoại đầu phát đầu thu Trong trường hợp khơng có vật cản đường truyền tia hồng ngoại đầu phát đầu thu, đầu thu Hình 2.1 nhận đầy đủ tín hiệu cổng quang điện sinh điện áp 5V Nếu có vật đầu phát đầu thu, tia hồng ngoại bị chặn cổng quang điện không sinh điện áp – Hình 2.1 Một thước nhựa có bảy dải đen, độ rộng dải đen rơi tự qua cổng quang điện Thước nhựa – Hình 2.2, dải đen chắn tín hiệu đầu phát đầu thu cổng quang điện khơng sinh điện áp, qua thiết bị xử lý tín hiệu aMixer MGA phần mềm Addestation MGA hiển thị đồ thị vùng trũng – Hình 2.3, từ đồ thị Cổng quang xác định thời gian vùng trũng t1; tính điện vận tốc V1 = Trụ thép Tương tự xác định thời gian vùng trũng t7; tính vận tốc V7 = Đồng thời aMixer MGA thu thập thời điểm đầu t1 mà dải đen qua thời điểm t7 dải đen thứ bảy qua cổng quang điện.Từ tính gia tốc rơi tự do: g = Vùng trũng t1 + Miếng xốp aMixer MGA Đế trụ Hình 2.2 Vùng trũng t7 + Hình 2.3 II.3 Đo hệ số ma sát trƣợt Cơ sở thí nghiệm dùng cảm biến chuyển động để thu thập thời gian tọa độ chuyển động vật trượt mặt phẳng nghiêng góc α, qua thiết bị xử lý tín hiệu aMixer MGA để vẽ đồ thị tọa độ thời gian – Hình 2.4 Từ đồ thị xác định thời gian t quãng đường S vật trượt không vận tốc ban đầu mặt phẳng nghiêng tính gia tốc a = tính hệ số ma sát trượt = tanα - Hình Cảm biến chuyển động Đây loại cảm biến sử dụng sóng siêu âm phát phạm vi không gian định để giám sát theo dõi chuyển động vật thể phạm vi Thơng qua phản xạ sóng âm, cảm biến phát tính tốn chuyển động vật thể môi trường cách xác Nguyên lý hoạt động thiết bị cảm biến chuyển động sau: Cảm biến siêu âm với cấu tạo chứa đầu dò điện âm mơ-đun điện tử sử dụng đầu dị điện âm, cảm biến đo mức truyền loạt xung siêu âm lan bề mặt Hay nói cách khác thân cảm biến phát sóng liên tục với tốc độ sóng siêu âm Khi sóng siêu âm tiếp xúc với vật cản phát tính hiệu xung truyền cảm biến siêu âm - Hình 2.5 Sau đó, cảm biến phân tích chuyển đổi thành tín hiệu analog để biết khoảng cách từ vật cản đến cảm biến Do đo khoảng cách từ cảm biến đến vật cản Hình 2.5 10 III.5.4 Kết đo đƣợc Hình 3.19 kết đo hiệu điện cường độ dòng điện Đi ốt phân cực thuận Hình 3.19 Kết đo hiệu điện cường độ dòng điện phân cực thuận phân cực ngược Đi ốt ghi bảng 3.7 Bảng 3.7 Phân cực thuận Phân cực ngƣợc U(V) Ith (A) U(V) Ing (A) 0,72 0,03 0,73 0,03 1,37 1,36 0,00 0,00 0,75 0,04 1,32 0,00 0,76 0,05 1,29 0,00 0,77 0,06 1,29 0,00 0,79 0,08 1,28 0,00 0,81 0,11 1,28 0,00 0,83 0,15 1,28 0,00 32 Sử dụng phần mềm Addestation thực bước mục III.4.4 để vẽ đồ thị mối quan hệ cường độ dòng điện hiệu điện Đi ốt phân cực thuận Đi ốt phân cực ngược - Hình 3.20a, 3.20b, 3.21a, 3.21b Hình 3.20a-Dữ liệu Đi ốt phân cực thuận Hình 3.20b – Đồ thị I U phân cực thuận Hình 3.21a-Dữ liệu Đi ốt phân cực ngược Hình 3.21b – Đồ thị I U phân cực ngược 33 III.5.5 Nhận xét kết luận - Cường độ dòng điện chạy qua Đi ốt phân cực thuận có giá trị 0,03A khoảng hiệu điện 0,72 V đến 0,73 V bắt đầu tăng mạnh hiệu điện U tiếp tục tăng đến giá trị lớn 0,81V - Cường độ dòng điện qua Đi ốt phân cực ngược có giá trị thay đổi giá trị biến trở từ 100Ω đến 0, hiệu điện hai đầu Đi ốt không thay đổi 1,59 V - Các kết chứng tỏ Đi ốt bán dẫn có đặc tính chỉnh lưu tức cho dịng điện qua theo chiều từ cực dương sang cực âm III.6 Thực hành khảo sát thực nghiệm định luật lắc đơn II.6.1 Mục tiêu Khảo sát ảnh hưởng yếu tố biên độ, khối lượng chiều dài lắc tới chu kì dao động lắc đơn III.6.2 Dụng cụ aMixer MGA, cảm biến chuyển động quay, nặng, dây treo giá đỡ, thước dây III.6.3 Tiến hành thí nghiệm Khởi động aMixer MGA cách gạt công tắc on/off bên hông thiết bị Bật công tắc bên hông aMixer MGA Lắp cảm biến chuyển động quay vào giá đỡ Kết nối cảm biến chuyển động quay với thiết bị aMixer MGA Nhấn vào biểu tượng giây” – Hình 3.22 Hình 3.22 mục “Thời gian hiển thị” chọn “30 Hình 3.23 34 Treo nặng vào cảm biến chuyển động quay hình 3.23 Sau kéo nặng khỏi vị trí cân Ấn nút MGA thả tay để lắc dao động Lưu ý: Vì thời gian thực dao động nhỏ, nên để tránh sai số xác định chu kì T lắc, ta đo thời gian t lắc thực 10 dao động tồn phần Khi đó, chu kì T = t/10 Ấn nút để ngừng thu thập liệu Nhấn vào biểu tượng để phóng to đồ thị, sau nhấn vào biểu tượng chọn đỉnh thứ 11 đồ thị Màn hình xuất dấu “+” hình 3.24 Dòng “Độ lệch thời gian” cho ta giá trị thời gian lắc thực 10 dao động toàn phần Ghi lại số liệu vào bảng số liệu III.6.4 Kết đo thí nghiệm Thí nghiệm 1: Đo chu kỳ dao động lắc đơn, dao động với biên độ A = 3cm Con lắc 1: chiều dài l = 39 cm, khối lượng m = 50 g, Con lắc 2: chiều dài l = 39 cm, khối lượng m = 25 g Con lắc 3: chiều dài l = 39 cm, khối lượng m = 15 g Kết đo ghi bảng 3.8 Hình 3.24 – Thời gian 10 dao động lắc 35 Bảng 3.8 Chu kỳ dao động lắc phụ thuộc vào khối lượng nào? Biên độ A(cm) Khối lượng m(g) Chiều dài l (cm) Thời gian 10 dao động t(s) Chu kỳ T(s) 50 39 12,88 1,288 25 39 12,7 1,27 15 39 12,66 1,266 Nhận xét: Chu kỳ dao động lắc đơn dao động với biên độ nhỏ không phụ thuộc vào khối lượng vật Thí nghiệm 2: Sử dụng lắc có chiều dài l = 39 cm, khối lượng m = 50 g Lần lượt kích thích lắc dao động với biên độ A1 = 3cm; A2, = 5cm, A3 = 8cm đo thời gian 10 dao động kết hình 3.25 Kết bảng Bảng 3.9 Chu kỳ dao động lắc phụ thuộc vào biên độ nào? A (cm) m(g) l (cm) t(s) T(s) A=3 50 39 12,79 1,279 A= 50 39 12,88 1,288 A=8 50 39 12,88 1,288 Nhận xét: Chu kỳ dao động lắc đơn dao động với biên độ nhỏ không phụ thuộc vào biên độ dao động Hình 3.25 36 Thí nghiệm 3: Đo chu kỳ lắc đơn có chiều dài khác nhau, có khối lượng, dao động với biên độ Đo thời gian 10 dao động hình 3.26 Kết ghi bảng 3.10 Hình – 3.26 37 Bảng 3.10 Chu kỳ dao động lắc phụ thuộc vào chiều dài nào? A(cm) m (g) l (cm) t (s) T (s) 50 39 12,88 1,288 50 35 12,32 1,232 50 30 11,46 1,146 50 25 10,64 1,064 50 20 9,44 0,944 Dùng phần mềm Addestation thực bước mục III.4.4 để nhập số liệu vẽ đồ thị biểu diễn phụ thuộc T vào l đồ thị phụ thuộc T2 vào l thể hình 3.27, 3.28, 3.29 Hình 3.27 - Biểu diễn T theo l Nhận xét: Đường biểu diễn T = f(l) có dạng đường cong cho thấy chu kỳ dao động lắc đơn phụ thuộc không tuyến tính vào chiều dài l 38 Hình 3.28 - Biểu diễn T2 theo l Nhận xét: Đường biểu diễn T2 = F(l) có dạng đường thẳng cho thấy bình phương chu kì dao động T2 lắc đơn tỉ lệ với chiều dài lắc T2 = kl Suy T = √ l Với a = √ Hình 3.29 - Đường hồi quy tuyến tính 39 Từ phương trình hồi quy tuyến tính xác định k = 3,974 Cơng thức lí thuyết chu kỳ dao động lắc đơn với biên độ nhỏ T= √ √ nghiệm đúng, với tỉ số √ =a=√ Từ xác định gia tốc trọng trường: g = = = 1,993 = 9,930 (m/s2) Từ kết thực nghiệm suy : Chu kỳ dao động lắc đơn dao động với biên độ nhỏ không phụ thuộc vào khối lượng vật biện độ dao động mà tỉ lệ thuận với bậc hai chiều dài l lắc tỉ lệ nghịch với bậc hai gia tốc rơi tự nơi làm thí nghiệm với số tỉ lệ a = 1,993 III.6.5 Nhận xét kết luận Sử dụng cảm biến chuyển động quay thiết bị cầm tay aMixer MGA đo chu kỳ dao động lắc đơn cho kết nhanh chóng, sử dụng aMixer MGA vẽ đồ thị biểu diễn mối quan hệ T l , T2 l từ phát biểu định luật lắc đơn Cần ý kích thích lắc đơn dao động với biên độ nhỏ III.7 Thực hành khảo sát đoạn mạch R,L,C mắc nối tiếp III.7.1 Mục tiêu + Khảo sát mạch điện gồm RLC mắc nối tiếp + Biết cách đo tổng hợp kết III.7.2 Dụng cụ aMixer MGA, cảm biến điện thế, Bộ thí nghiệm điện Amatrix kit III.7.3 Tiến hành thí nghiệm Khởi động MGA cách gạt công tắc On/Off bên hông Lắp sơ đồ mạch điện hình 3.30 Hình 3.30 Cặp đầu kẹp cảm biến điện vào đầu điện trở Nhấn vào biểu tượng để bắt đầu đo Nhấn vào biểu tượng để ngừng trình đo 40 III.7.4 Kết đo đƣợc thí nghiệm Đo hiệu điện hai đầu điện trở, cuộn cảm tụ điện hình 3.31 3.32, 3.33 Kết đo tính L C ghi bảng 3.11 Hình 3.31 – Điện áp UR Hình 3.32 – Điện áp UL Hình 3.33 – Điện áp UC 41 Bảng 3.11 Nguồn xoay chiều tần số f = 20 Hz Điện trở R = 51 Ω Hiệu điện U (V) UR 0,01 UL 0,01 UC 0,30 = = L = 0,40(H) C = 5,2.10-6 (F) IV Kết dạy học thực nghiệm Trên sở phương án thí nghiệm tiến hành tổ chức dạy học thực nghiệm theo hình thức nhóm nhỏ, nhóm học sinh – Hình 4.1, giáo viên gửi trước tiến trình thí nghiệm chi tiết cách sử dụng thiết bị aMixer MGA để học sinh đọc trước Đánh giá dạy học thực nghiệm sau: Sử dụng cảm biến aMixer MGA đo vẽ đồ thị cho kết nhanh, thí nghiệm điện khơng phụ thuộc vào điện lưới Học sinh có hứng thú sử dụng thí nghiệm Addestation Bài thực hành khảo sát chuyển động rơi tự Xác định gia tốc rơi tự – Vật lí 10, nhóm học sinh thực thí nghiệm nhanh chóng xác định khoảng thời gian xuất vùng trũng 7, thời điểm xuất vùng trũng vùng trũng từ tính vận tốc gia tốc rơi thự g Bài thực hành xác định hệ số ma sát trượt – Vật lý 10, thực hành thí nghiệm Addestation giá để vật trượt khơng có gắn thước đo góc, nên thay giá vật trượt thí nghiệm học, việc sử dụng giá vật trượt cũ có nhiều vết xước dẫn đến vật trượt khơng tính chất chuyển động nhanh dần đều, aMixer MGA hiển thị đồ thị hình dích dắc Để khắc phục hạn chế phải chọn giá trơn lau giá trượt vật trượt, dùng khăn lau có dầu nhớt để lau giá thí nghiệm Sử dụng bề mặt vật trượt nhựa trơn, để vật trượt trơn dùng băng dính dán phẳng bề mặt vật trượt Cảm biến chuyển động có hai thang đo, có nhóm học sinh thực sai thang đo Dùng thang đo 15cm khoảng cách từ chắn vật trượt đến mắt cảm biến chuyển động phải lớn 15cm Bài thực hành xác định hệ số căng bề mặt chất lỏng – Vật lý 10 Bài nhóm học sinh dùng cảm biến để đo lực thực nhanh chóng 42 Tuy nhiên có nhóm học sinh khơng chuẩn hóa cảm biến lực trước đo nên giá trị đo lực tổng hợp 0,6N khơng xác Hình 4.1 Bài thực hành xác định suất điện động điện trở Pin thực hành khảo sát đặc tính chỉnh lưu điốt bán dẫn – Vật lý 11 Hai nhóm học sinh thực nhanh chóng đo hiệu điện cường độ dòng điện sử dụng aMixer MGA cầm tay để vẽ đồ thị biểu diễn quan hệ hiệu điện cường độ dịng điện, sử dụng phương pháp hồi quy tuyến tính để xác định suất điện động điện trở Pin Bài thực hành khảo sát thực nghiệm định luật lắc đơn – Vật lý 12 Các nhóm học sinh sử dụng cảm biến chuyển động quay đo chu kỳ lắc đơn dùng aMiter MGA để vẽ đồ thị mối quan hệ chu kỳ T chiều dài dây l, bình phương chu kỳ T2 chiều dài dây treo l Nhưng có nhóm học sinh kích thích lắc dao động với biên độ 10cm dây treo dài 40cm nên kết vẽ đồ thị T l đường cong Bài thực hành khảo sát đoạn mạch R,L,C mắc nối tiếp – Vật lý 12 Bài nhóm học sinh đo hiệu điện tính hệ số tự cảm điện dung tụ điện 43 PHẦN BA: KẾT LUẬN I Kết đạt đƣợc đề tài Trong đề tài xây dựng phương án thí nghiệm bảy thực hành vật lí chương trình trung học phổ thơng sử dụng thí nghiệm Addestation dạy học thực hành trực tiếp phịng học mơn theo hình thức nhóm nhỏ, nhóm học sinh Học sinh sử dụng thí nghiệm Addestation thực thành cơng thí nghiệm qua góp phần chuyển đổi số học sinh giáo viên q trình dạy học Qua việc sử dụng thí nghiệm Addestation dạy học thực hành vật lý chương trình trung học phổ thơng rút số kinh nghiệm sau: Thí nghiệm rơi tự sử dụng vật rơi thước nhựa mỏng phẳng, để sức cản khơng khí khơng đáng kể phải rơi thước thẳng đứng trình rơi thước đầu phát đầu thu cổng quang điện Thí nghiệm xác định hệ số ma sát trượt Cảm biến chuyển động nhạy, để đồ thị trơn giá thí nghiệm phải lau sạch, vật trượt có bề mặt trượt bề mặt hướng vào mắt cảm biến chuyển động phải phẳng sạch, để đảm bảo vật trượt nhanh dần Nếu vật trượt gồ ghề đồ thị hình cưa Thí nghiệm xác định hệ số căng bề mặt chất lỏng dùng cảm biến thay cho lực kế để đo lực Trong phép đo lực có giá trị nhỏ nên trước phép đo lực phải chuẩn hóa cảm biến lực Đo trọng lượng vịng nhơm ý lau khơ vịng nhơm để tránh nước dính ướt vịng nhơm làm tăng trọng lượng vịng nhơm Sử dụng xi ranh hút bớt nước từ từ cốc vịng nhơm vựa chạm mặt nước kết đo lực tổng hợp trọng lực lực căng bề mặt xác Thí nghiệm xác định suất điện động điện trở Pin, thí nghiệm khảo sát đặc tính chỉnh lưu Đi ốt bán dẫn, sử dụng cảm biến điện cảm biến dòng điện đo hiệu điện cường độ dòng điện, vẽ đồ thị xử lí số liệu phần mềm Addestation cho kết thí nghiệm nhanh Sử dụng cảm biến chuyển động quay thiết bị cầm tay aMixer MGA đo chu kỳ dao động lắc đơn cho kết nhanh chóng, sử dụng aMixer MGA vẽ đồ thị biểu diễn mối quan hệ T l, T2 l từ phát biểu định luật lắc đơn Cần ý kích thích lắc đơn dao động với biên độ nhỏ II Biện pháp triển khai áp dụng hƣớng phát triển đề tài Đặc thù môn vật lý khoa học thực nghiệm việc sử dụng thí nghiệm vật lý vào dạy học làm tăng hiệu dạy học Giúp học sinh rèn luyện tập trung ý, quan sát vật, tượng, tạo cho học sinh ham thích 44 tìm hiểu đặc tính, quy luật diễn biến tượng quan sát Khi giác quan học sinh bị tác động mạnh, học sinh phải tư cao độ từ quan sát thí nghiệm, ý kỹ thí nghiệm để có kết luận, nhận xét phù hợp Trong đề tài sử dụng thí nghiệm Addestation cho bảy thực hành Bộ thí nghiệm sử dụng q trình dạy chủ đề : định luật chất khí, định luật Húc, định luật II Niu tơn, động lượng… Để học sinh sử dụng dụng cụ tiến hành thí nghiệm thành cơng, giáo viên phải xây dựng tiến trình thí nghiệm cách sử dụng aMixer MGA để lập bảng, vẽ đồ thị cách chi tiết gửi tài liệu để học sinh đọc trước Giáo viên mơn vật lí lựa chọn phương pháp, hình thức dạy học cho việc sử dụng dụng cụ thí nghiệm tối đa, để học sinh trực tiếp làm thí nghiệm quan sát tượng thu thập số liệu Sử dụng dụng cụ kỹ thuật số q trình dạy học vật lí nhằm góp phần vào việc chuyển đổi số cho học sinh giáo viên Trên kết đề tài kinh nghiệm rút trình thực hiện, cố gắng, tránh sai sót, mong góp ý đồng nghiệp để đề tài ngày tốt 45 TÀI LIỆU THAM KHẢO Lương Duyên Bình( Tổng chủ biên kiêm chủ biên) , Nguyễn Xuân Chi, Tô Giang, Trần Chí Minh Bùi Gia Thịnh Vật lí 10 Nhà xuất giáo dục 232 trang Lương Duyên Bình( Tổng chủ biên kiêm chủ biên) , Vũ Quang( Chủ biên) Nguyễn Xuân Chi, Đàm Trung Đồn, Bùi Quang Hân Đồn Duy Hinh Vật lí 11 Nhà xuất giáo dục 232 trang Lương Duyên Bình( Tổng chủ biên) , Vũ Quang ( Chủ biên), Nguyễn Thượng Chung, Tơ Giang, Trần Chí Minh Ngơ Quốc Qnh Vật lí 12 Nhà xuất giáo dục 232 trang Nguyễn Trọng Sửu ( Chủ biên), Hồ Tuấn Hùng, Nguyễn Văn Khánh Trần Minh Thi.Tài liệu hướng dẫn thực hành trường trung học phổ thơng, mơn Vật lí Hà Nội, 2011 Hướng dẫn thực hành vật lí 46 ... DUNG NGHIÊN CỨU I Thực trạng sử dụng thí nghiệm Addestation dạy học thực hành chƣơng trình vật lí trung học phổ thơng Trong chương trình vật lí trung học phổ thơng hành có thí nghiệm thực hành:... thí nghiệm Addestation dạy học thực hành Vật Lý chương trình trung học phổ thơng‟ II Mục đích nghiên cứu Nhằm nâng cao hiệu việc sử dụng thiết bị thí nghiệm trình dạy học vật lý trường trung học... TRƢỜNG THPT TÂN KỲ SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM SỬ DỤNG BỘ THÍ NGHIỆM ADDESTATION DẠY HỌC CÁC BÀI THỰC HÀNH VẬT LÝ TRONG CHƢƠNG TRÌNH TRUNG HỌC PHỔ THƠNG Mơn : Vật lý Người thực : Đậu Văn Minh Tổ chuyên