Nguyên lý làm việc của động cơ

Trong quá trình giảng dạy bộ môn này, với phần tìm hiểu cấu tạo và nguyên lý làm việc của động cơ đốt trong còn có nhiều khó khăn cả về vấn đề giảng dạy của ngời thầy, sự tiếp thu của họ

sáng kiến kinh nghiệm

ứng dụng Công nghệ thông tin giảng dạy phần cấu tạo và nguyên lý làm việc của động

Trờng: THPT Gia Bình số I

Gia Bình, tháng 03 năm 2008

Phần I

Phần mở đầu

1/- Lý do chọn đề tài:

Nh chúng ta đã biết đối tợng nghiên cứu của Công nghệ là quá trình lao

động kỹ thuật của con ngời Đó là quá trình tác động vào thế giới tự nhiên để tạo

ra sản phẩm phục vụ lợi ích của con ngời Khi nghiên cứu về kỹ thuật - công nghệ cần phải đặt nó trong mối quan hệ với con ngời, với xã hội, với tự nhiên và môi tr-ờng theo quan điểm sinh thái học Vì cuộc cách mạng khoa học - công nghệ đang

đa đến cho loài ngời những niềm hy vọng với cả những nỗi lo tai hoạ khôn lờng cho nhân loại, tài nguyên bị cạn kiệt, môi trờng bị ô nhiễm

Trong quá trình giảng dạy bộ môn này, với phần tìm hiểu cấu tạo và nguyên lý làm việc của động cơ đốt trong còn có nhiều khó khăn cả về vấn đề giảng dạy của ngời thầy, sự tiếp thu của học trò Xuất phát từ tình hình thực tế hiện nay các trờng đều đợc trang bị các thiết bị hiện đại nh máy chiếu đa năng, Máy tính phục vụ cho việc ứng dụng Công nghệ thông tin trong giảng dạy là rất

phù hợp Chính vì vậy tôi lựa chọn đề tài là ứng dụng công nghệ thông tin“

trong giảng dạy phần cấu tạo và nguyên lý làm việc của động cơ đốt trong ”

Đây chính là lý do chọn đề tài này

2/- Mục đích của đề tài:

Sau khi nghiên cứu, rút kinh nghiệm hy vọng đề tài này sẽ tìm ra những giải pháp nhằm phát huy tốt việc ứng dụng Công nghệ thông tin trong giảng dạy phần cấu tạo và nguyên lý hoạt động của động cơ đốt trong đợc tốt hơn Với môn Công nghệ 11 phần động cơ đốt trong gắn liền các khái niệm, cấu tạo và nguyên

lý hoạt động Một bớc rất quan trọng để hình thành khái niệm và nguyên lý hoạt

động của động cơ đốt trong là dẫn dắt học sinh đi từ t duy trừu tợng đến trực quan sinh động ở đây việc áp dụng các phơng tiện dạy học hiện đại vào bài giảng là

rất quan trọng, nó quyết định đến sự hình thành t duy kỹ thuật cho học sinh tạo

điều kiện cho việc lĩnh hội kiến thức và hình thành kỹ năng Phát huy tính tích cực chủ động của học sinh trong việc tiếp thu kiến thức mới

đề tài này làm cơ sở để giảng dạy các bài tìm hiểu về cấu tạo và nguyên lý hoạt động của động cơ đốt trong Giúp cho học sinh hiểu và nắm bài nhanh nhất

đồng thời tạo hứng thú cho học sinh trong học tập bộ môn Công nghệ

3/- Khách thể, đối tợng nghiên cứu và khảo sát:

Đối với bộ môn Công nghệ phổ thông Đây là môn học phản ánh những thành tựu khoa học tơng ứng, nhng nó chịu sự quy định của những điều kiện dạy học Nội dung dạy học trong trờng phổ thông phải cơ bản, thiết thực, hiện đại

đồng thời phải phù hợp với sự phát triển tâm sinh lý của học sinh và đáp ứng yêu cầu tiến bộ khoa học - công nghệ Do đó môn Công nghệ trong trờng THPT chỉ tập trung nghiên cứu các đối tợng về:

+ Các dạng nguyên vật liệu, năng lợng, thông tin phổ biến đợc sử dụng trong lĩnh vực sản xuất công nghiệp, nh vật liệu cơ khí, vật liệu kỹ thuật điện, năng lợng dầu mỏ(xăng, dầu ), điện năng, cơ năng, bản vẽ kỹ thuật

+ Các phơng tiện kỹ thuật phổ biến trong lĩnh vực công nghiệp và cách sử dụng chúng, nh các dụng cụ cầm tay, các loại dụng cụ đo và kiểm tra, các loại máy móc - thiết bị kỹ thuật

+ Các quá trình kỹ thuật - công nghệ điển hình trong sản xuất công nghiệp, nh quá trình truyền và biến đổi các dạng chuyển động và năng lợng, quá trình sản xuất, truyền tải, phân phối và sử dụng điện năng, các quá trình và phơng pháp gia công vật liệu kỹ thuật, quá trình thu phát năng lợng điện từ

Nh vậy đối tợng nghiên cứu của môn Công nghệ rất phong phú, đa dạng, thuộc nhiều lĩnh vực cụ thể khác nhau trong sản xuất công nghiệp (cơ khí, động lực, điện kỹ thuật, điện tử )

Nội dung và mức độ phản ánh những đối tợng trên đợc thể hiện trong

ch-ơng trình và hệ thống tài liệu giáo khoa của môn học Chúng đợc lựa chọn và sắp xếp thành các phân môn cụ thể đó là

+ Vẽ kỹ thuật - Gia công vật liệu - Động cơ đốt trong Chơng trình lớp 11

+ Kỹ thuật điện - Điện tử Chơng trình lớp 12

Vấn đề mà tôi nghiên cứu, đợc đa ra làm đề tài là kinh nghiệm ứng dụng Công nghệ thông tin trong giảng dạy phần cấu tạo và nguyên lý làm việc của

động cơ đốt trong phạm vi bài 20 và bài 21 Môn Công nghệ lớp 11 Các bài này

thuộc Chơng 5 Đại c“ ơng về động cơ đốt trong ” Trong quá trình giảng dạy tôi

thấy học sinh rất khó hình dung về cấu tạo và nguyên lý làm việc của động cơ đốt trong vì nó rất trìu tợng không nhìn thấy đợc Đây cũng là những kiến thức quan trọng để học sinh nắm vững đợc cấu tạo và nguyên lý hoạt động của các cơ cấu,

hệ thống của Động cơ đốt trong Khi giảng dạy bài này giáo viên cần dạy theo phơng pháp dạy học nh thế nào để:

+ Học sinh nắm đợc cấu tạo chung của Động cơ, hiểu đợc các sơ đồ, từ đó tìm hiểu đợc nguyên lý làm việc của động cơ

+ Học sinh hiểu bài, vận dụng kiến thức của để khảo sát thực tế

4/- Nhiệm vụ của đề tài:

Đề tài có nhiệm vụ nghiên cứu về việc ứng dụng công nghệ thông tin trong việc tìm hiểu cấu tạo và nguyên lý hoạt động của động cơ đốt trong Qua nhiều năm làm công tác giảng dạy lớp 11THPT, tôi cảm thấy có rất nhiều khó khăn cho học sinh trong quá trình tìm hiểu cấu tạo và nguyên lý làm việc của Động cơ Hiện nay việc ứng dụng Công nghệ thông tin trong giảng dạy đang là một bớc đột phá để tìm ra phơng pháp giảng dạy mới Chính vì vậy việc nghiên cứu ứng dụng Công nghệ thông tin trong giảng dạy sẽ giúp học sinh nắm đợc cấu tạo nguyên lý làm việc của Động cơ đốt trong đợc dễ dàng hơn Thời gian nghiên cứu từ năm học 2005-2006 đến nay thông qua các quá trình sau:

- Qua mỗi bài soạn hàng năm của cá nhân, sau mỗi năm đều có sự chỉnh lý để nâng cao chất lợng bài soạn

- Qua quá trình dự giờ thăm lớp với đồng nghiệp

- Qua quá trình kiểm tra đánh giá tín hiệu ngợc của học sinh So sánh sự tiếp thu bài của học sinh thông qua chất lợng bài kiểm tra

5/- Tác dụng của đề tài:

Đề tài mong muốn đợc đóng góp một phần nhỏ vào việc đổi mới phơng pháp dạy học trong trờng THPT theo hớng tích cực lấy học sinh làm trung tâm

Dạy học theo xu thế hiện đại bằng việc ứng dụng công nghệ thông tin trong bài giảng Đồng thời tạo sự hứng thú cho các em học tập bộ môn kỹ thuật này.

Phần II

nội dung của đề tài

1/- Cơ sở khoa học của đề tài.

Quan niệm giáo dục hiện nay với mục tiêu của giáo dục là: Nâng cao“

dân trí, đào tạo nhân lực, bồi dỡng nhân tài ”, hớng tới công cuộc Công“

nghiệp hoá - hiện đại hoá đất nớc ,” các trờng THPT trong toàn quốc hiện nay đã

và đang quan tâm tới việc nâng cao chất lợng giảng dạy và đổi mới phơng pháp dạy học, nhằm định hớng cho học sinh THPT về lựa chọn nghề nghiệp trong tơng lai Đặc biệt là các môn khoa học tự nhiên, trong đó có môn Công nghệ đã từng bớc đa các đồ dùng dạy học hiện đại vào giảng dạy Phát huy tính tích cực của học sinh, lấy học sinh là trung tâm Vì vậy việc thay đổi phơng pháp giảng dạy và nghiên cứu phơng pháp giảng dạy để tiếp cận mang tính phù hợp với đối tợng học sinh là một vấn đề quan trọng

* Phơng pháp đặc trng của bộ môn:

- Công nghệ là môn học mang tính thực tiễn Dạy Công nghệ để học sinh lĩnh hội

kiến thức khoa học, góp phần đẩy mạnh công cuộc Công nghiệp hoá - hiện đại“

hoá đất nớc” Ngời giáo viên ngay ban đầu phải hình thành phơng pháp giảng

dạy phù hợp với đặc trng bộ môn Muốn đạt đợc các yêu cầu đó mỗi ngời giáo viên phải không ngừng học hỏi trao đổi dự giờ với đồng nghịêp Đúc rút kinh nghiệm giảng dạy, lựa chọn phơng pháp cho phù hợp với từng bài dạy trên lớp với từng đối tợng học sinh khác nhau

2/- Cơ sở thực tiễn của đề tài này.

a Khảo sát thực tế đối tợng nghiên cứu:

Trớc đây căn cứ vào cách dạy trong sách giáo khoa là giáo viên giảng dạy theo phơng pháp thuyết trình nêu vấn đề, việc sử dụng rất ít ví dụ và mô hình trực

quan, trang thiết bị thí nghiệm – thực hành trong nhà trờng còn nhiều hạn chế làm cho học sinh khó hình dung ra cấu tạo và nguyên lý làm việc của động cơ đốt trong

Dùng phơng pháp thuyết trình, chỉ tập trung vào hình vẽ SGK sẽ không có hiệu quả cao trong việc lĩnh hội kiến thức, cách giảng dạy này học sinh khó hiểu gần nh là áp đặt Học sinh cha thấy rõ bản chất của vấn đề

* Ưu điểm: Cách dạy cũ có u điểm là đơn giản, không đòi hỏi trang thiết bị dạy

học ở mức độ cao, dễ thực hiện

* Hạn chế:

- Học sinh tiếp nhận kiến thức gần nh là áp đặt, cha thấy đợc bản chất cụ thể

- Học sinh vẫn còn mơ hồ khi tìm hiểu nguyên lý hoạt động

- Đối với giáo viên giảng phần này sẽ thấy rất khó dạy cho học sinh hiểu bài

Qua thực tế rút ra bài học từ chính bài giảng của mình và kết quả vận dụng kiến thức của học sinh theo từng năm học Tôi thấy cần phải đổi mới phơng pháp dạy học đó là ứng dụng công nghệ thông tin để dạy phần cấu tạo và nguyên

lý làm việc của động cơ đốt trong giúp cho học sinh tiếp cận cấu tạo và nguyên lý một cách rõ ràng hơn

Trong đề tài này, tôi mạnh dạn đa ra những kiến thức, phơng pháp của mình về hớng tiếp cận cấu tạo và nghiên cứu nguyên lý làm việc của Động cơ đốt trong dành cho học sinh lớp 11 THPT

b/ Đề xuất hớng dạy mới.

- Dùng POWERPOINT để thiết kế giáo án điện tử và trình chiếu bài giảng bằng máy chiếu đa năng

- Học sinh quan sát hình ảnh để hình thành khái niệm về từng chi tiết cũng

nh cấu tạo chung của động cơ đốt trong

- Cho học sinh quan sát phim hoạt hình, mô phỏng hoạt động của các loại

động cơ đốt trong để nắm đợc cấu tạo và nguyên lý hoạt động của từng loại động cơ riêng biệt

- Khai thác các t liệu phục vụ cho bài giảng phải chính xác, có tính thuyết phục cao nhằm giúp cho học sinh hiểu bài một cách nhanh nhất

- Dùng phần mềm Total Video Converte 3.02, phần mềm Media Player Classie và Macro Media Flash Player 7.0 r14, để đọc các Video Clip và chạy các siêu liên kết trong bài giảng.

Chơng II

Những căn cứ để xây dựng nội dung đề tài

1/- Căn cứ vào chơng trình tài liệu:

Đối với phân phối chơng trình của môn Công nghệ 11 các bài 20 và bài 21 theo phơng án sách giáo khoa mới chơng trình phân ban đại trà nhìn chung là phù hợp giữa thời lợng phân phối và yêu cầu kiến thức cần đạt đợc tuy nhiên ở bài 21 phần kiến thức còn nhiều thời gian còn ít Khi trình bày nguyên lý hoạt động ở trong phần này kiến thức đều là trìu tợng, vì không nhìn thấy đợc quá trình hoạt

động của Động cơ, do vậy khiến học sinh khó tiếp thu bài

2/- Căn cứ vào phơng tiện dạy học của nhà trờng:

Đối với trờng phổ thông việc đầu t cho môn học này còn ít Hiện nay trong tình hình thực tế ở trờng THPT Mô hình, tranh vẽ của chơng trình phân ban Công nghệ 11 không có vì vậy rất khó khăn cho quá trình giảng dạy

Hiện nay với trờng THPT Gia Bình I Có 1 điều kiện thuận lợi là có một bộ gồm máy chiếu đa năng, máy tính sách tay và 1 nhân viên phụ tá nên việc ứng dụng công nghệ thông tin với bài giảng là thuận lợi Nhng với 1 trờng THPT chỉ

có 1 bộ thiết bị nh vậy là ít cha đáp ứng đợc với yêu cầu của công tác giảng dạy

3/ Căn cứ vào tình hình học sinh trong trờng phổ thông

Một vấn đề cần quan tâm là đối tợng học sinh tôi trực tiếp giảng dạy là Học sinh Huyện Gia Bình ở vùng nông thôn nông nghiệp thuần tuý Trình độ nhận thức các em không đồng đều, các em đại đa số không thích học môn Công nghệ Mặt khác địa bàn khu vực còn cha có nền công nghiệp phát triển Nh vậy việc áp dụng phơng pháp dạy học mới để tiếp cận phù hợp với đối tợng học sinh

là rất khó khăn Tuy nhiên, với việc hình thành phơng pháp học mới cho học sinh

sẽ có tác dụng cho học sinh cảm thấy hứng thú và yêu thích môn học

4/ Căn cứ vào nội dung của từng bài dạy:

Đối với từng nội dung của bài dạy việc truyền tải toàn bộ kiến thức trọng tâm theo yêu cầu của bài cần phải đợc quan tâm chú ý Vì nếu chúng ta không lựa chọn phù hợp, thì việc tìm hiểu nguyên lý hoạt động thông qua sơ đồ, sẽ gặp rất nhiều khó khăn và trìu tợng Chính vì vậy việc ứng dụng Công nghệ thông tin vào bài dạy sẽ giúp cho học sinh nắm bắt ngay đợc các yêu cầu trọng tâm đặt ra của bài.

Chơng III

các Giải pháp cụ thể của nội dung đề tài

A Cấu tạo của động cơ đốt trong

Giáo viên chụp hình ảnh cấu tạo chung của động cơ đốt trong ( Sơ đồ sách giáo khoa hình 20.1 trang 96) trình chiếu trên POWERPOINT giới thiệu cho học sinh quan sát và nắm đợc cấu tạo chung kết hợp với mô hình của động cơ điêzen giới thiệu từng bộ phận cho học sinh quan sát So sánh giữa 2 loại động cơ

Sơ đồ cấu tạo của động cơ xăng 4 kỳ 1 xi lanh

12 Thanh truyền 13 Chốt pít tông 14 Xupáp nạp 15 Bộ chế hoà khí

16 Xu páp thải 17 Cò mổ 18 Đũa đẩy

Sau khi giới thiệu cho học sinh tìm hiểu về cấu tạo của động cơ giáo viên chỉ rõ nhiệm vụ và cấu tạo của từng chi tiết trên sơ đồ rồi yêu cầu các em lắp ghép từng chi tiết vào hai cơ cấu và 4 hệ thống chính (Chỉ cần chỉ ra các chi tiết chung của từng cơ cấu hệ thống còn cấu tạo cụ thể của từng cơ cấu hệ thống sẽ đ-

ợc nghiên cứu trong các bài sau):

- Cơ cấu trục khuỷu thanh truyền

B Nguyên lý làm việc của Động cơ đốt trong

Trớc khi vào nguyên lý làm việc giáo viên cần phải giới thiệu cho học sinh những khái niệm thuật ngữ cơ bản để giúp cho học sinh nắm và hiểu đợc nguyên lý làm việc đơn giản hơn

Vidieo Chuyển động Sơ đồ các điểm chết của pít tông và thể tích xi lanh

Giáo viên chụp Sơ đồ sách giáo khoa hình 21.1 trang 97 Trình chiếu trên POWERPOINT giới thiệu cho học sinh quan sát để nắm đợc các khái niệm cơ bản của động cơ đốt trong

1/- Các điểm chết: ( ĐCT và ĐCD )

- Điểm chết dới: Khi pít tông gần tâm trục khuỷu nhất

- Điểm chết trên: Khi pít tông xa tâm trục khuỷu nhất

2/- Hành trình của pít tông: ( S )

- Khi pít tông đi đợc quãng đờng giữa 2 điểm chết

- Công thức S = 2R ( R là bán kính của trục khuỷu )

V CT = π ( D là đờng kính của xi lanh ).

6/- Tỉ số nén ( ε ): ( Giáo viên giới thiệu)

- Là tỉ số giữa thể tích toàn phần và thể tích buồng cháy

- Công thức

BC

TP V

V

=

ε ( Động cơ Điêzen ε = 15 → 21 Động cơ xăng ε = 6 → 10)

7/- Chu trình làm việc của động cơ: (Giáo viên giới thiệu)

Khi động cơ làm việc trong xi lanh diễn ra 4 quá trình nạp, nén, nổ, thải tổng hợp 4 quá trình là 1 chu trình làm việc của động cơ

8/- Kỳ: ( Giáo viên giới thiệu)

Kì là 1 phần của chu trình diễn ra trong một hành trình pít tông

Sau khi giới thiệu đầy đủ các thuật ngữ khái niệm cơ bản giáo viên cho quan sát chuyển động của video 1 lần nữa để học sinh nắm chắc đợc các thuật ngữ trên.

II/ Nguyên lý làm việc của động cơ 4 kỳ:

1/- Nguyên lý làm việc của động cơ điêzen 4 kỳ:

Quá trình quan sát cho chuyển động ở tốc độ chậm để học sinh nắm đợc nguyên lý hoạt động của động cơ

b/ Kỳ 2: Nén (Hình 21.2b SGK )

Giáo viên cho học sinh quan sát phần tiếp theo của hoạt hình ở kỳ nén dùng siêu liên kết đến video hoạt hình trên với chuyển động chậm kết hợp với sơ đồ sách giáo khoa chụp trên màn hình để học sinh tìm hiểu nguyên lý hoạt động Khi pít tông chuyển động đi lên 2 xu páp ở chế độ nào? không khí trong xi lanh áp suất và nhiệt độ nh thế nào? Khi pít tông nén đến gần điểm chết trên

Hình 21.2a Video Hoạt hình nguyên lý làm việc của động cơ 4 kỳ

xảy ra điều gì trong buồng cháy của động cơ? Học sinh tìm hiểu theo hớng dẫn của Giáo viên.

động xuống dới? Học sinh quan sát kết hợp với sơ đồ theo hớng dẫn của Giáo viên để tìm ra nguyên lý hoạt động Giáo viên nhấn mạnh kỳ này là kỳ sinh công

Hình 21.2b Video Hoạt hình nguyên lý làm việc của động cơ 4 kỳ Hình 21.2a

Hình 21.2b Video Hoạt hình nguyên lý

làm việc của động cơ 4 kỳ Hình 21.2a Hình 21.2c