SKKN sử dụng bản đồ tư duy dạy học sinh cách tự học tác phẩm truyện trong môn ngữ văn

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO LÀO CAI TRƯỜNG THPT SỐ BẢO THẮNG BÁO CÁO NGHIÊN CỨU KHOA HỌC SƯ PHẠM ỨNG DỤNG Tích hợp kiến thức Vật lí giảng mạch điện tử nhằm tích cực hóa hoạt động nhận thức học sinh - Họ tên tác giả: Nguyễn Đại Dương - Chức vụ: Tổ trưởng - Tổ chuyên môn: Tổ Công nghệ - Thể dục - GDQPAN Bảo Thắng, tháng năm 2014 MỤC LỤC Nội dung Trang I Tóm tắt đề tài II Giới thiệu đề tài…………………………………………………………………… Giải pháp thay thế…….… ………………… ….………………………… …4 Vấn đề nghiên cứu……… ……………………… ………………….…… Giả thuyết nghiên cứu…… ……………………… … …………………… III Phương pháp………………………………………………………… ….………….5 Khách thể nghiên cứu………………… ………………….… ………… Thiết kế nghiên cứu…………………………………………… …………….6 Quy trình nghiên cứu…………………………………………… …… … Đo lường thu thập liệu………………………………… … ………7 IV Phân tích liệu bàn luận kết quả………………………… … …… ……7 V Kết luận khuyến nghị…………………………………………… … ……….…8 VI Tài liệu tham khảo………………………………………….…… …… …….… VII Phụ lục đề tài…………………………………………………….… ………10 VII.1 Bảng điểm kiểm tra trước tác động sau tác động ……… …… 10 VII.2 Tổ chức dạy học số có nội dung tích hợp kiến thức Vật lí… .…….12 VII.2.1 Mạch nguồn chiều thực tế 12 VII.2.2 Mạch tạo xung đa hài tự dao động 14 VII.2.3 Mạch báo hiệu bảo vệ điện áp .15 VII.3 Bài soạn “ Mạch điều khiển tốc độ động điện pha .16 VII.4 Đề kiểm tra sau tác động…… ………………………………… ……….17 VII.4.1 Xây dựng ma trận đề kiểm tra 23 VII.4.2.Đề .24 VII.4.3 Hướng dẫn chấm đề kiểm tra sau tác động .25 I TĨM TẮT ĐỀ TÀI: Dạy học tích hợp kiến thức liên môn để học sinh vận dụng giải tình thực tiễn nét đổi tổ chức dạy học Bộ Giáo dục Đào tạo đạo thực năm gần Mơn học Cơng nghệ lớp 12 có nhiều nội dung có liên qua kiến thức Vật lí mà giáo viên khơng vận dụng tốt học sinh khơng hứng thú tiếp thu em cịn nghĩ học Cơng nghệ chẳng để làm mơn học khơng thi Tốt nghiệp Với lí trên, tơi hình thành ý tưởng thực đề tài “ Tích hợp kiến thức Vật lí giảng Kỹ thuật điện tử nhằm tích cực hóa hoạt động nhận thức học sinh” Đề tài nghiên cứu từ tháng 9/2013 đến tháng 3/2014 q trình giảng dạy mơn Cơng nghệ lớp 12 trường THPT số huyện Bảo Thắng Kết nghiên cứu cho thấy việc áp dụng giải pháp đề tài tạo cho học sinh hứng thú với giảng, biết liên hệ kiến thức Vật lí học vào việc tìm hiểu ngun lí làm việc số mạch điện tử thuộc chương trình mơn Cơng nghệ lớp 12 Thơng qua việc tìm hiểu nguyên lí làm việc mạch điện tử bản, quen thuộc, em biết đọc sơ đồ mạch điện tử hình thành kỹ ban đầu việc thao tác thực hành với mạch điện tử II GIỚI THIỆU: Nhằm tạo cho học sinh có lực hình thành ý tưởng thiết kế cơng nghệ mục tiêu rõ nét dạy phần mạch điện tử thuộc chương trình Cơng nghệ lớp 12 Xuyên suốt nội dung kỹ thuật điện tử chương trình Cơng nghệ lớp 12 có mối liên hệ với kiến thức Vật lí lớp 11 dịng điện chất bán dẫn Vì giáo viên cần vận dụng cách hợp lí kiến thức Vật lí vào giảng nhằm tích cực hóa hoạt động nhận thức học sinh Vấn đề dạy học tích hợp nhằm hình thành lực giải vấn đề học sinh có đạo Bộ Giáo dục Đào tạo nhiều cơng trình nghiên cứu, nhiều báo khẳng định cần thiết phải dạy học tích hợp Ví dụ: - Bộ Giáo dục Đào tạo, Công văn số 5111/BGD&ĐT-GDTrH ngày 23/7/2013 v/v tổ chức thi Vận dụng kiến thức liên mơn để giải tình thực tiễn thi Dạy học theo chủ đề tích hợp - Dương Tiến Sỹ, Giảng dạy tích hợp khoa học nhằm nâng cao chất lượng Giáo dục - Đào tạo, Tạp chí Giáo dục tháng 7/2002 - PGS.TS Nguyễn Văn Khải, Tích hợp dạy học trường phổ thông, Trường Đại học Sư phạm Đại học Thái Nguyên - TS Hoàng Thị Tuyết, Đào tạo-dạy học theo quan điểm tích hợ: Chúng ta đâu ?, Trường ĐHSP Tp Hồ Chí Minh, tháng 12/2012 Các tài liệu khẳng định giá trị dạy học tích hợp nhằm phát triển lực vận dụng kiến thức liên mơn cho học sinh để giải tình thực tiễn Đề tài nghiên cứu này, tác giả muốn có nghiên cứu cụ thể đánh giá hiệu việc tích hợp kiến thức Vật lí giảng mạch điện tử nhằm tích cực hóa hoạt động nhận thức học sinh Giải pháp thay Sau số năm tích luỹ kinh nghiệm trình soạn kế hoạch lên lớp theo tư tưởng tích hợp kiến thức liên mơn, tổ chức dạy học xoay quanh nội dung linh kiện điện tử, mạch điện tử dựa sở kiến thức Vật lí ứng dụng dòng điện chất bán dẫn Vấn đề đặt là: Làm để kết nối kiến thức học Vật lí lớp 11 vào giảng linh kiên điện tử mạch điện tử thuộc môn Công nghệ lớp 12? Những kiến thức liên mơn cần vận dụng để tìm hiểu nội dung học Kỹ thuật điện tử: * Khi giảng công dụng tụ điện cuộn cảm, học sinh cần thơng hiểu tụ điện cuộn cảm có chức tích phóng lượng dạng điện trường từ trường Khi tụ tích điện tích nguồn thu, phóng nguồn phát Có thể nói tụ điện thường gây nhiều “rắc rối” mạch Nhưng thế, tụ điện có chức lọc nguồn, tạo xung, tạo trạng thái cân bất ổn định mạch, tạo lệch pha điện áp dòng điện Chức lọc nguồn tụ cuộn cảm thấy rõ mạch nguồn chiều Dùng tụ hóa mắc phối hợp cuộn cảm để giảm bớt độ “gợn sóng” điện áp chiều sau chỉnh lưu * Khi giảng linh kiện bán dẫn cần làm rõ dòng điện từ miền P sang miền N Vì tiếp giáp P - N phân cực thuận miền P phải đặt vào điểm có điện dương so với miền N(dĩ nhiên UPN phải đủ để mở cửa lớp tiếp giáp) Không cần thiết giảng lại khác loại bán dẫn P bán dẫn N - Đối với điôt thơng có UAK > khố UAK < - Đối với tranzito điều kiện để tranzito làm việc tiếp giáp emitơ- bazơ ( tiếp giáp emitơ) phải phân cực thuận tiếp giáp colectơ- bazơ (tiếp giáp cơlêctơ) phải phân cực ngược Nói cách khác, hai nguồn nuôi U1 U2 phải mắc cho dòng Ib phải vào cực bazơ tranzito NPN từ cực bazơ tranzito PNP Dịng Ib hiểu có tác dụng mồi để có dịng Ic từ emitơ sang colecter từ colecter sang emiter Việc trì nguồn ni U1 U2 định thiên cho trazito( Phần ngun lí tranzito, chương trình Cơng nghệ đề cập phần thông tin bổ sung GV cần dành thời lượng định để giải thích hoạt động tranzito, đề cập thực hành tranzito hướng dẫn HS ôn lại nhà phần dòng điện chất bán dẫn chương trình Vật lí lớp 11, khơng kiểm tra học sinh học phần ) - Đối với tirixto có miền tiếp giáp P-N nên để tirixto thơng phải có UAK > UGK > 0( loại điều khiển từ katod, UGK > để có dịng điện mồi IGK nhằm xóa tiếp giáp) J2 J1 A p1 n1 J3 p2 n2 G iAK K iGK A K G Đó kiến thức sở em học Vật lí lớp 11 để giáo viên vận dụng khéo léo với thời lượng định trình giảng linh kiện điện tử mạch điện tử Trong kế hoạch tổ chức hoạt động dạy học, nội dung cần cần tích hợp liên mơn nên thực hình thức soạn câu hỏi cho em thảo luận nhằm mục đích gợi mở vấn đề để tìm hiểu học đạt mục tiêu đề Hoặc bổ sung kiến thức bảng phụ hay trình chiếu kiến thức bổ sung cho em nắm sở tiếp tục tìm hiểu nội dung học Vấn đề nghiên cứu: Tích hợp kiến thức Vật lí giảng mạch điện tử nhằm tích cực hóa hoạt động nhận thức, phát triển lực hình thành ý tưởng thiết kế cơng nghệ cho học sinh lớp 12 Vấn đề nghiên cứu đề tài có thực mục đích khơng ? Giả thuyết nghiên cứu: Tích hợp kiến thức Vật lí giảng kỹ thuật điện tử tích cực hóa hoạt động nhận thức phát triển lực hình thành ý tưởng thiết kế công nghệ cho học sinh lớp 12 III PHƯƠNG PHÁP Khách thể nghiên cứu Tôi lựa chọn học sinh lớp 12A3 lớp 12A6 trường THPT số Bảo Thắng để nghiên cứu hai lớp lớp có chất lượng tương đương trình độ nhận thức ý thức học tập Cả hai lớp giảng dạy xuyên suốt năm học 2013 - 2014 vừa qua Thiết kế nghiên cứu Chọn lớp 12A6 làm lớp thực nghiệm, lớp 12A3 làm lớp đối chứng Tôi dùng kiểm tra 15 phút sau chương I-Linh kiện điện tử làm kiểm tra trước tác động Kết cho thấy điểm trung bình hai nhóm có khác nhau, tơi dùng phép kiểm chứng T- test để kiểm chứng chênh lệch trung bình điểm số hai nhóm trước tác động Kết sau: Điểm TB Lớp đối chứng Lớp thực nghiệm 6,32 6,69 P= 0,11 Ta thấy p = 0,11 > 0,05, từ kết luận chênh lệch điểm số trung bình hai nhóm khơng có ý nghĩa, hai nhóm coi tương đương Tôi lựa chọn thiết kế 2: Kiểm tra trước tác động sau tác động với nhóm tương tương Nhóm Kiểm tra trước tác động Tác động Tích hợp kiến thức Vật lí giảng mạch điện tử Giảng dạy mạch điện tử Đối chứng 02 khơng tích hợp kiến thức Vật lí Ở thiết kế tơi dùng phép kiểm chứng t-test độc lập Thực nghiệm 01 Kiểm tra sau tác động 03 04 Quy trình nghiên cứu: a Sự chuẩn bị giáo viên: Ở lớp 12A3, lớp đối chứng: Giáo viên giảng dạy theo phương pháp thông thường, chủ yếu giáo viên nêu vấn đề cho học sinh trả lời câu hỏi Một số học sinh khá, có tinh thần học tập tốt trả lời câu hỏi đặt em nhớ đước kiến thức cũ Ở lớp 12A6, lớp thực nghiệm: Giáo viên biên soạn câu hỏi hướng dẫn học sinh chuẩn bị bài, foto tài liệu cho học sinh chuẩn bị trước đến lớp Hệ thống câu hỏi hướng dẫn học sinh thảo luận có tích hợp kiến thức Vật lí, có chủ ý phát triển nội dung tìm hiểu học cách logic kiến thức học với kiến thức kỹ cần đạt qua học b Tiến hành dạy thực nghiệm: Thời gian tiến hành dạy thực nghiệm tuân theo kế hoạch dạy học nhà trường theo thời khóa biểu để đảm bảo khách quan Khi lên lớp giảng giáo viên dùng phương pháp vấn đáp để xây dựng bài, chia nhóm cho học sinh thảo luận nội dung em cần tranh luận bổ sung thêm thông tin cần thiết cho học sinh c Thực kiểm tra sau tác động: Xây dựng ma trận đề kiểm tra học kì I với chủ đề đảm bảo theo yêu cầu chuẩn kiến thức kỹ môn học Đề kiểm tra sau tác động lớp thực nghiệm lớp đối chứng Bài kiểm tra học theo lịch kiểm tra chung nhà trường Đo lường thu thập liệu Bài kiểm tra trước tác động kiểm tra 15 phút sau chương I-Linh kiện điện tử, chung cho lớp thực nghiệm lớp đối chứng ( Tiết 7) Bài kiểm tra sau tác động kiểm tra học kì I (tiết 18) sau chương “Một số mạch điện tử điều khiển” ( xem phụ lục) Tiến hành kiểm tra chấm bài: Việc chấm thực khách quan, nhà trường phân công giáo viên tổ mơn chấm chéo IV PHÂN TÍCH DỮ LIỆU VÀ BÀN LUẬN KẾT QUẢ: Lớp đối chứng Lớp thực nghiệm Điểm trung bình 7,36 8,18 Độ lệch chuẩn 0,75 0,88 Giá trị p t- test 0,0018 Chênh lệch giá trị trung 0,866 bình chuẩn( SMD) Kết luận: Kết kiểm tra sau tác động nhóm thực nghiệm có điểm trung bình 8,18, nhóm đối chứng 7,36 Điều cho thấy điểm trung bình hai lớp thực nghiệm đối chứng có khác biệt rõ rệt Lớp thực nghiệm có điểm cao lớp đối chứng Chênh lệch giá trị trung bình chuẩn hai kiểm tra 0,866 Điều có nghĩa mức độ ảnh hưởng biện pháp tác động lớn Phép kiểm chứng t-test điểm trung bình kiểm tra sau tác động hai nhóm p = 0,0018 Kết khẳng định chênh lệch điểm trung bình hai nhóm khơng phải ngẫu nhiên mà kết tác động Như giả thuyết đề tài kiểm chứng Hạn chế: Học sinh thường nhận thức thiếu đắn vị trí mơn Cơng nghệ hệ thống mơn học nhà trường Nội dung kỹ thuật điện tử chương trình Cơng nghệ lớp 12 tương đối khó thời lượng cho mơn học khơng nhiều Vì vậy, giáo viên thường lúng túng tổ chức dạy học truyền đạt túy theo SGK giảng khó đạt mục tiêu theo Chuẩn kiến thức kỹ chưa muốn nói đến mục tiêu phát triển lực vận dụng học để giải tình thực tiễn Muốn cải thiện thực trạng đó, giáo viên cần “hịa tan” hợp lí kiến thức liên môn giảng để gắn kết tri thức khoa học nhằm tăng khả liên hệ cho học sinh học vận dụng tri thức thực tiễn Làm học sinh có thái độ tích cực việc học môn Công nghệ, em thấy môn Công nghệ gần gũi với thực tiễn đời sống Nghiên cứu “Tích hợp kiến thức Vật lí giảng mạch điện tử nhằm tích cực hóa hoạt động nhận thức học sinh” giải pháp tốt để thực có hiệu địi hỏi giáo viên phải có trình độ, kiến thức phương pháp vững vàng để tổ chức hoạt động dạy học có tích hợp kiến thức Vật lí cách hợp lí dung lượng kiến thưc, thời gian thực khéo léo nghiệp vụ Sư phạm Trái lai, việc tích hợp kiến thức liên mơn vào giảng kỹ thuật điện tử làm cho nội dung học tải, giáo viên lúng túng triển khai giảng, học sinh thụ động việc tiếp thu V KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ Kết luận: Việc tích hợp kiến thức Vật lí giảng kỹ thuật điện tử giúp giáo viên đổi phương pháp dạy học có hiệu quả, tạo hứng thú tìm hiểu người học, tích cực hóa hoạt động nhận thức, phát triển lực hình thành ý tưởng thiết kế cơng nghệ cho học sinh lớp 12 Khuyến nghị: Với giáo viên: không ngừng học hỏi, tự bồi dưỡng để nâng cao trình độ chun mơn, nghiệp vụ Cần rà sốt nội dung tích hợp liên mơn, cân nhắc giải pháp để tích hợp kiến thức liên môn giảng đạt hiệu quả, không làm tải nội dung học Có thể cần trao đổi phương án thiết kế giảng sinh hoạt chuyên môn với giáo viên đồng môn giáo viên mơn Vật lí Việc đổi phương pháp dạy học theo hướng tích hợp liên mơn để phát huy lực học sinh cần gắn liền với việc đổi sinh hoạt chuyên môn theo nghiên cứu học để giáo viên kiên trì việc đổi phương pháp với tham gia xây dựng đồng nghiệp VI TÀI LIỆU THAM KHẢO Công nghệ 12, Nhà xuất Giáo dục, 2008 Vật lí 11, Nhà xuất Giáo dục, 2008 Bộ Giáo dục Đào tạo, Công văn số 5111/BGD&ĐT-GDTrH ngày 23/7/2013 v/v tổ chức thi Vận dụng kiến thức liên mơn để giải tình thực tiễn thi Dạy học theo chủ đề tích hợp Nguyễn Hải Châu - Đỗ Ngọc Hồng - Lê Thị Thu Hằng - Nguyễn Đức Thành - Nguyễn Văn Khôi, Hướng dẫn thực Chuẩn kiến thức, kỹ môn Công nghệ Trung học phổ thông, Nhà xuất Giáo dục, tháng 12/2009 PGS.TS Nguyễn Văn Khải, Tích hợp dạy học trường phổ thông, Trường Đại học Sư phạm Đại học Thái Nguyên TS Hoàng Thị Tuyết, Đào tạo-dạy học theo quan điểm tích hợ: Chúng ta đâu ?, Trường ĐHSP Tp Hồ Chí Minh, tháng 12/2012 VII PHỤ LỤC CỦA ĐỀ TÀI VII.1 Bảng điểm kiểm tra trước tác động sau tác động TT Họ LỚP ĐỐI CHỨNG (12A3) Điểm KT tên trước tác động Điểm KT sau tác động Lê Vân Anh 7.5 Vũ Tuấn Anh Phạm Nhật Anh 8.5 Đặng Quốc Bình Nguyễn Đức Cảnh 7.5 Nguyễn Lệ Chi 6 Đỗ Văn Dũng 8.5 Đinh Tiến Dũng 7 Ngô Thị Duyên 8.5 10 Phạm Văn Hậu 11 Đỗ Thanh Hiền 12 Lê Thị Thu Hiền 13 Vũ Đức Hiệp 6 14 Lục Văn Kiên 8.5 15 Nguyễn Thuỳ Linh 7.5 16 Hoàng Bảo Ngọc 6 17 Phạm Thị Nhung 6.5 18 Phạm Thị Oanh 7 19 Lê Thế Phong 20 Đặng Văn Sơn 7.5 21 Đào Lương Sim 6.5 22 Hoàng Phương Thảo 7.5 23 Đỗ Ngọc Trung 24 Đào Anh Tùng 7 25 Hà Thị Tí 8.5 10 C5: Nếu ngẫu nhiên Ic1 nhỉnh Ic2 tượng xảy GV gợi ý dựa vào thay đổi độ sụt áp điện trở gánh tranzito, nhận xét tích, phóng tụ điện, dẫn tới thay đổi điện cực bazơ tranzito, trạng thái thơng dẫn tranzito thay đổi C6: Khi tụ phóng, tụ tích, đồng thời tranzito tương ứng tầng thông khóa điện colectơ tranzito cao hay thấp ? C7: Vậy em nêu khái quát nguyên lí hoạt động mạch tạo xung ? Để chốt lại nguyên lí hoạt động mạch, GV nhấn mạnh ý: -Mạch gồm tầng KĐ ghép colectơ tầng sang bazơ tầng thông qua tụ C1 C2 R1 R2 điện trở tải mắc colectơ R3, R4 điện trở định thiên tạo dòng Ib mở cửa tranzito làm việc - Nguyên lí làm việc: + Ic1 tăng, sụt áp R1 tăng, điện áp colectơ T1 giảm, tụ C1 phóng, T1 thơng bão hồ Đó trạng thái CB thứ nhất, có xung colectơ T1 + Khi C1 phóng C2 tích, T1 thơng T2 khố Sau C2 phóng C1 lại tích, T1 lại khố T2 thơng TTCB thứ có xung colectơ T2 + Chọn R1 = R2, R3 = R4 = R, C1 = C2 = C, T1 giống T2 xung đối xứng với độ rộng xung   0,7RC chu kì xung Tx = 1,4RC Kết thúc bài, GV đưa tình để em tìm hiểu nhà: Vì đèn nháy trang trí bấm hộp nhựa lại thay đổi thời gian đèn sáng, đèn tắt ? Từ mạch tạo xung đối xứng, muốn thay đổi để có mạch tạo xung khơng đối xứng ta thực ? VII.2.3 Mạch báo hiệu bảo vệ điện áp: Mục tiêu: Vận dụng kiến thức vai trị số linh kiện điện tử để tìm hiểu nguyên lí mạch báo hiệu bảo vệ điện áp qua việc đọc sơ đồ mạch điện Từ em biết ứng dụng thực tiễn mạch báo hiệu bảo vệ điện áp Nội dung: Tìm hiểu ngun lí mạch báo hiệu bảo vệ điện áp (Bài 14- SGK Công nghệ lớp 12) Cách tổ chức dạy học: Tiết 15 - 14, sau hoạt động tìm hiểu khái niệm cơng dụng mạch điều khiển tín hiệu, giáo viên đặt vấn đề vào hoạt động tìm hiểu nguyên lí mạch điều khiển tín hiệu Sau giảng xong nguyên lí chung mạch điều khiển tín hiệu đơn giản, giáo viên chiếu lên sơ đồ mạch báo hiệu bảo vệ điện áp (H14.3-SGK), mạch điện ví dụ cụ thể minh họa cho nguyên lí chung mạch điều khiển tín hiệu đơn giản Sơ đồ mạch điện: 15 D BA 220V Rơ le VR1 R2 T1 Nhận lệnh Chuông T2 C 15 V ĐH R1 Xử lí R3 Kh đại K K2 K1 Chấp hành Nhận biết linh kiện: Học sinh nêu tên linh kiện mạch điện theo yêu cầu giáo viên Giáo viên cần làm rõ cho học sinh nhận biết tranzito mạch loại tranzito NPN, điôt zene mắc ngược, điôt D tụ C tạo thành mạch chỉnh lưu lấy điện chiều nuôi linh kiện bán dẫn; Chuông đèn hiệu phát tín hiệu điều khiển; Cơng tắc thường đóng K1 mở công tắc thường mở K2 đóng bị tác động; Rơ le thực chất cuộn dây nam châm điện Trước hết giáo viên giảng cho học sinh hiểu đặc tính điơt zene, sau bổ túc lại ngun lí tranzito NPN Khi em nắm đặc tính điơt zêne nguyên lí tranzito, giáo viên nêu yêu cầu thảo luận: - Vậy chiết áp VR có chức gì, điơt zêne mắc thuận sao, tranzito thơng dịng điện phóng từ đâu ( GV làm rõ rơle tích lượng có vai trị nguồn thu, phóng nguồn phát Rơle tích điện áp nguồn tăng chưa tới ngưỡng bảo vệ) - Dòng điện phóng qua tranzito từ cực tới cực nào, tranzito có vai trị ? - Trị số dịng điện phóng qua tranzito có đặc điểm gì, tác động cơng tắc thường đóng cơng tắc thường mở ? Và kết ? - Khi điều khiển chiết áp VR tăng giảm( hạ xuống nâng lên) kết ? - Muốn thay đổi ngưỡng điện áp bảo vệ ta điều khiển ? Trước kết thúc giảng mạch điện này, giáo viên lưu ý lại cho học sinh nhận biết mạch gồm có khối Những mạch điều khiển tín hiệu đơn giản có khối: Nhận lệnh, xử lí, khuếch đai, chấp hành Dựa vào ngun lí đó, em thiết kế mạch điều khiển tín hiệu đơn giản hay sửa chữa mạch điện phải nắm vững nguyên lí chung Hãy liên hệ thực tiễn mạch báo hiệu bảo vệ điện áp thường gặp VII.3 Bài soạn “ Mạch điều khiển tốc độ động điện pha” 16 Tiết 16: MẠCH ĐIỀU KHIỂN TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT PHA Ngày soạn: Ngày giảng: I- Mục tiêu Kiến thức: Qua học, học sinh biết công dụng mạch điện tử điều khiển tốc độ động pha; nắm nguyên lí chung điều khiển tốc độ động pha; hiểu nguyên lí mạch điều khiển tốc độ động pha phổ biến mạch điện dùng triac điac Kỹ năng: Phát triển kỹ đọc sơ đồ mạch điện tử; vận dụng kiến thức Vật lí để nắm vững vai trò linh kiện điện tử, qua đọc sơ đồ mạch điều khiển tốc độ động pha dùng triac điac Thái độ: Tích cực thảo luận tìm hiểu vận dụng liên hệ thực tiễn ứng dụng mạch chiết áp dùng linh kiện bán dẫn II- Chuẩn bị: Nội dung: Nghiên cứu 15 SGK tài lệu kỹ thuật có liên quan tirixto, triac điac Đồ dùng dạy học: Máy chiếu, thiết bị trình chiếu III- Các hoạt động dạy học: Ổn định lớp, kiểm tra sĩ số ( phút) Bài mới: Bài trước ta tìm hiểu mạch điều khiển tín hiêu, học hơm tìm hiểu tiếp loại mạch điện tử điều khiển mạch điều khiển tốc độ động điện pha Hoạt động thầy trò Nội dung cần đạt Hoạt động 1: Tìm hiểu khái niệm cơng dụng mạch điều khiển tốc độ động điện pha ( 10 phút) - Mục tiêu : Học sinh biết khái niệm điều khiển tốc độ động pha phương pháp điều khiển động pha thông thường - Mô tả hoạt động : GV nêu vấn đề tổ chức cho HS thảo luận theo câu hỏi 2(phiếu học tâp) HS lên trình bày kết thảo luận, nhóm nhận xét, GV lấy điểm đánh giá Chia lớp nhóm, HS thảo luận theo câu hỏi : I- Khái niệm công dụng mạch điều khiển tốc độ động điện xoay chiều 17 C1 : Những thiết bị dân dụng dùng động điện pha, lấy ví dụ thiết bị cần thay đổi tốc độ thiết bị không cần thay đổi tốc độ động ? C2: Có phương pháp điều khiển tốc độ động pha, lấy ví dụ minh họa ? GV ghi lên bảng ý kiến ngắn gọn theo nội dung cần đạt pha Công dụng: Dùng để điều chỉnh tốc độ quay động điện xoay chiều pha theo yêu cầu sử dụng Để điều khiển tốc độ động pha ngời ta sử dụng phơng pháp sau: - Thay đổi số vòng dây stator ( nút nhấn quạt bàn) - Mắc nối tiếp với động điện trở hay cuộn cảm (hộp số quạt trần) - Điều khiển điện áp đưa vào động ( chiết áp) - Điều khiển tần số nguồn điện cấp cho động Hoạt động 2: Tìm hiểu nguyên lí chung điều khiển động pha (10 phút) - Mục tiêu: Học sinh nắm nguyên lí chung điều khiển động pha điều khiển thông số điện áp tần số nguồn điện GV nêu câu hỏi(câu hỏi theo phiếu học tập): Từ phương pháp cụ thể điều khiển động pha, em phát nguyên lí cần điều khiển động ta điều khiển thơng số ? HS thảo luận nhóm, trình bày kết thảo luận GV: Giải thích điều khiển tần số cần điều khiển điện áp II- Nguyên lí điều khiển tốc độ động pha Mạch điện tử điều khiển tốc độ động pha sử dụng phổ biến loại mạch có sơ đồ khối sau: (đó mạch điều khiển điện áp điều khiển tần số) U2, f1 U1, f1 Đ K điện áp a) Đ U2, f2 U1, f1 Đ.K tần số Đ b) Hoạt động Tìm hiểu ví dụ cụ thể mạch điện tử điều khiển tốc độ động động pha ( 20 phút) - Mục tiêu :Học sinh hiểu nguyên lí mạch điều khiển tốc độ động pha phổ biến mạch điện dùng triac điac - Mô tả hoạt động : GV nêu VĐ : Chúng ta tìm hiểu ví dụ cụ thể để hiểu thêm nguyên lí điều khiển điện áp đưa vào động pha Trước hết GV chiếu lên bảng giới thiệu H15-2 SGK, hỏi số em nhận biết linh kiện mạch điện, sau bổ túc lại nguyên lí triac điac Tiếp theo HS thảo luận theo câu hỏi ? Đóng điện, ban đầu triac III- Một số mạch điều khiển động 18 thơng chưa ? Khi tụ C có tác dụng ? Khi tụ tích đầy có tượng ? GV HD cho HS ơn lại nguyên lí triac Cực G bị kích điện dương triac thơng theo chiều ? ? Khi thay đổi trị số VR có ý nghĩa ? ? Như thời điểm thời gian thông triac phụ thuộc yếu tố Qua số câu hỏi gợi ý vừa nêu, em thảo luận theo câu hỏi phiếu học tập pha K U1 K T VR R1 C U2 U1 VR T D R U2 Đ Đ b) a) U U U C U1 U2 U2 +UDA t t -UDA UC UC c) d) Mạch điều khiển có vai trị điều khiển thời điểm mở khoảng thời gian dẫn triac, nhờ thay đổi trị số hiệu dụng điện áp đặt lên động để động quay với tốc độ theo ý muốn Thời điểm mở khoảng thời gian thông triac phụ thuộc đặc tính triac, phụ thuộc điện áp kích vào cực G Đó nhược điểm mạch triac làm việc lâu ngày điều khiển xác ? Vì mắc điac vào Để khắc phục người ta mắc thêm điac vào khắc phục nhược điểm ? hình vẽ GV giải thích lại ngun lí điac triac thơng tính dẫn nhau, triac cần có điện áp kích vào cực G cịn điac thơng điện áp đạt ngưỡng Hoạt động 3: Củng cố bài, hướng dẫn học nhà( phút) Qua học hôm cần biết loại động điện pha cần thay đổi tốc độ, có phương pháp điều khiển tốc độ Nguyên lí điều khiển tốc độ động pha điều khiển điện áp điều khiển tần số Các em hiểu nguyên lí mạch điều khiển điện áp (chiết áp), em liên hệ thực tiễn đề xuất mạch điện nguyên lí đơn giản ? Phân tích ưu, nhược điểm sơ đồ mạch điều khiển ? - Điều khiện động triac điện áp đặt lên động có đặc điểm ? - Mạch điện tử điều khiện động có ưu, nhược điểm so với điều khiển phím bấm 19 PHIẾU HỌC TẬP Bài 15 MẠCH ĐIỀU KHIỂN TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT PHA Ta biết ứng dụng dịng điện xoay chiều động điện pha sử dụng rộng rãi công nghiệp đời sống sinh hoạt Khi làm việc, động phải hoạt động chế độ khác khởi động, đảo chiều quay, thay đổi tốc độ, hãm Câu hỏi 1: ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT PHA T015 Q01 - 0129 Những thiết bị dân dụng dùng động điện pha, lấy ví dụ thiết bị cần thay đổi tốc độ thiết bị không cần thay đổi tốc độ động ? Câu hỏi 2: ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT PHA T015 Q02 - 0129 Có phương pháp điều khiển tốc độ động pha, lấy ví dụ minh họa ? Câu hỏi 3: ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT PHA T015 Q03 - 0129 Trong số phương pháp điều khiển tốc độ động pha, nguyên lí để điều khiển tốc độ động pha mạch điện tử cần điều khiển thơng số vật lí nào, thể sơ đồ ? Câu hỏi 4: ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT PHA T015 Q04 - 0129 Cho mạch điện có sơ đồ ngun lí sau: K Ta Da U1 VR R C U2 § Chọn Đúng Sai ý sau đây: TT Nội dung Đúng hay Sai Mạch điện có nhiệm vụ điều khiển tốc độ động điện Đ pha Mạch điện điều khiển tần số dòng điện xoay chiều S Chiết áp VR với tụ C điều khiển thời điểm mở Đ khoảng thời gian thông điac Da triac Ta Muốn tăng (hay giảm) tốc độ động ta vặn chiết áp VR S sang trái (hay phải) 20 Câu hỏi 5: ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT PHA T015 Q05 - 0129 Để điều khiển tốc độ động pha, em đề xuất mạch điện nguyên lí đơn giản ? Phân tích ưu, nhược điểm sơ đồ mạch điều khiển ? MÃ HĨA CÁC PHƯƠNG ÁN TRẢ LỜI BÀI 15- MẠCH ĐIỀU KHIỂN TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ MỘT PHA ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT PHA: HƯỚNG DẪN MÃ HÓA CÂU HỎI Mức đầy đủ: Mã 2: Các thiết bị dùng động pha: Máy bơm nước, máy xay sinh tố, máy khoan cầm tay, quạt bàn, quạt trần Ví dụ thiết bị cần thay đổi tốc độ động quạt, máy xay sinh tố ; thiết bị không cần thay đổi tốc độ động máy bơm nước Có thể ví dụ khác Mức chưa đầy đủ: Mã 1: Nêu thiết bị dùng động pha Nêu hay nhiều ví dụ thiết bị cần thay đổi tốc độ thiết bị không cần thay đổi tốc độ động nêu trường hợp Không đạt: Mã 0: Đáp án khác Mã 9: Không trả lời ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT PHA: HƯỚNG DẪN MÃ HÓA CÂU HỎI Mức đầy đủ: Mã 2: Thay đổi số vòng dây stato(VD nút nhấn quạt bàn); Mắc nối tiếp với động điện trở cuộn cảm( VD hộp số quạt trần); Điều khiển điện áp đưa vào động cơ( VD chiết áp); Điều khiển tần số nguồn điện đưa vào động Mức chưa đầy đủ: Mã 1: Trả lời 2-3 phương pháp nêu PP không nêu ví dụ Khơng đạt: Mã 0: Đáp án khác Mã 9: Không trả lời ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT PHA: HƯỚNG DẪN MÃ HÓA CÂU HỎI Mức đầy đủ: Mã 2: Mạch điện tử điều khiển tốc độ động điện pha điều khiển thơng số là: Điều khiển điện áp đặt lên động điều khiển tần số dòng điện động làm việc U2, f1 U2, f2 § K §.K U1, f1 điện áp Đ U1, f1 Đ tần số 21 Mức chưa đầy đủ: Mã 1: Nêu PP nêu PP không vẽ sơ đồ Không đạt: Mã 0: Trả lời không Mã 9: Không trả lời ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT PHA: HƯỚNG DẪN MÃ HÓA CÂU HỎI Mức đầy đủ: Mã 2: Theo thứ tự Đúng, Sai, Đúng, Sai Mức chưa đầy đủ: Mã 1: Trả lời 2-3 câu, bắt buộc trả lời câu câu Không đạt: Mã 0: Đáp án khác Mã 9: Không trả lời ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT PHA: HƯỚNG DẪN MÃ HÓA CÂU HỎI Mức đầy đủ Mã 2: Đề xuất mạch nguyên lí Phân tích ưu, nhược điểm sơ đồ ngun lí Chỉ ưu, nhược điểm mạch điện tử dùng triac điac: Có thể điều khiển liên tục tốc độ quạt; sử dụng cho loại tải khác điều khiển độ sáng đèn sợi đốt, điều khiển bếp điện có hiệu quả; Kích thước mạch điều khiển nhỏ, gọn Nhược điểm chất lượng triac diac khơng tốt vùng tốc độ thấp quạt xuất tiếng ù thành phần chiều dòng điện Mức chưa đầy đủ: Mã 1: Đề xuất mạch nguyên lí chưa phân tích ưu, nhược điểm trường hợp để so sánh với mạch điện tử dùng triac điac Không đạt: Mã 0: Đưa sơ đồ mạch điện mạch điện không thực nhiệm vụ điều khiển tốc độ động pha Mã 9: Không trả lời 22 VII.4 Đề kiểm tra sau tác động VII.4.1 Xây dựng ma trận đề kiểm tra Mức độ Chủ đề Nhận Thông biết hiểu biết Mạch điện tử Nhận chức loại mạch điện tử Số câu: Số điểm: 2,5 Số câu: Số điểm: 1,0 Vận dụng Vận dụng thấp Vận dụng cao Hiểu kiến thức thiết kế mạch điện tử Số câu: Số điểm: 1,5 Mạch điện tử điều khiển Hiểu nguyên lí chung thiết kế sửa chữa số mạch điều khiển đơn giản, phổ biến thực tiễn Vẽ giải thích sơ đồ nguyên lí số mạch điều khiển đơn giản, phổ biến thực tiễn Giải thích kết mạch điều khiển tác động tới linh kiện tích cực Số câu: Số điểm: 7,5 Cộng: Số câu: Số điểm: 2,0 Số câu: Số điểm: 1,0 Số câu: Số câu: Số câu: Số điểm: 4,5 Số câu: Số điểm: 1,0 Số điểm: 3,5 Số điểm: 5,5 Tỉ lệ: 10% Tỉ lệ: 35% Ttỉ lệ: 55% 23 VII.4.2 Đề bài: Đề Câu 1: Em nêu chức mạch khuếch đai ? Câu Em nêu nguyên tắc chung thiết kế mạch điện tử bản? Câu 3: Vẽ sơ đồ sơ đồ khối nguyên lí chung mạch điều khiển tín hiệu ? Nêu vai trò khối ? Câu 4: a) Vẽ sơ đồ nguyên lí mạch báo hiệu bảo vệ điện áp ? b) Nêu vai trị linh kiện có mạch báo hiệu bảo vệ điện áp ? Câu 5: Trong mạch báo hiệu bảo vệ điện áp, muốn thay đổi ngưỡng điện áp bảo vệ cho tải ta làm ? Đề Câu 1: Em nêu chức mạch tạo xung ? Câu Em nêu bước thiết kế mạch điện tử bản? Câu 3: Điều khiển tốc độ động pha có phương pháp ? Câu 4: Vẽ sơ đồ nguyên lí giải thích hoạt động mạch điều khiển tốc độ động điện pha dùng triac điac ? Câu 5: Trong mạch điều khiển tốc độ động điện pha dùng triac điac, muốn tăng giảm tốc độ động ta điều khiển linh kiện nào, điều khiển ? 24 HƯỚNG DẪN CHẤM ĐỀ KIỂM TRA SAU TÁC ĐỘNG Nội dung Điểm Đề Câu 1: Mạch khuếch đại tạo thành linh kiện điện tử để khuếch đại tín hiệu điện mặt: điện áp, dịng điện cơng suất Câu Nguyên tắc chung thiết kế mạch điện tử đơn giản: - Bám sát đáp ứng yêu cầu thiết kế - Mạch thiết kế đơn giản, tin cậy - Thuận tiện lắp đặt, vận hành sữa chữa - Hoạt động ổn định xác - Linh kiện có sẵn thị trường Câu 3: - Vẽ sơ đồ khối nguyên lí chung mạch điều khiển tín hiệu Nhận lệnh Xử lí Kh đại 0,5 điểm 0,5 điểm 0,25 điểm 0,5 điểm 0,25 điểm 0,25 điểm 0,25 điểm 1,0 điểm Chấp hành - Nêu vai trò khối mạch điều khiển tín hiệu + Khối nhận lệnh: Nhận lệnh báo hiệu từ cảm biến + Khối xử lí: Xử lí tín hiệu nhận, điều chế theo ngun tắc + Khối khuếch đại: Tín hiệu khuếch đại đến công suất cần thiết đưa tới khối chấp hành + Khối chấp hành: Phát lệnh báo hiệu chuông, đèn, hàng chữ nổi, phát lệnh báo hiệu có cố 0,25 điểm 0,25 điểm 0,25 điểm 0,25 điểm Câu 4: - Vẽ sơ đồ nguyên lí mạch báo hiệu bảo vệ điện áp 25 - Vẽ sơ đồ: D2 D1 BA 220V 15V VR1 C Nhận lệnh R2 Dz R1 Xử lí Rơ le ĐH T1 Chng 1,75 điểm Tải T2 R3 R12 Kh đại - Chỉ khối: K R11 điểm Chấp hành - Nêu nhiệm vụ linh kiện mạch báo hiệu bảo vệ điện áp: + Biến áp: Cung cấp điện áp xoay chiều hạ điện áp 0,25 điểm + Điot D tụ C tạo nên mạch chỉnh lưu 1/2 chu kì lấy 0,25 điểm điện chiều 0,25 điểm + Chiết áp VR điều chỉnh ngưỡng thông điôt Dz 0,25 điểm + Điot Dz tạo ngưỡng thông cho tranzito T1 0,25 điểm + Tranzito T1 T2 khuếch đại dịng điện + Rơ le: Tích trữ phóng lượng từ trường tạo 0,25 điểm dịng điện biến thiên trị số để gây cảm ứng đến công tắc K1 K2 + Công tắc thường đóng K1 cơng tắc thường mở K2 0,25 điểm với chuông thuộc khối chấp hành để báo hiệu ngắt tải khỏi nguồn điện áp - Nêu linh kiện chiết Câu 5: Trong mạch báo hiệu bảo vệ điện áp áp VR: 0,5 điểm muốn thay đổi ngưỡng điện áp bảo vệ ta điều khiển chiết áp VR - Giải thích: 0,5 điểm Đề Câu 1: Mạch tạo xung tạo thành linh kiện điện tử để để biến đổi lượng điện chiều thành lượng dao động điện có dạng xung tần số theo yêu cầu Câu 2: Các bước tiến hành thiết kế mạch điện tử đơn giản: - Thiết kế mạch nguyên lí 0,5 điểm 0,5 điểm 26 + Tìm hiểu yêu cầu mạch thiết kế +Đưa số phương án để thực +Chọn phương án hợp lí +Tính tốn, chọn linh kiện cho hợp lí - Thiết kế mạch lắp ráp + Vẽ đường dây dẫn điện để nối linh kiện với theo sơ đồ nguyên lí +Dây dẫn khơng chồng chéo ngắn Câu 3: Điều khiển tốc độ động pha có PP: - Thay đổi số vòng dây Stator ( quạt bàn) - Mắc nối tiếp với động điện trở hay cuộn dây điện cảm (ĐK quạt trần kinh điển) - Điều khiển điện áp đa vào động ( chiết áp) - Điều khiển tần số nguồn điện cấp cho động Câu 4: Mạch điều khiển động pha dùng triac điac: - Sơ đồ nguyên lí 0,25 điểm 0,25 điểm 0,25 điểm 0,25 điểm 0,25 điểm 0,25 điểm 0,5 điểm 0,5 điểm 0,5 điểm 0,5 điểm K T U1 - Vẽ sơ đồ được: 2,5 điểm DA VR R C U2 Đ - Giải thích ngun lí hoạt động: + Đóng khóa K, ban đầu triac chưa thơng, tụ C tích điện + Khi tụ tích đầy, tụ phóng qua điac, cực điều khiển G triac làm cho triac thông, động hoạt động + Nửa chu kì sau triac thông theo chiều ngược lại + Mạch điều khiển ngưỡng thơng thời gian thơn triac nhờ thay đổi điện áp hiệu dụng đặt lên đôn làm cho tốc độ động thay đổi 0,5 0,5 0,5 0,5 27 Câu - Điều khiển chiết áp VR - Tăng tốc độ vặn chiết áp sang phải ngược lại 0,5 0,5 Bảo Thắng, ngày 29 tháng năm 2014 NGƯỜI VIẾT Nguyễn Đại Dương 28 29 ... tra sau tác động .25 I TĨM TẮT ĐỀ TÀI: Dạy học tích hợp kiến thức liên môn để học sinh vận dụng giải tình thực tiễn nét đổi tổ chức dạy học Bộ Giáo dục Đào tạo đạo thực năm gần Mơn học Cơng... thức liên môn giảng để gắn kết tri thức khoa học nhằm tăng khả liên hệ cho học sinh học vận dụng tri thức thực tiễn Làm học sinh có thái độ tích cực việc học mơn Công nghệ, em thấy môn Công nghệ... dung học Có thể cần trao đổi phương án thiết kế giảng sinh hoạt chuyên môn với giáo viên đồng môn giáo viên môn Vật lí Việc đổi phương pháp dạy học theo hướng tích hợp liên mơn để phát huy lực học