hướng dẫn học sinh làm quen với nghiên cứu khoa học qua đề tài dự thi cuộc thi nckh dành cho học sinh trung học

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VĨNH PHÚC TRƯỜNG THPT BÌNH SƠN =====***===== BÁO CÁO KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU, ỨNG DỤNG SÁNG KIẾN Tên sáng kiến kinh nghiệm: “HƯỚNG DẪN HỌC SINH LÀM QUEN VỚI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC QUA ĐỀ TÀI DỰ THI CUỘC THI NCKH DÀNH CHO HỌC SINH TRUNG HỌC” Tác giả sáng kiến: Lê Văn Thắng Mã sáng kiến: 19.59.01 Vĩnh Phúc, năm 2020 BÁO CÁO KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU, ỨNG DỤNG SÁNG KIẾN Lời giới thiệu: Ngày 02/11/2012 Bộ trưởng Bộ Giáo dục Đào tạo ban hành Thông tư số 38/2012/TT-BGDĐT kèm theo Thông tư Quy chế thi khoa học, kỹ thuật cấp quốc gia học sinh trung học sở trung học phổ thông (gọi tắt học sinh trung học) Từ tháng 3/2012 - đến hàng năm Bộ giáo dục tổ chức thi nghiên cứu khoa học cấp quốc gia cho học sinh trung học Mục đích thi khuyến khích học sinh trung học nghiên cứu, sáng tạo khoa học, công nghệ, kỹ thuật vận dụng kiến thức học vào giải vấn đề thực tiễn sống; Tạo hội để học sinh trung học giới thiệu kết nghiên cứu khoa học, kỹ thuật mình; tăng cường trao đổi, giao lưu văn hóa, giáo dục địa phương hội nhập quốc tế Cuộc thi cho thấy ý nghĩa hoạt động nghiên cứu khoa học quan trọng phát triển giáo dục trung học Hoạt động nghiên cứu khoa học học sinh phổ thông góp phần tích cực vào việc đổi hình thức tổ chức hoạt động dạy học; đổi phương pháp dạy học kiểm tra đánh giá kết học tập, phát triển lực học sinh; nâng cao chất lượng đội ngũ giáo viên góp phần nâng cao chất lượng dạy học sở giáo dục trung học Trường THPT Bình Sơn nơi tơi cơng tác vị trí ngơi trường miền núi, đời sống nhân dân học sinh cịn nhiều khó khăn Việc tiếp cận thông tin, ứng dụng thông tin, nghiên cứu khoa học cịn nhiều hạn chế Khoảng cách trường xa trung tâm nên lại gặp nhiều khó khăn, học sinh cịn ngại ngùng tiếp cận với nghiên cứu Chưa thực hiểu nghĩa thi mang lại Tuy nhiên, năm gần so với trường THPT tỉnh trường Bình Sơn ln có vị trí nằm top 10 trường tỉnh Riêng thi nghiên cứu khoa học dành cho học sinh trung học có 01 giải ba cấp Quốc gia, nhiều giải nhất, nhì, ba khuyến khích cấp tỉnh Học sinh trường hào hứng, động, nhiệt tình tham gia hưởng ứng thi Nhận thức rõ ý nghĩa thi từ năm học 2014-2015 đến liên tục tham gia hướng dẫn số học sinh trường THPT Bình Sơn thực đề tài nghiên cứu để tham gia thi Nghiên cứu khoa học dành cho học sinh trung học tỉnh Vĩnh Phúc đạt số kết định, góp phần thúc đẩy phong trào nghiên cứu khoa học học sinh trường THPT Bình Sơn Nâng cao chất lượng, hiệu việc dạy học, đáp ứng yêu cầu chương trình GDPT Tên sáng kiến: HƯỚNG DẪN HỌC SINH LÀM QUEN VỚI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC QUA ĐỀ TÀI DỰ THI CUỘC THI NCKH DÀNH CHO HỌC SINH TRUNG HỌC Tác giả sáng kiến: - Họ tên: Lê Văn Thắng - Địa tác giả sáng kiến: Trường THPT Bình Sơn – Nhân Đạo – Sông Lô – Vĩnh Phúc - Số điện thoại: 0978.871.632 - E mail: levuthangsp2@gmail.com Chủ đầu tư tạo sáng kiến: Lê Văn Thắng Lĩnh vực áp dụng sáng kiến: Học sinh trường THPT Bình Sơn – Xã Nhân Đạo – huyện Sông Lô – tỉnh Vĩnh Phúc Ngày sáng kiến áp dụng lần đầu áp dụng thử: Bắt đầu từ năm học 2014-2015 trường THPT Bình Sơn – Xã Nhân Đạo – huyện Sông Lô – tỉnh Vĩnh Phúc Mô tả chất sáng kiến: 7.1 Về nội dung sáng kiến: 7.1.1 Nghiên cứu khoa học gì? Khái niệm Nghiên cứu khoa học (NCKH) hoạt động xã hội, hướng vào việc tìm kiếm điều mà khoa học chưa biết phát chất vật, phát triển nhận thức khoa học giới sáng tạo phương pháp phương tiện kỹ thuật để cải tạo giới Phân loại Có nhiều cách phân loại nghiên cứu khoa học, nhiên thông thường nghiên cứu khoa học phân loại theo: - Theo chức nghiên cứu - Theo tính chất sản phẩm nghiên cứu Trong thi nghiên cứu khoa học dành cho học sinh trung học thường chia làm hai lĩnh vực thi: - Lĩnh vực khoa học xã hội hành vi - Lĩnh vực kỹ thuật Hoặc chia dự án khoa học dự án kỹ thuật 2.1 Theo chức nghiên cứu: - Nghiên cứu mô tả (Descriptive research): nhằm đưa hệ thống tri thức giúp người phân biệt vật, tượng xung quanh Bao gồm mơ tả định tính mô tả định lượng, mô tả vật, tượng riêng lẻ so sánh nhiều vật, tượng khác - Nghiên cứu giải thích (Explanatory research): nhằm làm rõ qui luật chi phối tượng, trình vận động vật - Nghiên cứu dự báo (Anticipatory research): nhằm xu hướng vận động tượng, vật tương lai - Nghiên cứu sáng tạo (Creative research): nhằm tạo qui luật, vật hồn tồn 2.2 Theo tính chất sản phẩm nghiên cứu: - Nghiên cứu (Fundamental research): nghiên cứu nhằm phát thuộc tính, cấu trúc bên vật, tượng - Nghiên cứu ứng dụng (Applied research): vận dụng thành tựu nghiên cứu để giải thích vật, tượng; tạo giải pháp, qui trình cơng nghệ, sản phẩm để áp dụng vào đời sống sản xuất - Nghiên cứu triển khai (Implementation research): vận dụng nghiên cứu ứng dụng để tổ chức triển khai, thực qui mô thử nghiệm Các khái niệm nghiên cứu khoa học 3.1 Đề tài nghiên cứu (research project): - Là hình thức tổ chức NCKH người nhóm người thực để trả lời câu hỏi mang tính học thuật ứng dụng vào thực tế Mỗi đề tài nghiên cứu có tên đề tài (research title), phát biểu ngắn gọn khái quát mục tiêu nghiên cứu đề tài 3.2 Nhiệm vụ nghiên cứu (research topic): - Là nội dung đặt để nghiên cứu sở tên đề tài nghiên cứu xác định 3.3 Đối tượng nghiên cứu (research focus): - Là chất cốt lõi vật hay tượng cần xem xét làm rõ đề tài nghiên cứu 3.4 Mục tiêu mục đích nghiên cứu: - Mục tiêu nghiên cứu (research objective): nội dung cần xem xét làm rõ khuôn khổ đối tượng nghiên cứu xác định nhằm trả lời câu hỏi “Nghiên cứu gì?” Dựa mục tiêu, câu hỏi nghiên cứu xây dựng - Mục đích nghiên cứu (research purpose): ý nghĩa thực tiễn nghiên cứu Mục đích trả lời câu hỏi “ Nghiên cứu nhằm vào việc gì?” “ Nghiên cứu để phục vụ cho gì?” 3.5 Khách thể nghiên cứu (research population): - Là vật chứa đựng đối tượng nghiên cứu Khách thể nghiên cứu khơng gian vật lý, trình, hoạt động, cộng đồng 3.6 Đối tượng khảo sát (research sample): - Là mẫu đại diện khách thể nghiên cứu 3.7 Phạm vi nghiên cứu (research scope): - Là giới hạn đối tượng nghiên cứu, đối tượng khảo sát thời gian nghiên cứu (do hạn chế mang tính khách quan chủ quan đề tài người làm đề tài) - Ngoài ra, bước cịn có bước nhỏ khác, cụ thể trình bày 7.1.2 Qui trình nghiên cứu dự án khoa học kỹ thuật: Lựa chọn đề tài nghiên cứu: Đây bước qui trình nghiên cứu dự án KHKT, nhiên học sinh trung học vấn đề khó khăn Các em chưa tiếp cận việc NCKH Chính vai trị người thầy/cơ hướng dẫn quan trọng Thầy/cơ nói người định hướng, dẫn dắt em vào vấn đề cần giải quyết, chí hướng dẫn em điều em chưa biết Một đề tài khoa học kỹ thuật cần phải thỏa mãn yêu cầu sau: – Đề tài nghiên cứu phải có ý nghĩa khoa học: bổ sung nội dung lý thuyết khoa học làm rõ số vấn đề lý thuyết tồn nhiều khúc mắc cần giải – Đề tài phải có tính thực tiễn, thể việc thỏa mãn nhu cầu hữu xã hội, đem lại giá trị thiết thực cho lý luận thực tiễn – Đề tài phải phù hợp với khả chuyên môn, điều kiện vật chất quỹ thời gian nhóm nghiên cứu Học sinh nhóm nghiên cứu (thường từ hai học sinh) cần xác định rõ đối tượng, phạm vi, mục đích, nội dung phương pháp nghiên cứu – Đối tượng nghiên cứu: Là người, vật hay tượng cần xem xét làm rõ nhiệm vụ nghiên cứu – Phạm vi nghiên cứu: Là giới hạn khảo sát đối tượng nghiên cứu trong phạm vi định, bao gồm thời gian khơng gian cụ thể – Mục đích nghiên cứu: Là đích đến mà người nghiên cứu muốn đạt sau thực nghiên cứu – Nội dung nghiên cứu: Là mơ tả q trình nghiên cứu dự tính người nghiên cứu – Phương pháp nghiên cứu: Là cách thức, phương tiện để giải nhiệm vụ nghiên cứu, vấn đề quan trọng mà người nghiên cứu cần phải nắm rõ xác định phương pháp xác định hướng phù hợp với yêu cầu nghiên cứu Bên cạnh đó, với vai trị người hướng dẫn người thầy người động viên, khích lệ, tạo hứng thú cho học sinh tìm ý tưởng Xác định rõ vấn đề, nội dung cần nghiên cứu trước bước sang giai đoạn Thu thập thông tin liên quan đến dự án NCKH: Đối với học sinh trung học sau lựa chọn đề tài nghiên cứu em cần phải có tài liệu, thu thập thơng tin liên quan đến dự án Các em tham khảo qua số cách sau đây: – Qua thầy/cơ hướng dẫn thầy/cơ nhóm tổ môn thầy/cô hướng dẫn dự án NCKH – Tìm kiếm thư viện nhà trường qua câu lạc sách hành động trường – Tìm kiếm viết, tạp chí khoa học, ấn phẩm khoa học chuyên ngành liên quan đến đề tài nghiên cứu – Tìm kiếm trang website khoa học kỹ thuật Lập hoạch nghiên cứu, xây dựng đề cương dự thảo báo cáo đề tài NCKH – Kế hoạch nghiên cứu: Là văn tổng hợp bước thực thời gian cụ thể cho bước, phân công công việc cho thành viên nhóm nghiên cứu – Đề cương nghiên cứu: Là văn dự kiến mục nội dung chi tiết cơng trình nghiên cứu, sở để người nghiên cứu dựa vào tiến hành hoạt động giai đoạn triển khai Kế hoạch đề cương hai văn có nhiều điểm tương tự thật tính chất khác nhau, kế hoạch vạch diễn biến, trình tự hoạt động, cịn đề cương vào nội dung việc nghiên cứu Dù vậy, hai có vai trị quan trọng việc định hướng nội dung nghiên cứu, thể bố cục cơng trình để nhóm nghiên cứu thực nhiệm vụ đề cách chủ động khoa học Triển khai nghiên cứu: 3.1 Giả thuyết khoa học hay toán đặt ra: Giả thuyết khoa học mơ hình giả định, dự đốn chất đối tượng nghiên cứu Một công trình khoa học thực chất chứng minh giả thuyết khoa học Do xây dựng giả thuyết thao tác quan trọng, giúp ta đề xuất hướng để khám phá đối tượng nghiên cứu, đôi lúc tiên đoán chất cách thức vận động kiện, tượng Giả thiết khoa học dù giả định lý thuyết, cần tuân thủ quy tắc sau: – Giả thiết phải có khả giải thích vật, tượng cần nghiên cứu – Giả thiết phải đủ khả kiểm chứng thực nghiệm Khi có giả thiết phù hợp, ta cần kiểm chứng liệu thực tế, điều dẫn tới việc thực bước 3.2 Thu thập liệu xử lí liệu: 3.2.1 Thu thập liệu: Một đề tài nghiên cứu bắt buộc phải có liệu Những hiểu biết từ việc phân tích liệu chìa khóa để người nghiên cứu tìm mới, chứng minh cho giả thiết đề sở để bảo vệ luận điểm Học sinh nghiên cứu tìm thấy liệu cần thiết cách vấn đối tượng cụ thể, tra cứu thông tin từ nguồn uy tín (có thể tìm kiếm mạng đến quan nơi có nguồn thơng tin để hỏi trực tiếp) Các liệu cần thỏa mãn yêu cầu đặt ra, có độ xác tin cậy cao, có thơng tin hữu ích để hình thành sở đánh giá giả thiết, liên quan mật thiết tới đề tài,… Tuy nhiên, kiện thu thập chưa thể sử dụng mà phải qua q trình sàng lọc, phân tích, xử lý 3.2.2 Xử lí liệu: Xử lý liệu trình sử dụng kiến thức tổng hợp người nghiên cứu, trình sử dụng tư biện chứng logic với phương pháp nghiên cứu khoa học để xem xét đối tượng Mục đích việc xử lý liệu tập hợp, chọn lọc hệ thống hoá phần khác thơng tin, tư liệu có để từ tìm khía cạnh mới, kết luận đối tượng Để xử lý cách triệt để liệu thu thập trước hết cần sàng lọc thơng tin xác hữu ích, sau phân tích liệu cơng cụ đặc biệt kết hợp sử dụng kiến thức tư người nghiên cứu, cuối tổng hợp ghi chép lại kết thu Trong trình phân tích xử lý thơng tin cần ý tơn trọng tính khách quan kiện, số, người nghiên cứu không chủ quan áp đặt theo ý đồ thân 3.2.3 Kiểm chứng kết nghiên cứu: Xuyên suốt trình nghiên cứu, học sinh khơng khỏi mắc sai lầm Do đó, kiểm tra lại kết giúp ta tránh sai lầm trước đến kết luận cuối cùng, đưa cơng trình nghiên cứu đạt đến mức độ khách quan Để kiểm tra lại kết quả, ta lựa chọn cách sau: – Kiểm tra thực nghiệm nhiều phạm vi, đối tượng khác nhau: cách làm tăng tính khách quan kết nghiên cứu – So sánh, đối chiếu với kết luận từ nghiên cứu khác: việc so sánh khác nghiên cứu tìm mới, góc nhìn mới, việc đối chiếu đảm bảo tính đa chiều đánh giá người nghiên cứu Sau thực nhiệm vụ kiểm chứng kết quả, bạn có tay tất thứ cần thiết để đến kết luận cuối Nhiệm vụ cuối viết báo cáo kết nghiên cứu Báo cáo kết nghiên cứu: 4.1 Đối với dự án khoa học: a Xác định câu hỏi nghiên cứu: – Lựa chọn chủ đề Thu hẹp chủ đề cách xem xét trường hợp đặc biệt – Tiến hành nghiên cứu tổng quan viết dự thảo đề cương nghiên cứu – Nêu giả thuyết khoa học nêu mục đích nghiên cứu b Kế hoạch phương pháp nghiên cứu: – Xây dựng kế hoạch nghiên cứu/thiết kế thí nghiệm – Yêu cầu phê duyệt dự án (điền mẫu phiếu xin chữ ký phê duyệt) Bởi làm thiếu, nghiên cứu bất hợp pháp gặp rủi ro cao – Viết báo cáo nghiên cứu tổng quan c Thực kế hoạch nghiên cứu: – Thu thập tài liệu thiết bị thí nghiệm; xây dựng thời gian biểu phịng thí nghiệm – Tiến hành thí nghiệm Ghi lại liệu định lượng định tính – Phân tích liệu, áp dụng phương pháp thống kê thích hợp – Lặp lại thí nghiệm, cần thiết, nhằm triệt để khám phá vấn đề – Đưa kết luận – Viết báo cáo thí nghiệm – Viết tóm tắt báo cáo d Trình bày kết nghiên cứu: – Ghi lại hình ảnh để giới thiệu dự án – Làm thuyết trình dự án trước giáo viên bạn lớp 4.2 Đối với dự án kỹ thuật: a Xác định vấn đề nghiên cứu: Xác định nhu cầu tiếp nhận yêu cầu b Thiết kế phương pháp: – Phát triển tiêu chuẩn thiết kế – Thực việc tìm kiếm tài liệu nghiên cứu tổng quan – Chuẩn bị thiết kế sơ thuật toán dạng sơ đồ khối c Thực hiện: Xây dựng kiểm tra – Sản xuất mẫu viết chương trình máy tính – Kiểm tra mẫu/chương trình máy tính – Thiết kế lại, cần thiết d Trình bày kết nghiên cứu: – Ghi lại hình ảnh để giới thiệu dự án – Làm thuyết trình dự án trước giáo viên bạn lớp Hướng dẫn học sinh thuyết trình sản phẩm trả lời phản biện: 5.1 Cần cho học sinh làm quen với thuyết trình sản phẩm dự thi, câu hỏi vấn giám khảo hỏi học sinh Sau hồn thành có kết nghiên cứu, học sinh cần tập huấn, để rèn luyện kĩ thuyết trình báo cáo Thực tế cho thấy có dự án nghiên cứu có chất lượng tốt học sinh khơng biết cách thuyết trình để làm bật lên chất lượng dự án Do cần tập huấn hướng dẫn cho học sinh Thuyết trình địi hỏi ngồi việc học sinh có kiến thức, có hiểu biết cịn phải có kĩ khác – Chuẩn bị nội dung thích hợp: Nội dung thuyết trình báo cáo phải ngắn gọn, xúc tích, chứa đựng nội dung cốt lõi đề tài Bản thuyết trình cần chuẩn bị để thuyết trình tới phút Tuy ngắn gọn phải làm rõ tính cấp thiết đề tài, tính thể cơng sức học trò dự án – Chuẩn bị tâm lý: Khi thuyết trình đề tài, học sinh hay có biểu hồi hộp, lo lắng Cần tư vấn em cách thức giảm stress, lo âu – Chuẩn bị trang phục: Trang phục cần lịch sự, đầu tóc gọn gàng ngắn giúp em tự tin gây ấn tượng tốt với người nghe – Chuẩn bị dụng cụ hỗ trợ thuyết trình mơ hình sản phẩm, máy tính, máy chiếu hay phối hợp với Poster để trình bày 5.2 Chuẩn bị tâm lí kiến thức để trả lời câu hỏi phản biện Việc trả lời thuyết phục câu hỏi phản biện không ghi điểm trước ban giám khảo mà cịn tạo hướng nhằm hoàn thiện cho dự án Do học sinh cần tập huấn kĩ để thực tốt nội dung – Đọc thật kĩ báo cáo mình: Khơng phải để thuộc lòng mà học sinh cần nắm vững chất để khơng bị bình tĩnh trả lời Một số câu hỏi giám khảo thường có mục đích cố tình “bẫy” để đưa học sinh khỏi nội dung dự án Nếu học sinh không nắm vững bị hoang mang phủ nhận cơng sức, tính ý nghĩa đề tài – Tập trung lắng nghe ghi chép câu hỏi Khi nghe xong câu hỏi cần thảo luận (với đề tài có học sinh) để bàn bạc, thống câu trả lời Kĩ quan trọng trả lời đúng, trúng thể kĩ làm việc nhóm – Biết xin lỗi trả lời sai, thể tôn trọng người hỏi tinh thần cầu thị nghe góp ý Các góp ý dù trái chiều có nhiều ý nghĩa việc hồn thiện dự án hay tạo nhiều ý tưởng nghiên cứu 7.2 Kết luận kinh nghiệm sau nghiên cứu: – Từ nghiên cứu giáo viên rút kết luận thông qua thông số kỹ thuật so với tiêu chuẩn ban đầu Có nên tiếp tục thí nghiệm, thấy chưa phù hợp với kết chuyển sang hướng khác – Ngồi trình học sinh nghiên cứu, cần theo dõi sát em để hướng dẫn cụ thể đôn đốc, thảo luận trao đổi để kịp thời tháo gỡ khó khăn, vướng mắc 7.3 Giải pháp tham mưu, đề xuất: 7.3.1 Đối với nhà trường: – Cần nhận thức rằng, nghiên cứu khoa học kỹ thuật học sinh hoạt động trải nghiệm sáng tạo, góp phần quan vào việc đổi phương pháp dạy học, kiểm tra đánh giá, hướng tới hình thành phát triển lực cho học sinh – Tổ chức dạy học chuyên đề giáo dục STEM kết hợp vào dạy học thực tiễn – Thành lập Hội đồng tư vấn khoa học – Thành lập Câu lạc nghiên cứu khoa học kỹ thuật có chế hỗ trợ pháp lý điều kiện để câu lạc trì hoạt động – Tổ chức thi ý tưởng khoa học, tổ chức thi robocom cho học sinh – Lựa chọn ý tưởng tiêu biểu để triển khai nghiên cứu có chiều sâu Tạo mơi trường thuận lợi cho hoạt động nghiên cứu khoa học kỹ thuật Có biện pháp hỗ trợ khai thác nguồn lực xã hội dành cho NCKH 7.3.2 Kết hợp nghiên cứu dạy học: – Thiết kế học theo định hướng tìm tịi nghiên cứu theo phương pháp dạy học tích cực như: phương pháp Bàn tay nặn bột, Dạy học dựa dự án, Dạy học giải vấn đề, dạy học STEM để hình thành kỹ nghiên cứu cho học sinh – Chú trọng tính ứng dụng thực tiễn – Kết hợp với giáo viên khác xây dựng chủ đề dạy học tích hợp kiến thức liên mơn – Tạo tâm thoải mái, chấp nhận suy nghĩ khác biệt khuyến khích học sinh nêu vấn đề, đặt câu hỏi nghiên cứu – Nhạy bén phát hoàn thiện ý tưởng nghiên cứu từ câu hỏi, phát biểu, thắc mắc học sinh 7.3.3 Tranh thủ giúp đỡ giáo viên có chuyên môn kinh nghiệm: – Mạnh dạn tự tin trao đổi, hỏi, tìm kiếm nguồn lực hỗ trợ suốt trình thực đề tài – Tự thực đề tài nghiên cứu sở định hướng, trợ giúp từ thầy cô Mỗi ý kiến quí báu dù trái chiều 7.3.4 Sự tham gia học sinh khác khơng thuộc nhóm nghiên cứu: Tại trường THPT Bình Sơn, ngồi tham vấn ý kiến hội đồng khoa học, thầy giáo, tơi thường xun cho nhóm nghiên cứu xin ý kiến đóng góp học sinh, câu hỏi phản biện Đặc biệt, trường THPT Bình Sơn có học sinh cựu học sinh tham gia nghiên cứu khoa học, nhiều em đạt giải cao Đây lực lượng có trình độ, kinh nghiệm để hỗ trợ công tác NCKH truyền lửa đam mê cho học sinh khóa sau 7.3.5 Tranh thủ ủng hộ từ phụ huynh: Trong trình hướng dẫn học sinh nghiên cứu khoa học, nên gặp gỡ với phụ huynh học sinh nghiên cứu phụ huynh khác để nhận đồng tình ủng hộ Sự chung tay phụ huynh giúp hạn chế khó khăn tài sở vật chất Nhiều phụ huynh đóng góp ý kiến cho nhóm nghiên cứu, hỗ trợ sở nghiên cứu ủng hộ mạnh mẽ vật chất, tinh thần Động viên kịp thời em gặp khó khăn nghiên cứu 7.3.6 Giải pháp cố vấn, gợi ý học sinh bước nghiên cứu trưng bày sản phẩm: Trên sở ý tưởng học sinh tổng hợp, giáo viên hướng dẫn lập kế hoạch chi tiết cho đối tượng nghiên cứu; trang bị kiến thức khoa học, kỹ thực hành cần thiết giao nhiệm vụ cho đối tượng tự nghiên cứu dựa hướng dẫn giáo viên để có phương án giải Khi học sinh tự nghiên cứu, giáo viên hướng dẫn thường xuyên kiểm tra, nắm bắt tiến độ tháo gỡ kịp thời khó khăn mà em gặp phải – Thực chế tạo sản phẩm theo kế hoạch – Sau tiến hành chế tạo sản phẩm giáo viên hướng dẫn cần kiểm tra lại yêu cầu kỹ thuật, an toàn sản phẩm trước vận hành, sau đảm bảo điều kiện an toàn, người nghiên cứu tiến hành kiểm chứng thực nghiệm, kiểm tra thông số kỹ thuật chép vào sổ nhật ký – Nếu sản phẩm có thơng số khơng đáp ứng yêu cầu nghiên cứu chỉnh sửa cho hồn thiện Hình: Cấu tạo động điện chiều - Phần tĩnh hay stato hay gọi phần kích từ động cơ, phận sinh từ trường gồm có: b Phân loại động điện chiều +) Động điện chiều kích từ độc lập: Phần ứng phần kích từ cung cấp từ hai nguồn riêng rẽ +) Động điện chiều kích từ song song: Cuộn dây kích từ mắc song song với phần ứng +) Động điện chiều kích từ nối tiếp: Cuộn dây kích từ mắc nối tiếp với phần ứng Nguyên lý làm việc động điện chiều Khi cho điện áp chiều vào, dây quấn phần ứng có điện Các dẫn có dòng điện nằm từ trường chịu lực tác dụng làm rôto quay, chiều lực xác định quy tắc bàn tay trái Khi phần ứng quay nửa vịng, vị trí dẫn đổi chỗ cho Do có phiếu góp chiều dịng điện nguyên làm cho chiều lực từ tác dụng không thay đổi Khi quay, dẫn cắt từ trường cảm ứng với suất điện động E chiều suất điện động xác định theo quy tắc bàn tay phải, động chiều suất điện động E ngược chiều dòng điện I nên E gọi sức phản điện động Khi ta có phương trình: U=Eư-IưRư Rư điện trở dây quấn phần ứng U điện áp đầu cực máy I ưRư điện áp rơi dây quấn phần ứng.Eư sức điện động (sđđ) phần ứng III Khảo sát đặc tính, lựa chọn động điện chiều Điều khiển động điện Điều khiển máy điện lĩnh vực nghiên cứu, ứng dụng thiết bị, khí cụ điện sơ đồ điều khiển nhằm đảm bảo vận hành loại máy phát điện động điện theo yêu cầu thực tế Một hệ thống truyền động điện bao gồm khâu: a Động điện : biến đổi điện thành quay máy sản xuất b Máy sản xuất : thiết bị khí thực chức theo công nghệ sản xuất c Bộ biến đổi : dùng để biến đổi nguồn điện lưới thành nguồn điện phù hợp với động điện điện áp tần số Tính cơng suất chọn động điện Khi chọn máy động điện cần thỏa mãn yêu cầu sau: - Giá thành - Có điều khiển đơn giản - Trọng lượng, kích thước nhỏ - Độ tin cậy cao vận hành 19 - Có cấu trúc phù hợp với mơi trường - Động có điện áp tần số định mức trùng với điện áp tần số lưới điện III Qui trình chế tạo máy cắt cỏ Khảo sát lựa chọn động Hiện thị trường có đa dạng loại động điện chiều với cấp điện áp công suất khác Khảo sát lựa chọn vật liệu thị trường Ngoài động quan trọng “MÁY CÁT CỎ MINI” cịn có cấu tạo phận khác như: Thân máy, dao cắt, Ắc qui, dây dẫn,… - Thân máy: Thân máy khung xương máy cắt cỏ Máy cắt Honda Máy cắt Thailand - Dao cắt: Là phận quan trọng 20 Hình ảnh số loại dao cắt - Ắc qui: Cung cấp nguồn chiều cho động làm việc Chính việc lựa chọn loại Ắc qui phù hợp định đến thời gian, tuổi thọ làm việc động Trên thị trường có nhiều loại Ắc qui đa dạng chủng loại mẫu mã sản phẩm Có nhiều loại Ắc qui lựa chọn thị trường IV Kết thực đề tài Mơ hình ý tưởng ban đầu Khung máy Dao cắt Hình: Mơ ý tưởng thiết kế Máy cắt cỏ ban đầu Lựa chọn chế tạo chi tiết máy a Động điện Động điện chiều mà chúng em lựa chọn loại 12V, có cơng suất 80W Đây loại động chiều có cơng suất tương đối cao dễ kiếm thị trường 21 Ảnh: Động điện chiều mà chúng em lựa chọn b Ắc qui: Để phù hợp với động chọn Ắc qui loại 12.4V Ảnh: Ắc qui c Thân máy: Lựa chọn từ vật liệu phế thải tưởng không sử dụng Các sắt, mẩu sắt vụn 22 Ảnh: Lắp ráp động Ảnh: Sản phẩm sau lắp ráp hoàn thiện Ảnh: Thử nghiệm Máy cắt cỏ trường THPT Bình Sơn 23 Một số hình ảnh kết Ảnh: Sau dùng máy cắt cỏ 24 PHỤ LỤC 3: BÁO CÁO TÓM TẮT ĐỀ TÀI THIẾT KẾ MƠ HÌNH CHIẾU SÁNG TỪ NGUỒN NĂNG LƯỢNG VƠ TẬN * NHĨM TÁC GIẢ: Dương Văn Quảng – Nhóm trưởng Trần Quang Chung – Thành viên * GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN: Lê Văn Thắng NỘI DUNG I NGUỒN NĂNG LƯỢNG “VÔ TẬN” Mặt trời cung cấp nguồn lượng dồi không cạn kiệt khơng sản sinh khí thải carbon dioxide Do đó, việc phát triển ngành cơng nghệ lượng mặt trời nhiều nhà khoa học quan tâm Pin lượng mặt trời gì? Hoạt động nào? Pin lượng mặt trời thiết bị giúp chuyển hóa trực tiếp lượng ánh sáng mặt trời thành lượng điện dựa hiệu ứng quang điện Hiệu ứng quang điện khả phát điện tử (electron) ánh sáng chiếu vào vật chất Tấm pin mặt trời, có bề mặt lớn thu thập ánh nắng mặt trời biến thành điện năng, làm nhiều tế bào quang điện có nhiệm vụ thực q trình tạo điện từ ánh sáng mặt trời Chất bán dẫn Silicon biết đến chất bán dẫn "Chất bán dẫn vật liệu trung gian chất dẫn điện chất cách điện Chất bán dẫn hoạt động chất cách điện nhiệt độ thấp có tính dẫn điện nhiệt độ phịng" Với tính chất vậy, silicon thành phần quan trọng cấu tạo pin lượng mặt trời Silicon có mức dẫn điện hạn chế có cấu trúc tinh thể phù hợp cho việc tạo chất bán dẫn Nguyên tử silicon cần electron để trung hịa điện tích lớp vỏ bên ngồi ngun tử silicon có nửa số electron cần thiết nên bám chặt với ngun tử khác để tìm cách trung hịa điện tích Thực trạng sử dụng Pin mặt trời Các công nghệ biến ánh sáng mặt trời thành điện hiệu Các pin mặt trời chưa thể hấp thụ toàn lượng ánh sáng mặt trời Nói chung, tế bào lượng mặt trời tốt chuyển 25% lượng mà nhận thành điện Tại vậy? Thực tế ánh sáng mặt trời, tất loại ánh sáng khác, bao gồm quang phổ với bước sóng khác nhau, bước sóng có cường độ khác Hơn nữa, pin mặt trời cần đặt vị trí đặc biệt Góc pin mặt trời cần tính tốn để nhận tối đa lượng ánh sáng mặt trời đương nhiên pin mặt trời thực hữu ích đặt 25 nơi có nhiều ánh sáng mặt trời Đặt pin mặt trời nơi có thời tiết nắng biến chúng thành tác phẩm nghệ thuật lố bịch tốn II CHIẾU SÁNG BẰNG CÔNG NGHỆ LED HIỆN ĐẠI Chiếu sáng LED tiết kiệm điện, giảm ô nhiễm môi trường Thiếu điện cần phải tiết kiệm điện, vấn đề khơng phải riêng số quốc gia Điện chiếu sáng thông thường chiếm cỡ 20% điện lượng tiêu thụ nước, tỷ lệ đáng kể Vì để tiết kiệm điện, nước nghĩ đến cách tiết kiệm điện chiếu sáng Nhưng tiết kiệm cách cắt điện, giảm điện chiếu sáng mức cần thiết nước làm ảnh hưởng đến xã hội, giao thơng, an ninh, giáo dục Hướng quan trọng để tiết kiệm điện chiếu sáng sử dụng kỹ thuật chiếu sáng mới, lượng điện tiêu thụ nhiều kết chiếu sáng khơng giảm, có cịn tốt Kỹ thuật chiếu sáng nhất, tiết kiệm lại có hiệu cao kỹ thuật chiếu sáng chất rắn (SSL - Solid State Lighting) hay chiếu sáng LED (LED: Light emiting diode điôt phát sáng) Các loại đèn chiếu sáng dùng - Đèn sợi đốt - Đèn natri - Đèn halogen - Đèn huỳnh quang - Đèn compắc Đèn LED, loại đèn chiếu sáng đại LED ghép ba chữa đầu cụm từ tiếng Anh Light emiting diode nghĩa điôt phát sáng Phần chủ yếu LED mảnh nhỏ chất bán dẫn có pha tạp chất cho tạo hai miền: Miền p dẫn điện lỗ trống (hạt tải mang điện dương) miền n dẫn điện điện tử (hạt tải mang điện âm), hai miền lớp tiếp xúc p - n Giống điơt (đèn hai cực chỉnh lưu bán dẫn) dịng điện dễ dàng từ miền P sang miền n (đi theo chiều thuận) không theo chiều ngược lại Khi nối điện theo chiều thuận lỗ trống điện tử bị đẩy theo hai chiều ngược nhau, chúng gặp lớp tiếp xúc p - n, tổ hợp lại phát ánh sáng Tuỳ theo mức lượng hai bán dẫn tiếp xúc, ánh sáng phát có màu xác định Khả ứng dụng đèn LED Bảng dự báo tiêu kỹ thuật mà đèn dùng LED đạt vào thập kỷ tới: Công nghệ Hiệu suất phát sáng (lm/W) Tuổi thọ (x 1000 giờ) Thơng lượng (lm/đèn) Cơng suất vào (W/đèn) Chi phí/lumen ($/klm) Giá đèn ($/đèn) Chất lượng ánh sáng (CRI) Dùng LED 200 >100 1,500 7.5