Đang tải... (xem toàn văn)
Bài học kinh nghiệm và hướng phát triển: - Việc chế tạo và đưa vào sử dụng thiết bị nạp từ đã giải quyết được căn bản vấn đề hư hỏng, giảm chất lượng của các nam châm được cấp góp phần n[r]
(1)ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC SƯ PHẠM ỨNG DỤNG NGHIÊN CỨU ĐỔI MỚI TỰ LÀM ĐỒ DÙNG DẠY HỌC VÀ THIẾT BỊ DẠY HỌC A PHẦN MỞ ĐẦU: I/ Lý chọn đề tài: Bộ môn vật lý là môn khoa học thực nghiệm Tư tưởng chủ đạo sgk vật lý trung học sở và nội dung kiến thức hình thành phần lớn thông qua các thí nghiệm thực hành Điều đó không tích cực hóa việc học tập học sinh mà còn rèn luyện kỹ sử dụng thiết bị, đức tính kiên trì và tác phong làm việc người lam khoa học thời đại công nghệ Thực tế nhiều năm qua , chất lượng thiết bị, thời gian thí nghiệm có nhiều hạn chế, gây nhiều lúng túng cho giáo viên và học sinh Điều đó đòi hỏi sáng tạo tích cực giáo viên để tạo dụng cụ sử dụng phục vụ tốt cho bài giảng ngoài việc chế tạo thiết bị dạy học củng sửa chữa khai thác mặt còn hạn chế cho kết trung thực Tạo niềm tin nơi học sinh - Phần Điện từ học là nội dung học quan trọng chương trình môn Vật Lý Ở cấp THCS phần Điện từ học nằm chương trình Vật lý và Vật Lý Do đặc trưng môn, các thí nghiệm biểu diễn giáo viên các thí nghiệm các nhóm học sinh là thành phần không thể thiếu các tiết dạy Vật lý phần Điện từ chương trình Vật lý THCS không ngoại lệ Tuy nhiên chất lượng ban đầu, quá trình bảo quản sử dụng nhiều nam châm không giữ từ tính ban đầu, bị yếu nhiều bị từ tính chí bị nhiễm từ ngược lại so với ban đầu dẫn đến thành công các thí nghiệm điện từ bị đe doạ nghiêm trọng Đây thật là vấn đề cấp thiết cần giải vì thí nghiệm không thành công diễn không ý muốn dẫn đến tin (2) tưởng vào kiến thức cung cấp không thể tự mình khám phá kiến thức nên hứng thú học tập môn, không chất lượng môn bị ảnh hưởng mà uy tín giáo viên bị ảnh hưởng II Mục đích và phương pháp nghiên cứu: - Sau quá trình tìm hiểu thực trạng đồ dùng dạy học cấp cũ và mới, tôi đã tìm giải pháp để phục hồi từ tính, làm mạnh từ tính, điều chỉnh cực từ cho đúng các nam châm cấp đó là chế tạo thiết bị nạp từ dựa trên tác dụng từ dòng điện các thiết bị có sẵn phòng thiết bị trường học với chi phí không cao, sử dụng dễ dàng, thuận tiện, lâu dài III Giới hạn đề tài : - Việc chế tạo thiết bị nạp từ cho nam châm đã giải cách chủ động vấn đề từ tính, yếu từ tính các nam châm cấp nhờ giải vấn đề chất lượng giảng dạy môn phần Điện từ học Cách chế tạo thiết bị nạp từ không quá phức tạp, nguyên vật liệu rẻ tiền, dễ tìm cùng với việc sử dụng dễ dàng nên tất các trường có thể tự làm thiết bị nạp từ cho đơn vị mình Việc sử dụng thiết bị nạp từ góp phần tiết kiệm kinh phí mua sắm các nam châm cách phục hồi từ tính các nam châm cũ Có thể nói thiết bị nạp từ mang lại nhiều hiệu tích cực và lâu dài B PHẦN NÔI DUNG: I Cơ sở thực tiễn: Trường THCS Bình Hàng Tây là trường huyện Cao Lãnh, thiết bị dạy học phần nào ưu tiên cấp nên có thể nói số lượng thiết bị dạy học thì trường có khá đầy đủ so với trường khác huyện Môn Vật lý là môn khoa học thực nghiệm, việc sử dụng thiết bị, đồ dùng dạy học các tiết dạy là thường xuyên nên số lượng đồ dùng dạy học môn Vật lý vì nhiều các môn khác Riêng các loại nam châm, bao gồm la bàn, kim nam châm có đế, nam châm thẳng, nam châm chữ U (3) cung cấp khá đầy đủ II Thực trạng và mâu thuẫn - Đối với các kim nam châm: Khi cấp từ tính kim nam châm, màu cực từ đảm bảo định hướng từ trường Trái Đất với tỉ lệ 100% , qua quá trình sử dụng, bảo quản số kim nam châm đảm bảo yêu cầu trên sụt giảm còn 30% - Đối với nam châm thẳng, nam châm chữ U dành cho khối 9: Khi cấp các nam châm đảm bảo cực từ đúng theo màu và tên cực từ in sẵn từ tính các nam châm nhìn chung là yếu đặc biệt là nam châm chữ U, qua quá trình sử dụng, bảo quản số nam châm còn giữ đúng cực từ là khoảng 50%, từ tính đa số nam châm là yếu, số nam châm không còn từ tính - Đối với nam châm thẳng và nam châm chữ U dành cho khối 7: Khi cấp đảm bảo đúng tên cực từ còn từ tính thì yếu, qua quá trình sử dụng, bảo quản đa số các nam châm đã từ tính đã nhiễm từ ngược lại từ cực ghi Thực trạng trên dẫn đến các giáo viên, học sinh làm thí nghiệm không thành công kết thí nghiệm không chính xác Dần dần giáo viên ngại sử dụng các nam châm này giảng dạy dẫn đến nguy dạy chay, chất lượng môn Vật lý phần điện từ học bị ảnh hưởng xấu III Biện pháp giải quyết: a) Chế tạo thiết bị nạp từ: Dựa trên tác dụng từ dòng điện, ta tiến hành chế tạo thiết bị nạp từ (thực chất là nam châm điện có từ cực xác định) dùng nguồn điện xoay chiều 220V thông qua chỉnh lưu các điốt lắp thành mạch cầu để trở thành dòng chiều có hiệu điện 220V cung cấp cho cuộn dây có số vòng thích hợp (khoảng 4000-5000 vòng) nhằm tạo nam châm điện mạnh đủ sức làm (4) nhiễm từ các nam cũ bị từ tính Các thiết bị, vật tư cần có: - cuộn dây đồng loại 1000 + 1000 vòng (đây là các cuộn dây đồng thuộc các thiết bị cấp ) Nếu không, có thể dùng các cuộn dây đồng loại 4000 vòng nhiều thiết bị máy biến (lưu ý cuộn phải có cùng số vòng và cỡ dây) - lõi sắt non hình chữ U (được ghép lá sắt non) có thể nằm khít lòng các ống dây (đây là lõi sắt thiết bị đã cấp ) Nếu dùng các cuộn dây biến mới, ta có thể dùng luôn lõi sắt này - công tắc loại 250V - 5A ( công tắc đèn loại thông dụng) - cầu chì (5) - điôt loại lớn - m dây đôi có bọc cách điện - phích cắm Lắp thiết bị nạp từ: - Chì hàn, băng keo cách điện, ốc vít - Nối cuộn và cuộn trên cuộn kép thành cuộn cho chúng có cùng chiều quấn Nối cuộn kép đã nối nối tiếp lần cho chúng có cùng chiều quấn Điều này quan trọng vì ta nối không đúng từ trường cuộn dây bị triệt tiêu Để phân biệt hai cuộn riêng biệt cuộn dây kép có đầu dây ta có thể dùng đồng hồ vạn đặt chế độ đo điện trở, hai đầu dây có điện trở nhỏ là chung cuộn Để đảm bảo chiều quấn cuộn ta có thể đánh dấu 1, cho hai đầu cuộn thứ và 3, cho hai đầu cuộn thứ Nối đầu với đầu và 4, dùng kim nam châm (hoặc la bàn) đặt gần cuộn dây, nguồn pin nối với hai đầu còn lại cuộn dây sau đã nối Bật công tắc nguồn pin, quan sát độ lệch kim nam châm, kim nam châm lệch nhiều là đúng Để dảm bảo dẫn điện tốt ta hàn chì mối nối này và băng cách điện Tiến hành tương tự với cuộn còn lại ta hai cuộn dây cuộn có 2000 vòng Lắp hai cuộn dây này vào lõi sắt non, mắc cuộn với nguồn pin và kiểm tra cực từ cuộn cho dòng điện chạy qua kim nam châm Đổi đầu nối dây hai cuộn để đảm bảo cực từ cuộn sau lắp vào lõi sắt là nối tiếp Nối cuối cuộn thứ vào đầu cuộn thứ hai, hàn chì, băng cách điện ta nam châm điện có tổng số vòng dây quấn là 4000 vòng cùng lõi sắt non có hai đầu lõi sắt là hai từ cực nam châm này, sau đó gắn lõi sắt lên bảng gỗ Các bước trên không cần thiết ta tháo hết các vòng dây và quấn lại từ đầu dây có cùng kích cỡ (6) Vị trí nối Các đầu dây - Nối điốt đã chuẩn bị thành mạch cầu sơ đồ: Các đầu 1,2 nối với nguồn thông qua công tắc và cầu chì, các đầu 3,4 nối với đầu còn lại cuộn dây đã thực phần trên - Nối mạch điện gồm cuộn dây lõi sắt, điôt chỉnh lưu, cầu chì, công tắc, dây dẫn đôi, phích cắm theo sơ đồ: - Hàn chì và băng cách điện các mối nối - Gắn che vị trí có phần mạch điện hở (vị trí các điốt) và ta có sản phẩm thiết bị nạp từ sẵn sàng đưa vào sử dụng (7) - Chúng ta cần kiểm tra từ cực thiết bị nạp từ vừa lắp ta cần nối thiết bị với nguồn pin, dùng kim nam châm để xác định cực từ thiết bị, đánh dấu cách sơn màu xanh đỏ ghi các chữ cái N, S lên hai đầu lõi sắt hình chữ U Để thuận tiện nạp từ sau này ta lưu ý sơn màu xanh, đỏ ghi chữ cái ngược lại với từ cực thiết bị (sơn màu đỏ, ghi chữ N cho cực từ Nam thiết bị sơn màu xanh, ghi chữ S cho cựctừ Bắc thiết bị) Với cách đánh dấu nạp từ cho nam châm ta cần đặt nam châm lên thiết bị với cực Bắc, Nam đã đánh dấu trên thiết bị (8) IV Sử dụng: - Chuẩn bị sẵn các nam châm dự tính nạp từ lại, đặt các nam châm nối kín mạch từ cuộn dây lõi sắt thiết bị nạp từ theo đúng cực từ đánh dấu trên thiết bị nạp từ Với kim nam châm có thể đặt lần khoảng kim, với nam châm thẳng nam châm chữ U có thể đặt lần - Cắm phích cắm vào nguồn điện 220V, bật công tắc cho dòng điện chạy qua thiết bị nạp từ - Chờ khoảng 30s, tắt công tắc, lấy các nam châm khỏi lõi sắt thiết bị nạp từ - Kiểm tra độ mạnh từ tính các nam châm cách cho chúng hút, đẩy ta thấy chúng mạnh nhiều so với trước nạp từ - Tương tự ta tiến hành nạp từ cho các nam châm còn lại * Việc chế tạo thiết bị nạp từ thiết bị có sẵn, rẻ tiền có hạn chế định như: - Đối với các la bàn có kim nam châm bị sai từ cực ta phải tháo vỏ la bàn (cần cẩn thận tránh làm vỡ nắp la bàn nhựa trong), lấy kim nam châm và tiến hành điều chỉnh cực từ theo yêu cầu sau đó lắp lại kim nam châm vào vỏ la bàn (9) - Công việc nạp từ cho các nam châm có thể thực vào ngày trước có tiết dạy, vào tiết trống trước đó Người nạp từ có thể là cán thiết bị có chuyên môn Vật lý chính giáo viên giảng dạy V Bảo quản thiết bị: - Để đảm bảo thiết bị hoạt động ổn định, lâu dài ta không để dòng điện qua thiết bị vượt quá phút cho lần nạp từ - Sau sử dụng cần bảo quản thiết bị môi trường thoáng mát, ít bụi - Sau thời gian dài không sử dụng cần làm bụi bẩn cọ trước sử dụng lại VI Hiệu sử dụng thiết bị nạp từ: - Đối với cá nhân tôi việc chế tạo thiết bị nạp từ cho nam châm đã chứng minh cố gắng tìm tòi, sáng tạo, biết vận dụng kiến thức môn ta hoàn toàn có thể khắc phục dược khó khăn trên đường mang tri thức đến cho học sinh thân yêu và là sở cho sáng kiến kinh nghiệm sau này Với học sinh, việc sử dụng thiết bị nạp từ giúp cho các em tránh tiết dạy chay phần Điện từ học từ đó hứng thú học tập, việc thầy cô chế tạo và sử dụng thiết bị nạp từ để nạp từ cho các nam châm cũ cho các em thấy rõ kiến thức mà các em truyền thụ trên lớp ứng dụng cách cụ thể nào Với tổ chuyên môn việc chế tạo và sử dụng thiết bị nạp từ đã giúp việc giảng dạy các bài có liên quan thuận lợi nhiều và là kinh nghiệm quý báu để các thành viên tổ có cải tiến chế tạo các thiết bị để phục vụ ngày càng tốt Sau năm sử dụng, thiết bị nạp từ đã góp phần nâng cao chất lượng môn, đặc biệt chất lượng các bài kiểm tra có kiến thức liên quan đến nam châm - Đối với trường THCS Bình Hàng Tây, việc chế tạo và đưa vào sử dụng thiết bị nạp từ đã góp phần tiết kiệm số tiền không nhỏ không cần phải đặt mua thêm các nam châm để thay các nam châm cũ, hỏng (10) + Hình thức không bắt mắt + Số vòng dây quấn, cỡ dây; chất lượng, kích thước lõi chưa thật hoàn hảo đã làm cuộn dây khá mau nóng sử dụng Tuy nhiên hạn chế này có thể khắc phục: + Về hình thức tùy sáng tạo giáo viên + Tăng số vòng dây cách thích hợp cho các cuộn dây gúp ta vừa tăng lực từ nam châm điện vừa giúp cuộn dây ít nóng C KẾT LUẬN: I/ Ý nghĩa đề tài công tác - Đối với học sinh, việc chế tạo và đưa vào sử dụng thiết bị nạp từ đã giúp các em chủ động việc khám phá tri thức thông qua việc thực hành trên nam châm đảm bảo chất lượng từ đó nâng cao chất lượng học tập môn - Đối với thân tôi, việc chế tạo và đưa vào sử dụng thành công thiết bị nạp từ giúp tôi thêm tự tin vào lực thân, để thấy cố gắng tìm cách giải thì những khó khăn có thể khắc phục - Đối với tổ môn, việc chế tạo và đưa vào sử dụng thiết bị nạp từ đã giúp các giáo viên chủ động hơn, tự tin vào chất lượng các nam châm từ đó có thể toàn tâm toàn ý công tác giảng dạy mà không phải bận tâm giải trục tặc chất lượng nam châm, chất lượng giảng dạy tổ nhờ đó nâng lên - Đối với nhà trường, việc chế tạo và đưa vào sử dụng thiết bị nạp từ cho nam châm đã góp phần tiết kiệm kinh phí mua sắm để thay các nam châm cũ, hư Mặt khác việc mua thêm thiết bị từ công ty thiết bị trường học không phải lúc nào thuận lợi II/ Khả áp dụng: Việc chế tạo thết bị nạp từ không quá phức tạp, cách sử dụng đơn giản mà (11) hiệu mang lại khá cao nên hoàn toàn có thể nhân rộng kinh nghiệm này cho các trường THCS huyện, chí tỉnh III Bài học kinh nghiệm và hướng phát triển: - Việc chế tạo và đưa vào sử dụng thiết bị nạp từ đã giải vấn đề hư hỏng, giảm chất lượng các nam châm cấp góp phần nâng cao chất lượng môn là thành công, thành công này cho thấy giáo viên Vật lý chịu khó đầu tư suy nghĩ, tìm cách giải các vấn đề bất cập công tác giảng dạy thì khó khăn có thể vượt qua - Những hạn chế chất lượng đồ dùng dạy học cấp, chậm trễ bổ sung cấp thiết bị đã phần nào ảnh hưởng đến việc tập trung vào công việc chính là giảng dạy Thay vì tập trung giảng dạy thật tốt với thiết bị đảm bảo chất lượng, các giáo viên phải phân tâm để tìm cách khắc phục hạn chế, hư hỏng thiết bị Nếu nỗ lực tìm tòi, sáng tạo giáo viên có thể tự mình tìm cách giải hạn chế chất lượng thiết bị Bên cạnh đó, việc trao đổi các phương án giải với đồng nghiệp giúp chúng ta hoàn thiện giải pháp mình IV Đề xuất, kiến nghị: Những hạn chế chất lượng thiết bị dạy học cấp thực tế đã gây khó khăn không ít cho giáo viên trực tiếp giảng dạy Không phần từ tôi đã trình bày Tôi đề nghị cần có biện pháp kiểm tra lại hiệu sử dụng thiết bị cấp tìm giải pháp khắc phục hạn chế đồ dùng từ đó thu thập kinh nghiệm giải cách đại trà Tôi tin đồng nghiệp tôi, giáo viên Vật lý, với kiến thức mình cùng tìm tòi sáng tạo, tinh thần vượt khó định tìm giải pháp hợp lý cho vấn đề còn lại Riêng thân tôi ấp ủ nhiều ý tưởng và tôi tìm cách biến ý tưởng trên thành thật tương lai (12) đồng thời tôi tìm cách hoàn thiện thiết bị nạp từ để thiết bị này có thể hoạt động tốt Trên đây là nội dung sáng kiến kinh nghiệm tôi Rất mong góp ý đồng nghiệp và cấp trên Tôi xin chân thành cảm ơn ! Cao Lãnh, ngày tháng năm 2012 Người viết Mai Thành Nghĩa (13)