9. Cấu trúc luận văn
2.2.1. Chuẩn kiến thức kỹ năng
* Nội dung kiến thức
- Viết đƣợc biểu thức của cƣờng độ dòng điện và điện áp xoay chiều tức thời.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu 38 http://www.lrc-tnu.edu.vn/
- Phát biểu đƣợc định nghĩa và viết đƣợc biểu thức tính giá trị hiệu dụng của cƣờng độ dòng điện và của điện áp xoay chiều.
- Viết đƣợc công thức tính cảm kháng, dung kháng và tổng trở của đoạn mạch có RLC mắc nối tiếp và đơn vị đo của các đại lƣợng này.
- Viết đƣợc các hệ thức của định luật Ôm đối với đoạn mạch RLC nối tiếp (đối với giá trị hiệu dụng và độ lệch pha).
- Viết đƣợc công thức tính công suất điện và tính hệ số công suất của đoạn mạch RLC nối tiếp.
- Nêu đƣợc lí do tại sao phải tăng hệ số công suất ở nơi tiêu thụ điện. - Nêu đƣợc hệ thống dòng điện ba pha là gì.
- Trình bày đƣợc nguyên tắc cấu tạo và hoạt động của MPĐ xoay chiều, động cơ điện xoay chiều ba pha, máy biến áp.
- Nêu đƣợc những đặc điểm của đoạn mạch RLC nối tiếp khi xảy ra hiện tƣợng cộng hƣởng điện.
* Các kỹ năng cơ bản học sinh cần đạt được sau khi học xong chương “Dòng điện xoay chiều”
- Vận dụng đƣợc các công thức tính cảm kháng, dung kháng, tổng trở.
- Vẽ đƣợc giản đồ Fre-nen cho đoạn mạch RLC nối tiếp. - Giải đƣợc các bài tập đối với đoạn mạch RLC nối tiếp. - Vẽ đƣợc đồ thị biểu diễn hệ thống dòng điện ba pha.
- Vẽ đƣợc sơ đồ biểu diễn cách mắc hình sao và cách mắc hình tam giác đối với hệ thống dòng điện ba pha.
- Giải đƣợc các bài tập về máy biến áp lí tƣởng.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu 39 http://www.lrc-tnu.edu.vn/
2.2.2. Xây dựng sơ đồ cấu trúc logic nội dung chương “Dòng điện xoay chiều” Vật lý 12 cơ bản (hình 2.2)
Sơ đồ 2.2: Sơ đồ cấu trúc logic nội dung chương “ Dòng điện xoay chiều” Vật lí 12 THPT
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu 40 http://www.lrc-tnu.edu.vn/
2.3. Xây dựng tiến trình hoạt động ngoại khóa về ứng dụng của Vật lý trong kĩ thuật chƣơng “Dòng điện xoay chiều” Vật lý 12 cơ bản, nhằm góp trong kĩ thuật chƣơng “Dòng điện xoay chiều” Vật lý 12 cơ bản, nhằm góp phần phát huy tính tích cực và nâng cao chất lƣợng kiến thức cho học sinh
Sau khi xây dựng tiến trình HĐNK về ứng dụng của Vật lý trong kĩ thuật, nhằm góp phần phát huy tính tích cực và nâng cao chất lƣợng kiến thức cho HS theo sơ đồ 2.1, nghiên cứu đặc điểm cấu trúc logic kiến thức và một số ƢDKT của chƣơng “ Dòng điện xoay chiều” Vật lí 12 cơ bản, chúng tôi xây dựng tiến trình HĐNK về ứng dụng của Vật lý trong kĩ thuật chƣơng “Dòng điện xoay chiều” Vật lý 12 cơ bản, nhằm góp phần phát huy tính tích cực và nâng cao chất lƣợng kiến thức cho HS nhƣ sau:
2.3.1. Lựa chọn chủ đề HĐNK
Mục đích của bƣớc này là GV định hƣớng, hƣớng dẫn học sinh lựa chọn chủ đề HĐNK trong chƣơng “Dòng điện xoay chiều”.
Các kiến thức về dòng điện xoay chiều đƣợc ứng dụng rất phổ biến trong đời sống, kĩ thuật. Cùng với sự hiểu biết có sẵn của học sinh về các ứng dụng của dòng điện xoay chiều, giáo viên cần có sự dẫn dắt học sinh tiếp cận và phát hiện ra vấn đề. Trong bƣớc này giáo viên sử dụng một số biện pháp nhƣ:
+ Sử dụng các thiết bị đa phƣơng tiện nhƣ máy chiếu, bài báo, các thiết bị kĩ thuật để giới thiệu về ứng dụng của dòng điện xoay chiều.
+ Cho HS thảo luận để HS đƣa ra một số chủ đề mà các em quan tâm. Các em có thể đƣa ra một số chủ đề nhƣ: “Vai trò của dòng điện trong đời sống và kĩ thuật”, “Điện học và cuộc sống”, “Ứng dụng của dòng điện xoay chiều”…
+ Cùng với sự định hƣớng của giáo viên, các nhóm thống nhất để lựa chọn chủ đề HĐNK là “Ứng dụng của dòng điện xoay chiều”
2.3.2. Lập kế hoạch HĐNK
Mục đích của bƣớc này là học sinh xây dựng đƣợc kế hoạch cho việc HĐNK.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu 41 http://www.lrc-tnu.edu.vn/
2.3.2.1. Xác định mục tiêu HĐNK
Ngoài những mục tiêu cần đạt đƣợc trong hoạt động chính khóa thì HĐNK này cần đạt đƣợc những mục tiêu sau:
- Mục tiêu về kiến thức:
+ Củng cố kiến thức của học sinh về dòng điện xoay chiều.
+ Vận dụng các kiến thức đã học để giải thích các hiện tƣợng có liên quan. + Tìm hiểu, nhận biết các thiết bị máy móc trong đời sống, sản xuất, kĩ thuật có sử dụng dòng điện xoay chiều.
- Mục tiêu về kĩ năng:
+ HS có khả năng làm việc hợp tác, làm việc theo nhóm.
+ HS có kĩ năng thu thập và xử lí thông tin từ nhiều nguồn khác nhau để giải quyết nhiệm vụ đặt ra.
+ Chế tạo đƣợc máy thái hành với phần điện là động cơ điện xoay chiều và máy biến áp.
+ HS có kĩ năng sử dụng và kiểm tra hoạt động của thiết bị chế tạo đƣợc. + Có kĩ năng xử lí các tính huống phát sinh nằm ngoài dự kiến.
+ HS có kĩ năng liên hệ, vận dụng kiến thức vào thực tiễn. + Rèn luyện kĩ năng giao tiếp và trình bày vấn đề.
- Mục tiêu về tình cảm thái độ:
+ Có hứng thú học tập môn vật lí nói chung và phần dòng điện xoay chiều nói riêng.
+ Yêu thích, tìm tòi khám phá những thành tựu khoa học.
+ Tích cực trong hoạt động nhóm, trong quá trình trao đổi, thảo luận, đóng góp ý kiến; có ý thức tập thể, tinh thần trách nhiệm cao.
+ Công bằng khách quan trong đánh giá và tự đánh giá,
+ Qua việc chế tạo sản phẩm làm tăng niềm tự hào về con ngƣời, quê hƣơng, biết trân trọng những thành tựu khoa học.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu 42 http://www.lrc-tnu.edu.vn/
2.3.2.2. Xác định nội dung và hình thức HĐNK
Căn cứ vào chủ đề và các mục tiêu đã xác định, dựa trên điều kiện hoàn cảnh cụ thể chúng tôi quyết định tổ chức HĐNK với hai nội dung chính nhƣ sau:
a) Nội dung thứ nhất: Thiết kế chế tạo máy thái hành và máy biến áp
- Ở phần nội dung này chúng tôi lựa chọn hình thức tổ chức HĐNK theo nhóm, theo lớp. Chúng tôi dự kiến chia lớp làm 04 nhóm gọi là “nhóm chuyên sâu” nhƣ sau:
+ Nhóm 1,2: Thiết kế chế tạo máy biến áp + Nhóm 3,4: Thiết kế chế tạo máy thái hành
- Khi thực hiện nội dung này các nhóm phải chia thành các nhóm nhỏ, mỗi nhóm nhỏ phải thực hiện từng nhiệm vụ nhỏ, đó là:
+ Tìm hiểu các kiến thức lí thuyết liên quan đến động cơ điện và máy biến áp nhƣ: Công suất, tốc độ quay, hiệu điện thế hoạt động...và các ứng dụng của chúng. Nhóm “chuyên gia lí thuyết” sẽ thực hiện nhiệm vụ này.
+ Thiết kế phƣơng án chế tạo máy thái hành, máy biến áp. Nhóm
“chuyên gia kĩ thuật” sẽ thực hiện nhiệm vụ này.
+ Ra báo tƣờng mà nội dung tờ báo nói về máy thái hành và máy biến áp nhƣ: Cấu tạo và nguyên tắc hoạt động, các thông số kĩ thuật, ứng dụng của chúng, sƣu tầm các bài toán thực tế liên quan đến thiết bị chế tạo. Phần nhiệm vụ này nhóm phải phân công nhiệm vụ cụ thể cho từng thành viên; lựa chọn những thành viên có năng khả năng về trình bày, trang trí báo tƣờng, vẽ mô hình thiết kế chế tạo các thiết bị, chữ viết đẹp...
- Thành phần của mỗi nhóm:
STT VAI TRÒ SỐ LƢỢNG
1 Trƣởng nhóm 1
2 Thƣ kí 2
3 Chuyên gia lí thuyết 3 - 5
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu 43 http://www.lrc-tnu.edu.vn/
- Nhiệm vụ của từng thành viên trong nhóm: + Trƣởng nhóm:
Lên kế hoạch thực hiện và nhắc nhở các thành viên hoàn thành đúng kế hoạch của nhóm.
Cứ sau mỗi ngày, trƣởng nhóm liên hệ với GV để thông báo tiến trình hoạt động của nhóm.
Cùng các thành viên trong nhóm tổng kết kiến thức đã tìm hiểu đƣợc, hoàn thành sản phẩm của nhóm.
Đánh giá tính tích cực của các thành viên trong nhóm thông qua “Phiếu đánh giá đồng đẳng”.
+ Thƣ kí:
Cùng các thành viên trong nhóm tổng kết kiến thức đã tìm hiểu đƣợc, cùng hoàn thành sản phẩm của nhóm.
Viết báo cáo nhóm. Viết báo tƣờng. + Chuyên gia lí thuyết
Tìm hiểu những kiến thức lí thuyết và ứng dụng của “Dòng điện xoay chiều”.
Viết bài cho báo tƣờng.
Viết báo cáo về những nội dung đã tìm hiểu. + Chuyên gia kĩ thuật:
Tìm hiểu về cấu tạo của động cơ điện, máy biến áp. Thiết kế chế tạo máy thái hành và máy biến áp. Viết bài cho báo tƣờng.
Viết báo cáo về những nội dung đã tìm hiểu.
b) Nội dung thứ hai: Tổ chức “Hội thi vật lí”
Chúng tôi tổ chức thành hai phần:
Phần thứ nhất: Triển lãm và đánh giá các sản phẩm của các nhóm
Phần thứ hai: Thi một số nội dung liên quan đến “Dòng điện xoay chiều” với tiêu đề “Hành trình tri thức”
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu 44 http://www.lrc-tnu.edu.vn/
Hình thức tổ chức ngoại khóa ở phần này vẫn theo nhóm, theo lớp.
Trong phần thứ nhất: Tổ chức cho 4 “Nhóm chuyên sâu” lần lƣợt lên báo cáo (theo thứ tự bốc thăm), thuyết trình sản phẩm và báo tƣờng của nhóm mình. Các nhóm khác theo dõi và đặt câu hỏi đối với sản phẩm của nhóm; đánh giá và cho điểm theo tiêu chí đánh giá. Ban giám khảo dựa vào các tiêu chí đánh giá, cho điểm các nhóm.
Trong phần thi thứ hai: Thành lập hai đội thi chọn từ hai “Nhóm mảnh ghép” để thi với nhau, cụ thể nhƣ sau: Nhóm 1 ghép với nhóm 4 tạo thành “Nhóm mảnh ghép 1”, Nhóm 2 ghép với nhóm 3 thành “Nhóm mảnh ghép 2”.
Mỗi nhóm mảnh ghép chọn ra một đội thi để thi với nhau, mỗi đội thi gồm 4 thành viên. Trong phần này chúng tôi tổ chức 6 phần thi gồm một phần thi dành cho khán giả và 5 phần thi cho mỗi đội nhƣ sau:
- Phần 1: Giới thiệu
Hai đội sẽ giới thiệu về các thành viên của đội, giới thiệu về nhóm bằng các hình thức: Thơ, ca, hò, vè, kịch...
- Phần 2: Xuất phát
Trong thời gian 3 phút mỗi đội trả lời 10 câu hỏi trong gói câu hỏi đã lựa chọn. Mỗi câu trả lời đúng đƣợc 10 điểm, điểm tối đa là 100 điểm.
Sau khi hết giờ, các câu hỏi mà đội trả lời sai hoặc chƣa trả lời đƣợc sẽ giành quyền trả lời cho khán giả. Nếu khán giả cũng không trả lời đƣợc ban tổ chức sẽ công bố đáp án.
- Phần 3: Vƣợt chƣớng ngại vật
Gồm 8 từ hàng ngang và một từ hàng dọc
Các đội lần lƣợt chọn và trả lời từ hàng ngang qua câu hỏi gợi ý; đội đạt điểm cao hơn trong phần 2 sẽ đƣợc ƣu tiên chọn từ hàng ngang trƣớc. Thời gian suy nghĩ cho mỗi từ hàng ngang là 20 giây, trả lời đúng đƣợc 15 điểm, trả lời sai không bị trừ điểm và đội kia đƣợc trả lời, trả lời đúng đƣợc 10 điểm.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu 45 http://www.lrc-tnu.edu.vn/
Sau khi kết thúc 8 từ hàng ngang, trong thời gian 20 giây các đội dành quyền trả lời từ hàng dọc. Trả lời đúng từ hàng dọc đƣợc 20 điểm.
Điểm tối đa trong phần thi này là 120 điểm.
Kết thúc phần thi nếu từ hàng ngang nào hoặc từ hàng dọc mà hai đội không trả lời đƣợc thì giành quyền trả lời cho khán giả. Nếu khán giả cũng không trả lời đƣợc thì ban tổ chức sẽ công bố đáp án.
- Phần 4: Tăng tốc Gồm 5 câu hỏi
Trong mỗi câu hỏi, hai đội sẽ giành quyền trả lời, đội giành đƣợc quyền trả lời nếu trả lời đúng đƣợc 20 điểm, nếu trả lời sai đội kia đƣợc trả lời, trả lời đúng đƣợc 15 điểm. Nếu cả hai đội cùng không trả lời đƣợc thì khán giả trả lời. Nếu khán giả cũng không trả lời đƣợc thì ban tổ chức sẽ công bố đáp án.
Điểm tối đa trong phần thi này là 100 điểm. - Phần 5: Về đích
Trong thời gian 5 phút, mỗi đội sẽ giải hai bài tập ra giấy. Bài làm sẽ đƣợc ban giám khảo đánh giá và cho điểm tại chỗ
Điểm tối đa trong phần thi này là 100 điểm. - Phần 6: Phần thi “Dành cho khán giả”
Trong phần thi này khán giả sẽ tham gia phần thi “cặp đôi hoàn hảo”. Trong phần chơi này khán giả sẽ thành lập từng 5 cặp chơi để lần lƣợt đoán các cụm từ hoặc đồ vật mà ban tổ chức đƣa ra; một ngƣời sẽ mô tả cụm từ hoặc đồ vật (trong lời mô tả không đƣợc dùng từ trùng với tên đồ vật) còn ngƣời kia sẽ đoán cụm từ hoặc đồ vật. Trong tất cả các phần thi, khi khán giả trả lời đúng sẽ đƣợc nhận một phần quà của ban tổ chức.
2.3.2.3. Đối tượng tham gia, ban tổ chức, đại biểu.
- Đại biểu: Đại diện Ban giám hiệu nhà trƣờng; Thƣờng vụ đoàn trƣờng. - Ban giám khảo: Một số thầy cô dạy môn vật lí và 4 HS đại diện 4 nhóm.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu 46 http://www.lrc-tnu.edu.vn/
- Ban tổ chức:
+ Dẫn chƣơng trình: 01 HS và 01 giáo viên + Thƣ kí: 01 HS và 01 giáo viên
+ Bấm thời gian: 02 HS
+ Trang trí khánh tiết: 08 HS, mỗi nhóm cử ra 02 HS.
2.3.2.4. Dự kiến các phương tiện HS cần sử dụng
- Sách giáo khoa và các sách tham khảo môn vật lí. - Báo, tạp chí: Vật lí và tuổi trẻ, tài hoa trẻ...
- Một số website: http://thuvienvatli.com
http://www.vatlisupham.com
http://www.vatlivietnam.org
http://www.khoahocvui.com ...
2.3.2.5. Dự kiến những khó khăn, sai lầm của học sinh và giải pháp hỗ trợ của giáo viên
a. Những khó khăn, sai lầm khi chế tạo máy thái hành
- Khó khăn khi tìm kiếm thông tin về sản phẩm: Đây là sản phẩm mới đƣợc sáng chế nên việc tìm kiếm thông tin của sản phẩm trên sách báo là rất ít; GV có thể giới thiệu cho học sinh tìm kiếm thông tin trên mạng qua một số trang web nhƣ: http://www.nhasangche.com, chƣơng trình truyền hình ai là ai (Truyền hình Hải Dƣơng). Đặc biệt các em có thể tìm kiếm thông tin và trao đổi trực tiếp thông tin về sản phẩm với nhà sáng chế theo địa chỉ: Thôn Thƣợng Dƣơng - Xã Nam Trung - Nam Sách - Hải Dƣơng.
- Trong quá trình chế tạo sản phẩm, nếu tốc độ “chém” của dao quá nhanh sẽ làm cho lát hành bị nát, nếu tốc độ quá thấp sẽ làm giảm hiệu suất làm việc của máy. Vì vậy các em cần phải điều chỉnh sao cho tốc độ “chém” của dao một cách hợp lí thông qua việc điều chỉnh tốc độ quay của đĩa có gắn dao cho phù hợp.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu 47 http://www.lrc-tnu.edu.vn/
- Tìm kiếm thiết bị và nguyên vật liệu: Nếu các em không biết tìm kiếm, tận dụng những thiết bị, vật liệu cũ thì sản phẩm chế tạo sẽ có giá thành cao, nhƣ vậy sẽ không đảm bảo tiêu chí về giá thành cũng nhƣ tận dụng các nguồn vật liệu, thiết bị cũ, giá thành rẻ. GV có thể gợi ý cho các em tìm kiếm động cơ điện từ máy bơm nƣớc hoặc động cơ quạt đã cũ hoặc hỏng hóc nhẹ từ gia đình, có giải pháp thay thế các vật liệu đắt tiền bằng các vật liệu rẻ hơn mà vẫn đảm bảo chất lƣợng của sản phẩm.
b. Những khó khăn, sai lầm khi chế tạo máy biến áp
Máy biến áp là sản phẩm đƣợc sử dụng rộng rãi và phổ biến hơn trong thực tế đời sống và sản xuất. Tuy nhiên trong quá trình thiết kế chế tạo các em