thí nghiệm kết nối với máy vi tính trong dạy học chương “Dòng điện xoay chiều” Vật lí 12
Trong chương “Dòng điện xoay chiều” có nhiều hiện tượng, quá trình Vật lí xảy ra rất phức tạp, khó hoặc không thể quan sát được. Hơn nữa, trong các TN hay quá trình này, sự biến đổi của một số đại lượng vật lí theo thời gian xảy ra rất nhanh, rất khó hoặc không thể phát hiện được, khảo sát được với các TBTN truyền thống. Những TN có thể tiến hành thì rất khó thực hiện, tốn nhiều thời gian, làm ảnh hưởng đến thời lượng của tiết học và đặc biệt là các kết quả vẫn còn có sai số.
a)Với mạch điện xoay chiều chỉ cỏ một phần tử điện trở hoặc tụ điện
- Thứ nhất, hiện nay chưa có TBTN nào cho phép chúng ta đo được các giá trị dòng điện và điện áp tức thời trong MĐXC. GV chỉ có thể dùng vôn kế và ampe kế đo giá trị hiệu dụng của điện áp và dòng điện trong mạch.
- Thứ hai là việc so sánh pha của dòng điện và điện áp trong các đoạn mạch. Hiện chỉ có DĐKĐT cho phép ta thực hiện việc so sánh này. Tuy nhiên DĐKĐT không thể hiển thị trực tiếp pha của dòng điện, mà chỉ hiện thị được pha của UR,
muốn so sánh pha của i, ta phải so sánh gián tiếp qua pha của UR.
b)Với mạch điện xoay chiều có 3 phần tử RLC mắc nối tiếp
- Thứ nhất là mối liên hệ giữa hiệu điện thế tức thời ở 2 đầu đoạn mạch và hiệu điện thế tức
thời ở 2 đầu mỗi phần tà. Hiện nay, mối liên hệ giữa các hiệu điện thế này đều được các SGK công nhận: U = U R + ĨI L + U C. Các TBTN truyền thống hiện nay đều chưa tiến hành được TN để kiểm chứng kết quả này.
- Thứ hai là TN vẽ đường cong cộng hưởng. Hiện chỉ có DĐKĐT cho phép tiến hành TN xác định hiện tượng cộng hưởng xảy ra trong mạch, chứ chưa có TBTN vẽ được đường cong biểu diễn sự phụ thuộc của cường độ dòng điện trong mạch vào tần số của mạch.
Khi dạy học các nội dung này, hầu hết các GV lựa chọn cách thông báo kiến thức cho HS, có nhiều GV còn bỏ qua nội dung này vì cho rằng nó không quan trọng, không cần áp dụng trong quá trình làm bài tập của HS.
Tuy nhiên, trong nghiên cứu Vật lí, mọi kết quả rút ra từ lí thuyết chỉ được coi là đúng khi nó đã được thực nghiệm kiểm chứng. Trong quá trình giảng dạy hiện nay, các giáo viên PT thường không chú ý đến vai trò của việc kiểm chứng các giả thuyết rút ra từ lí thuyết bằng thực nghiệm. Điều này sẽ gây ra sự nghi ngờ khoa học ở học sinh, vì các em không được quan sát thí nghiệm, không được tiến hành các thí nghiệm, không được trực tiếp kiểm chứng các kết quả lí thuyết bằng thực nghiệm.
Vậy theo chúng tôi, nếu thiết kế và chế tạo được bộ thiết bị thí nghiệm giải quyết được hai vấn đề trên thì nó sẽ mang ý nghĩa khoa học rất lớn, nó sẽ là bộ thiết bị thí nghiệm mang tính trực quan cụ
thể, gây được ấn tượng lớn với người học. Vậy việc thiết kế, chế tạo bộ thiết bị thí nghiệm đáp ứng các yêu cầu đã nêu trên phải được làm như thế nào? Đó là các vấn đề đã được chúng tôi nghiên cứu và được trình bày dưới đây.