- Thƣờng xuyờn học vật lớ □
9. CẤU TRệC VÀ NỘI DUNG CỦA LUẬN VĂN
2.3.2. Nội dung của hoạt động ngoại khúa về “Dũng điện khụng đổi”
Trong phạm vi nghiờn cứu của đề tài này, chỳng tụi dự kiến sẽ tổ chức hoạt động ngoại khúa về “Dũng điện khụng đổi” với hai nội dung chớnh nhƣ sau:
* Nội dung thứ nhất: giỏo viờn định hƣớng và giỳp đỡ để học sinh tham
gia thiết kế, chế tạo cỏc dụng cụ thớ nghiệm và tiến hành cỏc thớ nghiệm với cỏc dụng cụ đó chế tạo đƣợc về dũng điện khụng đổi. Với nội dung này, chỳng tụi dự kiến sẽ giao cho học sinh những nhiệm vụ học tập, gồm:
03 nhiệm vụ về tạo ra nguồn điện 03 nhiệm vụ về chế tạo mạch điện
03 nhiệm vụ về chế tạo đốn pin, chuụng điện, bàn là từ những vật liệu đơn giản, dễ kiếm.
03 nhiệm vụ về thiết kế phƣơng ỏn thớ nghiệm và đo suất điện động, điện trở trong của một nguồn điện, kiểm nghiệm định luật Jun - Len xơ và định luật ễm cho toàn mạch.
Cụ thể cỏc nhiệm vụ được giao cho học sinh ở nội dung thứ nhất như sau:
Nhiệm vụ 1:
+ Nhiệm vụ 1.1: Tạo ra nguồn điện từ cỏc quả chanh, quả quất + Nhiệm vụ 1.2: Tạo ra nguồn điện từ dung dịch hoỏ học
+ Nhiệm vụ 1.3: Tạo ra nguồn điện từ những chiếc đi na mụ cũ
Nhiệm vụ 2:
Số húa bởi Trung tõm Học liệu – Đại học Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn 50
+ Nhiệm vụ 2.2: Thết kế cỏc mạch điện hỡnh bản đồ Việt Nam
+ Nhiệm vụ 2.3: Thết kế cỏc mạch điện hỡnh cổng Văn Miếu Quốc Tử Giảm
Nhiệm vụ 3:
+ Nhiệm vụ 3.1: Chế tạo mạch đốn pin
Nhiệm vụ 4:
+ Nhiệm vụ 4.1: Thiết kế mạch chuụng điện trờn bảng gỗ
Nhiệm vụ 5:
+ Nhiệm vụ 5.1: Thiết kế và tiến hành thớ nghiệm để xõy dựng định luật ễm cho toàn mạch
+ Nhiệm vụ 5.2: Thiết kế mạch điện trờn bảng gỗ để đo suất điện động và điện trở trong của Pin con thỏ
Nhiệm vụ 6:
+ Nhiệm vụ 6.1: Thiết kế và tiến hành thớ nghiệm để kiểm nghiệm định luật Jun - Len-xơ
+ Nhiệm vụ 6.2: Nghiờn cứu sự nạp điện và phỏt điện của acquy.
Lớ giải việc chỳng tụi lựa chọn và giao cho học sinh cỏc nhiệm vụ học tập như trờn:
+ Ở nhiệm vụ 1
Trong sỏch giỏo khoa vật lớ lớp 11 chƣơng trỡnh nõng cao và chƣơng trỡnh chuẩn đều đƣa ra khỏi niệm nguồn điện, kớ hiệu nguồn điện và một số vớ dụ về nguồn điện nhƣ Pin và Acquy, nhƣng thực tế là làm thế nào để học sinh tự tạo ra nguồn điện bằng những nguyờn vật liệu sẵn cú, dễ tỡm thỡ cả hai chƣơng trỡnh đều khụng đề cập tới. Chỳng tụi thấy đõy là việc làm khỏ quan trọng, nhƣng cỏc giỏo viờn trong khi dạy về phần kiến thức này chỉ mụ tả lại thớ nghiệm và nguyờn tắc hoạt động của nguồn điện. Điều này dễ làm cho cỏc
Số húa bởi Trung tõm Học liệu – Đại học Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn 51
em nghi rằng việc tự mỡnh tạo ra nguồn điện là khụng thể hoặc rất khú khăn. Chớnh vỡ vậy, chỳng tụi đƣa nhiệm vụ này vào ngoại khúa.
Nhiệm vụ này đũi hỏi học sinh phải cú khả năng vận dụng thực tế, cú niềm tin, sự đam mờ và kiờn trỡ trong cụng việc.
Nhiệm vụ này cũng giỳp học sinh củng cố cỏc kiến thức về nguồn điện, nguyờn tắc hoạt động của nguồn điện, cỏch chế tạo ra nguồn điện.
Nhiệm vụ này khỏ độc đỏo, dễ gõy sự tũ mũ, hứng thỳ cho học sinh. + Ở nhiệm vụ 2
Trong sỏch giỏo khoa chỉ nờu ra cỏc bài tập về mạch điện kớn, học sinh chỉ phải làm cỏc bài tập tớnh toỏn và nhận xột về độ sỏng cỏc đốn. Khi dạy học nội khúa, giỏo viờn cũng chỉ hƣớng dẫn cỏc em giải cỏc bài tập về mạch điện cú mắc đốn, mắc ampe kế, mắc vụn kế mà khụng thể tiến hành thớ nghiệm ngay trờn lớp đƣợc. Do vậy, học sinh sẽ khụng cú một cỏi nhỡn thực tế về cụng việc mà mỡnh làm.
Nhiệm vụ này yờu cầu học sinh phải thiết kế đƣợc phƣơng ỏn thớ nghiệm về mạch điện kớn để xột độ sỏng của cỏc đốn, khi nào đốn sỏng bỡnh thƣờng, khi nào đốn sỏng yếu, khi nào đốn sỏng quỏ mức bỡnh thƣờng.
Trong nhiệm vụ này, học sinh phải dự đoỏn, tớnh toỏn đƣợc việc dựng nguồn, mắc mạch nhƣ thế nào để cỏc đốn sỏng đỳng định mức.
Nhiệm vụ này cũng tạo cho cỏc em khả năng khỏm phỏ ra cỏc mạch điện độc đỏo, sỏng tạo. Giỳp cỏc em lấy đƣợc sự tự tin và đam mờ trong cụng việc.
Cỏc nhiệm vụ này giỳp học sinh củng cố và mở rộng kiến thức về định luật ễm cho toàn mạch, mắc cỏc nguồn thành bộ; rốn luyện kĩ năng tớnh toỏn, dự đoỏn kết quả thớ nghiệm, vận dụng kiến thức về mạch điện kớn để thiết kế phƣơng ỏn thớ nghiệm.
Số húa bởi Trung tõm Học liệu – Đại học Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn 52
Đõy là một nhiệm vụ dễ chuẩn bị dụng cụ, dễ tiến hành, dễ giải thớch kết quả. Nhƣng nhiệm vụ cú tỏc dụng khỏ lớn, giỳp học sinh lấy đƣợc sự tự tin trong học tập, ụn tập kiến thức về mạch kớn và về hoạt động của đốn Pin, rốn luyện tớnh kiờn trỡ trong việc chế tạo vỏ, mạch, choỏ ...đốn pin, rốn luyện úc sỏng tạo trong việc lựa chọn dụng cụ và lắp đặt thớ nghiệm.
+ Ở nhiệm vụ 4
Qua việc thực hiện nhiệm vụ này, học sinh đƣợc củng cố thờm cỏc kiếm thức về mạch điện. Học sinh cũng đƣợc rốn luyện cỏc kĩ năng bố trớ, lựa chọn dụng cụ, lắp đặt, tiến hành thớ nghiệm và nhận xột kết quả thu đƣợc.
Việc tỡm kiếm và lựa chọn cỏc bộ phận nhƣ cần rung, hộp õm, nguồn điện, cuộn dõy ...đũi hỏi cỏc em phải cố gắng và tớch cực nhiều hơn trong cụng việc.
+ Ở nhiệm vụ 5
Đối với nhiệm vụ 5.1 thỡ hai chƣơng trỡnh nõng cao và cơ bản là cú cỏch viết khỏc nhau: Chƣơng trỡnh cơ bản thỡ tiến hành làm thớ nghiệm cũn chƣơng trỡnh nõng cao thỡ sử dụng định luật bảo toàn và chuyển húa năng lƣợng để xõy dựng định luật ễm cho toàn mạch. Đõy là định luật rất quan trọng vỡ nú liờn quan tới nhiều bài tập của học sinh cũng nhƣ cỏc mạch điện thực tế. Việc cỏc em tự đƣa ra phƣơng ỏn và tự tay thiết kế, chế tạo, tiến hành làm thớ nghiệm để tỡm ra mối quan hệ giữa suất điện động, điện trở toàn mạch và cƣờng độ dũng điện trong mạch sẽ tạo cho cỏc em niềm tin và sự đam mờ vào khoa học, giỳp cỏc em rốn những kĩ năng đo đạc, thu thập và xử lớ số liệu...
Đối với nhiệm vụ 5.2 thỡ cả hai chƣơng trỡnh cú đƣa ra nhiệm vụ này, nhƣng chỳng tụi thấy đõy là một nhiệm vụ rất hay, khắc sõu đƣợc kiến thức cỏc em đó học nếu nhƣ chớnh cỏc em đƣa ra phƣơng ỏn, thiết kế và tiến hành cỏc thớ nghiệm. Việc cỏc em tự tay thiết kế mạch điện, lựa chọn nguồn điện,
Số húa bởi Trung tõm Học liệu – Đại học Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn 53
sử dụng cỏc dụng cụ đo nhƣ vụn kế, ampe kế sẽ tạo đƣợc sự tự tin trong học tập, tạo ra những kĩ năng cần thiết của một nhà chế tạo...
+ Ở nhiệm vụ 6
Chƣơng trỡnh khụng yờu cầu thớ nghiệm này, nhƣng chỳng tụi thấy đõy là một nhiệm vụ rất hay, giải thớch đƣợc nhiều hiện tƣợng thực tiễn liờn quan tới sự chuyển hoỏ từ điện thành nhiệt, sự chuyển hoỏ giữa điện năng và hoỏ năng...
Thớ nghiệm này cú tỏc dụng trong việc ụn tập, củng cố kiến thức về: nhiệt lƣợng, định luật Jun - Len-xơ, sự nạp và phỏt điện của ac quy; bồi dƣỡng sự ham mờ nghiờn cứu khoa học, rốn luyện đức tớnh kiờn trỡ, sự khộo lộo và cẩn thận trong chế tạo dụng cụ.
* Nội dung thứ hai: Tổ chức cho học sinh một buổi để cỏc em ra mắt
sản phẩm và trỡnh bày cỏc thớ nghiệm mà nhúm mỡnh đó chế tạo đƣợc kết hợp với phần thi olympia giữa cỏc nhúm và sự giao lƣu giữa cỏc nhúm với khỏn
giả. Nội dung này sẽ tạo điều kiện cho học sinh đƣợc bỏo cỏo sản phẩm, trao đổi thụng tin, rốn luyện ngụn ngữ và là sõn chơi bổ ớch, lớ thỳ giỳp cỏc em thờm yờu thớch mụn học hơn. Ngoài ra, nội dung này cũn rốn luyện cho cỏc em tỏc phong mạnh dạn, hoạt bỏt, trớ thụng minh, sự nhanh trớ và khả năng trỡnh bày ý kiến trƣớc đỏm đụng.
Số húa bởi Trung tõm Học liệu – Đại học Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn 54
2.3.3. Cỏc thớ nghiệm mà giỏo viờn đó nghiờn cứu, chế tạo và dự kiến nội dung của hội vui vật lớ về “Dũng điện khụng đổi”
Để tổ chức hoạt động ngoại khúa về “Dũng điện khụng đổi” đạt hiệu quả cao trong việc phỏt huy tớnh tớch cực và phỏt triển năng lực sỏng tạo của học sinh thỡ trƣớc tiờn, chỳng tụi tiến hành chế tạo cỏc thớ nghiệm dự kiến sẽ giao cho học sinh để xỏc định những khú khăn mà học sinh cú thể gặp phải khi thực hiện. Từ đú, chỳng tụi dự kiến phƣơng phỏp hƣớng dẫn cụ thể để học sinh vƣợt qua khú khăn, hoàn thành đƣợc nhiệm vụ.
* Thớ nghiệm 1: Thớ nghiệm nghiờn cứu về nguồn điện hoỏ
Mục đớch thớ nghiệm:
+ Tỡm đƣợc một số nguồn điện hoỏ trong thực tế
+ Tỡm hiểu cấu tạo và nguyờn tắc hoạt động của một số nguồn điện hoỏ.
Chế tạo dụng cụ thớ nghiệm:
+ Sử dụng cỏc quả chanh, quả quất
+ Cỏc dung dịch hoỏ học nhƣ axit, muối, bazơ
+ Cỏc miếng kim loại, dõy dẫn, vụn kế, giỏ đỡ...
Cú thể xỏc định sự xuất hiện của nguồn điện cú trong quả chanh, quả quất bằng cỏc phương ỏn sau:
Phương ỏn 1: Xỏc định nguồn điện bằng vụn kế - Bố trớ thớ nghiệm như hỡnh 2.1 và hỡnh 2.2:
- Tiến hành thớ nghiệm:
Số húa bởi Trung tõm Học liệu – Đại học Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn 55
Trƣờng hợp 1: Búp mềm 1 quả chanh sau đú cắt làm đụi, lấy ra nửa quả. Cắm hai thanh kim loại khỏc bản chất (đồng và nhụm) vào nửa quả chanh vừa cắt để làm hai điện cực. Dựng dõy dẫn nối hai điện cực với vụn kế.
Trƣờng hợp 2: Búp mềm nhiều quả chanh sau đú cắt làm đụi, lấy cỏc nửa quả chanh vừa cắt đặt lờn giỏ đỡ. Nối tiếp cỏc nửa quả tranh bằng cỏc thanh kim loại khỏc bản chất. Dựng dõy dẫn nối hai điện cực của cỏc quả chanh sau khi đó nối tiếp với vụn kế.
Trƣờng hợp 3: Vắt nƣớc chanh vào cốc, sau đú dựng thanh đồng và thanh nhụm nhỳng vào để làm hai điện cực. Nối hai điện cực với vụn kế.
Kết quả: Trong cả 3 trƣờng hợp kim vụn kế bị lệch khỏi vị trớ số khụng,
chứng tỏ cú một nguồn điện trong quả chanh.
Nhận xột: Dung dịch nƣớc chanh là dung dịch hoỏ học, nguồn điện xuất hiện
trong quả chanh là nguồn điện hoỏ.
Phương ỏn 2: Xỏc định nguồn điện bằng đốn LED
- Bố trớ thớ nghiệm: Bố trớ thớ nghiệm giống nhƣ hỡnh 2.1 và 2.2 nhƣng ta
thay vụn kế bằng đốn LED.
- Tiến hành thớ nghiệm: Làm thớ nghiệm nhƣ 3 trƣờng hợp của phƣơng ỏn
1, mắc cỏc điện cực với hai cực của đốn LED.
Kết quả: Ở trƣờng hợp 1 đốn khụng phỏt sỏng, ở trƣờng hợp 2 và 3 cú lỳc
đốn sỏng.
Nhận xột: Phƣơng ỏn 1 và phƣơng ỏn 2 cú thể xỏc định đƣợc trong quả
chanh, quả quất cú một nguồn điện, nhƣng ở phƣơng ỏn 1 kết quả thớ nghiệm rừ ràng và dễ thành cụng hơn hơn.
*Thớ nghiệm 2: Thớ nghiệm nghiờn cứu về mỏy phỏt điện một chiều
Mục đớch thớ nghiệm:
Nghiờn cứu, tạo ra một mỏy phỏt điện một chiều từ những chiếc Đinamụ.
Số húa bởi Trung tõm Học liệu – Đại học Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn 56
Chế tạo dụng cụ thớ nghiệm:
Tiến hành thớ nghiệm:
Dựng 3 chiếc đinamụ cũ ghộp thành một khối cố định trờn một giỏ đỡ,
sau đú dựng dõy dẫn mắc nối tiếp chỳng với nhau. Gắn vành xe đạp lờn trục quay trờn giỏ đỡ, dựng dõy cua roa mắc vào vành xe và mắc với cỏc trục quay của 3 chiếc đinamụ (hỡnh 2.3). Dựng tay quay cho vành xe quay, cỏc trục đinamụ cũng quay theo, nối cỏc đốn LED với hai cực của cỏc đinamụ.
Kết quả: Cỏc đốn LED phỏt sỏng. Độ sỏng cỏc đốn thay đổi khi mắc
vào hai cực của một chiếc, hai chiếc hoặc cả ba chiếc đinamụ.
Nhận xột: Để những chiếc Đinamụ ghộp nối tiếp tạo ra nguồn lớn hơn
từng chiếc thỡ chỳng phải giống nhau về thụng số kĩ thuật và đƣợc quay đồng bộ. * Thớ nghiệm 3: Chế tạo mạch, vỏ đốn pin
Mục đớch thớ nghiệm:
Tự tạo ra những chiếc đốn pin dựng để thắp sỏng búng đốn từ những vật dụng đơn giản, dễ kiếm.
Chế tạo dụng cụ thớ nghiệm:
+ Dõy dẫn bằng đồng + Vỏ lon, kộo
+ Khoỏ K (dựng cụng tắc hoặc nỳm đẩy) + Hai quả pin
Hỡnh 2. 3 + 1 vành xe đạp + 3 chiếc đi na mụcũ + 1 lốp xe đạp cũ + Cỏc thanh sắt, ốc vớt + Vụn kế, cỏc đốn LED + Cỏc đồ phụ kiện cần thiết
Số húa bởi Trung tõm Học liệu – Đại học Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn 57
+ Búng đốn
+ Lũ xo, gƣơng lừm.
Bố trớ và tiến hành thớ nghiệm:
-Bố trớ thớ thớ nghiệm theo sơ đồ mạch (hỡnh 2.4) và lắp giỏp (hỡnh 2.5). - Khi đúng cụng tắc thỡ đốn phỏt sỏng, ngắt cụng tắc thỡ đốn tắt.
Công tắc Bóng đèn dây tóc
G-ơng lõm
* Thớ nghiệm 4: Nghiờn cứu sự nạp điện và phỏt điện của acquy Mục đớch thớ nghiệm:
Tỡm hiểu nguyờn tắc hoạt động của acquy khi nạp điện và khi phỏt điện. Tỡm đƣợc cực của acquy khi mất dấu.
Chế tạo dụng cụ thớ nghiệm:
+ Một bỡnh acquy xe mỏy đó hết điện cỡ 12V
+ Bỡnh đựng dung dịch, dõy dẫn, hai điện cực bằng đồng và inox + Nƣớc, axớt H2SO4, muối CuSO4
+ Bộ đổi nguồn, cỏc quả pin
Cú cỏc phương ỏn sau để tiến hành nạp điện cho acquy:
Phương ỏn 1: Sử dụng cỏc nguồn một chiều cú sẵn để nạp
Sử dụng cỏc quả pin nối tiếp chỳng với nhau để tạo ra bộ nguồn lớn cú hiệu điện thế gữa hai cực luụn lớn hơn hiệu điện thế giữa hai cực acquy đƣợc
vỏ Pin
Số húa bởi Trung tõm Học liệu – Đại học Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn 58
nạp. Nối hai cực của bộ nguồn đú với hai cực của acquy, khi đú acquy sẽ đƣợc nạp điện.
Phương ỏn 2: Sử dụng bộ đổi nguồn và mạng điện sinh hoạt để nạp
Nhận xột: Cả hai phƣơng ỏn đều nạp đƣợc điện cho acquy, nhƣng ở phƣơng ỏn thứ nhất ta phải tốn nhiều pin và khụng sử dụng lại những quả pin này đƣợc, do vậy phƣơng ỏn này sẽ rất tốn kộm, cũn ở phƣơng ỏn hai thỡ đơn giản và hiệu quả cao hơn. Do vậy trong thực tế để nạp điện cho acquy ngƣời ta thƣờng sử dụng phƣơng ỏn hai.
Để nghiờn cứu sự phỏt điện của acquy ta dựng cỏc đốn điện mắc vào hai cực của acquy đó được nạp điện, dựng acquy để khởi động xe mỏy hoặc dựng ắcquy để tiến hành điện phõn...
Thớ nghiệm tỡm ra cực của acquy khi bị mất dấu:
Hỡnh 2.6
Dựng bộ đổi nguồn lấy điện từ mạng điện sinh hoạt của gia đỡnh, nối hai cực của acquy với hai cực ở đầu ra của bộ đổi nguồn. Khi đú acquy sẽ đƣợc nạp điện (hỡnh 2.6).
Số húa bởi Trung tõm Học liệu – Đại học Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn 59
+ Dụng cụ (hỡnh 2.7): Bỡnh acquy đó đƣợc nạp điện bị mất dấu, muối CuSO4, hai điện cực bằng đồng và inox, bỡnh đựng dung dịch, dõu dẫn.
+ Tiến hành (hỡnh 2.8): Pha muối đồng vào nƣớc, nhỳng hai điện cực ngập trong dung dịch, dựng dõy dẫn nối hai điện cực với hai cực của acquy, chờ trong 2 phỳt.