CUA NHIỆT DONG LỰC HỌC” SỬ DỤNG MO HÌNH TREN
2.1.2. Phương pháp điều tra
3.2.1.2. Đánh giá mô hình động cơ Stirling mà học sinh chế tạo
Tôi đánh giá mô hình động cơ Stirling ma học sinh chế tạo qua các tiêu chỉ:
+ Tham mỹ: mô hình động cơ có bị móp, méo hay không? Học sinh cắt thân trên và xi lanh như thé nao? Can trục và các đoạn kẽm nồi học sinh bẻ có thăng hay
không? Bánh đà có bị nghiêng hay không?...
+ Hiệu suất: mô hình động cơ của học sinh có hoạt động không? Hoạt động với hiệu suất như thế nào?
+ Sáng tạo: học sinh chế tạo động cơ có thay đôi gì với bản hướng dẫn không?
Có sáng tạo thêm chỉ tiết gì không? Học sinh có thể dựa trên những nguyên tắc cơ bản trong hướng dẫn đề sáng tạo ra một mô hình khác hoàn toàn với bản hướng dẫn
hay không?
3.2.2. Phân tích diễn biến của buối thuyết trình về động cơ Stirling 3.2.2.1. Diễn biến buổi thuyết trình
Trước buôi thuyết trình một tuân, giáo viên chia học sinh thành 4 nhóm, mỗi nhóm gồm 7 thành viên và | nhóm trướng. Nhóm trưởng của các nhỏm:
® Nhóm 1: Minh Quân.
e© Nhóm 2: Thanh Sơn.
¢ Nhóm 3: Tuấn Vũ.
® Nhóm 4: Thục Án.
Sau khi ôn định lớp, giáo viên cho các nhóm lần lượt lên trình bay phan thuyết trình
của mình và biêu điển động cơ cho cả lớp cùng xem
- Nhóm 1: Hai bạn trong nhóm là Minh Quân vả Tuyết Minh đại điện nhóm để thuyết trình. Đầu tiên, nhóm giới thiệu sơ nét về Robert Stirling, quá trình ông phát
minh ra động cơ va các loại động co Stirling. Sau đó, nhóm trình điển mô hình của
mình cho cả lớp cùng xem, động cơ chạy, nhóm bắt đầu phân tích vẻ chu trình,
86
cũng như nguyén ly hoạt động của động cơ, nhóm vận dụng những kiến thức đã học
về nguyên lý | và nguyễn lý 2 dé giải thích nguyên lý hoạt động của mô hình động
cơ, cuối cùng, nhóm nói sơ qua vẻ các ứng dụng của động co Stirling trong thực tế.
s Giáo viên dat cau hoi cho nhóm:
- Hiệu suất của động cơ nhiệt phụ thuộc vào những yếu tổ nào? Va dé tăng hiệu suất cho mô hình động co, ta có thé làm cách nào?
Dại diện nhóm trả lời: (Duy Quang)
- Hiệu suất động cơ nhiệt phụ thuộc vào sự chênh lệch nhiệt độ giữa nguồn nóng và nguồn lạnh, độ chênh lệch càng lớn, thì hiệu suất cảng cao.
Đề có thé tăng hiệu suất của mô hình động cơ, ta có thé dé nước đá vào đáy
của thân trên động cơ.
- Nhóm biểu diễn trước ca lớp, bỏ đá vao day của thân trên động cơ, động cơ hoạt động nhanh hơn so với khi chưa bỏ đá, chứng tỏ hiệu suất động
cơ tăng lên.
- Nhóm 2: Hai bạn đại điện nhém là Thanh Sơn và Thanh Duy lên trình bảy phần thuyết trình của nhóm minh, Nhóm giới thiệu đôi nét về Robert Stirling và quá trình
ông phát minh ra động cơ, sau đó, nhóm phân loại các loại động cơ và chỉ ra mô
hình động cơ thuộc loại nào. Tiếp theo, nhóm giới thiệu từng bộ phận của mô hình động cơ, và vai trò của từng bộ phận, sau khi giới thiệu xong, nhóm biểu diễn mô hình động cơ của mình dưới ngọn lửa đèn cẩy cho cả lớp xem, động cơ chạy, nhóm đựa vào nguyên lý 1 dé giải thích nguyên lý hoạt động của động cơ, dựa vảo công thức tính hiệu suất động cơ, nhóm kết luận hiệu suất động cơ phụ thuộc vào nhiệt độ của nguồn nóng và nguồn lạnh, và dé chứng minh kết luận đó, nhóm bỏ đá vào mô hình động cơ, lập tức động cơ quay nhanh hơn, hiệu suất cao hơn. Cuối cùng, nhỏm nêu các ứng dụng của động co Stirling trong đời sống.
s Giáo viên đặt câu hói cho nhóm:
§7
- Một động cơ nhiệt gdm những bộ phận cơ ban nảo? Hay chỉ ra trong
mô hình các bộ phản đó.
& Dai diện nhóm trả lời: (Minh Thư)
- Một động cơ nhiệt gôm các bộ phận cơ bản là: nguôn nóng, nguồn lạnh, tác nhân chuyên động. Ở mô hình động cơ, nguôn nóng chính là ngọn
lửa đèn côn, nguôn lạnh là không khí bên ngoài (hoặc nước đá), tác nhân chuyên động chỉnh Ia khí bên trong động cơ.
- Nhóm 3: Lan lượt các thành viên trong nhóm lên trình bày phan thuyết trình của minh, Duy Anh va Minh Phát đại điện nhóm thuyết trình vẻ tiêu sử Robert Stirling và phân loại các loại động cơ Stirling, sau đó, Quốc Bảo và Truyền Lâm nêu cấu tạo
của mô hình động co Stirling, giới thiệu từng bộ phận và vai trò của chúng, đồng
thời, biếu diễn mô hình trên ngọn lửa đèn cồn cho cả lớp xem, động cơ chạy. Nhóm trưởng đại diện nhóm giải thích nguyễn ly hoạt động của động cơ dựa trên kiến thức đã học về nguyên lý | và nguyên lý 2 nhiệt động lực học. Minh Truyền và Phúc Bảo kết thúc phần thuyết trình của nhóm bằng phan ứng dụng của động cơ vao cuộc sống.
s% Giáo viên đặt câu hỏi cho nhóm:
- Tại sao phan can trục nối pittông tự do và pitténg truyền động phải
vuông góc với nhau?
Đại diện nhóm trả lời: (Phúc Bảo)
- Cần trục nối pitténg tự do va pittông truyền động phải vuông góc với nhau vì dé cho khi pittông tự do ở vị trí có vận tốc nhỏ nhất thì pittông truyền động ở vị trí có vận tốc lớn nhất, và ngược lại, như vậy sẽ giúp động cơ quay
liên tục mà không bị dừng.
- Nhóm 4: Lan lượt các thanh viên trong nhóm lên trình bay phan thuyết trình của nhóm, Công Vinh và Thuận Hưng thuyết trình về tiểu sử của Robert Stirling và quá trình phát minh động cơ, Thanh Dat va Thúy Vy đại diện nhóm thuyết trình vẻ phần
88
phân loại động cơ va chỉ ra mô hình các em lam là thuộc dang nao, cũng như chi ra các bộ phận của động cơ va vai trò của chúng, sau đó, nhóm trưởng đại diện nhóm giải thích nguyên ly hoạt động của mô hinh động cơ dựa vảo nguyên lý Ì vả nguyên
lý 2, tir đó, chi ra sự giống va khác nhau về cách hoạt động của động cơ đốt trong vả động cơ đốt ngoài, dựa vảo đó, nêu lên ưu điểm không xá khí thai ra môi trường ngoải của động cơ đốt ngoài, lắm giảm được van dé ô nhiễm môi trường. Tiếp theo,
nhóm biểu điển mô hình trên ngọn lửa dén côn, động cơ chạy, vả đẻ minh họa hiệu
suất động cơ phụ thuộc vao sự chênh lệch nhiệt độ của nguồn nóng vả nguồn lạnh, nhóm bỏ đá vảo trong động cơ, quan sát thấy động cơ hoạt động nhanh hơn, hiệu suất cao hơn. Cuối cing, Quốc Thanh và Bích Anh đại điện nhóm thuyết trình về
các ứng đụng của động cơ trong cuộc sống và kết thúc bai thuyết trình.
s* Giáo viên đặt câu hỏi cho nhóm:
- Tại sao khi chế tạo pitténg tự do, ta lại bỏ bông gòn vào trong? Ta có thể thay bông gòn băng vật liệu khác được không?
s* Dai điện nhóm trả lời: (Anh Minh)
- Do pittông tự do vừa đi chuyển vừa trừ một lượng nhiệt đi lên nguồn lạnh nên ta bỏ bông gòn vào pittông tự do để trữ nhiệt. Ta có thể thay thế bông gòn bằng các vật liệu khác, nhưng các vật liệu đó cũng phải trữ được nhiệt va phải nhẹ dé pittông cỏ thé di chuyển dé đàng.
Sau khi các nhóm hoản thành buôi thuyết trình của minh, giáo viên nhận xét từng
nhóm:
- Nhóm 1: Các em chế tạo mỏ hình đạt yêu cầu vả động cơ chạy, tuy nhiên, chi có hai bạn lên đại điện nhóm dé thuyết trình, nhóm thiểu phan giới thiệu các bộ phận
của mô hình động cơ và vai trò của chúng trong động cơ, khi giải thích nguyên lý
hoạt động của động cơ, vẫn còn chỗ vẫn chưa rõ ràng. Các em vẫn chưa nói tới
việc hạn chế được vấn đề ô nhiễm môi trường khi sử dụng động cơ đốt ngoài.
Nhóm thuyết trình đạt yêu cầu, cẳn bé sung thêm những phan đã nói ở trên.
89
- Nhóm 2: Động co của nhóm đạt yêu cầu, nhóm có sáng tạo thêm phản dé cho động cơ và đây là nhóm đuy nhất dùng đèn cây dé cung cấp nhiệt cho động cơ. Vẻ phan thuyết trình, chi có hai bạn đại điện nhóm dé thuyết trình, khi thuyết trình vẻ
phân nguyên lý hoạt động. các bạn nói hơi nhanh, lam cho người nghe bị roi và khó
hiéu ở một số chỗ, nhóm vẫn còn thiểu lợi ích của động co Stirling làm giảm 6 nhiễm mỗi trường. tuy nhiên, phân thuyết trình của nhóm khá tốt, nhóm có giới
thiệu vẻ cau tạo của mô hinh động cơ, vai trò của từng bộ phận, nhóm con đưa vao hiệu suất của động cơ và minh họa cho cả lớp thấy được hiệu suất động cơ phụ thuộc vảo sự chênh lệch nhiệt độ giữa nguồn nóng và nguồn lạnh. Nhóm thuyết trình khá tốt.
- Nhóm 3: Động cơ của nhóm rat sáng tạo va đẹp. Hầu như bạn nao trong nhỏm cũng lên thuyết trình trước lớp. Các bạn trong nhóm trình bay tự tin, nói chậm rãi va khiến người nghe hiểu được vin đề, đặc biệt la phân nguyên lý hoạt động, nhóm trưởng giải thích khá tốt va rd rằng. Tuy nhiên nhóm lại trình bảy thiếu một số phần như nhóm 1. Nhóm thuyết trình tốt.
- Nhóm 4: Động cơ của nhóm đạt yêu câu. Các bạn trong nhóm lan lượt lên thuyết trình trước lớp, một số bạn vẫn còn hỏi hộp khi thuyết trình, nên trình bảy không được suôn sẻ. Tuy nhiên, nội dung thuyết trình của nhóm rit tốt, , phần nguyên lý
hoạt động của động cơ, nhóm trưởng giải thích khá rõ rang chứng tỏ nhóm đã chuẩn bị rat kĩ về phần thuyết trình của mình. Nhóm thuyết trình tốt.
3.2.2.2. Một số hình ảnh buổi thuyết trình
Hình 3.4: Nhom 4
9Ị
3.2.3. Đánh giá kết quá thực nghiệm
- Dé danh giá kết quả thực nghiệm, ngoài việc quan sát số lượng học sinh tham gia xây dựng bai học trong mỗi tiết thực nghiệm, tôi còn đánh gia kết qua qua nội dung mà các em thuyết trình và mô hình động cơ mả các em chế tạo được
Vé phân thuyết trình: Tôi cùng có những đánh giá như là giáo viên bộ môn
Vé mô hình động cơ:
- Nhóm |:
các đoạn kẽm dé nói với 2 pitténg bẻ rất đẹp, phan pittông tự do nhóm làm
gọn hơn trong hướng dẫn, tuy nhiên, phân xilanh để chứa pitténg tự do lại mop khá nhiều, và phần băng dính quấn quanh chỗ nối giữa xilanh va thân
trên không đẹp.
$& Vẻ mặt hiệu suất Động cơ của nhóm hoạt động với hiệu suất gần 105
vòng/phúi.
4 Vẻ mat sáng tạo: Động cơ của nhóm chế tạo khá giống với phan hướng dẫn,
nhóm đã sảng tạo thêm là dan bang đính vào phan nối thân trên và xilanh để cho kin khí, và ở phan pittông truyền động, nhóm ding bong bóng nhỏ thay
vi bong bóng vừa như trong hướng dẫn, do đó, bong bóng ôm sat vảo co vả
kín khí, không phải dùng thun buộc.
-Nhom 2:
93
Vẻ mặt thim my: Nhóm cắt các vỏ lon rất đẹp. cin trục bẻ rất thăng, phân
xilanh không bị móp.
% Vẻ hiệu suất: đây là nhóm duy nhất sử dụng đèn cẩy dé cung cap nhiệt cho động cơ, mặc dù vậy, động cơ của nhóm vẫn đạt được hiệu suất 90 vòng/phút gần bằng các nhóm khác, chứng tỏ động cơ của nhóm làm khá
nhạy.
+ Về mặt sáng tạo: nhóm thiết kế động cơ tương tự như phân hướng dan, mặc dù vậy, nhóm đã sáng tạo thêm phần dé dé đặt đèn cây, phần sáng tạo của nhóm được đánh giá cao, vi nếu có thể thiết kế sao cho phan đế có thé gắn động cơ vào thì khi biểu diễn, chúng ta sẽ không phải cằm.
- Nhóm 3:
® Vẻ mặt thấm mỹ: nhóm làm rat đẹp, thâm mỹ rất cao, các chí tiết được gắn vao rat chặt, được đán băng kco hoặc có định bằng ốc.
$ Vẻ mặt hiệu suất: động cơ chạy khá cân bang, đạt hiệu suất 108 vòng/phút.
& Vẻ mặt sáng tạo: nhóm cực ky sang tạo, ngoại trừ can trục, pitông tự do va
thân trên của pittông là như phan hướng dẫn, các phần khác các em đều thay
đổi trong mô hình của minh va động cơ vẫn chạy
- Nhóm 4:
95
4 Vé mặt thâm mỹ: Sản phẩm của nhóm khả giống với của nhóm 1, cần trục và
thân trên động cơ nhóm làm khả tết, tuy nhiên, phần xilanh cũng bị móp chút Ít, làm giảm tính thẩm mỹ của sản phẩm, va cũng như nhóm 2, phan băng
dính nhóm dan vao phan nối xilanh va thân trên không đẹp.
4 Vẻ mặt hiệu suất: động cơ của nhóm đạt hiệu suất 98 vòng/phút.
4 Vé mặt sáng tạo: Nhóm làm giống như trong hướng dẫn va có sáng tạo thêm
phần băng dán vào chỗ nói thân trên và xilanh cho kín.
sẻ Nhận xét:
- Từ kết quả thuyết trình và mô hình động cơ học sinh chế tạo được, ta co những
nhận xét sau:
Học sinh của lớp thực nghiệm đã được nâng cao khả năng giải thích hiện
tượng bằng cách vận dụng các kiến thức đã học.
Khả nang sử dụng ngôn ngit Vat Ly của học sinh được cải thiện thông qua
buôi thuyết trình về động cơ Stirling.
Học sinh đã thé hiện được kha năng sáng tạo của minh qua việc dựa vào bản hướng dẫn chế tạo mô hình dé chế tạo ra những mô hình theo ý mình mà vẫn dat được những yêu cầu kỹ thuật.
3.3. Kết luận
Việc theo dõi và tham gia vao các tiết thực nghiệm, cũng như việc tham gia, phân tích buổi thuyết trình của học sinh và đánh giá về mô hình động cơ học sinh chế tạo
sau quá trình thực nghiệm đã chứng minh:
- Tiến trình day học đã soạn thao trong đó có sử dung mô hình động co Stirling da thiết kế nhằm nâng cao chất lượng kiến thức, kích thích sự hứng thú trong học tập
của học sinh là có tính khá thi.
- Tài liệu hướng dẫn chế tạo mô hình động cơ Stirling đã xây dựng là có hiệu quả, các mỏ hình cia học sinh chế tạo đều hoạt động tốt.
- Việc tê chức qua trinh day học “Co sở của nhiệt động lực học” với sự hỗ trợ của mỏ hình động co Stirling đã bước đầu đem lại hiệu quả trong việc nang cao chất lượng kiến thức, phát triển kha năng sáng tạo, bồi đưỡng năng lực giải quyết vấn dé
của học sinh.
97