c. Nội dung kiến thức phần Kĩ thuật điện môn Công nghệ 12:
2.3.3. Khai thác kiến thức vật lí trong bài dạy công nghệ cụ thể
a. Bài 25: “Mỏy điện xoay chiều ba pha- Máy biến áp ba pha”
Nội dung kiến thức vật lí liên quan đến bài học bao gồm:
- Cấu tạo máy biến áp: gồm có hai cuộn dây dẫn (cuộn sơ cấp và cuộn thứ cấp) có điện trở nhỏ quấn quanh lừi thộp của máy biến áp.
- Nguyên tắc hoạt động: dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ - Biểu thức: 2 1 2
1 2 1
U I N
U = I = N
- Ứng dụng: giảm hao phí khi truyền tải điện năng đi xa:
22 2 ph ph P P r U ∆ =
Nội dụng của bài “Mỏy điện xoay chiều ba pha- Máy biến áp ba pha” sách công nghệ 12:
- Máy biến áp ba pha: + Khái niệm và công dụng.
+ Cấu tạo của máy biến áp ba pha.
+ Nguyờn lí làm việc của máy biến áp ba pha: nguyờn lớ làm việc, thông số kĩ thuật.
Như vậy qua việc so sánh kiến thức vật lí có liên quan đến bài học và nội dung bài học ta thấy:
- Kiến thức cơ sở (kiến thức vật lí) của bài là:
+ Cấu tạo chung của máy biến áp: lừi thộp và dây quấn.
+ Nguyên tắc hoạt động: dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ. - Nội dung chính của bài (kiến thức kĩ thuật) là:
+ Cấu tạo máy biến áp ba pha + Thông số kĩ thuật, cách đấu dây
Như vậy vật lớ đó trang bị cho học sinh phổ thông những kiến thức về cấu tạo chung và các hiện tượng vật lí xảy ra bên trong cũng như nguyờn lớ làm việc của máy biến áp ba pha. Do vậy khi dạy nội dung bài công nghệ, có thể khai thác những kiến thức cơ sở vật lí học sinh đã biết về cấu tạo chung và nguyờn lớ làm việc của máy biến áp ba pha. Ngoài ra còn có thể khai thác những kiến thức vật lí về ứng dụng của máy biến áp để đặt vấn đề dẫn dắt học sinh tìm hiểu nội dung chính của bài.
Để khai thác kiến thức trong bài học ở trên ta có thể sử dụng các phương pháp dạy học tích cực như phương pháp đàm thoại, phương pháp dạy học trực quan, nêu vấn đề đó là những phương pháp dạy học có hiệu quả nhất trong việc phát huy tính tích cực của học sinh phổ thông. Giáo viên trao đổi với học sinh bằng những câu hỏi gợi mở để học sinh nhớ lại kiến thức đã học về cấu tạo chung của máy biến áp, nguyờn lớ làm việc của máy biến áp (kiến thức vật lí) phục vụ cho nội dung bài giảng. Đồng thời kết hợp với phương tiện trực quan về máy biến áp để kích thích tính tò mò, hứng thú học tập của học sinh, giỳp cỏc em có cái nhìn cụ thể và toàn diện về máy biến áp ba pha. Giáo viên cũng có thể
đưa học sinh vào những tình huống có vấn đề của kĩ thuật, sử dụng câu hỏi gợi mở để giỳp cỏc em giải quyết vấn đề, đặc biệt là những tình huống có vấn đề mang tính chất là các giải pháp kĩ thuật và công nghệ.
Ví dụ: Giỏo viên đưa học sinh vào tình huống có vấn đề sau:
+ Nếu theo sơ đồ nguyờn lớ của máy biến áp ba pha như hình 25- 2 (sgk trang 100) thì ba cuộn dây sơ cấp được quấn phía trên của lừi thộp, cũn ba cuộn dây thứ cấp được quấn phía dưới của lừi thộp như hình vẽ. Tuy nhiên trong thực tế người ta không quấn như vậy. Vậy thực tế các cuộn dây khi được quấn vào lừi thộp của máy biến áp sẽ được quấn như thế nào? và tại sao?
+ Sau khi đưa ra tình huống có vấn đề cho học sinh, giáo viên sử dụng những câu hỏi để khai thác kiến thức vật lớ đó học giỳp cỏc em giải quyết vấn đề và rút ra kết luận.
+ Giáo viên có thể sử dụng những câu hỏi sau để giúp học sinh giải quyết tình huống đặt ra.
1/ Khi có dòng điện xoay chiều chạy trong cuộn dây sơ cấp thì trong cuộn thứ cấp có hiện tượng vật lí nào xảy ra? (xuất hiện suất điện động cảm ứng)
2/ Tại sao dây quấn lại được cách điện với lõi của máy biến áp? (để có sự biến thiên từ thông trong lừi thộp)
3/ Dây quấn có điện áp cao và dây quấn có điện áp thấp loại dây nào cần cách điện với lõi tốt hơn? (dây quấn có điện áp cao cần cách điện tốt hơn)
+ Từ những câu hỏi trên học sinh sẽ hiểu và đưa ra được kết luận trong thực tế người ta quấn dây hạ áp ở gần lừi thộp, cũn dõy quấn cao áp được quấn ở ngoài cuộn dây hạ áp để giảm chi phí cách điện cho cuộn dây cao áp với lừi thộp.
Để khai thác một cách có hiệu quả kiến thức vật lí cơ sở trong bài dạy công nghệ nhằm tích cực hoá hoạt động nhận thức của học sinh trong bài “ Máy điện xoay chiều ba pha- Máy biến áp ba pha”, cần lưu ý một số vấn đề sau:
- Cần củng cố và khắc sâu kiến thức vật lí, đồng thời làm nổi bật kiến thức kĩ thuật, cần tách phần kiến thức vật lí dưới dạng củng cố lại kiến thức đã có của
với học sinh, với thời lượng hợp lí, như kiến thức về nguyờn lớ làm việc của máy biến áp. Sau đó chủ yếu tập trung vào nội dung kĩ thuật và công nghệ đó là các giải pháp kĩ thuật về cấu tạo của lõi biến áp, lựa chọn dây quấn, cách quấn dây, cách đấu dõy mỏy biến áp.
- Việc sử dụng tranh trực quan trong quá trình khai thác kiến thức vật lí là một phương pháp tăng hứng thú học tập của học sinh. Tuy nhiên để bài dạy đạt hiệu quả cao cần lưu ý lựa chọn và sử dụng thiết bị dạy học một cách hợp lí, khai thác hiệu quả thiết bị dạy học và phương tiện sẵn có. Theo yêu cầu của một bài dạy công nghệ có khai thác kiến thức vật lí cần chuẩn bị những phương tiện sau:
+ Phương tiện dạy học kĩ thuật theo yêu cầu chung đã có: đó là các tranh, ảnh thể hiện cấu tạo của lừi thộp và dõy quấn của máy biến áp ba pha, sơ đồ nguyờn lớ của máy biến áp ba pha (hình 25- 1 và hình 25- 2 sgk trang 100).
+ Tìm hiểu phương tiện dạy học kiến thức vật lí có liên quan đến nội dung bài học để làm cơ sở khoa học, đồng thời góp phần làm nổi bật nội dung kĩ thuật của bài đó là những tranh vẽ về thể hiện nguyờn lớ làm việc của máy biến áp.
b. Bài 26: “Động cơ không đồng bộ ba pha”
Nội dung kiến thức vật lí có liên quan đến nội dung bài học bao gồm:
- Nguyên tắc hoạt động của động cơ không đồng bộ: dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ, tương tác giữa từ trường và dòng điện.
- Cấu tạo của động cơ không đồng bộ ba pha: gồm có hai bộ phận chính là stato và rụto
+ Stato gồm có ba cuộn dây được đặt lệch nhau 1200
+ Rụto: khung dây dẫn (rụto lồng sóc).
- Nguyên tắc hoạt động của động cơ không đồng bộ ba pha:
+ Từ trường quay của dòng điện xoay chiều ba pha: Từ trường tổng hợp trong lòng stato là một tử trường quay. Tốc độ quay của từ trường đúng bằng tần số dao động điện. Khi từ thông qua Rụto biến thiên. Rụto quay và quay với tốc nhỏ hơn tốc độ của từ trường quay.
- Khái niệm và công dụng
- Cấu tạo: stato, rụto, vỏ máy, nắp máy.. + Stato: lừi thộp và dây quấn
+ Rụto: lõi thộp và dây quấn - Nguyờn lí làm việc
- Cách đấu dây và đảo chiều quay của động cơ không đồng bộ ba pha. Như vậy sau khi tìm hiểu nội dung kiến thức bài học và nội dung kiến thức có liên quan đến bài học, ta có:
- Kiến thức cơ sở khoa học (kiến thức vật lí) của bài học là:
+ Nguyên tắc hoạt động của động cơ không đồng bộ: dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ, tương tác giữa từ trường và dòng điện.
+ Từ trường quay của dòng điện ba pha
+ Cấu tạo của động cơ không đồng bộ ba pha (theo nguyên tắc vật lí gồm có hai phần chính là stato và rụto).
- Nội dung chính của bài học là:
+ Cấu tạo của động cơ không đồng bộ ba pha: giải pháp kĩ thuật công nghệ về lừi thộp và dây quấn của stato và rụto.
+ Nguyờn lí làm việc: khái niệm về từ trường quay của dòng điện xoay chiều ba pha, tốc độ quay của động cơ, hệ số trượt s.
+ Cách đấu dây và đảo chiều quay của động cơ không đồng bộ ba pha. Ta thấy kiến thức vật lớ đó trang bị cho học sinh về cấu tạo chung của máy biến áp ba pha, nguyờn lớ làm việc của động cơ không đồng bộ ba pha. Do đó khi dạy bài “Động cơ không đồng bộ ba pha” trong sách công nghệ 12, giáo viên có thể khai thác kiến thức vật lí cơ sở như đã trình bày ở trên. Vật lớ đó giới thiệu phần cấu tạo của động cơ không đồng bộ ba pha thì công nghệ chỉ giới thiệu qua các bộ phận chính, sau đó tập trung vào giải pháp kĩ thuật về lừi thộp và dây quấn. Phần nguyờn lớ làm việc chỉ nhắc lại, còn chủ yếu tập trung cho phần nội dung cách đấu dây, các loại động cơ điện.
Để khai thác kiến thức vật lí trong nội dung bài học này, giáo viên có thể sử dụng phương pháp đàm thoại và trực quan để hướng dẫn học sinh tìm hiểu các nội dung của bài học. Giáo viên có thể sử dụng một số câu hỏi sau để khai thác kiến thức vật lí trong bài như:
1/ Tại sao lừi thộp của stato và rụto được cấu tạo bởi các lá thép kĩ thuật điện và ghép cách điện với nhau? (chống dũng Fucụ)
2/ Khi cho dòng 3 pha vào 3 dây quấn stato của động cơ thì xuất hiện hiện tượng vật lí nào?(từ trường quay)
3/ Lực gì tạo ra mụmen quay tác động lên rôto làm rôto quay?(lực điện từ). Khi khai thác kiến thức vật lí của bài học này ta cần lưu ý một số vấn đề sau: - Cũng như bài trờn, nờn tỏch kiến thức vật lí được khai thác dưới dạng củng cố kiến thức cũ bằng phương pháp đàm thoại với học sinh. Với kiến thức về từ trường quay của dòng điện xoay chiều ba pha vật lí chưa nói rõ, do vậy khi dạy công nghệ, nờn núi kĩ hơn về từ trường quay. Sau đó tập trung chủ yếu vào các giải pháp kĩ thuật về cấu tạo, cách quấn dây và ứng dụng của động cơ không đồng bộ ba pha.
- Sử dụng thiết bị dạy học hợp lí:
+ Sử dụng những phương tiện dạy học kĩ thuật theo yêu cầu chung đó là các tranh vẽ về cấu tạo chung của động cơ, cấu tạo stato, rụto của động cơ(hỡnh 26- 1;26- 2;26- 3; 26- 4;26- 5;26- 6).
+ Sử dụng mô hình thể hiện từ trường quay của dòng điện xoay chiều ba pha.