SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM ĐỀ TÀI: "PHƯƠNG PHÁP GIẢNG DẠY MẠCH ĐIỆN TỬ CƠ BẢN" P H ẦN I. K HÁI QUÁT V Ề Đ Ề TÀI I.1. Lý do chọn đề tài: Tiếp theo đề tài“ Phương pháp giảng dạy nội dung linh kiện bán“ thuộc chương trình môn Công nghệ 12 mà tôi đã nghiên cứu năm học 2009 - 2010, năm học này tôi tiếp tục lựa chọn lĩnh vực kỹ thuật điện tử để nghiên cứu, viết đề tài SKKN về phương pháp giảng dạy một số mạch điện tử cơ bản với hy vọng tổng kết, khái quát được phương pháp giảng dạy nội dung KTĐT lớp 12 đạt hiệu quả cao, có thể áp dụng được trong trường THPT số 1 Bảo Thắng Nước ta đã và đang hội nhập sâu, rộng với quốc tế. Hơn bao giờ hết, chúng ta cần một đội ngũ trí thức và công nhân lành nghề đáp ứng công cuộc đổi mới đất nước. Theo chủ trương của Đảng và Nhà nước ta, đến năm 2020 cơ bản nước ta là một nước công nghiệp. Vì vậy trang bị cho các em HS lớp 12 trước khi rời ghế nhà trường những kiến thức cơ bản về kỹ thuật để các em có định hướng chọn ngành nghề và tiếp tục học trong các trường kỹ thuật là điều hết sức cần thiết Nội dung Kỹ thuật điện tử thuộc chương trình Công nghệ lớp 12 giúp các em hiểu biết thông thường về lĩnh vực điện tử, làm cơ sở để các em áp dụng vào cuộc sống của bản thân và cộng đồng hoặc học tiếp các chuyên ngành kỹ thuật sau này. Kỹ thuật điện tử là ngành kỹ thuật ứng dụng những quy luật tương tác giữa các hạt điện tử ( êlêctron) với các trường điện từ và các chất, quy luật của dòng điện tử trong mạch điện để chế tạo các thiết bị điện tử và hệ thống điện tử dùng trong sản xuất và đời sống. Xuyên suốt nội dung kỹ thuật điện tử là kiến thức về linh kiện bán dẫn. Nội dung dòng điện trong chất bán dẫn các em đã được học trong chương trình Vật lí lớp 11. Tiếp theo đề tài “ Phương pháp giảng dạy nội dung linh kiện bán dẫn trong chương trình Công nghệ 12” mà tôi đã thực hiện năm học trước, tôi đã không ngừng nghiên cứu, đúc rút kinh nghiệm để đổi mới phương pháp giảng dạy phân môn Kỹ thuật điện tử trong chương trình môn học Công nghệ lớp 12. Với kiến thức về các linh kiện điện tử mà các em đã nắm vững sau khi học chương I, các em đã hiểu về đặc điểm cấu tạo và nguyên lí làm việc của các linh kiện đó. Từ đó các em sẽ rất dễ tiếp thu kiến thức về các mạch điện tử đơn giản thường gặp trong thực tế. Trong chương II các em sẽ được vận dụng một cách lôgic kiến thức chương I để tìm hiểu các mạch điện tử đơn giản đó là các mạch chỉnh lưu, mạch nguồn một chiều, mạch khuếch đại đảo dùng vi mạch thuật toán và mạch tạo xung đa hài tự dao động Qua quá trình giảng dạy tôi thấy khi các em đã hiểu về mạch điện sẽ có những em rất thích khám phá, tìm hiểu thực tế như muốn được hành nghề luôn. Về nhà có những em đã tự tháo các thiết bị ra để tìm hiểu về các mạch. Với tham vọng tôi sẽ có một bộ SKKN về PP giảng dạy phân môn Kỹ thuật điện tử trong chương trình Công nghệ phổ thông, năm học 2011 - 2012 tôi tiếp tục thực hiện ý tưởng đó. Trong năm học này tôi lựa chọn đề tài sáng kiến, kinh nghiệm “ Phương pháp giảng dạy nội dung các mạch điện tử cơ bản thuộc chương trình Công nghệ lớp 12” I.2. Mục đích của đề tài: Tìm ra phương pháp giảng dạy hiệu quả nhất để đạt được mục tiêu về kiến thức, về thái độ học tập và hình thành kỹ năng cho HS qua việc học phần “ Các mạch điện tử cơ bản” trong chương trình Công nghệ lớp 12 I.3. Đối tượng nghiên cứu của đề tài Với giới hạn nội dung của đề tài, tôi chỉ nghiên cứu các quá trình tư duy nhận thức của học sinh và đưa ra phương pháp, những hướng dẫn cụ thể trong giảng dạy nội dung “ Các mạch điện tử cơ bản” thuộc chương trình Công nghệ 12 I.4. Nhiệm vụ nghiên cứu của đề tài: Nghiên cứu mối liên hệ giữa Vật lí và Kỹ thuật, đặc biệt là khơi dậy sự ham mê tìm hiểu của tuổi học trò để hướng các em vào bài giảng, tiếp thu kiến thức tốt nhất và có thể áp dụng vào trong thực tế qua các tiết học bài 7 và bài 8: Các mạch điện tử cơ bản I.5. Phương pháp nghiên cứu của đề tài: - Khảo sát khả năng, tâm lí của học sinh khi học tập môn học nói chung và nội dung kỹ thuật điện tử nói riêng - Tìm hiểu điều kiện cơ sở vật chất và phương tiện kỹ thuật đáp ứng nhu cầu giảng dạy bộ môn của nhà trường - Thu thập tài liệu tham khảo và nghiên cứu tài liệu có liên quan đến đề tài - Trao đổi ý kiến với các đồng nghiệp để viết đề tài I.6. Thời gian nghiên cứu: - Từ đầu 9 năm 2011 đến hết tháng 11 năm 2011 PHẦN II. NỘI DUNG CỦA ĐỀ TÀI II.1. Vấn đề cơ bản để có thể dạy tốt về các mạch điện tử cơ bản trong chương trình Công nghệ lớp 12 * Thực trạng của việc truyền đạt cả thầy và tiếp thu của trò về kiến thức một số mạch điện tử cơ bản thuộc chương trình môn Công nghệ lớp 12 Kiến thức kỹ thuật điện tử nói chung và các mạch điện tử nói riêng là phần kiến thức khó không chỉ đối với môn Công nghệ mà khó cả đối với môn Vật lí. Bởi muốn nắm vững nguyên lí của từng linh kiện bán dẫn, cả thầy và trò phải nắm vững bản chất dòng điện trong chất bán dẫn. Nội dung kiến thức về dòng điện trong chất bán dẫn được học trong chương trình Vật lí 11. Đây là phần kiến thức ít được học sinh quan tâm vì kiến thức phần này ít có bài tập tính toán và cũng ít gặp trong các đề thi. Lên lớp 12 học sinh lại quên đi nhiều, vì vậy nếu không có kỹ thuật truyền đạt liên môn một cách tinh giản, gọn nhẹ thì hoặc là học sinh không hiểu gì sau tiết giảng ngoài sự kể lại bài cdo thầy độc diễn hoặc là học sinh sẽ thấy ngấy ngán vì quá tải do thầy lo sợ học sinh không có cơ sở kiến thức tiếp thu bài Vậy vấn đề cơ bản là gì ? * Về kiến thức: Để giảng cho học sinh dễ hiểu và có kiến thức cơ sở vững chắc giáo viên cần nghiên cứu, nắm vững bản chất dòng điện trong chất bán dẫn; sự tạo thành điện trường riêng lớp tiếp giáp P - N; đường đặc tính vôn - ampe của các linh kiện bán dẫn; nguyên lí làm việc của điôt, các loại tranzito. Do điều kiện thời lượng của môn học dành cho nội dung lí thuyết của chương này rất ngắn nên giáo viên cần có cách nào đó giúp học sinh nắm được một cách dễ dàng về nguyên lí của điốt và các loại tranzito. Ngoài ra giáo viên cần củng cố và khắc sâu kiến thức vật lí các em đã học đó là: Dòng điện chỉ đi từ miền P sang miền N. Vì vậy tiếp giáp P - N chỉ phân cực thuận khi miền P phải được kích điện thế dương so với miền N( Dĩ nhiên UPN phải đủ để mở cửa lớp tiếp giáp). - Đối với điôt tiếp mặt chỉ thông khi UAK > 0 và khoá khi UAK < 0 - Đối với tranzito điều kiện để tranzito làm việc là tiếp giáp emitơ- bazơ ( Tiếp giáp emitơ- J1) phải phân cực thuận và tiếp giáp colectơ- bazơ ( Tiếp giáp côlêctơ-bazơ- J2) phải phân cực ngược. Nói một cách khác, hai nguồn nuôi U1 và U2 phải mắc sao cho dòng Ib phải đi vào cực bazơ đối với tranzito NPN và từ cực bazơ đi ra đối với tranzito PNP. Dòng Ib được hiểu như có tác dụng mồi để có dòng Ic từ emitơ sang colectơ. ( Phần nguyên lí tranzito được học ở vật lí 11, trong chương trình Công nghệ được đề cập ở phần thông tin bổ sung nhưng GV phải dành thời lượng nhất định để giải thích hoạt động của tranzito, không kiểm tra học sinh học phần này ) * Về phương tiện giảng dạy: Để giảng dạy đạt hiệu quả cao và đảm bảo giảm tải cho học sinh khi tiếp thu bài về các mạch điện tử, phương tiện dạy học tốt nhất đó là phương tiện trình chiếu, mô phỏng. Nếu thiếu phương tiện trình chiếu, mô phỏng thì học sinh sẽ khó khăn khi tìm hiểu hoạt động của của mạch điện, GV phải khai thác nhiều đến kiến thức vật lí thì HS mới có thể hiểu bài, dẫn đến quá tải cho học sinh Hoạt động 3: Tìm hiểu về nguồn một chiều ( 15 ph ú t) Mục tiêu : HS hiểu và nắm được các khối và chức năng của mỗi khối trong mạch nguồn một chiều Mụ tả hoạt động: Mạch nguồn một chiều thực tế là mạch điện gộp lại từ cỏc khối học sinh đó tỡm hiểu ở trờn. Vỡ thế khi tỡm kiểu mạch nay, giỏo viờn nờn dựng phương tiện mỏy chiếu để mụ phỏng cho học sinh nhận thấy rừ từng khối. Vai trũ từng khối được thể hiện trờn đồ thị dạng súng của điện ỏp. Sau cựng, thầy đưa ra một số cõu hỏi để khảo sỏt sự tiếp thu bài của học sinh GV giảng giải nguyên lí mạch điện và vai trò từng khối trong mạch theo sơ đồ. Chiếu cho học sinh quan sát từng khối 1. S ơ đ ồ kh ố i ch ứ c n ă ng c ủ a m ạ ch nguồn một chiều: SGK 2. Mạch nguồn một chiều thực tế Hoạt động 4: Củng cố, hướng dẫn học bài ở nhà ( 5 ph ú t) - Trong H7-3, nếu mắc ngược chiều cả 2 điốt sẽ ra sao? - H7-4, nếu có một điốt mắc ngược hoặc bị đánh thủng sẽ xảy ra hiện tượng gì? - Nguồn một chiều có vai trò gì trong các TBĐT ? - Mạch nguồn một chiều có bắt buộc phải đủ 5 khối như H7-6 không ? Phân tích mạch nguồn một chiều nếu thiếu lần lượt từng khối Về nhà chuẩn bị trước bài 8, trả lời câu hỏi SGK Ti ế t 8. M ạ ch khu ế ch đ ạ i - M ạ ch t ạ o xung Ngày soạn: . Ngày giảng: I- Mục tiêu: 1. Kiến thức: - Biết được chức năng, sơ đồ và nguyên lí làm việc của mạch khuếch đại thuật toán và mạch tạo xung đơn giản 2. Kỹ năng: Đọc được sơ đồ mạch KĐ đảo dùng OA và mạch tạo xung đa hài tự kích 3. Thái độ: Hứng thú học để liên hệ thực tế về các mạch khuếch đại II- Chuẩn bị: 1. Nội dung: Nghiên cứu bài 8 trong SGK 2. Đồ dùng dạy học: - Tranh vẽ các hình 8.1, 8.2, 8.3, 8.4 SGK - Phương tiện trình chiếu III- Các hoạt động dạy học: 1. ổn định lớp, kiểm tra sĩ số ( 2 phút) : 2. Kiểm tra đầu giờ: ( 5 phút) - Trình bày cách phân loại mạch điện tử ? 3. Bài mới: ĐVĐ: Các em đã biết, tín hiệu điện trong mạch điện tử có thể rất yếu. Vì thế mạch khuếch đại có vai trò khuếch đại tín hiệu lên nhiều lần. Bài học hôm nay chúng ta sẽ tìm hiểu một loại vi mạch KĐ và một VD về ứng dụng mạch KĐ đó là mạch tạo xung đa hài tự kích Ho ạ t đ ộ ng c ủ a t h à y v à tr ò N ộ i dung c ơ b ả n Hoạt động 1: Tìm hiểu về mạch KĐ dùng IC thuật toán ( 15 ph ú t) Mục tiêu : HS được biết về IC khuếch đại thuật toán và nguyờn lí làm việc của mạch khuếch đại điện ỏp dùng OA GV giới thiệu về IC khuếch đại thuật toán OA: ? Vật lí 11 đã học, em nào nhắc lại đặc điểm của IC khuếch đại thuật toán ? 1. Ch ứ c n ă ng c ủ a m ạ ch K Đ 2. Sơ đồ và nguyên lí của mạch KĐ a) Giới thiệu về IC khuếch đại thuật toán và mạch KĐ dùng IC (Sgk) GV nhấn mạnh thêm : Khi tín hiệu đưa đến đầu vào không đảo thì tín hiệu ra cùng dấu tín hiệu vào và ngược lại Đầu vào đảo thường dùng để thực hiện hồi tiếp âm bên ngoài cho OA GV giảng về mạch điện, sau đó có thể chứng minh công thức hệ số KĐ điện áp và giải thích vì sao đây là mạch KĐ đảo ( Giả thiết OA lí tưởng) Sau đó minh hoạ hoạt động và hiện tượng bằng phần mềm mô phỏng ?Hãy giải thích lại sơ đồ nglí và HĐ của mạch KĐ đảo dùng OA? ? Nếu hồi tiếp âm R ht bị đứt thì mạch điện có hiện tượng gì ? ? Để mạch điện làm việc ổn định ta phải làm gì ? b) Nguyên lí làm việc của mạch KĐ điện áp dùng OA - Mạch điện có hồi tiếp âm thông qua R ht - Đầu vào không đảo được nối với điểm chung của mạch điện( Nối trung tính về mặt XC) - Tín hiệu đến qua R 1 đưa đến đầu vào đảo của OA Kết quả điện áp đầu ra ngược dấu điện áp đầu vào và có biên độ lớn gấp nhiều lần điện áp đầu vào Hệ số KĐ điện áp: K d = vµo ra U U = 1 R R ht Hoạt động 2: Tìm hiểu về mạch tạo xung đa hài ( 20 ph ú t) Mục tiêu : HS nắm được chức năng mạch tạo xung và hiểu được nguyên lí mạch tạo xung đa hài tự dao động HS học theo SGK. Một em đọc chức năng của mạch tạo xung - Nhắc lại SGK về k/n mạch tạo xung đa hài tự dao động GV giảng về sơ đồ mạch theo tranh vẽ H8.3 1. Ch ứ c n ă ng c ủ a m ạ ch t ạ o xung: SGK 2. Sơ đồ và nguyên lí làm việc của mạch tạo xung đa hài tự dao động - Khái niệm: SGK - Sơ đồ mạch tạo xung đa hài tự d.đ dùng tranzito ghép colectơ-bazơ : Trước khi giảng nguyên lí mạch tạo xung, GV giảng lại về nguyên lí hoạt động tranzito để HS hiểu rõ về điện trở gánh, điện trở định thiên, dòng Ib mở cửa cho tranzito làm việc GV dùng tranh vẽ giảng nguyên lí giải thích hiện tượng khi có xung ra và đồ thị dạng xung. ? Xung ra khi điện thế tại colectơ có giá trị ntn ?( nhỏ nhất- tức sụt áp trên điện trở gánh lớn nhất) Gọi vài em trình bày lại hoạt động của mạch Mạch gồm 2 tầng KĐ ghép colectơ tầng này sang bazơ tầng kia thông qua tụ C1 và C2. R1 và R2 là các điện trở tải mắc ở colectơ. R3, R4 là các điện trở định thiên tạo dòng Ib mở cửa tranzito làm việc - Nguyên lí làm việc : SGK + Ic1 tăng, sụt áp trên R1 tăng, điện áp tại C của T1 giảm, tụ C1 phóng, T1 thông bão hoà. Đó là trạng thái CB thứ nhất, có xung ra tại C của T1 + Khi C1 phóng thì C2 tích, T1 thông thì T2 khoá. Sau đó C2 sẽ phóng và C1 lại tích, T1 lại khoá và T2 sẽ thông. TTCB thứ 2 khi có xung ra tại C của T2 + Chọn R1 = R2, R3 = R4 = R, C1 = C2 = C, T1 giống T2 thì xung ra đối xứng với độ rộng xung   0,7RC và chu kì xung Tx = 1,4RC Củng cố, hướng dẫn học bài ở nhà ( 5 phút) - Mạch tạo xung đa hài đ.xứng và mạch không đ.xứng giống và khác nhau như thế nào ? - Thay đổi chu kì của xung đa hài làm thế nào ? - Về nhà học nắm vững nguyên lí mach KĐ dùng OA và mạch tạo xung đa hà i tự kích. III - K ết luận v à ki ến nghị III.1. Kết luận: Trong khuôn khổ và phạm vi của đề tài, tôi đã cố gắng nghiên cứu đưa ra phương pháp giảng dạy theo tinh thần đổi mới dựa trên sự đúc rút kinh nghiệm giảng dạy qua nhiều năm. Các tiết dạy phần các mạch điện tử cơ bản tôi đã áp dụng giảng dạy tại lớp 12A1 và 12A6 năm học trước đây. Kết qquả cho thấy học sinh rất hứng thú học bài và các em hiểu bài, vận dụng ngay tại lớp với tỉ lệ khá cao. Các bài giảng được tổ bộ môn và Ban Giám khảo dự giờ đánh giá rất thành công III.2. Kiến nghị Kính mong nhà trường tạo điều kiện giảng dạy bằng phương tiện kỹ thuật tốt hơn. Cụ thể nếu nhà trường có phòng học đa chức năng, có các thiết bị trình chiếu thì những bài dạy cho các môn KHTN và KT cũng như những môn khác sẽ đạt hiệu quả rất cao, học sinh hứng thú học và có tác dụng giáo dục tốt cho học sinh hình thành kỹ năng hành dụng, tư duy kỹ thuật được sớm phát triển từ khi còn ngồi trên ghề nhà trường phổ thông. . kiến, kinh nghiệm “ Phương pháp giảng dạy nội dung các mạch điện tử cơ bản thuộc chương trình Công nghệ lớp 12” I.2. Mục đích của đề tài: Tìm ra phương pháp giảng dạy hiệu quả nhất để đạt. đề cơ bản để có thể dạy tốt về các mạch điện tử cơ bản trong chương trình Công nghệ lớp 12 * Thực trạng của việc truyền đạt cả thầy và tiếp thu của trò về kiến thức một số mạch điện tử cơ bản. cứu đưa ra phương pháp giảng dạy theo tinh thần đổi mới dựa trên sự đúc rút kinh nghiệm giảng dạy qua nhiều năm. Các tiết dạy phần các mạch điện tử cơ bản tôi đã áp dụng giảng dạy tại lớp