ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC SƯ PHẠM ỨNG DỤNG NGHIÊN CỨU ĐỔI MỚI TỰ LÀM ĐỒ DÙNG DẠY HỌC VÀ THIẾT BỊ DẠY HỌC A PHẦN MỞ ĐẦU: I/ Lý chọn đề tài: Bộ môn vật lý môn khoa học thực nghiệm Tư tưởng chủ đạo sgk vật lý trung học sở nội dung kiến thức hình thành phần lớn thơng qua thí nghiệm thực hành Điều khơng tích cực hóa việc học tập học sinh mà rèn luyện kỹ sử dụng thiết bị, đức tính kiên trì tác phong làm việc người lam khoa học thời đại công nghệ Thực tế nhiều năm qua , chất lượng thiết bị, thời gian thí nghiệm có nhiều hạn chế, gây nhiều lúng túng cho giáo viên học sinh Điều địi hỏi sáng tạo tích cực giáo viên để tạo dụng cụ sử dụng phục vụ tốt cho giảng việc chế tạo thiết bị dạy học củng sửa chữa khai thác mặt hạn chế cho kết trung thực Tạo niềm tin nơi học sinh - Phần Điện từ học nội dung học quan trọng chương trình mơn Vật Lý Ở cấp THCS phần Điện từ học nằm chương trình Vật lý Vật Lý Do đặc trưng môn, thí nghiệm biểu diễn giáo viên thí nghiệm nhóm học sinh thành phần thiếu tiết dạy Vật lý phần Điện từ chương trình Vật lý THCS khơng ngoại lệ Tuy nhiên chất lượng ban đầu, q trình bảo quản sử dụng nhiều nam châm khơng giữ từ tính ban đầu, bị yếu nhiều bị từ tính chí bị nhiễm từ ngược lại so với ban đầu dẫn đến thành cơng thí nghiệm điện từ bị đe doạ nghiêm trọng Đây thật vấn đề cấp thiết cần giải thí nghiệm khơng thành công diễn không ý muốn dẫn đến tin tưởng vào kiến thức cung cấp khơng thể tự khám phá kiến thức nên hứng thú học tập môn, không chất lượng môn bị ảnh hưởng mà uy tín giáo viên bị ảnh hưởng II Mục đích phương pháp nghiên cứu: - Sau q trình tìm hiểu thực trạng đồ dùng dạy học cấp cũ mới, tơi tìm giải pháp để phục hồi từ tính, làm mạnh từ tính, điều chỉnh cực từ cho nam châm cấp chế tạo thiết bị nạp từ dựa tác dụng từ dòng điện thiết bị có sẵn phịng thiết bị trường học với chi phí khơng cao, sử dụng dễ dàng, thuận tiện, lâu dài III Giới hạn đề tài : - Việc chế tạo thiết bị nạp từ cho nam châm giải cách chủ động vấn đề từ tính, yếu từ tính nam châm cấp nhờ giải vấn đề chất lượng giảng dạy môn phần Điện từ học Cách chế tạo thiết bị nạp từ không phức tạp, nguyên vật liệu rẻ tiền, dễ tìm với việc sử dụng dễ dàng nên tất trường tự làm thiết bị nạp từ cho đơn vị Việc sử dụng thiết bị nạp từ góp phần tiết kiệm kinh phí mua sắm nam châm cách phục hồi từ tính nam châm cũ Có thể nói thiết bị nạp từ mang lại nhiều hiệu tích cực lâu dài B PHẦN NÔI DUNG: I Cơ sở thực tiễn: Trường THCS Bình Hàng Tây trường huyện Cao Lãnh, thiết bị dạy học phần ưu tiên cấp nên nói số lượng thiết bị dạy học trường có đầy đủ so với trường khác huyện Môn Vật lý môn khoa học thực nghiệm, việc sử dụng thiết bị, đồ dùng dạy học tiết dạy thường xuyên nên số lượng đồ dùng dạy học mơn Vật lý nhiều môn khác Riêng loại nam châm, bao gồm la bàn, kim nam châm có đế, nam châm thẳng, nam châm chữ U cung cấp đầy đủ II Thực trạng mâu thuẫn - Đối với kim nam châm: Khi cấp từ tính kim nam châm, màu cực từ đảm bảo định hướng từ trường Trái Đất với tỉ lệ 100% , qua trình sử dụng, bảo quản số kim nam châm đảm bảo yêu cầu sụt giảm 30% - Đối với nam châm thẳng, nam châm chữ U dành cho khối 9: Khi cấp nam châm đảm bảo cực từ theo màu tên cực từ in sẵn từ tính nam châm nhìn chung yếu đặc biệt nam châm chữ U, qua trình sử dụng, bảo quản số nam châm giữ cực từ khoảng 50%, từ tính đa số nam châm yếu, số nam châm khơng cịn từ tính - Đối với nam châm thẳng nam châm chữ U dành cho khối 7: Khi cấp đảm bảo tên cực từ từ tính yếu, qua q trình sử dụng, bảo quản đa số nam châm từ tính nhiễm từ ngược lại từ cực ghi Thực trạng dẫn đến giáo viên, học sinh làm thí nghiệm khơng thành cơng kết thí nghiệm khơng xác Dần dần giáo viên ngại sử dụng nam châm giảng dạy dẫn đến nguy dạy chay, chất lượng môn Vật lý phần điện từ học bị ảnh hưởng xấu III Biện pháp giải quyết: a) Chế tạo thiết bị nạp từ: Dựa tác dụng từ dòng điện, ta tiến hành chế tạo thiết bị nạp từ (thực chất nam châm điện có từ cực xác định) dùng nguồn điện xoay chiều 220V thông qua chỉnh lưu điốt lắp thành mạch cầu để trở thành dịng chiều có hiệu điện 220V cung cấp cho cuộn dây có số vịng thích hợp (khoảng 4000-5000 vịng) nhằm tạo nam châm điện mạnh đủ sức làm nhiễm từ nam cũ bị từ tính Các thiết bị, vật tư cần có: - cuộn dây đồng loại 1000 + 1000 vòng (đây cuộn dây đồng thuộc thiết bị cấp ) Nếu khơng, dùng cuộn dây đồng loại 4000 vòng nhiều thiết bị máy biến (lưu ý cuộn phải có số vịng cỡ dây) - lõi sắt non hình chữ U (được ghép sắt non) nằm khít lịng ống dây (đây lõi sắt thiết bị cấp ) Nếu dùng cuộn dây biến mới, ta dùng ln lõi sắt - công tắc loại 250V - 5A ( công tắc đèn loại thơng dụng) - cầu chì - điơt loại lớn - m dây đơi có bọc cách điện - phích cắm Lắp thiết bị nạp từ: - Chì hàn, băng keo cách điện, ốc vít - Nối cuộn cuộn cuộn kép thành cuộn cho chúng có chiều quấn Nối cuộn kép nối nối tiếp lần cho chúng có chiều quấn Điều quan trọng ta nối không từ trường cuộn dây bị triệt tiêu Để phân biệt hai cuộn riêng biệt cuộn dây kép có đầu dây ta dùng đồng hồ vạn đặt chế độ đo điện trở, hai đầu dây có điện trở nhỏ chung cuộn Để đảm bảo chiều quấn cuộn ta đánh dấu 1, cho hai đầu cuộn thứ 3, cho hai đầu cuộn thứ Nối đầu với đầu 4, dùng kim nam châm (hoặc la bàn) đặt gần cuộn dây, nguồn pin nối với hai đầu lại cuộn dây sau nối Bật công tắc nguồn pin, quan sát độ lệch kim nam châm, kim nam châm lệch nhiều Để dảm bảo dẫn điện tốt ta hàn chì mối nối băng cách điện Tiến hành tương tự với cuộn lại ta hai cuộn dây cuộn có 2000 vịng Lắp hai cuộn dây vào lõi sắt non, mắc cuộn với nguồn pin kiểm tra cực từ cuộn cho dòng điện chạy qua kim nam châm Đổi đầu nối dây hai cuộn để đảm bảo cực từ cuộn sau lắp vào lõi sắt nối tiếp Nối cuối cuộn thứ vào đầu cuộn thứ hai, hàn chì, băng cách điện ta nam châm điện có tổng số vịng dây quấn 4000 vịng lõi sắt non có hai đầu lõi sắt hai từ cực nam châm này, sau gắn lõi sắt lên bảng gỗ Các bước không cần thiết ta tháo hết vòng dây quấn lại từ đầu dây có kích cỡ Vị trí nối Các đầu dây - Nối điốt chuẩn bị thành mạch cầu sơ đồ: Các đầu 1,2 nối với nguồn thông qua công tắc cầu chì, đầu 3,4 nối với đầu lại cuộn dây thực phần - Nối mạch điện gồm cuộn dây lõi sắt, điôt chỉnh lưu, cầu chì, cơng tắc, dây dẫn đơi, phích cắm theo sơ đồ: - Hàn chì băng cách điện mối nối - Gắn che vị trí có phần mạch điện hở (vị trí điốt) ta có sản phẩm thiết bị nạp từ sẵn sàng đưa vào sử dụng - Chúng ta cần kiểm tra từ cực thiết bị nạp từ vừa lắp ta cần nối thiết bị với nguồn pin, dùng kim nam châm để xác định cực từ thiết bị, đánh dấu cách sơn màu xanh đỏ ghi chữ N, S lên hai đầu lõi sắt hình chữ U Để thuận tiện nạp từ sau ta lưu ý sơn màu xanh, đỏ ghi chữ ngược lại với từ cực thiết bị (sơn màu đỏ, ghi chữ N cho cực từ Nam thiết bị sơn màu xanh, ghi chữ S cho cựctừ Bắc thiết bị) Với cách đánh dấu nạp từ cho nam châm ta cần đặt nam châm lên thiết bị với cực Bắc, Nam đánh dấu thiết bị IV Sử dụng: - Chuẩn bị sẵn nam châm dự tính nạp từ lại, đặt nam châm nối kín mạch từ cuộn dây lõi sắt thiết bị nạp từ theo cực từ đánh dấu thiết bị nạp từ Với kim nam châm đặt lần khoảng kim, với nam châm thẳng nam châm chữ U đặt lần - Cắm phích cắm vào nguồn điện 220V, bật cơng tắc cho dịng điện chạy qua thiết bị nạp từ - Chờ khoảng 30s, tắt công tắc, lấy nam châm khỏi lõi sắt thiết bị nạp từ - Kiểm tra độ mạnh từ tính nam châm cách cho chúng hút, đẩy ta thấy chúng mạnh nhiều so với trước nạp từ - Tương tự ta tiến hành nạp từ cho nam châm lại * Việc chế tạo thiết bị nạp từ thiết bị có sẵn, rẻ tiền có hạn chế định như: - Đối với la bàn có kim nam châm bị sai từ cực ta phải tháo vỏ la bàn (cần cẩn thận tránh làm vỡ nắp la bàn nhựa trong), lấy kim nam châm tiến hành điều chỉnh cực từ theo yêu cầu sau lắp lại kim nam châm vào vỏ la bàn - Cơng việc nạp từ cho nam châm thực vào ngày trước có tiết dạy, vào tiết trống trước Người nạp từ cán thiết bị có chun mơn Vật lý giáo viên giảng dạy V Bảo quản thiết bị: - Để đảm bảo thiết bị hoạt động ổn định, lâu dài ta khơng để dịng điện qua thiết bị vượt phút cho lần nạp từ - Sau sử dụng cần bảo quản thiết bị mơi trường thống mát, bụi - Sau thời gian dài không sử dụng cần làm bụi bẩn cọ trước sử dụng lại VI Hiệu sử dụng thiết bị nạp từ: - Đối với cá nhân việc chế tạo thiết bị nạp từ cho nam châm chứng minh cố gắng tìm tịi, sáng tạo, biết vận dụng kiến thức mơn ta hồn tồn khắc phục dược khó khăn đường mang tri thức đến cho học sinh thân yêu sở cho sáng kiến kinh nghiệm sau Với học sinh, việc sử dụng thiết bị nạp từ giúp cho em tránh tiết dạy chay phần Điện từ học từ hứng thú học tập, việc thầy cô chế tạo sử dụng thiết bị nạp từ để nạp từ cho nam châm cũ cho em thấy rõ kiến thức mà em truyền thụ lớp ứng dụng cách cụ thể Với tổ chuyên môn việc chế tạo sử dụng thiết bị nạp từ giúp việc giảng dạy có liên quan thuận lợi nhiều kinh nghiệm quý báu để thành viên tổ có cải tiến chế tạo thiết bị để phục vụ ngày tốt Sau năm sử dụng, thiết bị nạp từ góp phần nâng cao chất lượng mơn, đặc biệt chất lượng kiểm tra có kiến thức liên quan đến nam châm - Đối với trường THCS Bình Hàng Tây, việc chế tạo đưa vào sử dụng thiết bị nạp từ góp phần tiết kiệm số tiền không nhỏ không cần phải đặt mua thêm nam châm để thay nam châm cũ, hỏng + Hình thức khơng bắt mắt + Số vịng dây quấn, cỡ dây; chất lượng, kích thước lõi chưa thật hoàn hảo làm cuộn dây mau nóng sử dụng Tuy nhiên hạn chế khắc phục: + Về hình thức tùy sáng tạo giáo viên + Tăng số vịng dây cách thích hợp cho cuộn dây gúp ta vừa tăng lực từ nam châm điện vừa giúp cuộn dây nóng C KẾT LUẬN: I/ Ý nghĩa đề tài công tác - Đối với học sinh, việc chế tạo đưa vào sử dụng thiết bị nạp từ giúp em chủ động việc khám phá tri thức thông qua việc thực hành nam châm đảm bảo chất lượng từ nâng cao chất lượng học tập môn - Đối với thân tôi, việc chế tạo đưa vào sử dụng thành công thiết bị nạp từ giúp thêm tự tin vào lực thân, để thấy cố gắng tìm cách giải những khó khăn khắc phục - Đối với tổ môn, việc chế tạo đưa vào sử dụng thiết bị nạp từ giúp giáo viên chủ động hơn, tự tin vào chất lượng nam châm từ tồn tâm tồn ý công tác giảng dạy mà bận tâm giải trục tặc chất lượng nam châm, chất lượng giảng dạy tổ nhờ nâng lên - Đối với nhà trường, việc chế tạo đưa vào sử dụng thiết bị nạp từ cho nam châm góp phần tiết kiệm kinh phí mua sắm để thay nam châm cũ, hư Mặt khác việc mua thêm thiết bị từ công ty thiết bị trường học lúc thuận lợi II/ Khả áp dụng: Việc chế tạo thết bị nạp từ không phức tạp, cách sử dụng đơn giản mà hiệu mang lại cao nên hồn tồn nhân rộng kinh nghiệm cho trường THCS huyện, chí tỉnh III Bài học kinh nghiệm hướng phát triển: - Việc chế tạo đưa vào sử dụng thiết bị nạp từ giải vấn đề hư hỏng, giảm chất lượng nam châm cấp góp phần nâng cao chất lượng mơn thành công, thành công cho thấy giáo viên Vật lý chịu khó đầu tư suy nghĩ, tìm cách giải vấn đề bất cập cơng tác giảng dạy khó khăn vượt qua - Những hạn chế chất lượng đồ dùng dạy học cấp, chậm trễ bổ sung cấp thiết bị phần ảnh hưởng đến việc tập trung vào cơng việc giảng dạy Thay tập trung giảng dạy thật tốt với thiết bị đảm bảo chất lượng, giáo viên phải phân tâm để tìm cách khắc phục hạn chế, hư hỏng thiết bị Nếu nỗ lực tìm tịi, sáng tạo giáo viên tự tìm cách giải hạn chế chất lượng thiết bị Bên cạnh đó, việc trao đổi phương án giải với đồng nghiệp giúp hoàn thiện giải pháp IV Đề xuất, kiến nghị: Những hạn chế chất lượng thiết bị dạy học cấp thực tế gây khó khăn khơng cho giáo viên trực tiếp giảng dạy Không phần từ tơi trình bày Tơi đề nghị cần có biện pháp kiểm tra lại hiệu sử dụng thiết bị cấp tìm giải pháp khắc phục hạn chế đồ dùng từ thu thập kinh nghiệm giải cách đại trà Tôi tin đồng nghiệp tôi, giáo viên Vật lý, với kiến thức tìm tịi sáng tạo, tinh thần vượt khó định tìm giải pháp hợp lý cho vấn đề cịn lại Riêng thân tơi ấp ủ nhiều ý tưởng tơi tìm cách biến ý tưởng thành thật tương lai đồng thời tơi tìm cách hồn thiện thiết bị nạp từ để thiết bị hoạt động tốt Trên nội dung sáng kiến kinh nghiệm tơi Rất mong góp ý đồng nghiệp cấp Tôi xin chân thành cảm ơn ! Cao Lãnh, ngày tháng năm 2012 Người viết Mai Thành Nghĩa ... Lãnh, thiết bị dạy học phần ưu tiên cấp nên nói số lượng thiết bị dạy học trường có đầy đủ so với trường khác huyện Môn Vật lý môn khoa học thực nghiệm, việc sử dụng thiết bị, đồ dùng dạy học tiết... thực trạng đồ dùng dạy học cấp cũ mới, tơi tìm giải pháp để phục hồi từ tính, làm mạnh từ tính, điều chỉnh cực từ cho nam châm cấp chế tạo thiết bị nạp từ dựa tác dụng từ dịng điện thiết bị có sẵn... sức làm nhiễm từ nam cũ bị từ tính Các thiết bị, vật tư cần có: - cuộn dây đồng loại 1000 + 1000 vòng (đây cuộn dây đồng thuộc thiết bị cấp ) Nếu khơng, dùng cuộn dây đồng loại 4000 vòng nhiều thiết