intTypePromotion=3
Array
(
    [0] => Array
        (
            [banner_id] => 140
            [banner_name] => KM1 - nhân đôi thời gian
            [banner_picture] => 964_1568020473.jpg
            [banner_picture2] => 839_1568020473.jpg
            [banner_picture3] => 620_1568020473.jpg
            [banner_picture4] => 994_1568779877.jpg
            [banner_picture5] => 
            [banner_type] => 8
            [banner_link] => https://tailieu.vn/nang-cap-tai-khoan-vip.html
            [banner_status] => 1
            [banner_priority] => 0
            [banner_lastmodify] => 2019-09-18 11:11:47
            [banner_startdate] => 2019-09-11 00:00:00
            [banner_enddate] => 2019-09-11 23:59:59
            [banner_isauto_active] => 0
            [banner_timeautoactive] => 
            [user_username] => sonpham
        )

)

Kỷ yếu: Hội thảo quốc gia về giảng dạy Vật lý

Chia sẻ: Trần Dự Trữ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:106

0
55
lượt xem
20
download

Kỷ yếu: Hội thảo quốc gia về giảng dạy Vật lý

Mô tả tài liệu
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Kỷ yếu "Hội thảo quốc gia về giảng dạy Vật lý" giới thiệu đến các bạn những nội dung về mục tiêu, chương trình đào tạo, nội dung giảng dạy Vật lí các bậc học, đổi mới phương pháp dạy học Vật lí, tăng cường cơ sở vật chất phục vụ giảng dạy Vật lí như phòng học bộ môn, phòng thí nghiệm, sách, tài liệu, trang web. Mời các bạn cùng tham khảo nội dung tài liệu để nắm bắt chi tiết.

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Kỷ yếu: Hội thảo quốc gia về giảng dạy Vật lý

  1. Kỷ yếu Hội thảo Quốc gia về giảng dạy Vật lí - 10/2011 1 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC VINH Héi th¶o quèc gia vÒ (KỶ NIỆM 50 NĂM THÀNH LẬP KHOA VẬT LÍ TRƢỜNG ĐẠI HỌC VINH 1961-2011) Vinh, tháng 10 năm 2011
  2. Kỷ yếu Hội thảo Quốc gia về giảng dạy Vật lí - 10/2011 2 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC VINH Héi th¶o quèc gia vÒ Gi¶ng d¹y vËt lÝ (KỶ NIỆM 50 NĂM THÀNH LẬP KHOA VẬT LÍ TRƢỜNG ĐẠI HỌC VINH 1961-2011) Vinh, tháng 10 năm 2011
  3. Kỷ yếu Hội thảo Quốc gia về giảng dạy Vật lí - 10/2011 3 LỜI NÓI ĐẦU Hội thảo quốc gia về Giảng dạy Vật lí tiến hành tại Trường Đại học Vinh, thành phố Vinh tỉnh Nghệ An trong khuôn khổ Hội thảo quốc tế về Nghiên cứu và Giảng dạy vật lí tổ chức nhân dịp kỷ niệm 50 năm thành lập khoa Vật lí trường Đại học Vinh (1961 – 2011). Mục đích hội thảo là tạo cơ hội gặp gỡ, trao đổi kết quả nghiên cứu và kinh nghiệm giữa những người làm công tác giảng dạy Vật lí thuộc các bậc học khác nhau từ trung học cơ sở, trung học phổ thông đến cao đẳng, đại học và sau đại học trong toàn quốc, nhằm nâng cao chất lượng giảng dạy và đào tạo. Các chủ đề khoa học của hội thảo là - Mục tiêu, chương trình đào tạo, nội dung giảng dạy Vật lí các bậc học; - Đổi mới phương pháp dạy học Vật lí; - Tăng cường cơ sở vật chất phục vụ giảng dạy Vật lí như phòng học bộ môn, phòng thí nghiệm, sách, tài liệu, trang web. Trong thời gian từ 3/2011 – 8/2011 Ban tổ chức đã nhận được 82 báo cáo toàn văn gửi về tham dự hội thảo theo các chủ đề nêu trên. Một số bài trong đó đã được đăng trong Tạp chí giáo dục số đặc biệt 10/2011. Những bài còn lại được tuyển tập đăng trong Kỷ yếu này. Xin trân trọng giới thiệu cùng bạn đọc. Tháng 10 năm 2011 Ban tổ chức Hội thảo quốc gia về giảng dạy Vật lí
  4. Kỷ yếu Hội thảo Quốc gia về giảng dạy Vật lí - 10/2011 4 MỤC LỤC Trang 1. Nguyễn Quang Lạc - Trần Duy Tân: Nghiên cứu vận dụng dạy học dự án vào chương “Cơ học chất lưu” vật lí 10 nâng cao…………………………… 5 2. Nguyễn Quang Lạc - Nguyễn Ngọc Lê Nam: Thiết kế, lắp ráp và sử dụng thí nghiệm ghép nối máy vi tính để thiết lập định luật ôm của dòng điện trong chất điện phân ………………………………………………………………… 11 3. Đỗ Hƣơng Trà - Nguyễn Thanh Nga: Tích hợp lý thuyết Triz trong dạy học dự án về các ứng dụng của vật lí trong kỹ thuật - Một phương pháp hiệu quả để rèn tư duy kỹ thuật cho sinh viên…………………………………………. 15 4. Nguyễn Thị Nhị - Mai Đại Phƣơng: Xây dựng và sử dụng thư viện điện tử hỗ trợ dạy học vật lí ở trường THPT…………………………………………. 23 5. Mai Văn Trinh - Nguyễn Ngọc Lê Nam: Xây dựng và sử dụng phần mềm thí nghiệm mô phỏng để dạy học chương “Dòng điện trong các môi trường” (vật lí 11)………………..………………………………………………………….. 29 6. Từ Đức Thảo - Nguyễn Duy Khanh: Phát huy tính tích cực của học sinh trong dạy học toán lớp 6 thông qua hoạt động giáo khoa……………………… 33 7. Nguyễn Thị Hồng Sang: Bồi dưỡng năng lực tư duy của học sinh bằng bài tập nghich lý và nguỵ biện trong chương “động học chất điểm” lớp 10……… 37 8. Nguyễn Thị Ái Minh: Kết quả thăm dò năng lực tự học sách giáo khoa sinh học 11 ở một số trường tại tỉnh Lâm Đồng…………………………………….. 41 9. Cao Long Vân: Một số suy nghỉ về giảng dạy vật lí…………………………. 48 10. Đoàn Hoài Sơn – Mai Văn Lƣu: Một số giải pháp nhằm khuyến khích cán bộ, giảng viên tham gia hoạt động nghiên cứu khoa học……………………… 54 11 Lê Văn Thêm – Hoàng Văn Long - Nguyễn Xuân Luân: Vai trò của bài tập thí nghiệm trong việc phát huy tính tích cực nhận thức và phát triển năng lực sáng tạo của học sinh………………………………………………………….. 57 12. Nguyễn Thị Tuyết Minh: Đánh giá về thực trạng hoạt động quản lý ở các trường cao đẳng cộng đồng vùng đồng bằng sông cửu long…………………… 61 13. Trần Ngọc Quyên:Vận dụng trò chơi kim tự tháp trong dạy học vật lí THCS 68 14. Nguyễn Thanh Mai: Quản lý, chỉ đạo giáo viên nước ngoài theo tinh thần đổi mới giáo dục…………………………………………………………………... 71 15. Lê Thịnh: Áp dụng số phức giải bài toán điện xoay chiều. ………………… 76 16. Nguyễn Phƣớc Long: Sử dụng bài tập thí nghiệm trong dạy học vật lí ở trường phổ thông……………………………………………………………… 80 17. Trần Phan Trƣờng Thuật: Giảng dạy bài tập vật lí chương “Điện tích - Điện trường” lớp 11 THPT nhằm phát triển tư duy cho học sinh……………. 86 18. Đinh Thị Thuỳ Linh: Một số kỹ năng thực hiện thành công các thí nghiệm về điện học và quang học vật lí lớp 9……………………………………………. 92 19. Trần Văn Nga: Đổi mới phương pháp giảng dạy nhằm nâng cao kết quả đào tạo học sinh…………………………………………………………………… 94 20. Trần Mạnh Hùng – Đoàn Hoài Sơn: Một số trao đổi về chương trình và thực trạng giảng dạy theo sách giáo khoa vật lí 12 nâng cao……………….............. 97 21. Trần Văn Dũng: Chuyên lý phải là nơi đào tạo nhân tài…………………….. 100
  5. Kỷ yếu Hội thảo Quốc gia về giảng dạy Vật lí - 10/2011 5 NGHIÊN CỨU VẬN DỤNG DẠY HỌC DỰ ÁN VÀO CHƢƠNG “CƠ HỌC CHẤT LƢU” VẬT LÍ 10 NÂNG CAO PGS. TS. Nguyễn Quang Lạc, Trường ĐH Vinh ThS. Trần Duy Tân, Trường THPT Trường Xuân, T.Đồng Tháp 1. Mở đầu - Định hướng đổi mới PPDH môn Vật lí ở trường THPT là tích cực hoá hoạt động nhận thức, phát huy tính chủ động của HS. Muốn vậy, GV phải không ngừng cải tiến nâng cao hiệu quả của PPDH nhằm kích thích được óc tò mò khoa học, ham hiểu biết của của các em ( bằng cách tạo ra những tình huống có vấn đề ) và hướng tới việc rèn luyện tính độc lập suy nghĩ và tư duy sáng tạo cho HS, phối hợp chặt chẽ những nỗ lực cá nhân trong tự học với việc học tập hợp tác trong nhóm, đồng thời phải biết sử dụng thành thạo các phương tiện và thiết bị dạy học (TBDH), biết phối hợp nhiều hình thức tổ chức hoạt động học tập, nắm vững phương pháp kiểm tra kết quả học tập của HS theo hướng đổi mới. - Dạy học dự án (DHDA) là một hình thức tổ chức dạy học đáp ứng được yêu cầu mới. Trong DHDA học sinh thực hiện một nhiệm vụ học tập phức hợp, gắn với thực tiễn, kết hợp lý thuyết với thực hành, tự lực lập kế hoạch, thực hiện và đánh giá kết quả. Hình thức làm việc chủ yếu là theo nhóm, kết quả dự án là những sản phẩm có thể giới thiệu được như các bài viết, tập tranh ảnh, chương trình hành động cụ thể, thiết bị kỹ thuật; …DHDA còn có tên gọi là dạy học dựa trên dự án ( PBL: Project bassed learning). - DHDA hay dạy học theo dự án (PBL) là mô hình DH lấy người học làm trung tâm, nhằm phát triển kiến thức và kĩ năng thực hành thông qua việc thực hiện các nhiệm vụ mang tính mở, khuyến khích người học tìm tòi, vận dụng những kiến thức đã học trong quá trình thực hiện một DA học tập. DHDA đã được nhiều nhà giáo dục của nhiều nước nghiên cứu và vận dụng vào thực tế mang lại hiệu quả giáo dục cao. Ở nước ta, DHDA bước đầu được nghiên cứu và vận dụng vào quá trình dạy học ở trường phổ thông, cao đẳng và đại học. Bài viết này đề xuất một số hướng vận dụng DHDA trong bộ môn Vật lí nhằm góp phần nâng cao năng lực đổi mới PPDH của GV và nâng cao chất lượng lĩnh hội kiến thức cho HS. Ví dụ minh hoạ được áp dụng cho dạy học chương “ Cơ học chất lưu ” Vật lí 10 THPT. 2. Hƣớng vận dụng DHDA nhằm đổi mới PPDH Vật lí DH Vật lí ở Trường THPT có thể vận dụng DHDA vào các dạng bài học sau: - Tổng kết một chương, một phần chương trình môn học. - Thiết kế, chế tạo dụng cụ thí nghiệm (TN) Vật lí, thiết bị kỹ thuật có nguyên lý hoạt động dựa trên việc vận dụng kiến thức Vật lí. PGS. TS. Nguyễn Quang Lạc, Trường ĐH Vinh ; ThS. Trần Duy Tân, Trường THPT Trường Xuân, T.Đồng Tháp
  6. Kỷ yếu Hội thảo Quốc gia về giảng dạy Vật lí - 10/2011 6 - Bài tập Vật lí: Xây dựng hệ thống bài tập vật lí, bài tập thí nghiệm có nội dung gắn với thực tiễn lao động, sản xuất và đời sống ; Tìm tòi khám phá phương pháp giải mới cho các bài tập có tính sáng tạo cao,... - Bài học xây dựng kiến thức mới, ở dạng bài học này, HS hoặc nhóm HS sẽ được giao cho giải quyết một số nhiệm vụ trung gian. - Bài học ngoại khoá, đây là dạng bài học có nội dung mở rộng chương trình, tạo điều kiện cho HS phát triển kỹ năng thu thập thông tin liên quan đến nhiều lĩnh vực gần gũi với khoa học Vật lí. 3. Tổ chức DHDA ở chƣơng “Cơ học chất lƣu” Vật lí 10 Nâng cao Trong năm học 2009-2010, khi dạy học chương “Cơ học chất lưu” Vật lí 10 Nâng cao ở Trường THPT Trường Xuân, huyện Tháp Mười, tỉnh Đồng Tháp, chúng tôi đã thực hiện dự án : Thiết kế và chế tạo một số dụng cụ thí nghiệm đơn giản cho chương “ Cơ học chất lưu ” Vật lí 10 Nâng cao. Trong khuôn khổ bài báo cáo này chúng tôi xin giới thiệu tóm tắt hai sản phẩm dự án của một nhóm HS . Sản phẩm 1: Mô hình máy thuỷ lực  Cơ sở lý thuyết. Cơ sở lý thuyết của máy thuỷ lực chính là Nguyên lí Paxcan : Áp suất được truyền đi trong chất lỏng nguyên vẹn theo mọi phương. Do đó trong hình 1, giả sử tác dụng một lực F1 lên pit-tông nhánh trái có tiết diện S1, lực này làm gây áp suất p1 lên chất lỏng bằng: F1 p1  S1 F2 F1 Hình 1. Nguyên lý lý thuyết của máy nén thuỷ lực Theo Nguyên lí Paxcan, áp suất tác dụng lên tiết diện S2 ở nhánh phải cũng tăng lên S một lượng p1 và tạo nên một lực F2 bằng: F2  S 2 p1  2 F1 S1 Với S2 > S1 thì lực F2 > F1 Như vậy ta có thể dùng một lực nhỏ F1 ở pittông nhỏ S1 để tạo thành một lực F2 lớn hơn đặt trên pit-tông S2 Nếu cho F1 di chuyển một đoạn bằng d1 xuống dưới thì lực F2 di chuyển lên trên một đoạn d2 là: S d 2  d1 1  d1 S2 PGS. TS. Nguyễn Quang Lạc, Trường ĐH Vinh ; ThS. Trần Duy Tân, Trường THPT Trường Xuân, T.Đồng Tháp
  7. Kỷ yếu Hội thảo Quốc gia về giảng dạy Vật lí - 10/2011 7 Lúc này công của lực F1 thực hiện được là F1S1; còn công do lực F2 thực hiện được là F2S2, ta có F1S1 = F2S2, tức là công được bảo toàn. Hình 2. Một loại máy thuỷ lực trong thực tế Sản phẩm máy thuỷ lực của học sinh ( hình 3 ) Sau khi đã được học về định luật Pascal và ứng dụng của nó, HS được giao nhiệm vụ: Bằng những vật liệu thường ngày, hãy thiết kế và chế tạo một mô hình máy thuỷ lực. HS đã sưu tầm các ống tiêm có kích cỡ khác nhau làm xilanh và pittông, thiết kế đế máy, ống nhựa kết nối,… Và đã chế tạo mô hình máy thuỷ lực như hình 3. Trong khi trình bày tiến trình và kết quả thực hiện dự án, HS đã biểu diễn khả nâng nâng vật nặng và ép vật xuống của máy thuỷ lực một cách rất sinh động, được mọi người tham dự cổ vũ và khen ngợi. Ống tiêm tiết Ống tiêm diện tiết diện nhỏ lớn S2 S1 ống dẫn Giá đỡ Hình 3. Cấu tạo của mô hình máy nén thuỷ lực do HS chế tạo  Nguyên lý hoạt động Khi ta ấn một lực vào vào pit-tông S1 có tiết diện nhỏ, thì ở pit-tông S2 có tiết diện lớn sẽ tạo ra một lực lớn hơn . Nhờ có lực lớn hơn nên ta được lợi khi dùng để nâng vật lên, để ép hoặc nén các vật xuống cho chặt lại. PGS. TS. Nguyễn Quang Lạc, Trường ĐH Vinh ; ThS. Trần Duy Tân, Trường THPT Trường Xuân, T.Đồng Tháp
  8. Kỷ yếu Hội thảo Quốc gia về giảng dạy Vật lí - 10/2011 8  Ứng dụng: Máy nén thuỷ lực được sử dụng rộng rãi trong đời sống và trong kỹ thuật, ví dụ: - Máy nén thuỷ lực ứng dụng để nâng vật có trọng lượng lớn ( như một ôtô ) một cách dễ dàng ( chỉ bằng lực cánh tay thông thường ). Máy nén thuỷ lực trong trường hợp này thường dùng gọi là kích thuỷ lực. - Máy nén thuỷ lực được dùng để vận hành hệ thống điều khiển khí nén, hệ thống nâng thuỷ lực hàng không, hệ thống phanh thuỷ lực trong nhiều ngành cơ khí, vận tải,… Sản phẩm 2: Ống Pitô - dụng cụ đo vận tốc máy bay * Cơ sở lý thuyết: Cơ sở lý thuyết của ống Pitô là định luật Bec-nu-li. Định luật này cho biết, đối với ống dòng nằm ngang và ổn định thì: - Áp suất toàn phần của chất lỏng ở mọi điểm trên ống dòng là như nhau 1 2 p v  const 2 - Tại những điểm khác nhau trên ống dòng thì áp suất tĩnh p và áp suất động phụ thuộc vào vận tốc dòng tại từng điểm. Căn cứ vào đây ta có thể thiết kế và chế tạo ống Pi-tô để đo vận tốc dòng không khí ( và cũng là vận tốc máy bay ) sát trên cánh hoặc thân máy bay khi máy bay chuyển động trong không khí. Muốn thể ta phải đo áp suất toàn phần và áp suất thuỷ tĩnh của ống dòng không khí. Từ đó biết giá trị áp suất động 1 2 v 2 và biết  là khối lượng riêng không khí, ta có giá trị của  B A Hình 4. Ống A đo áp suất tĩnh Ống B đo áp suất toàn phần * Nguyên lý hoạt động Ống Pitô cho phép đo vận tốc dòng không khí sát trên cánh hoặc sát thân máy bay. Do đó ống Pitô phải là một thiết bị đo được cả áp suất tĩnh lẫn áp suất động của dòng không khí. Muốn vậy ống Pitô phải có 2 đầu, một đầu để đo áp suất tĩnh, một đầu để đo áp suất toàn phần. Hiệu giữa áp suất toàn phần với áp suất tĩnh là giá trị của áp suất động. * Cấu tạo của sản phẩm 4 ống nhựa PVC  = 21mm để giữ chặt ống chữ U và làm giá đỡ. PGS. TS. Nguyễn Quang Lạc, Trường ĐH Vinh ; ThS. Trần Duy Tân, Trường THPT Trường Xuân, T.Đồng Tháp
  9. Kỷ yếu Hội thảo Quốc gia về giảng dạy Vật lí - 10/2011 9 1 ống nhựa dẻo trong suốt dài 25cm tạo hình ống chữ U 1 co nhựa để tạo tiết diện vuông góc với luồng không khí vào ống hình chữ U. Nước đổ vào ống hình chữ U ( hình 5 ) Co nhựa Nhánh 2 Nhánh 1 Sản phẩm ống pi-tô do HS chế tạo Nếu gắn ống Pitô vào cánh máy bay, sao cho phần bụng hình chữ U nằm trong lòng cánh còn 2 đầu được nhô ra ngoài, sát cánh máy bay thì ta thấy: - Khi máy bay đứng yên, mực chất lỏng ở hai nhánh như nhau. - Khi bay mực chất lỏng ở nhánh 2 dâng lên, ở nhánh 1 tụt xuống. Độ chênh lệch h ở 2 nhánh cho biết vận tốc dòng không khí ( và là vận tốc máy bay ) 2 gh v  KK Với: : khối lượng riêng chất lỏng trong ống chữ U. h: độ chênh lệch mực chất lỏng của hai nhánh. kk: khối lượng riêng của không khí ở bên ngoài g: gia tốc trọng trường Trong buổi báo cáo kết quả hoạt động của dự án, HS đã dùng quạt điện và thiết bị tạo dòng không khí để biểu diễn và kết quả khá tốt.  Ứng dụng: Ống pitô được gắn vào cánh máy bay sao cho một nhánh ở bên trong máy bay, còn nhánh kia ở ngoài không khí . Khi máy bay đang bay vận tốc của luồng không khí vuông góc với tiết diện S của 1 nhánh chữ U. Độ chênh lệch của 2 mức chất lỏng trong ống chữ U cho phép ta tính được vận tốc của dòng không khí tức là vận tốc máy bay. PGS. TS. Nguyễn Quang Lạc, Trường ĐH Vinh ; ThS. Trần Duy Tân, Trường THPT Trường Xuân, T.Đồng Tháp
  10. Kỷ yếu Hội thảo Quốc gia về giảng dạy Vật lí - 10/2011 10 4. Kết luận Kết quả nghiên cứu của chúng tôi đã góp phần làm sáng tỏ thêm những luận điểm sau: - Vận dụng DHDA là hình thức dạy học có nhiều ưu điểm, trong đó HS tìm hiểu, đề xuất và giải quyết những vấn đề liên quan đến thực tế, cuối cùng là tạo ra sản phẩm. - DHDA góp phần phát triển tư duy HS, đào tạo ra HS có năng lực làm việc tự lực, sáng tạo, tinh thần trách nhiệm cao, khả năng cộng tác làm việc tốt. Từ đó chúng tôi cho rằng, cần phải tăng cường tổ chức dạy học Vật lí ở trường phổ thông theo hướng DHDA nhiều hơn để hiện thực hoá mục tiêu giáo dục trong giai đoạn hiện nay. Tài liệu tham khảo: 1. Nguyễn Hải Châu- Nguyễn Trọng Sửu. Những vấn đề chung về đổi mới giáo dục Trung học phổ thông. NXB Giáo dục. H. 2007. 2. Nguyến Thị Chung. Nghiên cứu vận dụng dạy học thiết kế ( dạy học dự án ) vào việc tổ chức bài học thực hành vật lí lớp 9. Luận văn thạc sỹ. Trường Đại học Sư phạm Vinh 1998. 3. Nguyễn Văn Cường – Bernd Meier. Một số vấn đề về đổi mới phương pháp dạy học ở Trường THPT. Hà Nội 2008. 4. Nguyễn Quang Lạc. Lí luận dạy học hiện đại ở trường phổ thông. Trường Đại học Vinh. 1995. 5. Đỗ Hương Trà - Phạm Vân Ngọc. Vận dụng dạy học dự án trong dạy học ứng dụng kĩ thuật của Vật lí. Tạp chí giáo dục số 221 kì 1 ( 9/2009 ) PGS. TS. Nguyễn Quang Lạc, Trường ĐH Vinh ; ThS. Trần Duy Tân, Trường THPT Trường Xuân, T.Đồng Tháp
  11. Kỷ yếu Hội thảo Quốc gia về giảng dạy Vật lí - 10/2011 11 THIẾT KẾ, LẮP RÁP VÀ SỬ DỤNG THÍ NGHIỆM GHÉP NỐI MÁY VI TÍNH ĐỂ THIẾT LẬP ĐỊNH LUẬT ÔM CỦA DÕNG ĐIỆN TRONG CHẤT ĐIỆN PHÂN PGS-TS. Nguyễn Quang Lạc, ThS. Nguyễn Ngọc Lê Nam 1. Đặt vấn đề Vật lí học là một khoa học thực nghiệm. Các khái niệm và định luật vật lí đều gắn với thực tế. Trong chương trình vật lí phổ thông, các khái niệm, các định luật vật lí hầu hết được hình thành bằng con đường thực nghiệm. Thông qua thí nghiệm (TN), chúng ta xây dựng được những biểu tượng cụ thể về sự vật và hiện tượng mà không một lời nào có thể mô tả đầy đủ được. Trong dạy học bài “Dòng điện trong chất điện phân” vật lí lớp 11 (chương trình nâng cao), giáo viên (GV) thường gặp rất nhiều khó khăn khi tiến hành thí nghiệm khảo sát sự phụ thuộc của dòng điện trong chất điện phân vào hiệu điện thế. Bởi vì các kết quả đo được thường không chính xác, việc tiến hành thí nghiệm mất rất nhiều thời gian gây ảnh hưởng đến tiến trình hoạt động dạy và học. Để khắc phục những khó khăn và hạn chế nêu trên, chúng tôi đã nghiên cứu thiết kế lắp ráp và thực hiện thí nghiệm ghép nối máy vi tính (MVT) nhờ bộ chuyển đổi và xử lý dữ liệu thí nghiệm DAS-5104 và phần mềm GQY để xây dựng định luật Ôm của dòng điện trong chất điện phân khi có hiện tượng dương cực tan. 2. Thiết kế, lắp ráp và sử dụng thí nghiệm ghép nối MVT để xây dựng định luật Ôm của dòng điện trong chất điện phân 2.1. Giới thiệu thiết bị và bố trí thí nghiệm - Thiết bị TN gồm: 1 bình thuỷ tinh, 1 điện cực bằng đồng, 1 điện cực bằng inox, tinh thể CuSO4 nguyên chất (50g) được pha với nước nguyên chất để được dung dịch CuSO4 , 1 biến trở con chạy 200Ω-2,5A, dây nối, 1bộ nguồn một chiều 0-24V, cảm biến dòng (sxd), cảm biến thế (sxt), thiết bị ghép nối DAS-5104, MVT có cài phần mềm GQY. - Bố trí thí nghiệm: TN được bố trí theo sơ đồ và được lắp ráp như hình 1(a và b) SX t DAS SXd MVT + - K a b Hình 1. Sơ đồ thí nghiệm và hình ảnh lắp ráp các dụng cụ thí nghiệm PGS. TS. Nguyễn Quang Lạc ; ThS. Nguyễn Ngọc Lê Nam
  12. Kỷ yếu Hội thảo Quốc gia về giảng dạy Vật lí - 10/2011 12 2.2. Tiến hành thí nghiệm - Đóng mạch điện để các thiết bị đi vào hoạt động. Chạy phần mềm GQY ExPlatform khi đó trên màn hình MVT hiện lên giao diện của phần mềm GQY, nháy chuột vào Connect để phần mềm nhận thiết bị (sensor dòng và senxor thế), chọn dạng đồ thị U-I, bấm ON để tiến hành TN. Tiếp theo là thực hiện các thao tác giống như làm với các TN thông thường. Trên màn hình MVT sẽ cho chúng ta kết quả thí nghiệm và đồ thị đường đặc tuyến V-A. - Trường hợp dương cực tan: Chúng ta tiến hành làm TN với dung dịch điện phân là CuSO4, dương cực làm bằng Cu như hình 2. Hình 2. Thí nghiệm trường hợp dương cực tan C u - Trường hợp dương cực không tan: Chúng ta tiến hành với dung dịch điện phân là CuSO4, các điện cực bằng inox như hình 3. Hình 3. Thí nghiệm trường hợp dương cực không tan 2.3. Kết quả thí nghiệm - Tiến hành thí nghiệm khi có hiện tượng dương cực tan, trên màn hình MVT sẽ thu được bảng kết quả thí nghiệm và từ kết quả thu được, phần mềm GQY ExPlatform cho ta đồ thị đường đặc tuyến Vôn-Ampe như hình 4. PGS. TS. Nguyễn Quang Lạc ; ThS. Nguyễn Ngọc Lê Nam
  13. Kỷ yếu Hội thảo Quốc gia về giảng dạy Vật lí - 10/2011 13 Hình 4. Đồ thị đường đặc tuyến V-A trường hợp dương cực tan - Trong trường hợp các điện cực bằng inox, không xẩy ra hiện tượng dương cực tan, chúng ta thu được đồ thị như hình 4. Hình 5. Đồ thị đường đặc tuyến V-A trường hợp dương cực không tan - Đánh giá kết quả thí nghiệm: Khi dạy học về “Dòng điện trong chất điện phân”, việc tiến hành TN để khảo sát sự phụ thuộc của dòng điện vào hiệu điện thế là rất cần thiết. Tuy nhiên, với TN truyền thống được giới thiệu trong SGK việc tiến hành TN rất khó khăn. Cụ thể, khi tiến hành TN phải chú ý không được sử dụng dòng điện có cường độ lớn hơn 0,4A để tránh hiện tượng nhiệt độ chất điện phân tăng lên quá nhanh; tuy nhiên với dòng điện bé như vậy thì thời gian làm TN lại phải kéo dài,… có thể làm cho dòng điện trong chất điện phân khi có hiện tưọng dương cực tan không tuân theo định luật Ôm, gây mất lòng tin trong học sinh (HS). Với bộ TN ghép nối MVT trên sẽ thu được kết quả có độ chính xác cao, thời gian làm thí nghiệm ngắn (chỉ cần khoảng 5 phút) nên không làm ảnh hưởng tiến độ dạy học. Từ kết quả TN giáo viên hướng dẫn để HS thấy được dòng điện trong chất điện phân chỉ tuân theo định luật Ôm khi có hiện tượng dương cực tan, đường đặc tuyến Vôn- Ampe là một đường thẳng, còn trường hợp dương cực không tan là một đường cong nên không tuân theo định luật Ôm. Bài “Dòng điện trong chất điện phân” vật lí 11 (chương trình nâng cao) được chia thành hai tiết. Trong đó tiết 1 nêu lên bản chất dòng điện trong chất điện phân và phân tích hiện tượng dương cực tan, do đó GV có thể sử dụng TN trên để làm cho HS PGS. TS. Nguyễn Quang Lạc ; ThS. Nguyễn Ngọc Lê Nam
  14. Kỷ yếu Hội thảo Quốc gia về giảng dạy Vật lí - 10/2011 14 hiểu rõ bản chất của các hiện tượng này. Trong quá trình làm TN, GV nên giới thiệu các dụng cụ, mục đích TN, thực hiện các thao tác đơn giản nhưng chính xác, khoa học để HS không bị mất tập trung, phân tán tư tưởng. Ngoài ra, GV nên đặt các câu hỏi trong quá trình làm TN để tạo điều kiện cho HS tự phân tích, phán đoán và tự mình rút ra kết luận. 3. Kết kuận Trong dạy học về “Dòng điện trong chất điện phân”, GV có thể sử dụng thí nghiệm này dưới dạng thí nghiệm biểu diễn để hình thành tri thức mới cho HS dưới dạng TN nghiên cứu khảo sát. Việc tiến hành TN thành công trên lớp sẽ giúp HS thu nhận kiến thức một cách vững chắc, gây hứng thú, lòng say mê trong học tập, từ đó góp phần nâng cao chất lượng dạy học vật lí ở trường phổ thông. Tài liệu tham khảo 1. Nguyễn Thế Khôi (Tổng chủ biên), Vật lí 11 nâng cao, NXB Giáo dục, HN 2007. 2. Nguyễn Quang Lạc, Mai Văn Trinh, Máy vi tính làm phương tiện dạy học, ĐH Vinh, 2002. 3. Nguyễn Đức Thâm (Chủ biên), Nguyễn Ngọc Hưng, Phạm Xuân Quế, Phương pháp dạy học Vật lí ở trường phổ thông, NXB ĐHSP, HN 2003. 4. Mai Văn Trinh, Nâng cao hiệu quả dạy học vật lí ở trường THPT nhờ việc sử dụng MVT và các phương tiện dạy học hiện đại, Luận án Tiến sĩ, ĐH Vinh, 2001. 5. Phạm Hữu Tòng, Lí luận dạy học vật lí (tập 1), NXB Đại học sư phạm, HN 2004. PGS. TS. Nguyễn Quang Lạc ; ThS. Nguyễn Ngọc Lê Nam
  15. Kỷ yếu Hội thảo Quốc gia về giảng dạy Vật lí - 10/2011 15 TÍCH HỢP LÝ THUYẾT TRIZ TRONG DẠY HỌC DỰ ÁN VỀ CÁC ỨNG DỤNG CỦA VẬT LÍ TRONG KỸ THUẬT – MỘT PHƢƠNG PHÁP HIỆU QUẢ ĐỂ RÈN TƢ DUY KỸ THUẬT CHO SINH VIÊN Đỗ Hương Trà. Khoa Vật lí, ĐH Sư phạm Hà Nội Nguyễn Thanh Nga. Đại học GTVT (cơ sở 2) Mở đầu: Dạy học dự án (DHDA) là một hình thức dạy học quan trọng để thực hiện quan điểm dạy học định hướng vào người học, quan điểm dạy học định hướng hoạt động và quan điểm dạy học tích hợp. DHDA góp phần gắn lý thuyết với thực hành, tư duy và hành động, nhà trường và xã hội, tham gia tích cực vào việc đào tạo năng lực làm việc tự lực, năng lực sáng tạo, năng lực giải quyết các vấn đề phức hợp, đề cao thần trách nhiệm và khả năng cộng tác làm việc của người học. Lý thuyết giải các bài toán sáng chế (theo tiếng Nga là Теория решения изобретательских задач, viết tắt là TRIZ, hay tên tiếng Anh là Theory of Inventive Problem Solving ) là phương pháp luận tìm kiếm những giải pháp kỹ thuật mới, cho những kết quả khả quan, ổn định khi giải những bài toán khác nhau, rất thích hợp với việc dạy học các ứng dụng của vật lí trong kỹ thuật, đặc biệt đối với việc rèn tư duy kỹ thuật cho sinh viên ngành kỹ thuật. Trong dạy học vật lí, TRIZ có vai trò quan trọng, nó giúp người học dễ tìm ra các phương pháp giải quyết vấn đề, các biện pháp kỹ thuật, cách xử lý các khó khăn trong thực tế. Đặc biệt, đối với sinh viên ngành kỹ thuật, TRIZ có thể được vận dụng để rèn tư duy kỹ thuật cho sinh viên. Bài báo trình bày kết quả dạy học dự án tích hợp lý thuyết TRIZ khi dạy học về các ứng dụng của vật lí trong kỹ thuật. 1. Cơ sở của việc tích hợp lý thuyết giải các bài toán sáng chế (TRIZ) trong dạy học dự án Tiền đề cơ bản của TRIZ là các hệ kỹ thuật phát triển tuân theo các quy luật khách quan, nhận thức được. Chúng được phát hiện và sử dụng để giải một cách có ý thức những bài toán sáng chế (bao gồm các hoạt động sáng tạo hoặc đổi mới). Sáng tạo là hoạt động tạo ra bất kỳ cái gì đồng thời có cả tính mới (so với một đối tượng trước đó) và tính ích lợi (cái mới đó đem lại ích lợi trong hoàn cảnh, điều kiện cụ thể như về mặt thời gian, về chức năng, về độ ổn định hay về giá thành). Đổi mới giống với sáng tạo ở chỗ tìm cái mới và cái có lợi. Tuy nhiên đổi mới không có nghĩa chung chung mà có ý nghĩa tập trung vào quá trình biến ý tưởng sáng tạo thành hiện thực, được chấp nhận lâu dài, ổn định, đem lại lợi ích và không gây thêm các vấn đề phát sinh 3. Hạt nhân của TRIZ là thuật toán giải các bài toán sáng chế (viết tắt theo tiếng Nga là ARIZ). ARIZ là một chương trình các hành động tư duy có định hướng. ARIZ có tính logic và linh động. Về mặt logic, ARIZ phân nhỏ bài toán sáng chế thành từng Đỗ Hương Trà. Khoa Vật lí, ĐH Sư phạm Hà Nội ;Nguyễn Thanh Nga. Đại học GTVT (cơ sở 2)
  16. Kỷ yếu Hội thảo Quốc gia về giảng dạy Vật lí - 10/2011 16 phần, vừa sức với người gỉai, nó khai thác thế mạnh của từng người giải như kiến thức, kinh nghiệm, trí tưởng tượng,... và hạn chế mặt yếu như tính ỳ tâm lý, sự phân tán trong suy nghĩ của người giải. Lợi ích của ARIZ là nâng cao hiệu suất tư duy sáng tạo khi giải quyết vấn đề và ra quyết định. Có nhiều nguyên tắc sáng tạo trong kĩ thuật, ở đây chúng tôi chỉ tập trung một số nguyên tắc thường dùng khi giải các bài toán sáng chế về các ứng dụng của vật lí trong kĩ thuật 5. a. Nguyên tắc biến hại thành lợi (a) Sử dụng những tác nhân có hại (thí dụ tác động có hại của môi trường) để thu được hiệu ứng có lợi. (b) Khắc phục tác nhân có hại bằng cách kết hợp nó với tác nhân có hại khác. (c) Tăng cường tác nhân có hại đến mức nó không còn có hại nữa. b. Nguyên tắc chứa trong (a) Một đối tượng được đặt bên trong đối tượng khác và bản thân nó lại chứa đối tượng thứ ba … (b) Một đối tượng chuyển động xuyên suốt bên trong đối tượng khác c. Nguyên tắc tự phục vụ (a) Đối tượng phải tự phục vụ bằng cách thực hiện các thao tác phụ trợ,… (b) Sử dụng phế liệu, chất thải, năng lượng dư. d. Nguyên tắc vạn năng Đối tượng thực hiện một số chức năng khác nhau, do đó không cần sự tham gia của các đối tượng khác. e. Nguyên tắc phân nhỏ (a) Chia đối tượng thành các phần độc lập. (b) Làm đối tượng trở nên tháo lắp được. (c) Tăng mức độ phân nhỏ đối tượng. Việc giải các bài toán sáng chế có thể được tiến hành thuận lợi trong dạy học dự án (DHDA). Với DHDA, người học thực hiện một nhiệm vụ học tập phức hợp, có sự kết hợp giữa lí thuyết và thực tiễn. DHDA nhấn mạnh tư duy sáng tạo giải quyết vấn đề và ra quyết định của người học trong tất cả các giai đoạn thực hiện dự án nhằm giải quyết các vấn đề gắn với thực tiễn 1. Điều này sẽ rất có lợi đối với người học nếu họ vận dụng các thuật toán giải các bài toán sáng chế để nghiên cứu các ứng dụng của vật lí trong kĩ thuật 2. Triz với việc phát triển tƣ duy kĩ thuật cho sinh viên ngành kỹ thuật 2.1. Tư duy kỹ thuật và bài toán kỹ thuật Tư duy kỹ thuật là sự phản ánh khái quát các nguyên lý kỹ thuật, các quá trình kỹ thuật, hệ thống kỹ thuật nhằm giải quyết một nhiệm vụ trong thực tiễn liên quan đến ngành nghề kỹ thuật. Đó là loại tư duy xuất hiện trong lĩnh vực lao động kỹ thuật Đỗ Hương Trà. Khoa Vật lí, ĐH Sư phạm Hà Nội ;Nguyễn Thanh Nga. Đại học GTVT (cơ sở 2)
  17. Kỷ yếu Hội thảo Quốc gia về giảng dạy Vật lí - 10/2011 17 nhằm giải quyết bài toán có tính chất kỹ thuật (nhiệm vụ hay tình huống có vấn đề trong kỹ thuật) [4]. Các bài toán kỹ thuật rất đa dạng, phụ thuộc vào các ngành kỹ thuật tương ứng, như bài toán thiết kế chế tạo, bài toán gia công, bài toán bảo quản, bài toán tìm lỗi,..Có hai đặc điểm cơ bản của bài toán kỹ thuật, đó là: (1) Không đầy đủ dữ kiện, các yêu cầu đặt ra thường mang tính khái quát và có thể có nhiều đáp số, yêu cầu cần phải tìm tòi, hoàn thiện (2) Có mối liên hệ rất chặt chẽ giữa hành động trí óc và hành động thực hành, kinh nghiệm thực tiễn. Sự kết hợp giữa lý thuyết và thực hành càng chặt chẽ, khăng khít thì càng cho kết quả có độ tin cậy và chính xác cao. 2.2. Đặc trưng cơ bản của tư duy kỹ thuật a. Tư duy kỹ thuật có tính chất lý thuyết - thực hành - Các thành phần lý thuyết của hoạt động tư duy khi giải bài toán kỹ thuật được biểu hiện dưới nhiều hình thức khác nhau: (1) Hành động vận dụng những kiến thức kỹ thuật đã có; (2) Hành động hình thành khái niệm kỹ thuật kết hợp với những khái niệm đã lĩnh hội từ trước..v.v. - Các hành động thực hành cũng có những chức năng không giống nhau, có thể phân hành động thực hành ra các loại sau: (1) Hành động thử - tìm tòi; (2) Hành động thực hiện; (3) Hành động kiểm tra; (4) Hành động điều chỉnh. b. Tư duy kỹ thuật có mối liên hệ rất chặt chẽ giữa các thành phần khái niệm và hình tượng (hình ảnh) trong hoạt động Hình ảnh đóng vai trò là điểm tựa cho việc lĩnh hội những khái niệm, những tri thức lý thuyết, tạo điều kiện để quá trình nắm vững và cụ thể hóa khái niệm được dễ dàng. Các hình ảnh và khái niệm là những thành phần cần thiết và có giá trị ngang nhau trong tư duy kỹ thuật. Như vậy, hoạt động tư duy kỹ thuật là quá trình thống nhất biện chứng giữa lý thuyết và thực hành, giữa khái niệm và hình ảnh. c. Rèn luyện và phát triển tư duy kỹ thuật Tư duy kĩ thuật có thể bao gồm: a.So sánh: nhằm phân biệt được sự giống nhau và khác nhau về tính chất của các đối tượng cần so sánh b.Sắp xếp: nhận biết các mối liên hệ về tính chất giữa các đối tượng, nhóm với nhau c. Cụ thể hóa: áp dụng những cái tổng thể để triển khai một đối tượng cụ thể nào đó d. Phân loại: sắp xếp các đối tượng thành một nhóm hoặc các nhóm khác nhau tùy tính chất của các đối tượng e. Khái quát hóa: tổng hợp những thành phần cơ bản chung nhất lại và loại bỏ những yếu tố không cơ bản f. Tương tự hóa: nhận thấy các cấu trúc giống nhau của các hiện tượng hoặc sự vật. Đỗ Hương Trà. Khoa Vật lí, ĐH Sư phạm Hà Nội ;Nguyễn Thanh Nga. Đại học GTVT (cơ sở 2)
  18. Kỷ yếu Hội thảo Quốc gia về giảng dạy Vật lí - 10/2011 18 Trong quá trình thực hiện các hoạt động kĩ thuật, các nguyên tắc sáng tạo trong kỹ thuật của TRIZ sẽ là những cơ sở định hướng hữu hiệu để giải quyết các bài toán sáng chế. Mặt khác, cùng với việc vận dụng các nguyên tắc của TRIZ, tư duy kĩ thuật sẽ được rèn luyện và phát huy. 3. Kết quả thu đƣợc Nghiên cứu được tiến hành trong 2 tuần đối với sinh viên năm thứ nhất khoa Công trình, trường Đại học giao thông năm học 2010 – 2011 Xuất phát từ câu hỏi: “Việc tìm hiểu các kiến thức về Từ trường và Cảm ứng điện từ có vai trò quan trọng như thế nào đối với sự phát triển của khoa học kỹ thuật” đã dẫn dắt sinh viên thảo luận, hình thành các ý tưởng ban đầu về các dự án. Trên cơ sở các ý tưởng do sinh viên đề xuất, họ được quan sát một số hình ảnh về các thiết bị máy móc kỹ thuật như: máy phát điện, loa điện, động cơ điện, hệ thông rơ le điều khiển tự động, bếp từ, ghita điện,…Từ đó, sinh viên đã thảo luận, trao đổi để tìm ra những ứng dụng khác có liên quan đến kiến thức “Từ trường và cảm ứng điện từ”. Điều này đã tập trung được sự chú ý của sinh viên đến phần nội dung kiến thức này và dẫn sinh viên một cách tự nhiên đến các câu hỏi như: 1. Trong giao thông vận tải, con người đã ứng dụng những kiến thức đó để chế tạo ra các thiết bị máy móc gì? 2. Nguyên tắc cấu tạo và hoạt động của các thiết bị máy móc đó như thế nào? Lớp được chia thành các nhóm dự án dựa trên sự quan tâm, hứng thú của người học. Các dự án đều xuất phát từ các vấn đề bức xúc của thực tiễn như: tai nạn giao thông, khủng hoảng thiếu năng lượng điện, an toàn trong các công trình xây dựng như cầu cống, đường xá, nhà cửa và hầm đường bộ. Các nhóm đều đã trình bày được lí do lựa chọn dự án và nêu được mục tiêu của các dự án. Sau đó, với việc sử dụng sơ đồ tư duy, sinh viên đã xác định được các tiểu chủ đề, đưa ra được giải pháp để giải quyết vấn đề, lên kế hoạch thực hiện dự án, phân công nhiệm vụ và dự kiến sản phẩm cuối cùng. Nhiệm vụ các nhóm đề cập đều là giải quyết các bài toán sáng chế các thiết bị kĩ thuật vận dụng các kiến thức về Từ trường và Cảm ứng điện từ để giải quyết vấn đề của thực tiễn.việc Sáu dự án tương ứng với 6 vấn đề cần giải quyết. Dưới đây chúng tôi trình bày kĩ một trong số các dự án đó. Với dự án “Nghiên cứu giải pháp đảm bảo an toàn cho các phương tiện lưu thông trong đường hầm – hoàn chỉnh hệ thống cung cấp điện thắp sáng trong đường hầm”, sinh viên đã biết đặt ra ý tưởng (lí do) của dự án với một bài toán thực tế giải quyết nạn ùn tắc giao thông trong đường hầm; xác định được vấn đề cần giải quyết đó là việc thiếu ánh sáng bên trong đường hầm; đề xuất được giải pháp giải quyết vấn đề và dự kiến được sản phẩm của nhóm. Tiến trình giải quyết vấn đề nhằm thực hiện dự án được thể hiện như trong sơ đồ dưới đây: Đỗ Hương Trà. Khoa Vật lí, ĐH Sư phạm Hà Nội ;Nguyễn Thanh Nga. Đại học GTVT (cơ sở 2)
  19. Kỷ yếu Hội thảo Quốc gia về giảng dạy Vật lí - 10/2011 19 Trong đường hầm thường rất tối nếu không có đủ hệ thống chiếu sáng sẽ gây khó khăn cho các phương tiện giao thông qua đường hầm, dễ xảy ra tai nạn trong đường hầm, gây ách tắc giao thông, kẹt xe.. ở bên trong đường hầm, điều này cực kỳ nguy hiểm. Vậy phải giải quyết và ngăn ngừa vấn đề này bằng cách nào Hoàn thiện hệ thống cung cấp điện thắp sáng trong đường hầm  ghi n c u đ c đi m c đư ng h m hệ thống th ng gi h ng h n trong đư ng h m nhiệt độ n trong đư ng h m  Nghiên c u cấu tạo và nguyên tắc hoạt động c m ph t điện chạ ng s c gi  Thu thập thông tin, tìm hi u về hệ thống ph t điện chạ ng s c gi c nh quạt tu in ộ tru ền động  Vận dụng kiến th c đ thiết kế hệ thống ph t điện chạ ng s c gi ố tr trong đư ng h m  Trong đường hầm cần có một hệ thống chiếu sáng để đảm bảo an toàn giao thông, nếu trường hợp hệ thống dẫn điện đến đường hầm bị sự cố cần phải có một hệ thống phát điện thay thế tạm thời  Theo lý thuyết cứ đào sâu vào trong lòng đất 3m thì nhiệt độ lại tăng lên 10C .Cộng với nhiệt lượng mà các phương tiện lưu thông qua hầm toả ra tạo nên một nguồn năng lượng khá lớn. Ta có thể lợi dụng nguồn năng lượng này để tạo ra nguồn điện cung cấp tạm thời cho đường hầm  Máy phát điện hoạt động dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ, gồm có khung dây và nam châm. Tua bin của máy phát điện được gắn với cánh quạt bố trí trên các lỗ thông gió của đường hầm.  Bố trí trạm máy biến áp để biến đổi điện áp của máy phát điện, cung cấp điện cho hệ thống chiếu sáng bên trong đường hầm Bằng việc thu thập thông tin thực tế và vận dụng kiến thức đã học có thể thiết kế mô hình hệ thống phát điện chạy bằng sức gió, cung cấp điện cho hệ thống chiếu sáng trong đường hầm. Điều này sẽ tiết kiệm được một khoảng chi phí rất lớn, đồng thời đảm bảo an toàn cho các phương tiện giao thông qua đường hầm. Hình 1. Sơ đồ tiến trình nêu và giải quyết vấn đề tương ứng với vấn đề của dự án Như vậy nhóm đã đưa ra giải pháp thiết kế hệ thống phát điện chiếu sáng trong đường hầm bằng cách tận dụng nguồn năng lượng gió để chuyển thành điện năng thắp sáng hệ thống đèn trong đường hầm. Qua đó, nhóm nêu được yêu cầu tất yếu phải chế tạo hệ thống cánh quạt gắn trên các lỗ thông gió của đường hầm làm quay tua bin của máy phát điện. Giải pháp đề ra đã dựa trên nguyên tắc của ARIZ như: - Tận dụng chính nguồn năng lượng gió để thiết kế máy phát điện nhỏ (nguyên tắc tự phục vụ); - Máy phát điện thiết kế chính trong hệ thống thông gió của đường hầm (nguyên tắc chứa trong và nguyên tắc vạn năng) - Hay biến nhược điểm (khí tạo ra trong đường hầm) thành ưu điểm (luồng khí tạo ra năng lượng gió) (nguyên tắc biến hại thành lợi)… Để thực hiện dự án, nhóm đã tìm hiểu, phân tích đặc điểm của đường hầm thông qua các tài liệu sách vở, internet, báo chí... Sau đó các thành viên trong nhóm trao đổi thảo Đỗ Hương Trà. Khoa Vật lí, ĐH Sư phạm Hà Nội ;Nguyễn Thanh Nga. Đại học GTVT (cơ sở 2)
  20. Kỷ yếu Hội thảo Quốc gia về giảng dạy Vật lí - 10/2011 20 luận với nhau và trao đổi với các thành viên khác trong lớp, tham vấn giáo viên hướng dẫn. Nhóm đã phân tích được nhiều chi tiết quan trọng, làm cơ sở cho việc thiết kế hệ thống máy phát điện chiếu sáng trong đường hầm, cụ thể như: - Trên thế giới cũng như ở Việt Nam có rất nhiều các hầm đào xuyên núi để mở đường. Ở các hầm đó, lượng điện năng tiêu thụ cho việc thắp sáng là rất lớn . - Trong hầm gió lúc nào cũng nhiều do chênh lệch áp suất bên trong và bên ngoài. - Các núi ở nước ta một bên gió rất mạnh (do vị trí địa lý). - Gió đi lên cao khi di chuyển vào trong hầm - Các khí trong hầm thường là khí độc, nên hầm nào cũng cần có hệ thống thông gió - Nhiệt độ trong hầm lúc nào cũng nóng hơn bên ngoài... Điều thành công nhất trong dự án là đã xây dựng được mô hình hệ thống phát điện bằng sức gió lấy từ bên trong đường hầm, hệ thống phát điện này sẽ cung cấp điện liên tục chiếu sáng bên trong đường hầm, tiết kiệm một khoản chi phí rất lớn và bảo đảm an toàn giao thông cho các phương tiện lưu thông qua đường hầm. (1)- Luồng gió thoát ra trong đường hầm làm quay tua bin máy phát điện (2)- Luồng gió nóng bốc lên trong đường hầm và luồng gió do các phương tiện lưu thông gây ra (3)- Trạm đặt hệ thống cánh quạt làm quay tua bin máy phát và trạm đặt máy phát (4)- Cột thông gió của đường hầm (5)- Trạm đặt máy biến áp để cung cấp điện cho hệ thống đèn chiếu sáng trong đường hầm (6)- Hệ thống máy hút gió từ bên ngoài vào trong đường hầm (7)- Hệ thống trụ điện (8)- Hệ thống dây dẫn (9)- Hệ thống bóng đèn thắp sáng đường hầm Sinh viên đã tìm hiểu nguyên tắc cấu tạo và hoạt động của hệ thống máy phát điện chạy bằng sức gió, từ đó tìm cách bố trí hệ thống cánh quạt làm quay tua bin máy phát điện. Bên cạnh đó, họ cũng phân tích được ưu, nhược điểm và những khó khăn gặp phải như chi phí ban đầu khi tiến hành xây dựng công trình thực tế cho các đường hầm. Tuy nhiên lợi ích của công trình này thì rất lớn, cả về mặt an toàn cho các Đỗ Hương Trà. Khoa Vật lí, ĐH Sư phạm Hà Nội ;Nguyễn Thanh Nga. Đại học GTVT (cơ sở 2)

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

AMBIENT
Đồng bộ tài khoản