Trang: 1
SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG THPT NGUYỄN CHÍ THANH
CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập - Tự do - Hạnh phúc
An Giang, ngày 10 tháng 01 năm 2019.
BÁO CÁO
Kết quả thực hiện sáng kiến, cải tiến, giải pháp kỹ thuật, quản lý, tác nghiệp,
ứng dụng tiến bộ kỹ thuật hoặc nghiên cứu khoa học sư phạm ứng dụng
I- Sơ lược lý lịch tác giả:
- Họ và tên: Phan Văn Quang Nam, nữ: Nam
- Ngày tháng năm sinh: 1987
- Nơi thường trú: TT Chợ Vàm- Phú Tân – An Giang
- Đơn vị công tác: THPT Nguyễn Chí Thanh
- Chức vụ hiện nay: Giáo viên
- Trình độ chuyên môn: Thạc sĩ Hóa học
- Lĩnh vực công tác: giáo viên dạy lớp
II.- Sơ lược đặc điểm tình hình đơn vị:
- Cuộc thi nghiên cứu khoa học kỹ thuật dành cho học sinh là cuộc thi được tổ
chức thường niên, nó là cơ hội để các em học sinh học hỏi giao lưu và thể hiện niềm
đam mê với nghiên cứu khoa học, tuy nghiên việc thực hiện các đề tài nghiên cứu ở
các trường nông thôn gặp nhiều khó khăn. Cụ thể như đối với các dự án cần phải đo
kết quả ở các trung tâm phân tích, hay tìm mua các dụng cụ thí nghiệm, hoặc kinh
phí để thực hiện dự án. Tuy nhiên bù đắp lại những khó khăn đó là sự hỗ trợ có hiệu
quả từ ban giám hiệu, thầy cô và lòng say mê nghiên cứu của các em nên hằng năm
trường đều các sản phẩm tham dự cuộc thi khoa học kỹ thuật và đạt kết quả tốt.
- Tên sáng kiến/đề tài giải pháp: hướng dẫn học sinh nghiên cứu khoa học kỹ
thuật với dự án “nghiên cứu máy nước nóng sử dụng năng lượng mặt trời có gắn cảm
biến nhiệt độ”
- Lĩnh vực: năng lượng vật lý.
III. Mục đích yêu cầu của đề tài, sáng kiến:
1. Thực trạng ban đầu trước khi áp dụng sáng kiến
- Khuyến khích học sinh trung học nghiên cứu khoa học; sáng tạo kỹ thuật,
công nghệ và vận dụng kiến thức của các môn học vào giải quyết những vấn đề thực
tiễn , theo yêu cầu sở giáo dục nhà trường tổ chức chuyển khai cuộc thi nghiên cứu
khoa học đến toàn học sinh, thông qua các buổi sinh hoạt dưới cờ, các tiết sinh hoạt
chủ nhiệm, các buổi hoạt động ngoại khóa nhằm khơi gợi cho học sinh ý tưởng khoa
học.
- Các em có nhiều ý tưởng trao đổi với giáo viên xuất phát từ kiến thức đã học,
nhu cầu bức thiết của cuộc sống, các vấn đề nóng của xã hội, môi trường. Tuy nhiên
Trang: 2
việc tiến hành nghiên cứu dựa trên các ý tưởng đó còn gặp rất nhiều khó khăn, do
điều kiện nghiên cứu nhà trường, địa phương, kinh phí làm đề tài, và trình độ giáo
viên hướng dẫn, do vậy việc lựa chọn một đề tài phù hợp với các yêu cầu trên là sự
căn nhắc khó khăn giữa giáo viên hướng dẫn và học sinh để đề tài được thực hiện
thành công.
- Trong nhiều ý tưởng học sinh đề xuất có ý tưởng về sự cần thiết sử dụng năng
lượng mặt trời để làm nóng nước phục vụ nhu cầu sinh hoạt hộ gia đình, qua tìm hiểu
thông tin thiết bị nước nóng trên thị trường cũng như các thiết bị tự chế người dân và
các dự án liên quan đã dự thi, thầy và trò tiến hành thực hiện dự án "Nghiên cứu máy
nước nóng sử dụng năng lượng mặt trời có gắn cảm biến nhiệt độ".
2. Sự cần thiết phải áp dụng sáng kiến
- Nghiên cứu khoa học trong học sinh được ngành giáo dục tổ chức trong nhiều
năm qua. Đã có rất nhiều cuộc thi được tổ chức và cũng nhiều lớp tập huấn được triển
khai. Tuy nhiên phong trào tham gia ở các trường vẫn còn hạn chế chỉ tập trung vào
một vài giáo viên. Thông qua sáng kiến nhằm phát động rộng rãi trong toàn trường
nhằm lan tỏa đến toàn thể học sinh nhằm giúp cho học sinh có thể vận dụng kiến thức
đã học để giải quyết các vấn đề cuộc sống, và giúp cho việc đổi mới việc dạy và học
ngày càng đi vào chiều sâu.
- Về nội dung dự án giải quyết vấn đề cần thiết cuộc sống:
+ Nước ta nằm trong khu vực có khí hậu nhiệt đới gió mùa nên việc sử dụng
năng lượng mặt trời để làm nóng nước là rất cần thiết.
+ Những chiếc máy nước nóng năng lượng mặt trời trên thị trường có giá thành
cao. Và thực tế đã có một số máy nước nóng năng lượng mặt trời do người dân tự chế
tạo, tuy nhiên những chiếc máy đó có hạn chế là không giữ được nhiệt độ của nước
lâu.
+ Từ suy nghĩ đó nhóm học sinh đã nghiên cứu tạo ra một thiết bị làm nóng
nước bằng năng lượng mặt trời và có thể tự động thu nước nóng xuống dự trữ ở bình
bảo ôn để giữ được nhiệt độ nước lâu hơn.
3. Nội dung sáng kiến
3.1 Tiến trình thực hiện:
Bước 1: Phát động cuộc thi nghiên cứu khoa học trong toàn trường, do ban giám
hiệu nhà trường thực hiện.
Bước 2: Học sinh suy nghĩ các ý tưởng tìm đến giáo viên để hỗ trợ thực hiện ý
tưởng của bản thân.
Bước 3: Dựa trên ý tưởng và giả thuyết khoa học, xây dựng kế hoạch nghiên
cứu cụ thể.
Bước 4: Tiến hành nghiên cứu, hoàn thiện sản phẩm, và viết bài báo cáo kết quả
nghiên cứu.
Bước 5: hướng dẫn cho các em tham gia các cuộc thi vòng trường, vòng sơ khảo,
vòng 2.
Trang: 3
3.2 Thời gian thực hiện:
- Phát động cuộc thi nghiên cứu khoa học kỹ thuật: 1/2018
- Thời gian xây dựng kế hoạch nghiên cứu: 8/2018 - 9 /2018
- Thời gian thực hiện 9/2018 - 12/2018.
- Học sinh tham gia dự án
+ Dương Thị Bích Duyên Lớp: 11C6
+ Trần Quang Huy Lớp: 10C7
3.3 Tổ chức thực hiện nghiên cứu dự án khoa học.
3.3.1. Dự án nghiên cứu vấn đề gì?
Dự án nghiên cứu về việc sử dụng nguồn năng lượng từ ánh sáng mặt trời để
đun nóng nước. Sử dụng cảm biến nhiệt độ để quản lí nhiệt độ của nước và điều khiển
lượng nước cung cấp và lượng nước nóng nhận được bằng van điện từ giúp máy có
khả năng tự hoạt động để thu được nước nóng mà không cần nhờ sự can thiệp của
con người. Sử dụng bình dự trữ để bảo quản nhiệt độ của nước nóng. Bên cạnh đó
thiết bị phải đảm bảo chi phí lắp đặt thấp phù hợp với thu nhập của tất cả mọi người
3.3.2. Các giả thuyết khoa học phục vụ cho quá trình nghiên cứu dự án
a. Hiệu ứng nhà kính:
Khi Mặt Trời xuyên qua kính thì các tia sáng có bước sóng < 0,7μm sẽ qua được
kính. Khi năng lượng bức xạ Mặt Trời xuyên qua các cửa sổ hoặc máy nhà bằng kính
sẽ xảy ra các tương tác của các photon lên vật chất làm phát xạ các tia hồng ngoại (có
bước sóng > 0,7 μm) nên không khỏi đi ra khỏi nhà kính và kèm theo một nhiệt lượng
dẫn đến không khí bên trong nóng lên kể cả những vị trí không được chiếu sáng trực
tiếp.
b. Bức xạ Mặt Trời:
Bức xạ mặt trời là dòng vật chất và năng lượng của Mặt Trời phát ra. Đây chính
là nguồn năng lượng chính cho các quá trình phong hóa, bóc mòn, vận chuyển, bồi
tụ trên Trái Đất, cũng như chiếu sáng và sưởi ấm cho các hành tinh trong hệ Mặt Trời.
c. Phương pháp đối lưu:
Đối lưu là sự di chuyển của những nhóm phân tử trong chất lưu như chất lỏng,
chất khí hay chất lưu biến (rheid). Đối lưu có thể diễn ra thông qua bình lưu hoặc
qua khuếch tán hoặc qua cả hai.
Dòng đối lưu có thể chảy nhờ lực đẩy Ácsimét, khi chênh lệch nhiệt độ kéo theo
chênh lệch mật độ của chất lưu trong trường lực hấp dẫn; hoặc có thể bị cưỡng bức
bằng một dòng chảy do ngoại lực tác động như bơm.
d. Cảm biến nhiệt độ:
Cảm biến nhiệt độ là một thiết bị dùng để cảm nhận lượng nhiệt tại khu vực cần
đo. Mục đích sử dụng cảm biến nhiệt độ là để báo cho người dùng biết lượng nhiệt
hiện tại trong khu vực cần đo là bao nhiêu. Cảm biến nhiệt độ được thiết kế rất nhiều
loại với nhiều dãy đo; độ bền và độ chính xác khác nhau tùy theo từng khu vực đo
mà người dùng nên chọn thiết bị dò nhiệt hợp lý.
Trang: 4
Hình 1: Cảm biến nhiệt độ
e. Van điện từ:
Van điện từ là một thiết bị cơ điện, dùng để kiểm soát dòng chảy chất khí hoặc
chất lỏng dựa vào nguyên lí chặn đóng mở do lực tác động của cuộn dây điện từ.
Hình 2: van điện từ
3.3.3. Tóm tắt quá trình nghiên cứu dự án và kết quả thu được.
A. Thí nghiệm áp dụng biện pháp hiệu ứng nhà kính và dùng nguồn năng
lượng ánh sáng Mặt Trời để đun nóng nước.
a. Chuẩn bị:
- 1 thùng xốp, 1 thùng nhựa đen, nhiệt kế 100oC, 1 tấm kính, 10 lít nước.
b. Tiến hành:
* Điều kiện tiến hành: trời hoang mây, nắng tốt.
- Đặt thùng nhựa đen vào bên trong thùng xốp, sau đó đổ nước vào sao cho mực
nước có độ sâu khoảng 15cm. Dùng một tấm kính đậy kín lên trên mặt thùng. Đặt
phơi dưới trời nắng, dùng nhiệt kế để đo nhiệt độ của nước sau mỗi 30 phút.
- Lưu ý tấm kính đậy đặt gốc nghiêng 20o so với thùng đề giảm hiện tượng nước
bám lên mặt kính.
Hình 3: Mô hình thí nghiệm thiết bị làm nóng nước từ năng lượng mặt trời.
Trang: 5
C. kết quả:
Kết quả thí nghiệm cho thấy nhiệt độ nước có thể đạt 72oC.
B. Thí nghiệm về áp dụng phương pháp đối lưu của chất lỏng để thu nhận
lượng nước nóng do máy cung cấp:
a. Chuẩn bị:
- 600 ml nước nóng, 600 ml nước lạnh, 1 ống màu thực phẩm, Bình thông nhau
b. Tiến hành
Cho vài giọt màu thực phẩm vào cốc 1 chứa đầy nước nóng, và 1 cốc chứa đầy
nước lạnh. Hai cốc thông với nhau và có khóa K ở giữa. Đặt cốc nước lạnh cao hơn
cốc nước nóng sau đó mở khóa K và cho nước lạnh từ từ dẫn qua cốc nước nóng.
Nước nóng bị đẩy lên trên và tràn ra ngoài, khảo sát sự thay đổi nhiệt độ nước nóng
theo thể tích nước tràn ra.
Hình 4: Mô hình thí nghiệm phương pháp đối lưu.
c. Kết quả