1
CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập – Tự do – Hạnh phúc
ĐƠN YÊU CẦU CÔNG NHẬN SÁNG KIẾN
Kính gửi: Sở Khoa học và Công nghệ tỉnh Ninh Bình.
- Tên tôi là: Nguyễn Chí Thanh.
- Ngày sinh: 10 tháng 8 năm 1978.
- Đơn vị công tác: Trường THPT Yên Khánh B.
- Chức vụ: Phó Hiệu trưởng.
- Trình độ chuyên môn: Cử nhân Vật lý – Thạc sĩ Quản lý giáo dục.
- Điện thoại: 0915430269
- Là tác giả đề nghị xét công nhận sáng kiến: Chế tạo dụng cụ thí nghiệm minh
họa quá trình truyền pha dao động điều hòa.
1. Chủ đầu tư sáng kiến: Sáng kiến do cá nhân tác giả tự đầu tư, chế tạo.
2. Lĩnh vực áp dụng sáng kiến: Sáng kiến được áp dụng trong lĩnh vực giáo dục, dùng
cho giảng dạy bộ môn Vật lý và Toán học cấp Trung học phổ thông.
3. Mô tả bản chất của sáng kiến.
3.1. Về nội dung của sáng kiến.
3.1.1. Giải pháp cũ thường làm.
a) Giải pháp cũ thường làm: Trong chương trình Vật lý 12 cấp trung học phổ
thông, kiến thức về biến thiên điều hòa của các đại lượng vật lý, sự truyền pha dao động
là nội dung xuyên suốt, liên quan đến 5/8 chương trong Sách Vật lý 12 ban Cơ bản; 5/10
chương của Sách Vật lý 12 ban Khoa học tự nhiên (ban Nâng cao). Trong chương trình
toán học lớp 11, nội dung về hàm số sin, cosin, đồ thị hàm số sin, sóng hình sin…. chiếm
thời lượng đáng kể. Tuy nhiên trong các phòng thí nghiệm của các trường THPT hiện nay
chưa có thiết bị nào dùng để vẽ đồ thị hàm số sin, cosin nhanh chóng, mô tả quá trình
truyền pha một cách trực quan. Chính vì vậy khi giảng dạy nội dung kiến thức liên quan
đển hàm số sin, quá trình truyền pha dao động điều hòa giáo viên thường có 03 giải pháp:
* Giải pháp 01: Giáo viên phô to phóng to hoặc vẽ lại, chụp lại các hình trong
sách giáo khoa có liên quan đến bài dạy, sau đó trình chiếu hoặc treo lên bảng để học
sinh quan sát.
* Giải pháp 02: Khi giảng dạy đến nội dung nào, giáo viên vẽ đồ thị hàm cosin
hoặc quá trình truyền pha tại thời điểm đang xét lên bảng.
* Giải pháp 03: Sử dụng một số phần mềm Vật lý thực hiện thí nghiệm ảo vẽ đồ
thị hàm số sin, cosin hoặc mô tả quá trình truyền pha dao động trên máy tính.
2
(Trong phụ lục 01 có các ví dụ và hình ảnh cụ thể cho từng giải pháp ở trên.
b) Đánh giá chung về hiệu quả của các giải pháp cũ:
- Ưu điểm: Giáo viên có sử dụng đồ dùng, thiết bị dạy học, giờ dạy tương đối sinh
động, trực quan.
- Hạn chế:
+ Giáo viên mất nhiều thời gian trong tiết dạy vào việc diễn giảng, vẽ hình, gây
tốn kém nếu in ấn.
+ Khó lột tả hết bản chất vật lý, toán học của hiện tượng, thậm chí có thể làm cho
học sinh ngộ nhận về hiện tượng.
+ Chưa hoàn toàn phù hợp với xu thế giáo dục hiện nay là gắn với thực nghiệm,
thực tiễn từ đó giúp học sinh chủ động phát hiện kiến thức.
+ Một số giáo viên chấp nhận dạy chay do ngại chuẩn bị đồ dùng trước khi dạy.
3.1.2. Giải pháp mới cải tiến.
a) Chế tạo dụng cụ mô tả quá trình truyền pha dao động:
- Nguyên tắc cấu tạo và hoạt động của dụng cụ: Thiết bị hoạt động dựa theo
nguyên tắc liên hệ giữa dao động điều hòa và chuyển động tròn đều, quan hệ chuyển
động giữa trục khuỷu và thanh truyền biến chuyển động tròn thành chuyển động tịnh tiến
- Nguyên vật liệu: Theo bảng tính dưới đây:
TT
Nguyên li
ệu
Kích c
ỡ, quy cách
S
ư
ợng
Xu
ất xứ
1 Thép hộp Kích thước 20 x 20 mm 2600m m. Việt Nam
2 Thép lá kích thước 50 x 20 x 2 mm 02 miếng Việt Nam
3 Thép cây Đường kính 5 mm 200 mmm Việt Nam
4 Nan hoa xe đạp Đường kính 1,5 mm 80 chiếc Việt Nam
5 Xích xe máy Xe 100 phân khối 01 bộ Việt Nam
6 Tấm kim loại hình
tròn
Đường kính 100 mm, bề dày 2
mm.
02 chiếc Việt Nam
7 Vòng bi nhỏ Đường kính 20 mm 02 chiếc Việt Nam
8 Hạt gỗ nhỏ hình
cầu
Đường kính 5 -7 mm, có lỗ
xuyên tâm
40 hạt Việt Nam
9 Bảng composit kích thước 300 x 500 mm 03 chiếc Việt Nam
10 Sơn chống rỉ 01 hộp nhỏ Việt Nam
11 Sơn nhũ 01 hộp nhỏ Việt Nam
12 Giấy đề can 01 tờ Việt Nam
13 Dầu bôi trơn 10 ml Việt Nam
14 Que hàn 02 que Việt Nam
3
- Dụng cụ chế tạo: Bộ dụng cụ cơ khí đơn giản gồm máy hàn kim loại loại nhỏ,
khoan sắt có đường kính mũi khoan 1,5 mm, cưa sắt, kìm, dũa, kéo cắt giấy và cắt sắt,
thước kẻ li, dụng cụ bảo hộ lao động như kính hàn, găng tay.
- Các bước chế tạo:
* Bước 1: Chế tạo các bộ phận của dụng cụ và công dụng của từng bộ phận:
+ Chế tạo bộ khung: Sử dụng máy hàn, cắt kim loại chế tạo bộ khung bằng sắt
hộp, kích thước 600 x 500 x 200 mm, trên giá đỡ có lắp tay quay, trục quay cách chân giá
đỡ 45 cm. Khung đỡ dùng để lắp các chi tiết của dụng cụ
+ Chế tạo trục khuỷu: Tháo một bên các mắt xích xe máy sau đó uốn lại thành
hình elipxoit thành gồm 02 vòng tuần hoàn đường kính 10 cm, chiều dài 45 cm, tương
đương 40 mắt xích, sao cho mỗi đốt xích có thể tạo nên một trục khuỷu, các trục này
song song với nhau, quay đồng tâm quanh trục quay. Gắn 02 đốt xích ngoài cùng vào 02
mâm kim loại tròn đảm bảo đồng trục, hàn tay quay có gắn với ổ bi vào 01 mâm, mâm
còn lại gắn với ổ bi khác ( đây là khâu khó khăn nhất trong chế tạo, đòi hỏi các bước xích
phải đều nhau, 20 mắt xích tạo nên một vòng tròn, mỗi trục đốt xích có tâm hợp nhau góc
18 độ). Trục khuỷu có tác dụng tạo ra chuyển động tròn khi quay tay quay.
+ Chế tạo thanh truyền 01: Cắt nan hoa xe đạp thành đoạn có chiều dài 12 cm, một
đầu uốn thành khoong tròn có đường kính bằng đường kính đốt xích xe máy làm trục
khuỷu, một đầu uốn thành hình L để gắn vào thanh truyền 02, thanh truyền 01 có tác
dụng truyền lực từ vòng xích sang thanh truyền 2, số lượng 40 chiếc
+ Chế tạo thanh truyền 02: Cắt nan hoa xe đạp thành đoạn có chiều dài 27 cm sau
đó uốn một đầu thành khoong tròn có đường kính khoảng 3 mm vừa để lắp vào đầu L của
thanh truyền 01, số lượng 40 chiếc, thanh truyền 02 nhận lực từ thanh truyền 01, có tác
dụng biến chuyển động quay thành chuyển động tịnh tiến, thanh truyền 02 chuyển động
tịnh tiến nhờ 02 thanh dẫn hướng.
+ Chế tạo thanh dẫn hướng: Khoan các lỗ nhỏ đường kính 1,5 mm lên lá thép kích
thước 50 x 2m x 2 mm, gồm 40 lỗ mỗi lỗ các nhau 6 mm, số lượng 02 chiếc. Thanh dẫn
hướng dùng để định hướng chuyển động tịnh tiến của thanh truyền 02
+ Chế tạo bảng minh họa composit: Mỗi bảng compsit kích thướng 30 x 50 cm có
kẻ các trục vuông góc hoặc trang trí phù hợp với nội dung từng bài dạy của giáo viên.
* Bước 2: Lắp đặt các bộ phận khung đỡ theo trình tự sau đây
- Lắp trục khuỷu lên giá đỡ, thử sao cho trục khuỷu quay đều, đồng tâm, sau thì
hàn cố định vòng bi có gắn trục quay và tay quay vào giá đỡ
- Lắp thanh truyền 01: Dùng tuốc nơ vít mở khoong tròn trên thanh truyền 01 lắp
vào các đốt xích sau đó dung kìm chốt lại để khoong không bị long nhưng không chặt
quá làm ảnh hưởng đến chuyển động của thanh truyền và trục khuỷu.
4
+ Lắp thanh dẫn hướng 01: Hàn 01 thanh dẫn hướng vào khung sao cho thanh dẫn
hướng song song với trục quay của trục khuỷu, thẳng đứng với trục quay, cách trục quay
15 cm, các lỗ dẫn hướng nằm thẳng đứng phía dưới các trục khuỷu.
+ Lắp thanh truyền 02: Luồn thanh truyền 02 qua các lỗ của thanh dẫn hướng, sao
cho các khoong tròn ở phía trên, sau đó dùng tuốc nơ vít và kìm gắn đầu L của thanh
truyền 01 vào khoong trong của thanh truyền 02.
+ Gắn các hạt gỗ minh họa chuyển động: Luồn đầu còn lại của thanh truyền 02
vào lỗ của các hạt gỗ sao cho khoảng cách từ các hạt gố đến tâm khoong tròn đều bằng
nhau và bằng 12 cm.
+ Lắp thanh dẫn hướng 02: Luồn đầu dưới thanh truyền 02 vào các lỗ của thanh
dẫn hướng 02 sau đó đặt thanh dẫn hướng 02 ở phía dưới và song song với thanh dẫn
hướng 01. Quay nhẹ tay quay để các hạt nhựa chuyển động lên xuống, điều chỉnh khoảng
cách hai thanh dẫn hướng sao cho vị trí cân bằng của các hạt nhựa khi dao động cách đều
hai thanh, cố định thanh dẫn hướng 02 vào khung đỡ
Ngoài ra cũng có thể gắn các hạt nhựa vào đầu dưới cùng của thanh truyền 02
* Bước 3: Hoàn thiện, trang trí:
+ Hàn móc đỡ các bảng composit phía sau khung
+ Quét sơn chống rỉ, phun sơn nhũ đảm bảo tính thẩm mĩ
+ Tra dầu mỡ vào các trục quay để đảm bảo vận hành êm, không bị kẹt hay có
tiếng kếu.
Sản phẩm hoàn thiện và được các giáo viên trường THPT Yên Khánh B sử dụng.
Hình 01: Sản phẩm số 01: Dụng cụ thí nghiệm mô tả quá trình truyền pha dao động
5
Hình 02: Sản phẩm số 02, Dụng cụ thí nghiệm mô tả quá trình truyền pha dao động
b) Cách sử dụng dụng cụ mô tả quá trình truyền pha dao động: Khi dạy đến các
nội dung trong các bài kể trên, giáo viên kết hợp vừa diễn giảng lí thuyết, vừa sử dụng
dụng cụ, dùng tay quay hình elipxoit chuyển động, từ đó các hạt nhựa minh họa các điểm
sẽ chuyển động theo quy luật hàm sin, giúp học sinh tiếp nhận kiến thức một cách trực
quan, dễ hiểu. (Trong phụ lục 02 có ví dụ và hình ảnh cụ thể cho giải pháp mới)
3.1.3. Tính mới, tính sáng tạo của giải pháp.
+ Là sản phẩm mới: Dụng cụ này chưa được sản xuất trên thị trường. Trong các thiết
bị thí nghiệm bộ môn Vật lý THPT do Bộ Giáo dục và Đào tạo quy định không có dụng
cụ thí nghiệm nào có chức năng tương tự.
+ Giúp giáo viên giảng dạy đạt hiệu quả cao hơn, tiết kiệm được thời gian cung cấp
kiến thức lí thuyết cho học sinh, học sinh lĩnh hội kiến thức trực quan, sinh động, hiểu
đúng bản chất vật lý, không bị ngộ nhận.
+ Dụng cụ sử dụng đơn giản, bền, không mất chi phí vận hành, bảo dưỡng, có thể
dùng cho nhiều môn như Vật lý, Toán học.
+ Phù hợp với sự chỉ đạo của Bộ GD &ĐT, của Sở GD & ĐT trong việc tăng cường
sử dụng thiết bị thí nghiệm, chế tạo đồ dùng dạy học.
+ Về mặt kĩ thuật: Đây cũng là một giải pháp về mặt kĩ thuật, cùng lúc có thể tạo ra
nhiều chuyển động của các cặp trục khuỷu – thanh truyền có pha ban đầu khác nhau