SKKN ứng dụng CNTT trong dạy học môn công nghệ lớp 12 trong trường THPT số 2 TP lào cai

Trong chương trình có rất nhiều bài thực hành gần gũi với thực tế nếu giáo viên không thường xuyên tổ chức các giờ thực hành mà lại tăng việc dạy lý thuyết thì các em thực sự là chán học

SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM

TÊN ĐỀ TÀI   :

" Ứng dụng công nghệ thông tin trong dạy học môn công nghệ lớp 12 trong trường THPT số 2 TP Lào Cai ”

Họ tên : Lương Văn Thắng

Đơn vị : Tổ vật lý – Công nghệ

Trường THPT số 2 TP Lào Cai

Năm học : 2013 – 2014

Phần 1

ĐẶTVẤN ĐỀ

I – LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI

Môn công nghệ là một phân môn có số giờ thực hành tương đối nhiều và

nó cũng là phân môn phụ trợ cho các môn học chính Tư tưởng suy nghĩ của học sinh chỉ tập chung vào các môn chính để thi vào các trường đại học Còn học môn công nghệ chỉ là để hoàn thành chương trình và đủ điểm để dự thi tốt nghiệp Cho nên việc giảng dạy môn này thực sự là khó khăn khi lên lớp nếu giáo viên quản lý lớp không tốt và không đổi mới phơng pháp khi giảng dạy Trong chương trình có rất nhiều bài thực hành gần gũi với thực tế nếu giáo viên không thường xuyên tổ chức các giờ thực hành mà lại tăng việc dạy lý thuyết thì các em thực sự là chán học môn này

Vì lẽ đó trong quá trình giảng dạy môn công nghệ tuy kinh nghiệm chưa có nhiều nhưng tôi mạnh dạn đưa ra một số ý kiến mang tính đổi mới phương pháp giảng dạy sao cho khi dạy học môn công nghệ học sinh sẽ hứng thú hơn và tích cực hơn , Với tiêu đề “Ứng dụng công nghệ thông tin trong dạy học môn công nghệ lớp 12 trong trường THPT

số 2 TP Lào Cai ”

Ý kiến của tôi đưa ra tuy chưa được sâu sắc nhưng cũng phần nào nói nên đợc những vấn đề cần khắc phục và cần vận dụng trong quá trình giảng dạy môn công nghệ Mong các đồng chí đồng nghiệp tham gia góp ý kiến xây dựng cho bài sáng kiến kinh nghiệm của tôi được chọn vẹn hơn

Tôi xin chân thành cảm ơn !

1

II- NHIỆM VỤ CỦA ĐỀ TÀI :

Qua giảng dạy nhiều năm ở lớp 12 cho thấy để học sinh hiểu rõ công dụng, ứngdụng của linh kiện bán dẫn đối với từng lĩnh vực thì ta phải giúp các em tìm hiểu vànghiên cứu thêm các nội dung sau:

1- Khái niệm về linh kiện bán dẫn

2- Các phần tử bán dẫn

3- Bài dạy thực nghiệm

4- Kiểm tra đánh giá học sinh

III- PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU :

Trong quá trình giảng dạy , khi tiếp xúc với học sinh , yêu cầu học sinh phải hiểu cácthiết bị điện nào trong thực tế hay phải sử dụng linh kiện bán dẫn Các em rất lúngtúng , sợ sệt khi phải kể tên các thiết bị điện trong gia đình có dùng linh kiện bán dẫn

và tại sao phải dùng dùng chúng Nắm bắt được tình hình đó nên việc chủ động củangười giáo viên phải hướng dẫn chỉ bảo các em nắm bắt kiến thức thực tế chu đáo , cụthể những yêu cầu như trên trong từng tiết dạy Sau mỗi bài dạy cần có kiểm tra ,đánh giá rút kinh nghiệm

IV- ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU : Học sinh lớp 12

V- THỜI GIAN THỰC HIỆN : Học kỳ I năm học 2013-2014

2

Phần II

Các nội dung thực hiện

1 Khái niệm về chất bán dẫn

1.1 Khái niệm

Chất bán dẫn là chất trung gian giữa chất dẫn điện và chất cách

điện Chất bán dẫn thờng gặp trong kỹ thuật là Gécmany (Ge),Silíc (Si), Indi (In)…

1.2 Đặc điểm của chất bán dẫn.

- Điện trở của chất bán dẫn giảm khi nhiệt độ tăng và ngợc lại

- Điện trở của chất bán dẫn thay đổi theo độ tinh khiết củachất bán dẫn do đó nếu pha tạp chất vào trong chất bán dẫn thì cóthể thay đổi đợc điện trở của chất bán dẫn

- Giá trị điện trở của chất bán dẫn thay đổi theo cờng độ của

- Nếu pha vào tinh thể Ge tinh khiết 1 lợng

nhỏ In, (chất In có 3 điện tử hoá trị lớp ngoài Ge

In Ge

cùng) thì sẽ tăng mật độ lỗ trống lên rất nhiều

trong mạng tinh thể.

- Trong mạng tinh thể Ge - In mỗi nguyên tử

của In liên kết với 4 nguyên tử Ge xung quanh

*) Chất bán dẫn loại N (Negative)

(Còn đợc gọi là bán dẫn âm hay bán dẫn điện tử)

- Nếu pha vào tinh thể Ge tinh khiết 1 lợng Ge

As Ge

nhỏ As, (chất As có 5 điện tử hoá trị lớp ngoài

cùng) thì sẽ tăng mật độ điện tử lên rất nhiều

trong mạng tinh thể.

- Trong mạng tinh thể Ge - As mỗi nguyên tử

của As liên kết với 4 nguyên tử Ge xung quanh

bằng 4 vòng liên kết, nên còn thừa 1 điện tử thứ

5 liên kết yếu ớt với hạt nhân và dẽ dàng tách ra khỏi liên kết Vậy

điện tử này là do có sự pha trộn của tạp chất

- Chất bán dẫn có mật độ điện tử nhiều hơn hẳn mật độ lỗ trống

nên chất bán dẫn này gọi là chất bán dẫn điện tử

- Cấu tạo

+ Điốt có cấu tạo gồm 2 miếng bán dẫn loại P và N ghép lại với

nhau ở giữa 2 chất bán dẫn hình thành lớp tiếp giáp P - N ở điều

kiện bình thờng thì lớp tiếp giáp nh hàng rào ngăn cách không cho

điện tử và lỗ trống tái hợp với nhau

+ ở hình vẽ kí hiệu quy ớc: đầu P của miếng ghép gọi là Anốt (A),

đầu N của miếng ghép gọi là Katốt (K)

Lớp tiếp giáp

*) Đặc tính Vôn - Ampe.

- Khái niệm: Biểu thị quan hệ bằng đồ thị giữa dòng điện chảy qua Điốt và điện

áp đặt giữa Anốt và Katốt của Điốt đó

AK

Ge As

3

- §å thÞ

+Ph©n cùc thuËn: §Æt d¬ng nguån vµo d¬ng cña §i«t (An«t),cßn ©m nguån vµo ©m cña §i«t (Kt«t), lóc nµy ®ièt më cho dßng

®iÖn ch¹y qua

+Ph©n cùc ngîc: §Æt d¬ng nguån vµo ©m cña §i«t (Kt«t), cßn

©m nguån vµo d¬ng cña §i«t (An«t), lóc nµy ®ièt kho¸ kh«ng chodßng ®iÖn ch¹y qua

4

3 4

- Nhánh Thuận:

+ Phân áp thuận, Điốt mở cho dòng điện chạy qua

+ Khi đặt 1 điện áp là Umở vào Điốt thì đờng đặc tính có dạng Parabol (1)

+ Khi tăng điện áp thuận thì đờng đặc tính gần nh đờngthẳng (2)

Lúc này điện trở thuận của Điốt rất nhỏ

- Nhánh ngợc:

- Phân áp ngợc, Điốt khoá, chỉ có dòng điện rò rất nhỏ chạy qua

- Khi tăng điện áp ngợc thì dòng rò tăng chậm Khi điện áp ngợc ởmức cho phép thì dòng rò gần nh không đổi, đờng đặc tính là đ-ờng (3)

- Khi tăng điện áp ngợc đến giá trị Umax thì dòng rò tăng nhanh (4)

và cuối cùng Điốt bị đánh thủng (5)

*) Kết luận:

- Muốn Điốt mở thì phân cực thuận

- Muốn Điốt khóa thì phân cực ngợc bằng cách đặt điện áp

ng-ợc lên D nhng không đặt điện áp quá lớn sẽ phá hỏng D

*) Tính chỉnh lu của Điốt bán dẫn.

- Chuyển tiếp P - N là bộ phận quan trọng nhất của tiếp xúc giữa 2 bán dẫn khác loại Tuỳ theo điện áp đặt vào theo chiều thuận hay ngợc mà nó có đặc tính khác nhau

+ Khi phân cực thuận, chuyển tiếp P - N hẹp, điện trở R nhỏ, dòng

điện I lớn và tăng nhanh theo điện áp U

+ Khi phân cực nghịch, chuyển tiếp P - N mở rộng, điện trở R rấtlớn, dòng điện rất nhỏ và ít thay đổi theo điện áp U

In g Um ở

- Nh vậy: Chuyển tiếp P - N dẫn điện theo 2 chiều không giống nhau,nếu có điện áp xoay chiều đặt vào thì nó chỉ dẫn điện chủ yếutheo 1 chiều.

Ta gọi đó là tính chất van hay đặc tính chỉnh lu của Điốt

2.3 Đặc tính kỹ thuật.

Một Điốt có các thông số kỹ thuật cần biết khi sử dụng là:

+ Chất bán dẫn dùng để chế tạo

+ Dòng điện thuận - nghịch cực đại

+ Dòng điện bão hoà

+ Đấu 2 que đo với 2 cực Điốt Lần lợt đảo đầu que đo để tìm

đợc 2 giá trị điện trở khác nhau

+ Điện trở có giá trị khoảng vài trăm kilô ôm gọi là điện trở ngợcRng

+ Điện trở từ vài chục đến vài trăm ôm có khi tới vài K gọi là

- Đấu 2 que đo với 2 cực để phân cực cho Điốt

- Nếu giá trị điện trở đo đợc khoảng vài trăm kilô ôm thì cónghĩa là lúc này điốt đang đợc phân cực ngợc Ta kết luận:

Chân đấu về phía cực dơng pin trong đồng hồ là cực

- Điốt Zener có cấu tạo giống Điốt thờng nhng các chất bán dẫn

đ-ợc pha tạp chất với tỷ lệ cao hơn điốt thờng Điốt zener thờng đđ-ợc sử dụng trong các mạch ổn áp

D1 ZENER

*) Điốt phát quang (LED)

- ở một số chất bán dẫn đặc biệt khi có dòng điện đi qua thì cóhiện tợng phát ra ánh sáng (bức xạ quang)

- Tuỳ theo chất bán dẫn mà ánh sáng phát ra có màu khác nhau Dựavào tính chất này ngời ta chế tạo ra các đèn LED khác nhau

- Ký hiệu:

AK

D1 LED1

*) Điốt biến dung

- Là loại linh kiện bán dẫn 2 cực có chuyển tiếp P - N đợc chế tạo

1 cách đặc biệt sao cho điện dung của nó thay đổi nhiều theo

- Ký hiệu:

D2 DIODE

- Miền thứ hai của TZT đợc gọi là miền Base, miền này đợc phavới nồng độ tạp chất nhỏ nhất Cực nối với miền này đợc gọi là cựcBase, (ký hiệu: B)

- Miền thứ nhất của TZT đợc gọi là miền Colector, miền này đợcpha với nồng độ tạp chất trung bình Cực nối với miền này đợc gọi làcực Colector (ký hiệu: C)

- Loại TZT PNP đợc gọi là TZT thuận, gồm 1 miếng bán dẫn N ởgiữa và 2 miếng bán dẫn P ở 2 bên (hình a) Ký hiệu với mũi tên ởcực E có chiều đi vào chỉ chiều đi của dòng điện trong chất bándẫn (hình c)

- Loại TZT NPN đợc gọi là TZT ngợc, gồm 1 miếng bán dẫn P ởgiữa và 2 miếng bán dẫn N ở 2 bên (hình b) Ký hiệu với mũi tên ởcực E có chiều đi ra chỉ chiều đi của dòng điện trong chất bán dẫn.(hình d)

P N P N P N

E C EC

B B

Hình a Hình b

7

B B

C C

- Xét 1 TZT thuận PNP đấu theo kiểu mạch cực gốc chung

+ Nguồn E1 phân cực thuận cho tiếp giáp E - B

+ Nguồn E2 phân cực nghịch cho tiếp giáp B - C

Có phân cực đúng nh vậy thì TZT mới làm việc đợc

- Tiép giáp EB đợc phân cực thuận nên lỗ trống từ vùng phát chạysang vùng gốc, điện tử thừa từ vùng gốc chạy sang phát tái hợp với lỗtrống

- Ngời ta chế tạo sao cho số lỗ trống vùng phát rất nhiều so vơí

số điện tử thừa ở vùng gốc

- Các điện tử từ cục âm nguồn E1 tới bổ xung

- Dòng điện tử từ cục âm nguồn E1 vào vùng gốc sinh ra dònggốc từ cực gốc ra âm nguồn

Để 1 TZT làm việc đợc thì đồng thời phải có các điều kiện sau:+ Có nguồn 1 chiều E1 phân cục thuận cho lớp tiếp giáp E - B+ Có nguồn 1 chiều E12 phân cục ngợc cho lớp tiếp giáp B – C+ Nguồn E2 > E1

+ Phân cực thuận cho TRT (Cực dơng nguồn nối với Anot, cực

âm nguồn nối với Ktôt)

+ Có xung dơng đặt vào cực điều khiển G

2.2.5 Triac

8

1- Chuẩn bị nội dung:

- Nghiên cứu nội dung bài 12 sgk

- Ôn lại bài 8 sgk

2- Chuẩn bị đồ dùng:

Dụng cụ,vật liệu cho mỗi nhóm HS

- Một mạch tạo xung đa hài đối xứng dùng tranzito đã lắp sẵn (8-3)

- Hai tụ hóa loại 20 F /16v Kìm,kẹp,tua vít

- Nguồn điện một chiều 4,5v

III- Tiến trình thực hành:

1- ổn định lớp:kiểm tra sĩ số

9

- Giới thiệu mục tiêu của bài học.

- Giới thiệu nội dung và qui trình thực hành

*)Giáo viên sử dụng phần mềm Crocodile-Physics605 và mô phỏng trên máy tính.

+ Thiết kế mạch điện trên máy tính

+Cách bố trí các linh kiện trên mạch

+ Mô tả sơ đồ nguyên lý

+ Phơng pháp đấu nguồn cho mạch

+ Phơng pháp thay đổi trị số của 2 tụ dẫn đến thay đổi dạng xung.( độ nhấp nháy của 2 led )

+ Mô phỏng quá trình làm việc của mạch trên máy tính, theo các bớc thực hành trong sách giáo khoa

*) Giao diện phần mềm : Crocodile-Physics 605

Gåm cã Analog, Pictorial, Digital

Analog: Mạch tương tự

Mạch tương tự Nguồn

Mạch số

10

*) sơ đồ mạch điện thiết kế trên phần mềm : Physics 605

Crocodile-*) MạCH THựC Tế.

*) HọC SINH THựC HàNH TRÊN MạCH THựC Tế:

Bớc 1: Cấp nguồn cho mạch điện hoạt động,quan sát ánh sáng

và đếm số lần sáng của LED trong khoảng 30 giây.Ghi kết quả vào mẫu báo cáo

Bớc 2: Cắt nguồn,mắc song song 2tụ điện với 2 tụ điện trong

sơ đồ,đóng điện và làm nh bớc 1

Bớc 3: Cắt điện và bỏ ra 1 tụ ở một vế của bớc 2.Đóng điện và

làm nh bớc 1,so sánh thời gian sáng tối của 2 LED

- Phân chia dụng cụ,vật liệu cho từng nhóm HD

11

Hoạt động của HS Hoạt động của GV

1-Cấp nguồn cho mạch điện

- Ghi kết quả vào mẫu báo cáo

- So sánh thời gian sáng tối của 2

LED

- Hớng dẫn HS đa nguồn vào

đúng vị trí và quan sát số lần sáng của LED

- Hớng dẫn ghi kết quả

Hớng dẫn và quan sát HS trong quá trình thực hành

- Hớng dẫn HS thao tác các bớc thay đổi tụ điện và quan sát sựsáng tối của LED

- Chú ý an toàn cho ngời và thiếtbị

HĐ3: Tổng kết đánh giá.

- Đại diện từng nhóm HS lên trình bày kết quả thức hành của nhóm

- Thu báo cáo các nhóm và nhận xét chung

KẾT QUẢ TỔNG HỢP BÁO CÁO THỰC HÀNH BÀI 12 MẠCH TẠO XUNG

CỦA CÁC NHểM

TRƯỜNG HỢP SỐ LẦN SÁNG VÀ THỜI GIAN SÁNG

LED ĐỎ(30s) LED XANH(30s)

- HS thu dọn dụng cụ,vật liệu và vệ sinh lớp học

13

4 – Kết quả kiểm tra đánh giá học sinh.

Sau khi giới thiệu xong các linh kiện bán dẫn và các loại sơ cấu tạo vànguyên lý làm việc của từng linh kiện trong thực tế tôi đã tiến hànhkiểm tra đánh giá học sinh với nội dung sau :

Câu 1 : Đánh giá qua việc thực hành thay đổi tụ điện trên mạch thực

tế đối với từng học sinh

Câu 2 : Công dụng của Tranzito ?

Câu 3 : Tại sao trong các thiết bị điện gia dụng ( ti vi , đầu đĩa ,máy tính ) lại phải sử dụng Diode (điốt) bán dẫn ,Tranzito 

Câu 4: Xung đa hài đối xứng, xung đa hài không đối xứng phụthuộc vào yếu tố nào?

Kết quả kiểm tra lớp 12A1 :

kiện bán dẫn: Diode, Tranzito, Tria, Thyritor, các em có thể su tầm các

linh kiện và lắp thành mạch thực hành khi đã có sãn sơ đồ Vì các

14

linh kiện này có nhiều trên thị trờng và giá rẻ Nh vậy giờ dạy của giáoviên sẽ đạt hiệu quả cao hơn

TÀI LIậ́U THAM KHẢO

- Phương pháp nghiên cứu

- Đối tượng nghiên cứu

- Thời gian nghiên cứu

Lµo cai , Ngµy 25 th¸ng 12

n¨m 2013

Ngêi viÕt

L¬ng V¨n

Th¾ng

PhÇn nhËn xÐt vµ th«ng qua cña tæ :

Lµo Cai, ngµy th¸ng 12

n¨m 2013

Tæ trëng

NguyÔn ThÞ

Thuý Hµ

§¸nh gi¸ nhËn xÐt cña nhµ trêng