Sử dụng dao động ký điện tử kết hợp với thí nghệm và mô hình trong dạy học chương dao động điện, dòng điện xoay chiều vật lí 12 trung học phổ thông

Các phơng án sử dụng DĐKĐT kết hợp với TN và mô hình vào dạy học chơng “Dao động điện, dòng điện xoay chiều” Vật lý lớp 12 THPT Dao động điện, dòng điện xoay chiều” Vật lý lớp 12 THPT ……

Các chữ viết tắt trong luận văn

DĐKĐT Dao động ký điện tửPTDH Phơng tiện dạy học

TN Thí nghiệmMPĐ Máy phát điệnSGK Sách giáo khoa

GV Giáo viên

HS Học sinhTHPT Trung học phổ thông PPDH Phơng pháp dạy học

Mục lục

Trang:

Phần một: Mở đầu

1 Lý do chọn đề tài ……… 4

2 Mục đích nghiên cứu……… ……… .5

3 Khách thể và đối tợng nghiên cứu………5

1

4 Giả thuyết khoa học………6

5 Nhiệm vụ nghiên cứu……… ………… .6

6 Phơng pháp nghiên cứu……… 6

7 kết quả đạt đợc……… ……… 7

Phần hai: Nội dung Chơng 1 Cơ sở khoa học của việc sử dụng DĐKĐT kết hợp với TN và mô hình làm PTDH Vật lý phổ thông 1.1 Phơng tiện dạy học Vật lý THPT ……… … .9

1.1.1 Khái niệm và phân loại……… 9

1.1.2 Chức năng của PTDH Vật lý phổ thông……… 10

1.1.3 Một số điểm cần lu ý khi sử dụng PTDH……… … … 15

1.2 Dao động ký điện tử……… 16

1.2.1 Sơ lợc về cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của DĐKĐT……… 17

1.2.2 Chức năng PTDH Vật lý của DĐKĐT……… 25

1.2.3 Thực trạng của việc sử dụng DĐKĐT làm PTDH, nguyên nhân và giải pháp khắc phục……… 26

1.2.4 Các phơng án sử dụng DĐKĐT vào dạy học Vật lý THPT………29

Chơng 2 Sử dụng DĐKĐT kết hợp với TN và mô hình vào dạy học chơng Dao động điện, dòng điện xoay chiều Vật lý lớp 12 THPT “Dao động điện, dòng điện xoay chiều” Vật lý lớp 12 THPT ” Vật lý lớp 12 THPT 2.1.Phân tích nội dung chơng “Dao động điện, dòng điện xoay chiều” Vật lý lớp 12 THPT Dao động điện, dòng điện xoay chiều” Vật lý lớp 12 THPT …34 2.2 Các phơng án sử dụng DĐKĐT kết hợp với TN và mô hình vào dạy học chơng “Dao động điện, dòng điện xoay chiều” Vật lý lớp 12 THPT Dao động điện, dòng điện xoay chiều” Vật lý lớp 12 THPT …… 36

2.1.1 Trực quan hóa các quá trình Vật lý trừu tợng……… 36

2.1.2 So sánh hai hay nhiều đại lợng Vật lý……… 40

2.1.3 Trực quan hóa các quá trình Vật lý biến đổi nhanh………48

2.3 Một số bài học sử dụng DĐKĐT kết hợp với TN và mô hình…………59

Chơng 3 Thực nghiệm s phạm 3.1 Mục đích của thực nghiệm……… 72

3.2 Đối tợng thực nghiệm……… 72

3.3 Nhiệm vụ thực nghiệm……… 73

3.4 Nội dung thực nghiệm……… 73

3.4.1 Công tác chuẩn bị……… 73

3.4.2 Tổ chức thực nghiệm……… ………… 73

2

3.5 Kết quả thực nghiệm……… 74

3.5.1 Nhận xét về tinh thần, thái độ của HS……… 74

3.5.2 Đánh giá kết quả học tập của học sinh ……… 74

3.6 Kết luận chơng 3……… 78

Phần ba: Kết luận chung ……… 79

Tài liệu tham khảo ……… 82

Phần một : Mở đầu

1 Lý do chọn đề tài:

Làm thế nào để không ngừng nâng cao chất lợng dạy và học luôn là vấn đề

đặc biệt quan tâm của những ngời làm công tác giáo dục Trong những năm gần

đây, việc đổi mới phơng pháp dạy và học đã và đang diễn ra khá rầm rộ, nó xuất phát từ mục tiêu chiến lợc của ngành giáo dục trong giai đoạn công nghiệp hoá -hiện đại hoá (CNH-HĐH): “Dao động điện, dòng điện xoay chiều” Vật lý lớp 12 THPT đổi mới mạnh mẽ phơng pháp giáo dục đào tạo, khắc phục lối truyền thụ một chiều, rèn luyện nếp t duy sáng tạo của ngời học Từng bớc áp dụng phơng pháp tiên tiến và phơng tiện hiện đại vào quá trình dạy học” Vật lý lớp 12 THPT Đất nớc ta đang chuyển sang một giai đoạn mới, nền kinh tế đang trên đà phát triển, chúng ta đã và đang soạn lại chơng trình và sách giáo khoa để phục vụ cho sự nghiệp CNH-HĐH đất nớc Định hớng chung và cơ bản nhất của việc đổi mới là làm thế nào để tăng tính trực quan trong dạy học, tăng hứng thú và tạo sự chú ý học tập của học sinh (HS) ở mức độ cao hơn, đa học sinh vào vị trí chủ thể của hoạt động nhận thức, HS làm việc nhiều hơn, suy nghĩ nhiều hơn và tranh luận nhiều hơn

Để làm đợc điều đó không thể không kể đến vai trò của các thiết bị dạy học trực quan, các thiết bị thí nghiệm (TN) trong đó có dao động ký điện tử (DĐKĐT)

3

ở nớc ta, từ xa đến nay việc ứng dụng DĐKĐT vào dạy học Vật lý nóichung và dạy học phần “Dao động điện, dòng điện xoay chiều” Vật lý lớp 12 THPT Dao động điện, dòng điện xoay chiều” Vật lý lớp 12 THPT Vật lý lớp 12Trung học phổ thông (THPT) nói riêng cha đợc mấy ai quan tâm Thậm chí cómột số lợng không nhỏ giáo viên (GV) phổ thông cha biết sử dụng DĐKĐT nhthế nào, có một số không biết DĐKĐT là gì Có một số lợng rất ít GV phổ thông

đã sử dụng DĐKĐT vào việc giảng dạy, tuy nhiên việc sử dụng còn mang tính tựphát, có nhiều chỗ cha hợp lý do đó hiệu quả dạy học cha cao Trong những nămgần đây đã có một số bài viết của các tác giả bàn về vấn đề này, tuy nhiên tất cả

đều đề cập đến một cách khái quát, mang tính lý luận Trong khi đó DĐKĐT lại

có tác dụng vô cùng quan trọng trong dạy học Vật lý Nó là một thiết bị đo lờng

đa chức năng hiển thị kết quả đo dới dạng đồ thị trên màn hình có thể quan sátbằng mắt đợc, do đó nó có tác dụng trực quan hoá các hiện tợng, các quá trìnhVật lý trừu tợng mà bằng các thiết bị dạy học truyền thống không thể thực hiện

2 Mục đích nghiên cứu:

Nghiên cứu phơng pháp sử dụng DĐKĐT kết hợp với TN và mô hình vàoviệc dạy học chơng “Dao động điện, dòng điện xoay chiều” Vật lý lớp 12 THPT Dao động điện, dòng điện xoay chiều” Vật lý lớp 12 THPT – Vật lý lớp 12THPT để góp phần nâng cao chất lợng dạy và học ở bậc THPT

3 Khách thể và đối tợng nghiên cứu

Khách thể nghiên cứu:

Quá trình dạy học chơng: “Dao động điện, dòng điện xoay chiều” Vật lý lớp 12 THPT Dao động điện, dòng điện xoay chiều” Vật lý lớp 12 THPT – Vật lý lớp

12 THPT

Đối tợng nghiên cứu:

- DĐKĐT với chức năng là một phơng tiện dạy học Vật lý

- Nội dung dạy học chơng “Dao động điện, dòng điện xoay chiều” Vật lý lớp 12 THPT Dao động điện, dòng điện xoay chiều” Vật lý lớp 12 THPT – Vật lýlớp 12 THPT trong mối liên hệ với các nội dung khác của sách giáo khoa Vật lýphổ thông

- Quá trình dạy học chơng “Dao động điện, dòng điện xoay chiều” Vật lý lớp 12 THPT Dao động điện, dòng điện xoay chiều” Vật lý lớp 12 THPT – Vật lý lớp

12 THPT với phơng tiện hỗ trợ DĐKĐT kết hợp với TN và mô hình

4

4 Giả thuyết khoa học

Sử dụng DĐKĐT kết hợp với TN và mô hình một cách hợp lý để hỗ trợ quátrình dạy học chơng “Dao động điện, dòng điện xoay chiều” Vật lý lớp 12 THPT Dao động điện, dòng điện xoay chiều” Vật lý lớp 12 THPT - Vật lý lớp 12THPT góp phần hiện đại hoá PTDH Vật lý từ đó góp phần nâng cao chất lợngdạy học THPT

5 Nhiệm vụ nghiên cứu

- Tìm hiểu các phơng tiện dạy học Vật lý THPT

- Tìm hiểu DĐKĐT với chức năng là một PTDH Vật lý

- Tìm hiểu thực trạng sử dụng DĐKĐT vào dạy học Vật lý THPT

- Nghiên cứu chơng trình sách giáo khoa (SGK) Vật lý 12 THPT chơng “Dao động điện, dòng điện xoay chiều” Vật lý lớp 12 THPT Dao

động điện, dòng điện xoay chiều” Vật lý lớp 12 THPT

- Xây dựng các phơng án sử dụng DĐKĐT kết hợp với thí nghiệm và mô hìnhdạy học chơng “Dao động điện, dòng điện xoay chiều” Vật lý lớp 12 THPT Dao động điện, dòng điện xoay chiều” Vật lý lớp 12 THPT nhằm nâng cao chất lợngdạy học Vật lý THPT

- Thực nghiệm s phạm để đánh giá hiệu quả của các phơng án đã đề xuất

6 Phơng pháp nghiên cứu

- Phơng pháp nghiên cứu lý thuyết: tra cứu, đọc sách và các tài liệu liên quan

- Phơng pháp điều tra giảng dạy để thu thập rộng rãi các số liệu, hiện tợng từ đóphát hiện vấn đề cần giải quyết, tìm ra nguyên nhân và giải pháp khắc phục

Phần hai: Nội dung

Chơng 1 Cơ sở khoa học của việc sử dụng DĐKĐT làm PTDH học Vật lý.

1.1 Phơng tiện dạy học Vật lý THPT

1.1.1 Khái niệm và phân loại phơng tiện dạy học Vật lý THPT

1.1.2 Các chức năng của phơng tiện dạy học Vật lý THPT

1.1.3 Một số điểm cần lu ý khi sử dụng phơng tiện dạy học Vật lý THPT

5

1.2 Dao động ký điện tử

1.2.1 Sơ lợc về cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của DĐKĐT

1.2.2 Chức năng phơng tiện dạy học của DĐKĐT

1.2.3 Thực trạng của việc sử dụng DĐKĐT làm phơng tiện dạy học, nguyên

nhân và giải pháp khắc phục

1.2.4 Các phơng án sử dụng DĐKĐT kết hợp với TN và mô hình vào dạy học

Vật lý THPT

Chơng 2 Sử dụng DĐKĐT kết hợp với TN và mô hình vào dạy học chơng

“Dao động điện, dòng điện xoay chiều” Vật lý lớp 12 THPT Dao động điện, dòng điện xoay chiều” Vật lý lớp 12 THPT – Vật lý lớp 12 THPT

2.2 Phân tích nội dung chơng “Dao động điện, dòng điện xoay chiều” Vật lý lớp 12 THPT Dao động điện, dòng điện xoay chiều” Vật lý lớp 12 THPT 2.3 Các phơng án sử dụng DĐKĐT vào dạy học chơng “Dao động điện, dòng điện xoay chiều” Vật lý lớp 12 THPT Dao động điện,

dòng điện xoay chiều” Vật lý lớp 12 THPT

2.3.1 Trực quan hóa các quá trình Vật lý trừu tợng

2.3.2 So sánh hai hay nhiều đại lợng Vật lý

2.3.3 Trực quan hóa các quá trình Vật lý biến đổi nhanh

3.3 Nhiệm vụ thực nghiệm

3.4 Nội dung thực nghiệm

Phần hai: Nội dung

Ch ơng 1 : Cơ sở khoa học của việc sử dụng dao động ký

điện tử làm phơng tiện dạy học Vật lý

1.1 Phơng tiện dạy học Vật lý THPT

1.1.1 Khái niệm và phân loại

Cho tới nay, đã có rất nhiều cách định nghĩa về phơng tiện dạy học

- Theo Nguyễn Ngọc Quang: “Dao động điện, dòng điện xoay chiều” Vật lý lớp 12 THPT Phơng tiện dạy học bao gồm mọi thiết bị kỹthuật từ đơn giản đến phức tạp đợc dùng trong dạy và học để làm dễ dàng cho sựtruyền đạt và sự lĩnh hội kiến thức, kỹ năng và kỹ xảo” Vật lý lớp 12 THPT

(Nguyễn Ngọc Quang - Lý luận dạy học đại cơng - tập 1- Trờng quản lý giáo dục

TW 1- Hà Nội 1986).

- “Dao động điện, dòng điện xoay chiều” Vật lý lớp 12 THPT Phơng tiện dạy học là phơng tiện vật chất do giáo viên hoặc (và) học sinh

sử dụng dới sự chỉ đạo của giáo viên trong quá trình dạy học, tạo những điều kiện

cần thiết nhằm đạt đợc mục đích dạy học” Vật lý lớp 12 THPT (Nguyễn Đức Thâm - Nguyễn Ngọc

Hng - Phạm Xuân Quế - Phơng pháp dạy học Vật lý ở trờng phổ thông - NXB Đại Học s phạm 2002)

Dựa vào các dấu hiệu khác nhau khi phân loại mà cho đến nay đã có nhiềucách phân loại PTDH Vật lý THPT Nếu phân loại theo lịch sử phát triển PTDHthì PTDH Vật lý THPT đợc chia làm 2 loại:

7

* Các phơng tiện dạy học truyền thống:

Các PTDH truyền thống là các PTDH đã đợc sử dụng lâu đời và ngày vẫn đangdùng một cách quen thuộc trong dạy học:

- Các tài liệu in: sách giáo khoa, sách bài tập, sách hớng dẫn thí nghiệm và cáctài liệu tham khảo khác

- Tranh ảnh và các bản vẽ sẵn

- Bảng

- Các mô hình vật chất

- Các thiết bị thí nghiệm dùng để tiến hành các TN của GV và các TN của HS

- Các vật thật trong đời sống kỹ thuật

* Các phơng tiện dạy học hiện đại:

Các PTDH hiện đại hay còn gọi là các phơng tiện nghe- nhìn là các PTDH

đ-ợc sử dụng trong dạy học với sự hỗ trợ của các máy móc kỹ thuật, chúng đ đ-ợchình thành cùng với sự phát triển của trình độ khoa học kỹ thuật

- Nghe: đĩa, băng âm thanh, radio, …

- Nhìn: slide, phim câm, DĐKĐT, máy vi tính, …

- Nghe nhìn: slide có tiếng, phim tiếng, máy vi tính kết hợp với các phơng tiệnngoại vi khác, …

Do có hiệu quả trong dạy học nên các phơng tiện nghe - nhìn ngày càng đợc

sử dụng rộng rãi

1.1.2 Chức năng của PTDH Vật lý THPT

Để hiểu rõ các chức năng của PTDH trong dạy học Vật lý THPT ta xem xétviệc sử dụng nó một cách đồng thời trên nhiều bình diện khác nhau: trên cơ sởcác quan điểm của lý luận dạy học và trên cơ sở các quan điểm của tâm lý họchọc tập

 Các chức năng của PTDH theo quan điểm của lý luận dạy học:

Lý luận dạy học quan niệm rằng một quá trình dạy học nói chung và mộtquá trình dạy học cơ sở (1 tiết học) nói riêng bao gồm 5 giai đoạn sau:

- Kiểm tra đánh giá kiến thức, kỹ năng.

Những nghiên cứu của những ngời làm công tác giáo dục đã đi đến kết luận rằngPTDH có thể đợc sử dụng ở cả mọi chức năng lý luận dạy học trên

Sử dụng PTDH để cũng cố trình độ xuất phát, tạo động cơ học tập và kích thích hứng thú nhận thức cho HS :

- Bằng việc đa ra các câu hỏi, bài tập đơn giản và yêu cầu HS trả lời, để giảiquyết đợc vấn đề đặt ra HS phải sử dụng các kiến thức đã học và là kiến thức làmtiền đề, bổ trợ cho việc lĩnh hội các kiến thức mới, từ đó cũng cố trình độ xuấtphát cho HS

- Bằng việc sử dụng các thí nghiệm đơn giản có tính chất nghịch lý ta có thể đa

HS vào tình huống có vấn đề, kích thích tính tò mò, ham hiểu biết của HS từ đógây cho HS nhu cầu nhận thức kiến thức mới

Sử dụng PTDH để hình thành kiến thức mới, kỹ năng mới cho HS :

- Các PTDH nh: sách giáo khoa, tranh ảnh, mô hình, phim học tập, vật thật,…vừa là nguồn cung cấp cho HS những kiến thức mới, vừa là phơng tiện để xâydựng kiến thức mới một cách có hiệu quả Chúng đợc sử dụng để làm tăng tínhtrực quan, hỗ trợ cho HS trong việc quan sát, mô tả, hình thành biểu tợng haykhái niệm về vấn đề đó

- Các thí nghiệm Vật lý đợc sử dụng để cung cấp các số liệu thực nghiệm nhằmkhái quát hóa hoặc kiểm chứng các kiến thức về các khái niệm, định luật Vật lý,minh họa các hiện tợng, các quá trình Vật lý, … rèn luyện kỹ năng thí nghiệmcho HS

Sử dụng PTDH để cũng cố, ôn luyện và giúp HS vận dụng kiến thức, kỹ năng

mà họ đã tiếp thu đợc:

- Bằng việc đa ra các hiện tợng, quá trình, thí nghiệm Vật lý và yêu cầu HS trảlời để giải quyết đợc vấn đề đặt ra HS phải sử dụng các kiến thức, cần củng cố,

ôn luyện

- Trong thời đại ngày nay, với vai trò to lớn của máy vi tính GV có thể giao cho

HS sử dụng chơng trình ôn luyện đã đợc cài đặt trên máy vi tính

Sử dụng PTDH để tổng kết hệ thống hoá kiến thức:

- Khi trình bày bảng, GV lu lại trên bảng những nội dung cơ bản của bài giảng.Nhờ đó mà HS có thể đợc ôn tập và hệ thống hoá nội dung ấy, hiểu và bớc đầu

9

ghi nhớ đợc bố cục toàn bài đây là hình thức đợc sử dụng phổ biến nhất từ trớc

đến nay

- Trong những năm gần đây, sự phát triển của công nghệ thông tin đã giúp ta sửdụng các phần mềm của máy vi tính để xây dựng các chơng trình tổng kết, hệthống hoá kiến thức một cách phong phú, đa dạng Nhờ đó HS có thể lặp lại quátrình ôn tập với một số lần thích hợp không hạn chế, và dễ dàng chuyển đổi giữacác nội dung khác nhau

Sử dụng PTDH để kiểm tra đánh giá kiến thức, kỹ năng của HS:

- Hệ thống các bài tập định tính, định lợng trong sách giáo khoa, sách bài tập,sách tham khảo, … là các PTDH phổ biến để kiểm tra kiến thức đã tiếp thu đợc

và vận dụng các kiến thức đó của HS

- Máy vi tính là phơng tiện để kiểm tra, đánh giá kiến thức của HS một cáchchính xác, khách quan và nhanh chóng

Từ việc phân tích các chức năng của PTDH trong dạy học Vật lý dới góc độquan điểm của lý luận dạy học nh đã trình bày ở trên, ta có thể rút ra kết luậnrằng: PTDH có thể góp phần thực hiện một cách có hiệu quả các nhiệm vụ củaquá trình dạy học

Tuy nhiên, hiệu quả của mỗi PTDH phụ thuộc vào nhiều yếu tố nh: phơngpháp sử dụng nó, nội dung bài học, mục đích dạy học, … Do đó đối với mỗi tiếthọc, GV phải lựa chọn và xác định PTDH nào cần sử dụng, sử dụng ở khâu nàocủa quá trình dạy học và sử dụng nó nh thế nào để đem lại hiệu quả cao nhất.(Vấn đề này đợc làm rõ hơn ở mục 1.1.3)

 Các chức năng của PTDH theo quan điểm của tâm lý học:

Theo quan điểm của tâm lý học học tập, hoạt động nhận thức của HS trong quátrình học tập có thể diễn ra trên các bình diện sau:

- Bình diện hành động đối tợng thực tiễn

- Bình diện trực quan trực tiếp

- Bình diện trực quan gián tiếp

- Bình diện nhận thức khái niệm - ngôn ngữ

10

Học sinh chỉ có thể nắm vững chính xác, sâu sắc, bền vững và vận dụng đợccác kiến thức nếu nh trong quá trình học tập hoạt động nhận thức của HS diễn ratrên nhiều bình diện khác nhau.

Những nghiên cứu của những ngời làm công tác giáo dục đã đi đến kết luậnrằng: việc sử dụng PTDH tạo điều kiện cho quá trình nhận thức của HS diễn ratrên tất cả các bình diện khác nhau

Bình diện hành động đối tợng thực tiễn:

- ở bình diện này hoạt động nhận thức đợc thực hiện dựa trên quá trình làmviệc tác động trực tiếp với đối tợng thực tiễn

- PTDH cơ bản và chủ yếu thực hiện bình diện này là các thí nghiệm của HS

Bình diện trực quan trực tiếp:

- ở bình diện này hoạt động nhận thức đợc thực hiện dựa trên sự tri giác trựctiếp các sự kiện cảm tính - cụ thể

- Bình diện này đợc thực hiện bởi các PTDH nh: các vật thật, các bức ảnh chụp,phim học tập quay các ảnh thật, các thiết bị thí nghiệm biểu diễn của GV,…

Bình diện trực quan gián tiếp:

- Hoạt động nhận thức ở bình diện này đợc thực hiện dựa trên các biểu tợng vềcác sự kiện cảm tính - cụ thể

- Các thí nghiệm mô hình, các phim hoạt hình, các mô hình vật chất, hình vẽ,sơ đồ, … là các PTDH tạo điều kiện cho hoạt động nhận thức của HS trên bìnhdiện trực quan gián tiếp

Bình diện nhận thức khái niệm - ngôn ngữ:

- ở bình diện này hoạt động nhận thức đợc thực hiện dựa trên cơ sở các kháiniệm, kết luận khái quát

- Bình diện này đợc thực hiện bởi các PTDH nh: sách giáo khoa, sách bài tập,sách tham khảo, các phần mềm vi tính, …

Trong quá trình học tập hoạt động nhận thức của HS trên các bình diệnkhác nhau diễn ra đan xen với nhau, hòa quyện và bổ sung cho nhau Mỗi mộtPTDH cũng có thể gây hiệu quả trên nhiều bình diện khác nhau

11

Tóm lại dù xét theo quan điểm nào thì chức năng chủ yếu của PTDH cũng

là tạo điều kiện cho HS nắm vững chính xác, sâu sắc các kiến thức, phát triển kỹnăng và hình thành nhân cách

- Khi sử dụng PTDH, đặc biệt là mô hình vật chất, các thiết bị thí nghiệm vàcác phơng tiện nghe - nhìn ta sẽ thu hút đợc sự chú ý ban đầu của HS, từ đó tạo

động cơ học tập tích cực, tăng hứng thú nhận thức cho HS

- PTDH phản ánh đúng thực tế khách quan và do đó cung cấp cho HS nhữngkiến thức chính xác và cụ thể về những vấn đề đang nghiên cứu Đồng thời nó làcơ sở để cũng cố niềm tin của HS đối với những phơng tiện đã đợc xây dựng,nhất là những tri thức đã đợc hình thành nên nhờ phơng pháp lý thuyết

- PTDH làm tăng tính trực quan trong dạy học Trong thời đại ngày nay vai tròcủa tính trực quan không chỉ là sự minh họa cho bài giảng của GV, làm cho HSquen với những đặc tính bên ngoài, các tính chất của sự vật, hiện tợng và các quátrình Vật lý mà nó còn đảm bảo sự hiểu biết, cảm nhận giúp cho HS tiếp thu kiếnthức một cách dễ dàng bằng cái đã nhìn thấy, nghe thấy

- PTDH thay thế cho những sự vật, hiện tợng và các quá trình xẩy ra trong thựctiễn mà GV và HS không thể tiếp cận đợc, khó quan sát, khảo sát bằng mắt vídụ: xây dựng các phòng TN ảo trên máy vi tính để thực hiện các TN nguy hiểm,các TN đắt tiền hay các TN xảy ra quá nhanh hoặc quá chậm

- Bằng việc sử dụng PTDH, GV có thể kiểm tra một cách khách quan hơn khảnăng tiếp thu kiến thức cũng nh sự hình thành kỹ năng, kỹ xảo của HS

- Nhờ vào những vai trò to lớn nh đã phân tích ở trên, PTDH làm tăng hứng thúnhận thức, tạo động cơ học tập tích cực cho HS Từ đó rèn luyện tính độc lập, tựchủ và sáng tạo của HS Đây là những nét nhân cách cần thiết phải hình thànhcho HS

1.1.3 Một số điểm cần lu ý khi sử dụng PTDH:

Nh đã phân tích ở mục 1.1.2, PTDH có vai trò vô cùng quan trọng để gópphần nâng cao hiệu quả dạy học Tuy nhiên nếu không biết sử dụng PTDH mộtcách khoa học, hợp lý thì hiệu quả s phạm của nó không những không tăng lên

mà còn làm cho HS khó hiểu, rối loạn, căng thẳng Do đó để nâng cao hiệu quả

sử dụng PTDH cần lu ý một số điểm sau:

 Sử dụng PTDH đúng lúc

12

- Đa PTDH vào lúc cần thiết, lúc HS mong muốn đợc quan sát, lúc trạng tháitâm lý của HS đã đợc chuẩn bị sẵn sàng nhờ trớc đó GV đã dẫn dắt, nêu vấn đề.

- PTDH xuất hiện đúng vào lúc nội dung, phơng pháp của bài giảng cần đến nó

- PTDH phải đợc đa ra biểu diễn và cất dấu đúng lúc để không làm phân tán t ởng của HS khi tiếp tục nghe giảng

t- Sử dụng PTDH đúng chỗ

- Bố trí PTDH ở vị trí sao cho toàn lớp có thể quan sát rõ ràng, giúp HS có thể

sử dụng đồng thời nhiều giác quan để tiếp thu bài giảng một cách đồng đều ởmọi vị trí trong lớp

- Vị trí trình bày PTDH phải đảm bảo các yêu cầu chung và riêng của nó vềphơng diện chiếu sáng, thông gió và các yêu cầu kỹ thuật riêng biệt khác

- Các PTDH phải đợc để ở những vị trí tuyệt đối an toàn cho GV và HS

- Bố trí chỗ cất dấu PTDH tại lớp sau khi dùng để không làm phân tán t tởngcủa HS khi tiếp tục nghe giảng

 Sử dụng PTDH đủ cờng độ

Từng loại PTDH có mức độ sử dụng tại lớp khác nhau Nếu kéo dài việctrình diễn PTDH hoặc dùng lặp lại 1 loại PTDH quá nhiều lần trong 1 bài giảngthì hiệu quả của nó sẽ giảm sút

Trong dạy học, cần phải sử dụng nhiều hình thức làm việc khác nhau, nhờ

đó có thể lôi cuốn HS vào những điều mới lạ, hấp dẫn, làm cho họ duy trì đợc sựchú ý theo dõi bài giảng ở mức độ cao

* Sử dụng phối hợp các PTDH trên các bình diện khác nhau của hoạt

động nhận thức ở các khâu trong quá trình dạy học

Gắn việc sử dụng PTDH với các hoạt động của HS, kích thích sự tranh luậntích cực của HS với đối tợng nhận thức

Trong số các PTDH Vật lý, DĐKĐT là một PTDH có vai trò rất quan trọng

Nó là 1 trong các thiết bị hỗ trợ nhiều trong dạy học về dao động điện, dòng điệnxoay chiều, dao động và sóng điện từ, … ở chơng trình Vật lý THPT

1.2 Dao động ký điện tử

Dao động ký điện tử hay “Dao động điện, dòng điện xoay chiều” Vật lý lớp 12 THPT máy hiện sóng” Vật lý lớp 12 THPT có khi còn gọi theo phiên âm

là “Dao động điện, dòng điện xoay chiều” Vật lý lớp 12 THPT ô - xi - lô” Vật lý lớp 12 THPT là một thiết bị đo lờng đa chức năng hiển thị kết quả đo dới dạng

đồ thị trên màn sáng (màn hình) có thể quan sát bằng mắt đợc

13

Có nhiều loại DĐKĐT:

- Khi chỉ quan sát tín hiệu biến đổi liên tục hay tín hiệu xung, với tần số lặp lạitơng đối cao và chỉ cần các thông số chính của chúng là biên độ, độ rộng thì cóthể chỉ dùng loại DĐKĐT tơng tự (Analog) vạn năng thông dụng

- Khi cần đo lờng, quan sát đồng thời 2 hay nhiều tín hiệu thì dùng loạiDĐKĐT nhiều kênh

- Khi cần nghiên cứu, đo lờng các tín hiệu độc lập (không lặp lại, tín hiệu phichu kỳ) thì ta dùng loại DĐKĐT không đồng bộ Tuỳ theo yêu cầu nghiên cứu,tuỳ thuộc vào tần số của tín hiệu nghiên cứu mà với tín hiệu phi chu kỳ ta có thểdùng DĐKĐT có nhớ Có loại DĐKĐT có nhớ kiểu tơng tự và loại DĐKĐT cónhớ kiểu số

- Khi cần nghiên cứu tín hiệu xung có độ rộng rất nhỏ hay tín hiệu có chu kỳvới tần số cao (tín hiệu siêu cao tần) thì dùng loại DĐKĐT hoạt nghiệm, loạiDĐKĐT đợc thực hiện theo phơng pháp lấy mẫu (ossilo stroboscope)

- Khi cần nghiên cứu chi tiết, cụ thể hơn về các thông số, đặc tính của tín hiệu,muốn xử lý đợc các kết quả khảo sát, … thì ta cần chọn dùng DĐKĐT có cấu tạocài đặt bộ vi xử lý (micro processor)

DĐKĐT dùng trong trờng phổ thông hiện nay có 2 loại: DĐKĐT 1 chùm tia

Nó gồm 1 đèn hiện sóng, bộ khuếch đại dọc Y, bộ khuếch đại ngang X, bộtạo quét răng ca và bộ nguồn cung cấp điện cho toàn bộ DĐKĐT.

* Đèn hiện sóng: đèn hiện sóng hay còn gọi là ống tia điện tử là bộ phận

chủ yếu và quan trọng nhất của DĐKĐT Về cấu tạo, đèn hiện sóng là 1 ốngchân không có vỏ bằng thuỷ tinh, bên trong có các điện cực đầu ống là 1 hìnhtrụ tròn, chứa súng điện tử và có 2 cặp phiến làm lệch đầu cuối của ống loe tothành hình nón cụt, đáy hình nón là màn huỳnh quang, bên trong có quét một vàilớp mỏng huỳnh quang Bên trong vách thành cuối ống có quét 1 lớp than chì dẫn

điện suốt từ 2 cặp phiến lệch tới gần màn huỳnh quang

Hình dạng bổ dọc của đèn hiện sóng nh sau:

Hình

1.2 Cấu tạo của đèn hiện sóng trong DĐKĐT

- Súng điện tử: súng điện tử có cấu tạo gồm: sợi đốt F, catốt K, lới M, các anốt

K

F

Màn huỳnh quang

Nhiệm vụ của súng điện tử là tạo nên 1 chùm tia điện tử nhỏ, gọn và luôn bắntới màn huỳnh quang để gây tác dụng phát sáng Do tính chất này nên ngời ta đặttên cho tập hợp các điện cực đó là súng điện tử.

Sợi đốt F đợc đốt nóng nhờ 1 hiệu điện thế và làm các electron bứt ra Lới M

có dạng hình ống bao quanh catốt K và có nhiều lỗ Lới M này có điện áp âm sovới catốt K, điện áp này khoảng vài chục vôn nên có tác dụng làm giảm tốc độcủa các electron bay tới màn Anốt A1 có điện áp dơng so với catốt K, anốt A2

có điện áp dơng so với A1 điện áp dơng lớn của các anốt tạo nên điện trờng làmtăng tốc các electron bay về phía màn, do đó các electron trớc khi đập vào màn

đều có vận tốc rất lớn Các anốt này còn có tác dụng hội tụ các electron thành tiaelectron Song anốt A1 có tác dụng hội tụ nhiều hơn nên trong thực tế, khi sử

dụng DĐKĐT bằng cách điều chỉnh điện áp anốt A1 nhờ núm Focus (hội tụ) ta

có thể thay đổi độ hội tụ (to hay nhỏ) của tia đập vào màn sáng, làm cho vết sángquan sát thấy trên màn nhòe hay nét

Do điện trờng giữa lới M và catốt K có tác dụng làm giảm tốc độ đối vớinhững electron phát ra từ catốt K nên khi điện áp của M càng âm so với catốt Kthì số electron bay qua lỗ lới càng ít Vì vậy bằng cách điều chỉnh điện áp lới M

nhờ núm điều chỉnh độ sáng Bright ta sẽ tạo nên đợc các độ sáng tối khác nhau

trên màn

- Hệ thống cặp phiến làm lệch tia điện tử: chùm tia điện tử nhỏ, gọn đợc

súng điện tử tạo nên trớc khi tới màn huỳnh quang thì có qua 1 hệ thống cácphiến làm lệch (phiến lái) Hệ thống này gồm 2 cặp phiến đặt lần lợt trớc sau vàvuông góc với nhau, bao quanh trục ống (hình 2) Cặp phiến Y làm cho tia lệchtheo phơng thẳng đứng gọi là phiến lái dọc Cặp phiến X làm cho tia lệch theophơng ngang gọi là phiến lái ngang

Hiệu điện thế của tín hiệu cần nghiên cứu đợc đa vào 2 phiến lái dọc Y, làmcho hiệu điện thế giữa 2 phiến Y thay đổi theo tín hiệu đa vào và tia electron bị đ-

a lên, đa xuống Hiệu điện thế quét theo thời gian (dạng răng ca) ở trong máy đợc

đa vào 2 bản ngang X, làm cho hiệu điện thế giữa 2 bản X thay đổi và tia điện tử

bị đa từ trái màn hình sang phải màn hình Tới bên phải thì tia trớc tắt, tia sau lạixuất hiện bắt đầu từ bên trái và lại đợc quét sang bên phải

Có thể hình dung sự hoạt động của cặp phiến làm lệch nh sau:

16

Nh vậy khi chịu tác dụng đồng thời điện áp của tín hiệu cần nghiên cứu(đặt vào 2 phiến Y) và điện áp quét (đặt vào 2 phiến X) tia điện tử sẽ vẽ trên mànhình 1 đờng cong (đồ thị) có dạng sóng mà trục tung là biên độ của điện áp cầnnghiên cứu, còn trục hoành là trục thời gian Khi điều chỉnh tần số của điện ápquét bằng (hoặc nhỏ hơn n lần) tần số của tín hiệu thì trên màn hình cho ta 1(hoặc n) chu kỳ của tín hiệu

17

t

u 0

t 0

u

Hình 1.3 Sự hoạt động của hệ thống cặp phiến làm lệch

- Màn huỳnh quang: ở đây màn sáng huỳnh quang đợc làm bằng thuỷ tinh,

mặt bên trong đợc phủ một vài lớp mỏng huỳnh quang Khi có electron bắn vàothì tại những vị trí bắn phá chất huỳnh quang sẽ phát sáng

- Bộ khuếch đại dọc và bộ khuếch đại ngang:

Vì các điện áp đa vào 2 phiến Y và 2 phiến X phải lớn tới hàng trăm vôn mới

có thể điều chỉnh đợc tia electron lệch hết chiều dọc và chiều ngang của mànsáng nên trong cấu tạo của DĐKĐT phải có bộ khuếch đại dọc và bộ khuếch đạingang để khuếch đại các điện áp đó trớc khi đa chúng vào 2 phiến Y và 2 phiến

X Việc này đợc thực hiện nhờ núm điều chỉnh thô (theo từng nấc) và núm điềuchỉnh tinh giữa 2 nấc Hai núm điều chỉnh này gắn đồng trục và đặt ở vỏ mặt củaDĐKĐT

- Máy phát dao động quét:

Máy (bộ phận) phát dao động quét (dạng răng ca) đợc đặt ở trong DĐKĐT cóchức năng tạo ra hiệu điện thế quét dạng răng ca đặt lên 2 cặp bản lái X

điều quan trọng nhất khi sử dụng DĐKĐT là phải điều chỉnh tần số của hiệu

điện thế quét để đồng bộ với tần số của tín hiệu đa vào (bằng hoặc nhỏ hơn n lần

so với tần số của tín hiệu) khi đó trên màn hình sẽ thu đợc hình ảnh của tín hiệu

có 1 hoặc n chu kỳ Việc này đợc thực hiện nhờ điều chỉnh núm “Dao động điện, dòng điện xoay chiều” Vật lý lớp 12 THPT đồng bộ” Vật lý lớp 12 THPT gắntrên vỏ mặt máy

1.2.1.2 DĐKĐT 2 chùm tia

Trong Vật lý học thờng phải nghiên cứu đồng thời 2 hay nhiều tín hiệubiến thiên mới thấy rõ đợc các mối quan hệ có tính quy luật của chúng Khi đóDĐKĐT 1 chùm tia không còn đáp ứng đợc yêu cầu đó nữa Vì vậy ngời ta đãchế tạo ra DĐKĐT 2 chùm tia, thậm chí còn có DĐKĐT nhiều chùm tia hơn nữa Cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của DĐKĐT nhiều chùm tia hoàn toàn t-

ơng tự DĐKĐT 2 chùm tia Sau đây ta sẽ xét đối với DĐKĐT 2 chùm tia

Sơ đồ khối đơn giản nhất của DĐKĐT 2 chùm tia nh sau:

18Hình 1.4 Sơ đồ khối của DĐKĐT 2 chùm tia

Về thực chất ống phóng điện tử 2 chùm tia gồm 2 phần đầy đủ của ốngphóng điện tử 1 chùm tia nhng đợc bố trí trong cùng 1 ống và chung 1 màn hình.Nguyên tắc hoạt động của DĐKĐT 2 chùm tia hoàn toàn giống với DĐKĐT 1chùm tia.

Tín hiệu cần khảo sát thứ nhất đợc đa vào 2 phiến lái dọc Y1 Tín hiệu cầnkhảo sát thứ 2 đợc đa vào 2 phiến lái dọc Y2 Hiệu điện thế quét theo thời gian(dạng răng ca) đợc tạo ra trong máy đồng thời đặt lên 2 cặp phiến lái ngang X1

và X2

Hai chùm tia electron độc lập chịu tác dụng điều khiển của 2 tín hiệu đa vào

và hiệu điện thế quét chung sẽ dao động độc lập theo dạng sóng của tín hiệu đavào

Việc điều chỉnh tần số của hiệu điện thế quét để đồng bộ với tần số của tínhiệu đa vào đợc thực hiện nhờ 1 núm chung có tên viết trên máy là TIME/DIV Mỗi tín hiệu đa vào Y1 và Y2 đều có bộ phận khuếch đại độc lập Tuỳ theo

độ mạnh hay yếu của tín hiệu đa vào mà điều chỉnh độ khuếch đại hiệu điện thếcủa từng tín hiệu trớc khi đặt vào các cặp bản lái dọc Y1 và Y2 bằng cách sửdụng các núm CH1 VOLS/DIV (cho tín hiệu vào Y1) và núm CH2VOLS/DIV(cho tín hiệu vào Y2) Trên màn hình sẽ thu đợc đồng thời hình ảnh dạng sóngcủa 2 tín hiệu Quan sát 2 hình ảnh thu đợc ta có thể tiến hành các phép đo vàrút ra kết luận về mối liên hệ giữa 2 tín hiệu cần khảo sát

Trên hình 1.5 là mặt trớc của 1 máy DĐKĐT 2 chùm tia do hãngVOLTCRAFT (Malaysia) sản xuất

Trên mặt máy có bố trí các bộ phận và núm điều chỉnh ở đây chỉ chú thích các

bộ phận và núm điều chỉnh chủ yếu nhất:

(1): POWER: Công tắc nguồn

(2): INTEN: Điều chỉnh độ chói của hình hiện

(3): FOCUS: Điều chỉnh cho ảnh rõ nét

(4): VERTICAL POSITION: Điều chỉnh lên hoặc xuống

(5): VOLTS/DIV: Điều chỉnh độ khuếch đại dọc của tín hiệu vào

(6) Cần gạt AC- DC- GND:

ở AC: Xoay chiều qua, chặn 1 chiều

ở DC: Một chiều qua, chặn xoay chiều

ở GND: Ngắt tín hiệu vào và tiếp đất đầu vào

(7): HORIZONTAL POSITION: Điều chỉnh ảnh qua trái hoặc qua phải

(8): TIME/DIV: Điều chỉnh độ khuếch đại ngang của tín hiệu vào

1.2.2 Chức năng PTDH của DĐKĐT :

* DĐKĐT làm tăng tính trực quan trong dạy học Vật lý :

DĐKĐT thực hiện vẽ đồ thị dao động của tín hiệu cần nghiên cứu lên màn hình,nhờ đó mà HS quan sát đợc một cách dễ dàng các hiện tợng, quá trình Vật lý,tạo điều kiện cho HS hiểu rõ bản chất Vật lý của các hiện tợng Vật lý Do đó tăngcờng tính trực quan trong dạy học Vật lý, giúp HS hiểu sâu hơn về bản chất củacác quá trình và đặc biệt là nắm vững các khái niệm có tính trừu tợng

20

- Nhờ sử dụng DĐKĐT, ta có thể quan sát đợc các dao động điều hoà, dao

động tắt dần, đờng đặc trng V-A của đèn điện tử, tranzito,…

- DĐKĐT giúp ta quan sát đợc các quá trình điện từ biến đổi nhanh

- DĐKĐT 2 chùm tia cho phép nghiên cứu đồng thời 2 quá trình điện Ví dụ:Cần quan sát đồng thời dạng của điện áp đặt trên 1 mạch điện và dạng của dòng

điện đi qua mạch điện đó, dạng của 2 điện áp,….Do đó giúp HS thuận tiện hơncho viêc so sánh đối chiếu

* DĐKĐT không chỉ là 1 thiết bị để quan sát dạng của tín hiện cần nghiên cứu mà nó dùng để đo lờng nhiều đại lợng Vật lý một cách đơn giản nhng hiệu quả lại rất cao:

- Dùng DĐKĐT ta có thể đo đợc nhiều đại lợng khác nhau nh: hiệu điện thế,cờng độ dòng điện, điện trở, điện dung, độ tự cảm, tần số,…

- Vì DĐKĐT có độ khếch đại dọc khá mạnh nên có thể đo đợc các đại lợngVật lý có độ lớn khá nhỏ

- DĐKĐT là máy đo có độ chính xác rất cao (vì nó có trở kháng lớn, độ nhạycao, quán tính ít,…)

* Ngoài ra DĐKĐT còn đợc dùng để nghiên cứu các quá trình khác không phải là quá trình điện (ví dụ nh dao dộng âm) bằng cách dùng một bộ chuyển

đổi để biến đổi chúng thành các dao động điện rồi đa tín hiệu của dao động

điện này vào đầu vào của DĐKĐT

1.2.3.Thực trạng của việc sử dụng DĐKĐT làm PTDH, nguyên nhân và giải pháp khắc phục

* Thực trạng của việc sử dụng DĐKĐT làm PTDH :

- Thực trạng sử dụng DĐKĐT trong chơng trình Vật Lý THPT :

Theo tìm hiểu của chúng tôi, những năm trớc đây ở tài liệu giáo khoa thí điểmVật Lý 12 Ban Khoa học tự nhiên chơng trình Vật Lý THPT đã từng nói đến việc

sử dụng DĐKĐT làm PTDH, cụ thể là ở các trang 103, 107, 116, 121, 131, 132,

174 đã nói tới việc sử dụng DĐKĐT để minh hoạ cho bài giảng của GV, làmtăng tính trực quan trong dạy học ở các trang 295  302 đã có 1 bài đọc thêmgiới thiệu sơ lợc về cấu tạo, nguyên tắc hoạt động, nguyên tắc chung để thực hiệnviệc quan sát và đo hiệu điện thế bằng DĐKĐT

21

ở Chơng trình Vật lý THPT hiện hành, một điều thật đáng tiếc là không hềnhắc tới DĐKĐT Đây là một thực trạng cần đợc khắc phục ngay

- Thực trạng sử dụng DĐKĐT vào dạy học:

Theo điều tra của chúng tôi hầu hết việc dạy học ở trờng phổ thông đềukhông sử dụng tới DĐKĐT Có một số lợng không nhỏ GV phổ thông không biết

sử dụng DĐKĐT nh thế nào, thậm chí có 1 số không biết đến DĐKĐT là gì.Phần lớn các trờng phổ thông cha đợc trang bị DĐKĐT Chỉ có 1 số lợng rất ít

GV phổ thông đã sử dụng DĐKĐT làm PTDH (tập trung ở các trờng điểm, trờngchuyên) tuy nhiên việc sử dụng còn mang tính tự phát, có nhiều chỗ cha hợp lý,

do đó hiệu quả dạy học cha cao

* Nguyên nhân:

Theo chúng tôi, thực trạng trên xẩy ra là do các nguyên nhân sau:

- Thiết bị dạy học ở trờng phổ thông rất hạn chế, phần lớn các trờng cha cóDĐKĐT, nhất là ở nông thôn Một số trờng đã có DĐKĐT thì lại thiếu các thiết

bị khác nh: cuộn cảm, tụ điện, máy phát điện,…do đó ảnh hởng tới việc sử dụngDĐKĐT vào dạy học

- Về mặt quản lý Giáo Dục, chúng ta cha có đợc những khen thởng hay kiểmtra, chỉ đạo kịp thời đối với việc sử dụng các PTDH trực quan nói chung vàDĐKĐT nói riêng vào dạy học Điều này dẫn đến tình trạng việc sử dụng cácPTDH nh tranh ảnh mô hình,…các GV còn cha quan tâm đúng mức chứ cha nói

đến DĐKĐT

- Một số GV cha ý thức đúng đắn đợc tầm quan trọng của các PTDH trựcquan nói chung và DĐKĐT nói riêng Các GV này cho rằng mục đích quan trọngnhất của HS là thi đậu Đại học- Cao đẳng (ĐH-CĐ) Mà nội dung trong các đềthi ĐH- CĐ cũng nh tốt nghiệp mấy năm gần đây tuy đã đợc cải tiến nhng vẫncòn nặng về yêu cầu tái hiện kiến thức, không có phần sáng tạo trên cơ sở sửdụng các thiết bị dạy học trực quan Vì thế việc sử dụng DĐKĐT vào dạy họckhông trở thành yêu cầu bức xúc của GV và HS GV vẫn dạy theo lối mòn cũ, HSvẫn thi đậu tốt nghiệp cao và thi tuyển sinh vào ĐH- CĐ đạt kết quả Nh vậy các

GV đó hiểu một cách phiến diện, không đầy đủ, thậm chí sai lệch những nhiệm

vụ cơ bản của viêc dạy học Vật lý

- Số GV còn lại tuy đã nhận thức đúng tầm quan trọng của DĐKĐT Tuynhiên việc sử dụng nó vào dạy học đòi hỏi GV phải có trình độ, phải đầu t công

22

sức và thời gian Giáo viên phải thành thạo viêc sử dụng DĐKĐT, phải tìm tòicác dụng cụ thí nghiệm bổ trợ (máy phát điện, điện trở, cuộn cảm, tụ điện,…).Trớc khi đa vào giảng dạy GV phải làm nhiều lần ở phòng thí nghiệm cho thànhthạo, cũng nh tìm ra các nguyên nhân sai số, từ đó đa ra các biện pháp khắc phục.

Điều này không phải GV nào cũng làm đợc Nó giải thích tại sao một số trờngphổ thông mặc dù đã đợc trang bị DĐKĐT nhng vẫn không sử dụng tới

- Việc sử dụng DĐKĐT làm PTDH không khéo léo, không có sự chuẩn bị chu

đáo thì sẽ làm tốn nhiều thời gian của tiết học nên các công việc khác của tiếthọc đó không tiến hành đợc, điều này cũng gây không ít khó khăn cho các GV

- Tài liệu liên quan đến DĐKĐT rất ít, do đó một số GV phổ thông cha có đợchiểu biết nhiều về công dụng, tính năng,…của nó Một số GV đã biết và đã đavào dạy học thì lại cha hợp lý, do đó hiệu quả cha cao

* Giải pháp khắc phục:

Theo chúng tôi những nguyên nhân trên có thể đợc khắc phục nh sau:

- Nhà trờng, các cấp, các ngành cần đặc biệt quan tâm đến việc trang bị và bổsung các thiết bị dạy học cho các trờng phổ thông, trong đó có DĐKĐT và cácthiết bị bổ trợ nh máy phát điện, điện trở, tụ điện, cuộn cảm,…

Đất nớc ta đã và đang bớc sang giai đoạn Công nghiệp hoá- Hiện đại hoá,nền kinh tế đang trên đà phát triển, chúng ta tin tởng rằng vấn đề này sẽ đợc quantâm đúng mức, tình trạng thiếu thốn về thiết bị dạy học sẽ đợc khắc phục trongmột tơng lai không xa

- Các nhà quản lý Giáo dục một mặt cần có biện pháp thiết thực trong việckiểm tra công tác bảo quản và sử dụng trang thiết bị đã đợc trang bị, mặt khác cóchính sách khích lệ, động viên kịp thời các cán bộ - giáo viên, những ngời làm tốtcông việc này

- Các GV cần nhận thức đúng đắn đợc tầm quan trọng của các thiết bị dạy họcnói chung, DĐKĐT nói riêng trong việc thực hiện các nhiệm vụ của giảng dạyVật lý ở trờng phổ thông Để làm đợc điều đó theo chúng tôi cách tốt nhất làtrong khi còn ở trong các trờng Đại Học cần tổ chức cho sinh viên làm các đề tài,tham gia các cuộc thi về tìm tòi, thiết kế, lắp ráp những dụng cụ thí nghiệm đểphục vụ cho dạy và học Không những thế, Bộ Giáo Dục cần cải tiến hìnhthức,nội dung thi cử trong đó đặc biệt coi trọng thực hành, thí nghiệm Làm đợc

điều đó, GV và HS mới có sự quan tâm đúng mức tới vấn đề này

23

- Nhà trờng, các cấp, các ngành cần tạo điều kiện để mở những khoá huấnluyện, bồi dỡng cho đội ngũ cán bộ- giáo viên về cách thức sử dụng các PTDHnói chung, DĐKĐT nói riêng vào dạy học một cách hợp lý để nâng cao hiệu quảdạy học Trớc mắt các GV cần phải tận tâm, không tiếc công sức và thời gian tìmtòi lắp ráp các dụng cụ,…để đa DĐKĐT vào dạy học.

- Trớc khi đa vào giảng dạy tại lớp, GV cần phải chuẩn bị thật chu đáo, tiếnhành nhiều lần ở phòng thí nghiệm cho thành thạo để khi đa DĐKĐT vào dạyhọc ở lớp công việc diễn ra trôi chảy, tiết kiệm đợc thời gian, đảm bảo đúng kếhoạch bài giảng Ngoài ra, cũng cần biết rằng có thể sử dụng thêm DĐKĐT ở cácbuổi ngoại khoá, trong các Câu lạc bộ “Dao động điện, dòng điện xoay chiều” Vật lý lớp 12 THPT Bạn yêu Vật lý” Vật lý lớp 12 THPT ,…

- Khi xây dựng chơng trình và sách giáo khoa, Bộ Giáo Dục cần quan tâm hơnviệc sử dụng DĐKĐT vào dạy học Đồng thời chúng ta kêu gọi các nhà giáo,giáo viên có nhiều kinh nghiệm cần có nhiều bài viết bổ ích về vấn đề này

1.2.3 Các phơng án sử dụng DĐKĐT vào dạy học Vật Lý THPT

Dựa vào mục đích sử dụng, có thể chia việc sử dụng DĐKĐT theo các phơng án

sau:

* Phơng án 1: Trực quan hóa các quá trình Vật lý trừu tợng

- Khi dạy học bài “Dao động điện, dòng điện xoay chiều” Vật lý lớp 12 THPT Hiệu điện thế dao động điều hoà” Vật lý lớp 12 THPT , ta nối 2 đầu của ổ cắm

điện (nối với mạng điện sinh hoạt) với chốt vào của DĐKĐT (qua biến thế đểgiảm hiệu điện thế) thì trên màn hình của DĐKĐT sẽ cho ta đờng biểu diễn u(t),

đó là 1 đờng cong dạng sin

- Nối 2 đầu ra của máy phát điện xoay chiều 1 pha vào 2 chốt của DĐKĐT, ta

có thể minh họa cho HS rằng: Máy phát điện (MPĐ) xoay chiều 1 pha phát ra

- Để minh họa cho HS thấy đợc tác dụng của các phơng pháp chỉnh lu (baogồm chỉnh lu nửa chu kỳ, chỉnh lu 2 nửa chu kỳ không dùng tụ lọc và chỉnh lu 2nửa chu kỳ dùng tụ lọc) ta nối dòng điện qua tải R vào chốt của DĐKĐT ứng vớicác trờng hợp trên

* Phơng án 2: So sánh hai hay nhiều đại lợng Vật lý

- Để minh họa cho bài giảng của mình, đồng thời giúp cho HS dễ dàng quansát, so sánh, đối chiếu khi dạy học phần “Dao động điện, dòng điện xoay chiều” Vật lý lớp 12 THPT quan hệ giữa dòng điện và hiệu điện thếtrong mạch chỉ có tụ điện” Vật lý lớp 12 THPT (cũng nh trong mạch chỉ có cuộn cảm) ta dùng 1

24

DĐKĐT 2 chùm tia đo hiệu điện thế u giữa 2 bản của tụ điện (hay cuộn cảm) và cờng độ i của dòng điện trong mạch Khi đó ta đợc hình biểu diễn u(t) và i(t) trên

màn hình của DĐKĐT

- Sau khi học xong lý thuyết phần quan hệ giữa dòng điện và hiệu điện thế trong

đoạn mạch RLC, dùng DĐKĐT 2 chùm tia đo hiệu điện thế u giữa 2 đầu đoạn mạch và cờng độ i của dòng điện trong mạch với các giá trị khác nhau của L và C

ta có thể minh họa cho HS kết luận mà lý thuyết đã xây dựng: Hiệu điện thế giữa

2 đầu đoạn mạch RLC có thể trễ pha, cùng pha, hoặc sớm pha hơn so với dòng

điện Từ đó cũng minh hoạ đợc cho HS hiện tợng cộng hởng trong đoạn mạchRLC

- Nối các đầu ra của máy phát điện xoay chiều 3 pha vào các chốt củaDĐKĐT có thể minh hoạ cho HS rằng: Nếu nối các đầu dây của các cuộn dây ởmáy phát điện xoay chiều 3 pha với 3 mạch ngoài giống nhau thì ta có 3 dòng

điện cùng tần số, cùng biên độ nhng lệch pha nhau

3

2  dòng nọ so với dòng kia:

* Phơng án 3: Trực quan hóa các quá trình Vật lý biến đổi nhanh

- Khi dạy học phần sự biến thiên điện tích của tụ điện trong mạch dao động, đểcho HS quan sát và nắm vững đợc quá trình dao động điện ta nối 2 đầu bản tụ vàochốt của DĐKĐT Khi đó trên màn hình của DĐKĐT sẽ hiện lên đờng biểu diễnhiệu điện thế giữa 2 bản tụ theo thời gian

* Phơng án 4: Đo đạc các đại lợng Vật lý

- Nh chúng tôi đã trình bày, DĐKĐT là máy đo có độ chính xác rất cao, nó cóthể đo đợc nhiều đại lợng khác nhau nh tần số của dao động điều hoà, hiệu điệnthế, điện trở, điện dung, độ tự cảm,…do đó ta có thể cho HS tiến hành một số bàithí nghiệm có sử dụng DĐKĐT

25

Ví dụ: Xác định tần số của 1 dao động điều hoà:

Sau khi đã tạo trên màn hình của DĐKĐT hình ảnh của dao động đó, ta xoaynúm time/div điều chỉnh tần số quét xung răng ca đến đến 1 vị trí nào đó đểquan sát đợc thuận lợi Dựa vào hình ảnh này và vị trí núm time/div mà ta tính

đợc chu kỳ của dao động theo công thức:

T = ( Số vạch ngang / chu kỳ ) ( Giá trị chỉ ở núm time/div )

Từ đó ta xác định đợc tần số:

f =

T

1

Xác định biên độ của điện áp :

Sau khi đã tạo trên màn hình của DĐKĐT hình ảnh cần đo, ta xoay núm điềuchỉnh volts/div thay đổi độ khuếch đại dọc sao cho việc quan sát đợc thuậnlợi, sau đó tính biên độ đỉnh tới đỉnh theo công thức :

U đỉnh tới đỉnh = ( Số vạch chia dọc ) ( Số chỉ ở volts/ div )

Từ đó xác định biên độ điện áp theo công thức :

Uo = U đỉnh tới đỉnh / 2

Lu ý : Việc điều chỉnh các núm time/div và volts/div chỉ đúng khi

núm du xích vernier ở vị trí cal đã hiệu chỉnh của nó

* Để giúp cho HS quan sát các dao động của sóng âm cũng nh xác định các

đại lợng Vật lý cơ bản đặc trng cho quá trình sóng âm nh biên độ, tần số, bớcsóng, vận tốc truyền sóng,…ta chuyển dao động âm thành dao động điện rồi đacác tín hiệu của dao động điện này vào đầu vào của DĐKĐT Để làm đợc điều

đó, ta có thể tiến hành nh sau : sóng âm từ 1 nguồn âm (ví dụ nh từ 1 âm thoahay máy phát âm tần nối với loa…) đợc truyền tới Micro (thờng đặt vuông gócvới phơng truyền sóng âm)

Tại ống nói, dao động cơ học đợc biến đổi thành dao động điện Dòng điện từMicro đi ra đợc đa tới chốt vào của DĐKĐT

Sơ đồ của quá trình chuyển đổi nh sau:

26

Dao động ký điện tử

Trong sơ đồ này, có thể thay máy phát âm tần và loa bằng 1 âm thoa Khi

đó trên màn hình của DĐKĐT sẽ cho ta hình ảnh về dao động của sóng âm, từ đó

ta có thể dễ dàng quan sát cũng nh xác định các đại lợng Vật lý cơ bản của nó

t-ơng tự nh đối với dao động điện

********************

27

Ch ơng 2 : Sử dụng dao động ký điện tử kết hợp với thí nghiệm và mô hình vào dạy học ch-

ơng “Dao động điện, dòng điện xoay chiều” – Vật lý Vật lý

lớp 12 THPT

2.1 Phân tích nội dung chơng Dao động điện, dòng điện xoay chiều Vật lý“Dao động điện, dòng điện xoay chiều” Vật lý lớp 12 THPT ” Vật lý lớp 12 THPT

lớp 12 THPT :

“Dao động điện, dòng điện xoay chiều” Vật lý lớp 12 THPT Dao động điện, dòng điện xoay chiều” Vật lý lớp 12 THPT là chơng thứ 3 của phần I: “Dao động điện, dòng điện xoay chiều” Vật lý lớp 12 THPT Dao

động và sóng” Vật lý lớp 12 THPT trong SGK Vật lý 12 THPT Đây là nội dung rất quan trọng đốivới HS phổ thông

Dao động cơ học và dao động điện từ, sóng cơ học và sóng điện từ có bảnchất khác nhau nhng cùng tuân theo những quy luật nh nhau Vì vậy chúng cùng

đợc nghiên cứu bằng một phơng pháp chung và một công cụ toán học chung.Trong phần “Dao động điện, dòng điện xoay chiều” Vật lý lớp 12 THPT Dao động và sóng” Vật lý lớp 12 THPT thì dao động và sóng cơ học đợc khảo sát trớc ởchơng 1 và chơng 2 Những quy luật rút ra từ việc khảo sát dao động và sóng cơhọc đợc vận dụng ở mức tối đa để khảo sát dao động và sóng điện từ ở chơng 3này, có một số kiến thức chỉ nêu lên một cách vắn tắt, chúng sẽ đợc hoàn tất ởchơng 4

Chơng “Dao động điện, dòng điện xoay chiều” Vật lý lớp 12 THPT Dao động điện, dòng điện xoay chiều” Vật lý lớp 12 THPT đã đề cập tới 3 mảng kiếnthức:

- Đặc điểm của dòng điện xoay chiều

- Sản xuất điện năng

- Truyền tải và sử dụng điện năng

Sơ đồ cấu trúc lôgic của nó nh sau:

28

29

2.2 Các phơng án sử dụng DĐKĐT kết hợp với TN và mô hình vào dạy học chơng : Dao động điện, dòng điện xoay chiều Vật lý 12 THPT“Dao động điện, dòng điện xoay chiều” Vật lý lớp 12 THPT ” Vật lý lớp 12 THPT

Có thể sử dụng DĐKĐT kết hợp với TN và mô hình vào dạy học chơng

“Dao động điện, dòng điện xoay chiều” Vật lý lớp 12 THPT Dao động điện, dòng điện xoay chiều” Vật lý lớp 12 THPT rất có hiệu quả theo các phơng án sau:

2.2.1 Ph ơng án 1 : Trực quan hóa các quá trình Vật lý trừu tợng:

Với phơng án này ta có thể sử dụng cho các nội dung dạy học sau:

* nội dung 1.1:

Dạy học “Dao động điện, dòng điện xoay chiều” Vật lý lớp 12 THPT Đ12 Hiệu điện dao động điều hòa Dòng điện xoay chiều” Vật lý lớp 12 THPT SGKVật lý 12 THPT

- Mục đích : Minh họa cho HS rằng ở 2 đầu của ổ cắm điện của mạng điện đợc

duy trì 1 hiệu điện thế dao động điều hòa u = Uo Sin t, đồng thời giúp cho HSquan sát đợc dễ dàng dạng của hiệu điện thế dao động điều hòa, tăng tính trựcquan trong dạy học

- Thời điểm : Khi dạy mục “Dao động điện, dòng điện xoay chiều” Vật lý lớp 12 THPT Dòng điện xoay chiều” Vật lý lớp 12 THPT , sau khi giới thiệu với HS

rằng ở các chốt của cầu dao điện hoặc ở các ổ cắm điện của mạng điện đợc duy

trì 1 hiệu điện thế dao động điều hoà u = Uo Sin t

- Tiến hành : Nối 2 lỗ của ổ cắm điện với chốt vào của DĐKĐT (qua 1 biến

thế hoặc 1 biến trở để giảm hiệu điện thế xuống khoảng 6 V) theo sơ đồ sau :

Sau khi điều chỉnh các núm trên DĐKĐT để quan sát đợc thuận lợi, ta có

trên màn hình đờng biểu diễn hiệu điện thế u(t) giữa 2 đầu ổ cắm điện, đó là 1

đ-ờng cong dạng Sin

Kênh 1

Nối đấtU

Hình 2.2 Sơ đồ mạch điện nghiên cứu hiện điện thế

dao động điều hòa nhờ DĐKĐT

Hình 2.3 Đồ thị hiệu điện thế dao động điều hòa u(t) trên DĐKĐT

31

* Nội dung 1 2:

Nội dung này sử dụng khi dạy học “Dao động điện, dòng điện xoay chiều” Vật lý lớp 12 THPT Đ18 Máy phát điện xoay chiều 1 pha” Vật lý lớp 12 THPT

- Mục đích: minh hoạ cho HS rằng MPĐ xoay chiều 1 pha phát ra hiệu điện

thế dao động điều hòa

- Thời điểm: sau khi dạy xong lý thuyết bài “Dao động điện, dòng điện xoay chiều” Vật lý lớp 12 THPT Máy phát điện xoay chiều 1 pha” Vật lý lớp 12 THPT

- Tiến hành: nối 2 đầu ra của mô hình MPĐ xoay chiều 1 pha với chốt vào của

Hình 2.4 Sơ đồ thí nghiệm nghiên cứu hiệu điện thế phát ra

ở 2 đầu ra của MPĐXC 1 pha

Hình 2.5 Đồ thị hiệu điện thế ở 2 đầu ra của MPĐ xoay chiều 1 pha

trên màn hình DĐKĐT 32

* Nội dung 1.3:

Nội dung này sử dụng khi dạy học “Dao động điện, dòng điện xoay chiều” Vật lý lớp 12 THPT Đ22 Cách tạo ra dòng điện 1 chiều” Vật lý lớp 12 THPT

- Mục đích: biểu diễn cho HS hình dạng dòng điện sau khi đã đợc chỉnh lu nửa

chu kỳ, chỉnh lu 2 nửa chu kỳ không có tụ lọc và chỉnh lu 2 nửa chu kỳ có tụ lọc

- Thời điểm: sau khi học xong lý thuyết mỗi phần tơng ứng.

- Tiến hành: lắp mạch theo sơ đồ sau:

Ta đã biết, dòng điện đi qua vật dẫn có điện trở thuần R cùng dạng với hiệu điệnthế 2 đầu điện trở đó Do đó khi đa tín hiệu hiệu điện thế ở 2 đầu điện trở R vàokênh 1 của DĐKĐT thì trên màn hình của DĐKĐT sẽ cho ta tín hiệu của dòngsau khi đã đợc chỉnh lu

Hình 2.6.Sơ đồ thí nghiệm nghiên cứu dòng điện sau khi đã đ ợc

chỉnh l u nửa chu kỳ (a), chỉnh l u 2 nửa chu kỳ không có

tụ lọc (b) và chỉnh l u 2 nửa chu kỳ có tụ lọc (c)

Hình 2.7 Hình ảnh trên DĐKĐT của dòng điện sau khi đã đ ợc chỉnh l u

nửa chu kỳ (a), chỉnh l u 2 nửa chu kỳ không có tụ lọc (b)

và chỉnh l u 2 nửa chu kỳ có tụ lọc (c)

33

Sử dụng khi dạy học “Dao động điện, dòng điện xoay chiều” Vật lý lớp 12 THPT Đ22 Cách tạo ra dòng điện một chiều” Vật lý lớp 12 THPT Mục đích của nộidung này là minh họa cho HS rằng máy phát điện 1 chiều phát ra hiệu điện thế 1chiều Còn thời điểm và cách tiến hành tơng tự nh ở nội dung 1.2, ở đây chúngtôi không trình bày lại nữa.

2.2.2 Ph ơng án 2 : So sánh hai hay nhiều đại lợng Vật lý

Có thể sử dụng DĐKĐT kết hợp với TN và mô hình để so sánh 2 hay nhiều đại l ợng Vật lý cho các nội dung dạy học sau:

-* Nội dung 2.1:

Nội dung này sử dụng khi dạy học: “Dao động điện, dòng điện xoay chiều” Vật lý lớp 12 THPT Đ13-Đ14 Dòng điện xoay chiều trong đoạnmạch chỉ có điện trở thuần, cuộn cảm, hoặc tụ điện” Vật lý lớp 12 THPT

- Mục đích : Để minh họa cho bài giảng của mình, giúp HS tin tởng vào lý

thuyết đã xây dựng : “Dao động điện, dòng điện xoay chiều” Vật lý lớp 12 THPT Dòng điện qua đoạn mạch chỉ chứa tụ điện (cuộn cảm)cũng biến thiên điều hòa với cùng tần số góc  và sớm pha (trễ pha) hơn hiệu

điện thế đặt vào đoạn mạch 1 góc

2

 ” Vật lý lớp 12 THPT

- Thời điểm : Sau khi đa ra kết luận về mối quan hệ giữa cờng độ dòng điện và

hiệu điện thế nh trên

- Tiến hành : Mắc mạch theo sơ đồ sau :

- Ta đã biết dòng điện đi qua vật dẫn có điện trở thuần R biến đổi điều hòacùng tần số và cùng pha với hiệu điện thế 2 đầu điện trở đó Mà dòng điện đi qua

điện trở R cũng chính là dòng điện qua tụ C (cuộn cảm L) Do đó khi đa tín hiện

Kênh 1

Nối đấtU

Kênh 2

R

C

Kênh 2U

Kênh 1R

Nối đấtL

Hình 2.8 Sơ đồ TN nghiên cứu mối quan hệ giữa dòng điện trong

mạch và hiệu điện thế hai đầu đoạn mạch chỉ chứa:

tụ điện b) cuộn cảm

34

hiệu điện thế ở 2 đầu điện trở R vào kênh 1 của DĐKĐT thì trên màn hình củaDĐKĐT sẽ cho ta dạng của tín hiện của dòng qua tụ C (cuộn cảm L).

Còn khi đa tín hiệu vào 2 đầu bản tụ C (cuộn cảm L) vào kênh 2 củaDĐKĐT thì trên màn hình của DĐKĐT sẽ cho ta đồ thị của hiệu điện thế trên 2bản tụ C (cuộn cảm L)

Sau khi điều chỉnh các núm trên DĐKĐT để quan sát đợc dễ dàng, ta có 2

đ-ờng biểu diễn u(t) và i(t) trên màn hình nh sau :

- Mục đích : + Minh họa cho HS kết luận mà lý thuyết đã xây dựng: Hiệu

điện thế giữa 2 đầu đoạn mạch RLC có thể trễ pha, cùng pha hoặc sớm pha hơn

so với dòng điện

+ Minh họa cho HS hiện tợng cộng hởng trong đoạn mạch RLC

- Thời điểm :

+ Đối với mục đích 1: sau khi học xong lý thuyết phần quan hệ giữa dòng điện

và hiệu điện thế trong đoạn mạch RLC

+ Đối với mục đích 2: sau khi học xong lý thuyết phần hiện tợng cộng hởngtrong đoạn mạch RLC

- Tiến hành: Tiến hành mắc mạch theo sơ đồ sau:

Hình 2.9 Hình ảnh trên DĐKĐT của hiệu điện thế u (đ ờng 1)và dòng điện i (đ ờng

2) trong mạch chỉ chứa: a) Tụ điện b) Cuộn cảm

(1)

(2)

35