Sáng kiến kinh nghiệm Sử dụng sơ đồ tư duy trong việc ôn tập phần máy biến áp và truyền tải điện năng cho học sinh Lớp 12 trường THPT Lang Chánh

Nội dung text: Sáng kiến kinh nghiệm Sử dụng sơ đồ tư duy trong việc ôn tập phần máy biến áp và truyền tải điện năng cho học sinh Lớp 12 trường THPT Lang Chánh

1.  SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THANH HÓA TRƯỜNG THPT LANG CHÁNH Tên tác giả: Phạm Văn Tiến Tổ bộ môn: Vật lý - CN Trường: THPT Lang Chánh SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM SỬ DỤNG SƠ ĐỒ TƯ DUY TRONG VIỆC ÔN TẬP PHẦN MÁY BIẾN ÁP VÀ TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG CHO HỌC SINH LỚP 12 TRƯỜNG THPT LANG CHÁNH Năm học: 2011 - 2012 Năm học: 2010 - 2011 1
2. I. MỞ ĐẦU 1. Ý nghĩa của đề tài SKKN. Giáo dục là một thiết chế xã hội, hoạt động dựa trên yêu cầu của đơn đặt hàng của xã hội đặt ra cho nó trong từng giai đoạn lịch sử và từng điều kiện cụ thể. Do vậy, khi xây dựng mục tiêu giáo dục cho nền giáo dục của một trường cụ thể, ta phải căn cứ vào mục tiêu chung của giáo dục và điều kiện của từng địa phương, từng nhà trường. Thực tế giáo dục ở các trường THPT miền núi so với các trường miền xuôi trong tỉnh, nhìn chung đã khẳng định tính chính xác cho luận điểm trên. Chẳng hạn như ở trường THPT Lang Chánh, mục tiêu của chúng ta không phải là đào tạo ra các học sinh giỏi mang tầm quốc gia, quốc tế, mà mục tiêu của chúng ta hiện nay có thể nói là dạy được thật nhiều học sinh và nâng cao kết quả tốt nghiệp, cũng như kết quả thi Đại học của học sinh. Tuy nhiên với điều kiện hiện có việc nâng cao kết quả thi Đại học theo cùng các trường miền xuôi thức sự là một vấn đề lớn đối với cả thầy và trò trong nhà trường. Đối với bộ môn Vật lý, một bộ môn có yêu cầu cao về phương pháp tư duy và biến đổi toán học, thì vấn đề đó càng trở nên khó khăn và vất vả. Điều đó đặt ra cho giáo viên nhiệm vụ xây dựng nhiều phương pháp dạy học phù hợp hơn cho học sinh, nhằm nâng cao hơn nữa hiệu quả giáo dục trong điều kiện khó khăn này. Theo cùng tư tưởng đó, tôi đã có nhiều ý tưởng về phương pháp để học sinh làm bài tốt hơn, nhanh hơn và hiệu quả hơn. Một trong những ý tưởng đó là " sử dụng sơ đồ tư duy trong việc dạy học vật lý" . Ý tưởng này chính là đề tài nghiện cứu của tôi trong vòng hai năm học vừa qua và tại đây tôi trình bày một phần nghiên cứu nhỏ, đó là " sử dụng sơ đồ tư duy trong việc ôn tập phần máy biến áp và truyền tải điện năng". Ý nghĩa thực tiễn của đề tài: + Sử dụng sơ đồ tư duy trong việc dạy học, trước hết giúp hệ thống hóa kiến thức, giúp nêu rõ con đường tiếp cận kiến thức một cách khoa học nhất, từ đó rèn luyện kỹ năng phân tích, tổng hợp cho học sinh và tiết đến giảm sự cồng kềnh, phức tạp của kiến thức. + Đề tài đã phân tích được một phần thực trạng dạy - học ở trường THPT Lang Chánh, từ đó khắc phục một phần khó khăn cho nhiệm vụ dạy học của bản thân tôi tại đây và từ đó có thể nhân rộng ra cho các đồng nghiệp khác trong tổ bộ môn Vật lý. + Sử dụng sơ đồ tư duy trong việc ôn tập phần máy biến áp và truyền tải điện năng là một đề tài nêu lên cách tiếp cận hoàn toàn mới cho một vấn 2
3. đề không mới. Cách trình bày của tôi có thể chưa thực sự gọn gàng và khoa học song ít nhiều giúp bạn đọc, đặc biệt là học sinh làm bài tập phần này tốt hơn. + Đề tài sẽ là một nguồn động viên, khích lệ cho những giáo viên cùng ý tưởng, cùng đam mê nghiên cứu khoa học giáo dục thêm tự tin với những ý tưởng sáng tạo mới của mình. 2. Thực trạng đối tượng học sinh. Do điều kiện là một huyện miền núi, điều kiện kinh tế, xã hội còn nhiều khó khăn, ảnh hưởng đến chất lượng và hiêu quả giáo dục nói chung và kết quả học tập môn Vật lý của học sinh nói riêng. Vì vậy, trong quá trình học tập Vật lý học sinh thường gặp rất nhiều khó khăn. Trong đó, ta có thể nêu các khó khăn điển hình sau đây: + Khó khăn trong việc phân tích một bài toán. Tìm ra các vấn đề cần giải quyết của bài toán. + Khó khăn trong việc biến đổi các bài toán có công thức phức tạp. + Khó khăn trong việc bao quát kiến thức và nắm chắc bản chất của vấn đề. Để giải quyết phần nào các khó khăn đó, giáo viên giảng dạy ở đây cần lựa chọn các phương pháp giảng dạy đặc trưng, phù hợp với thực tế đối tượng học sinh. 3. Điều kiện cụ thể khi thực hiện đề tài. 3.1. Nhiệm vụ giáo viên được giao. + Dạy học bộ môn Vật lý. + Chủ nhiệm lớp 11A1. 3.2. Tình hình địa phương trường lớp. Địa phương là một huyện miền núi, điều kiện kinh tế, xã hội còn nhiều khó khăn, tỉ lệ học sinh học ở bậc THPT còn thấp, chất lượng đầu vào thấp. Ở các bậc học dưới, học sinh thường không được trang bị đầy đủ về khả năng tư duy, về kỹ năng biến đổi toán học. Cơ sở vật chất của nhà Trường tương đối đầy đủ. Tuy nhiên, điều kiện vật chất của mổi cá nhân học sinh phục vụ học tập lại tương đối hạn chế so với yêu cầu của sự phát triển. 3
4. II. NỘI DUNG 1. Đối tượng và khách thể nghiên cứu. 1.1. Đối tượng nghiên cứu. Đối tượng này là các bài tập phức tạp phần máy biến áp và truyền tải điện năng. Đề tài nghiên cứu những khó khăn của học sinh trong việc giải bài tập phần này, để từ đó đưa ra những kiến giải nhằm khắc phục những khó khăn đó. Mục đích lớn nhất của đề tài là đưa ra kiến giải hợp lý, nhằm nâng cao hiệu quả học tập của học sinh. 1.2. Khách thể nghiên cứu. Về khách thể nghiên cứu, tôi chọn các nhóm học sinh ôn thi Đại học thuộc các lớp 12A1, 12A2 ( khóa 2008 - 2011 và 2009 - 2012), giảng dạy và thử nghiệm trong vòng hai năm học 2010 - 2011, 2011 - 2012. Trong quá trình nghiên cứu, tôi không chọn các nhóm so sánh tương phản, mà sử dụng hai phương pháp khác nhau cho cùng một nhóm ở các thời điểm khác nhau và yêu cầu học sinh cho kết luận so sánh. Đồng thới lấy kết quả làm bài tập theo hai phương pháp làm căn cứ đánh giá ưu, nhược của mỗi phương pháp. 2. Khó khăn của học sinh gặp phải khi giải bài tập máy biến áp và truyền tải điện ăng. Các bài toán thuộc phần này gồm nhiều bài toán được tách ra từ các phần khác nhau của mạch truyền tải. Đối với học sinh, các bài toán này đều có chung một số điểm khó khăn sau đây: - Phân tích nhiều dữ kiện để nhận biết các vấn đề phức tạp cần giải quyết thuộc khoảng nào của mạch truyền tải. - Phải làm một bài tập phức tạp với nhiều công thức gần giống nhau và hay gây nhầm lẫn, thiếu bao quát. - Đối với một học sinh làm bài tập dạng này thường cho kết quả không cao, hoặc tốn quá nhiều thời gian làm bài so với mức cho phép. Vậy, vấn đề là làm sao để học sinh vừa làm đúng nhất và nhanh nhất. Điều này sẽ đạt được nếu sử dụng sơ đồ tư duy tổng quát sau đây. 3. Phương pháp sử dụng sơ đồ tư duy để ôn tập phần máy biến áp và truyền tải điện năng. 3. 1. Sơ đồ tư duy: 4
5. MBA R R I = I1 0 I2 = I3 HM P0 P U U1 U2 U3 Tải P P1 P2 P3 HTT 3.2.Phân tích sơ đồ: Mạch nguồn một pha tạo dòng điện có U, I và P đưa vào MBA thông qua dây dẫn có điện trở R 0 và từ đó truền đến nơi tiêu thụ. Đối với bài toán tổng quát này ta có thể dựa vào sơ đồ và phân tích như sau: - Tại mạch nguồn: P U.I - Hao phí trên dây nguồn: 2 P0 I .R0 U0 I.R0 - Tại đầu vào sơ cấp của MBA: U1 U U0 P1 I1.U1 P1 P P0 - Các hao phí và biến đổi trên MBA: U N 1 1 U2 N2 P2 H M .P1 I2U2 H M .I1U1 - Hao phí trên đường dây truyền tải: 2 P I2 .R U I2.R - Tại tải tiêu thụ: U3 U2 U P3 I3.U3 P3 P2 P - Hiệu suất truyền tải điện năng: P3 HTT .100% P1 4. Bài tập vận dụng. 5
6. 4 Ví dụ 1: Dòng điện xoay chiều một pha có công suất P 1 = 10 W được đưa vào cuộn sơ cấp của máy biến áp với U 1 = 200 V, để truyền đi xa. Biết N 1 = 200 vòng, N2 = 4000 vòng và HM = 90%. Dòng điện truyền đến tải qua dây có R = 20 . Tính P3 tại tải và hiệu suất truyền tải điện * Sơ đồ truyền tải: MBA I2 = I3 R H M P U1 U2 U3 Tải P1 P2 P3 HTT * Giải: - Điện áp hai đầu cuộn thứ cấp là: N2 U2 .U1 4 000 V= 4 kV N1 - Công suất và cường độ dòng điện ở cuộn thứ cấp là: 3 P2 H M .P1 9.10 W P2 I2 = = 2,25 A U2 - Hao phí trên dây tải: 2 P I2 .R 62,5 W - Công suất đến tải là: P3 P2 P 8937,5 W - Hiệu suất truyền tải điện năng: P3 HTT .100% 89,375% P1 Ví dụ 2: Máy phát xoay chiều một pha tao dòng điện xoay chiều có công suất P = 5. 103 W và U = 250 V được đưa vào cuộn sơ cấp của máy biến áp nhờ dây dẫn có R0 2,5  , để truyền đi xa. Biết N 1 = 200 vòng, N2 = 2000 vòng và HM = 90%. Xác định cường độ dòng điện và hiệu điện thế ở cuộn thứ cấp. * Sơ đồ truyền tải: MBA R I = I1 0 HM P0 U U1 U2 P P1 P2 6
7. * Giải: - Cường độ dòng điện vào cuộn sơ cấp là: P I = I = = 20 A 1 U - Điện áp vào cuôn sơ cấp là: U1 U - R 0.I = 200 V - Điện áp hai đầu cuộn thứ cấp là: N2 U2 .U1 2000 V = 2 kV N1 - Cường độ dòng điện ở cuộn thứ cấp là: H M .I1.U1 I2 = = 1,8 A U2 Ví dụ 3: Máy phát xoay chiều một pha tao dòng điện xoay chiều có công suất P = 4500 W và U = 225 V được đưa vào cuộn sơ cấp của máy biến áp nhờ dây dẫn có R0 1,25  . Biết N1 = 200 vòng, N2 = 5000 vòng và HM = 90%. Dòng điện truyền đến tải qua dây có R = 20 . Tính P 3 tại tải và hiệu suất truyền tải điện MBA R R I = I1 0 I2 = I3 HM P0 P U U1 U2 U3 Tải P P1 P2 P3 * Giải: HTT - Cường độ dòng điện vào cuộn sơ cấp là: P I = I = = 20 A 1 U - Điện áp vào cuôn sơ cấp là: U1 U - R 0.I = 200 V - Điện áp hai đầu cuộn thứ cấp là: N2 U2 .U1 5000 V = 5 kV N1 - Công suất và cường độ dòng điện ở cuộn thứ cấp là: 7
8. P2 = HM I1.U1 3600 W P2 I2 = = 0,72 A U2 - Hao phí trên dây tải: 2 P I2 .R 10,368 W - Công suất đến tải là: P3 P2 P 3589,632 W - Hiệu suất truyền tải điện năng: P3 HTT .100% 89,74% P1 5. Kết quả áp dụng thực tiễn của đề tài. 5.1. Nhóm khảo sát năm 2010 - 2011. MỖI BÀI KIỂM TRA GỒM 5 CÂU TRẮC NGHIỆM G. Chú TT HỌ VÀ TÊN LỚP PP TRUYỀN THỐNG PP MỚI SỐ CÂU SỐ CÂU THỜI GIAN LÀM THỜI GIAN LÀM ĐÚNG ĐÚNG 1 Lê Thanh Thủy 12A1 4/5 32 phút 5/5 15 phút 2 Võ Thanh Hà 12A1 3/5 40 phút 4/5 17 phút 3 Đào Thị Thùy 12A1 4/5 25 phút 5/5 13 phút 4 Nguyễn Thị Hậu 12A1 3/5 30 phút 5/5 16 phút 5 Vũ Thu Trang 12A1 3/5 40 phút 4/5 20 phút 6 Lê Văn Thái 12A2 3/5 40 phút 4/5 20 phút 7 Lê Thị Kim 12A2 3/5 40 phút 4/5 18 phút 8 Hà Thị Quế 12A2 3/5 40 phút 5/5 18 phút 9 Lương Thị Phấn 12A2 3/5 33 phút 5/5 16 phút 10 Lê Thị Thu 12A2 3/5 35 phút 5/5 20 phút 5.2. Nhóm khảo sát năm 2011 - 2012. MỖI BÀI KIỂM TRA GỒM 5 CÂU TRẮC NGHIỆM G. Chú TT HỌ VÀ TÊN LỚP PP TRUYỀN THỐNG PP MỚI SỐ CÂU SỐ CÂU THỜI GIAN LÀM THỜI GIAN LÀM ĐÚNG ĐÚNG 1 Bạch Hồng Ngọc 12A1 5/5 28 phút 5/5 12 phút 2 Lê Tuấn Anh 12A1 5/5 27 phút 5/5 11 phút 3 Lương Minh Tâm 12A1 4/5 30 phút 5/5 13 phút 4 Đào Nguyên Tài 12A1 4/5 30 phút 5/5 15 phút 5 Lê Thị Lượng 12A1 5/5 28 phút 5/5 14 phút 6 Dương Thị Hương 12A1 4/5 33 phút 5/5 16 phút 7 Lê Xuân Sang 12A1 4/5 34 phút 5/5 16 phút 8 Hà Văn Kiên 12A2 3/5 40 phút 4/5 23 phút 9 Phạm Thị Bích 12A2 3/5 45 phút 4/5 25 phút 10 Phạm Thị Phương 12A2 4/5 33 phút 5/5 18 phút III. KẾT LUẬN. 8