SKKN Hướng dẫn học sinh ứng dụng môn Vật lí – Công nghệ vào nghiên cứu khoa học kỹ thuật cấp THCS

Nội dung text: SKKN Hướng dẫn học sinh ứng dụng môn Vật lí – Công nghệ vào nghiên cứu khoa học kỹ thuật cấp THCS

1. HƯỚNG DẪN HỌC SINH ỨNG DỤNG MÔN VẬT LÍ –CÔNG NGHỆ VÀO NGHIÊN CỨU KHOA HỌC KỸ THUẬT CẤP THCS I. ĐẶT VẤN ĐỀ: 1. Lý do chọn đề tài: Vật lý kỹ thuật và khoa học công nghệ là hai bộ môn kết nối chặt chẽ giữa lý thuyết và thực tiễn. Việc giúp học sinh nắm bắt được lý thuyết vận dụng vào thực tế và phạm vi ứng dụng cũng như các khái niệm cơ bản về kỹ thuật.Là giáo viên dạy môn vật lí – công nghệ chúng tôi đã giúp các em hiểu sâu hơn về lý thuyết và vận dụng sáng tạo các thiết bị sẵn có vào thực tế. Để phát huy sự sáng tạo của các em chúng tôi có một số kinh nghiệm có thể ghi nhận để nhân rộng tạo thành phong trào nhằm nâng cao chất lượng giáo dục ngày càng hiệu quả hơn. Với học sinh cấp THCS bắt đầu học theo những bộ môn riêng biệt mỗi em có những năng khiếu riêng, có những đam mê riêng, chúng tôi đã sớm phát hiện những sở trường của những em có năng khiếu, giúp các em phát huy sở trường của mình và đã có những thành công nhất định. 2. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu: Học sinh từ lớp 6 đến lớp 9 ở các trường phổ thông cấp THCS. 3. Mục tiêu nhiệm vụ nghiên cứu: Phát hiện và bồi dưỡng năng khiếu bộ môn vật lý kỹ thuật và khoa học công nghệ đối với học sinh cấp THCS. 4. Phương pháp nghiên cứu: Từ lý luận vận dụng thực tiễn. 5. Dự báo những đóng góp mới của đề tài: Từ xưa giáo dục đã chú trọng : “học đi đôi với hành” và lý thuyết kết hợp thực tiễn. Bộ môn vật lý kỹ thuật khoa học công nghệ có vai trò quan trọng trong việc xây dựng công nghiệp hóa, hiện đại hóa đât nước. Việt nam trong giai đoạn xây dựng nền kinh tế hội nhập rất cần nguồn nhân lực có trình độ KHKT cao. Việc giáo dục thế hệ trẻ thành những người có tầm có tâm là rất cần thiết. Do đó việc phát huy nguồn nhân lực bồi dưỡng nhân tài là một trong những biện pháp thiết thực nhằm nâng cao chất lượng giáo dục toàn diện. 1
2. II. GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ: 1. Cơ sở khoa học: • Cơ sở lý luận: Ở cấp THCS học sinh được học kiến thức kỹ năng thông qua các bộ môn riêng biệt, mỗi bộ môn có những đặc trưng riêng của nó. Riêng bộ môn vật lý kỹ thuật và khoa học công nghệ nó có mối liên hệ mật thiết giữa lý thuyết và thực hành. Học sinh khi học vật lý hiểu được cấu tạo hoạt động, tác dụng của mỗi loại máy từng chi tiết khi vận dụng vào thực tế cuộc sống có những nét riêng theo yêu cầu của công việc mà làm. Mỗi học sinh có những sở trường năng khiếu chuyên biệt, làm thầy cô khi giảng dạy biết phát hiện những học sinh có những khả năng đặc thù thì định hướng và tạo mọi điều kiện giúp các em phát triển khả năng của mình. “ Một hạt giống tốt được gieo vào mảnh đất màu mỡ thì chắc sẽ có mùa bội thu”. • Cơ sở thực tiễn: Thực tiễn cho thấy những học sinh có đam mê học hỏi nếu được giúp đỡ đúng cách thì các em phát huy tốt tố chất của mình và làm nên những điều kỳ diệu. Khi dạy học môn vật lý và công nghệ nhiều giáo viên cảm thấy khó khăn vì sử dụng thiết bị dạy học, nhiều học sinh cảm thấy khó hiểu vì vận dụng nhiều vào thực tiễn, với điều kiện vật chất vốn đã thiếu lại hao mòn theo năm tháng nên đã khó lại càng khó hơn. Riêng chúng tôi khi dạy học những kiến thức kỹ năng liên quan đến thực tế chúng tôi rất chú trọng tìm tòi những dụng cụ có sẵn trong cuộc sống đời thường đưa vào giảng dạy, hướng cho các em tìm hiểu những máy móc những thiết bị thông dụng trong cuộc sống như những đồ chơi, những điều khiển, những chi tiết máy, những động cơ nhỏ thường thấy trong cuộc sống, những nguồn điện như dinamo xe đạp, pin, ắc qui người ta lắp đặt ở chỗ nào có tác dụng gì? Tại sao lại làm như thế? Chúng tôi đã biến những cái khó thành cái mục tiêu học hỏi của học trò và cùng với học trò từ cái đã có làm nên điều cần có. 2. Thực trạng của việc dạy học môn vật lý và công nghệ ở các trường THCS hiện nay: Cách dạy học của môn vật lý và công nghệ là từ thí nghiệm rút ra kết luận, như vậy muốn có kết luận phải có thực nghiệm, nhưng thực tế cho thấy hầu hết các trường rất khó thực hiện qui trình dạy học theo kiểu đó và thường dạy “chay”, có nhiều nguyên nhân của nó chắc mọi người đã hiểu tôi không đề cập ở đề tài này. Để khắc phục tình trạng này chúng tôi đã áp dụng một số cách dạy làm cho học sinh hiểu được bản chất kiến thức cần có theo 2
3. mục tiêu bài học và cách luyện kỹ năng bằng cách hướng dẫn học sinh tìm hiểu ở nhà nếu điều kiện nhà trường không đáp ứng được. Những em sáng tạo biết làm theo lời giáo viên hướng dẫn thì thành công, không những nắm được kiến thức mà còn sáng tạo được những công cụ lao động hữu ích mà chưa ai làm được, những em thường thường thì cũng biết vận hành máy móc êm ái. Số em có khả năng tư duy trừu tượng thì giải quyết được nhiều vấn đề về bài tập khó khi thi học sinh giỏi vật lý các cấp huyện, tỉnh. Do đó khi học vật lý - công nghệ nhiều em rất đam mê và hứng thú,biết vận dụng kiến thức đã học vào nghiên cứu khoa học.Những năm gần năm đây học sinh chúng tôi tham gia cuộc thi khoa học kỹ thuật các cấp đã đạt kết quả cao. 3. Các giải pháp đã thực hiện: a. Bộ môn vật lý: • Là giáo viên vật lý, khi dạy học cần nắm vững mạch kiến thức kỹ năng của từng chuyên đề, từ cơ bản đến nâng cao theo mạch phát triển biện chứng. Muốn vậy giáo viên phải am hiểu chuyên sâu nội dung từng cấp học, hệ thống hóa thành mạch kiến thức từ dễ đến khó, từ đơn giản đến phức tạp, phải biết mạch kiến thức bắt nguồn từ đâu và sẽ được phát triển như thế nào. • Với mỗi nội dung cần sử dụng phương pháp dạy học thích hợp, môn vật lý rất cần áp dụng công nghệ thông tin váo bài giảng, vì các thí nghiệm ảo trong bài dạy bằng máy chiếu có tác dụng rất lớn trong việc nắm bắt kiến thức, việc cập nhật thông tin và ứng dụng kỹ thuật vào thực tế rất cần. • Khi bồi dưỡng học sinh phải có nguồn tài liệu phù hợp đối tượng theo từng cấp độ. Hướng dẫn học sinh cách học, cách nghiên cứu, cách vận dụng vào thực tế. • Khi dạy những vấn đề liên quan đến thực tế cho các em tìm hiểu về nguồn gốc cấu tạo, hoạt động, vị trí lắp đặt, những tác dụng và tác hại của mỗi loại máy với từng chi tiết. Phải xây dựng cho các em thói quen tự học, tự nghiên cứu. Qua đó các em có thói quen suy nghĩ và làm việc theo cách làm hiệu quả nhất. Mỗi dạng bài tập các em phải được làm quen và tìm hướng phát triển theo kiểu nếu biến đổi theo hướng nào bài toán sẽ hay hơn khó hơn. • Bồi dưỡng theo 4 chuyên đề: Cơ, nhiệt, điện, quang. Mỗi chuyên đề có phần lý thuyết, các kiểu bài tập: Định tính, định lượng, bài tập thực nghiệm. 3
4. • Phải có kế hoạch cho các em vào phòng thực hành để tìm hiểu nội dung và phương pháp thực nghiệm. Cho các em tham quan những máy móc có ở địa phương như trạm biến thế, các loai động cơ điện, động cơ nhiệt. Các loại máy nhiệt điện, thủy điện, pin mặt trời , các loại máy cơ đơn giản tác dụng các ứng dụng trong các thiết bị máy móc. • Trong một số tiết dạy dành thời gian cho các em thảo luận thoải mái các vấn đề liên quan đến vật lý và công nghệ trong đời sống và kỹ thuật. Với môn vật lý có hàng vạn câu hỏi vì sao? • Sau mỗi chuyên đề có bài kiểm tra hệ thống, có đáp án biểu điểm cụ thể giúp các em lượng hóa nội dung và cách làm bài b.Bộ môn khoa học công nghệ: * Dạy kiến thức cơ bản hệ thống bộ môn, phát hiện học sinh có năng khiếu về khoa học kỹ thuật, hướng dẫn các em phương pháp nghiên cứu, định hướng và chọn đề tài phù hợp để nghiên cứu. * Lên kế hoạch thực hiện. * Lựa chọn các chi tiết cần thiết, lắp dặt ở đâu, kích cở bao nhiêu, thông số kỹ thuật như thế nào để vận hành được. * Các chi tiết máy móc có thể lấy ở đâu? Lắp đặt như thế nào cho phù hợp. Cần gia cố thêm những phụ kiện gì? * Cần thêm bớt điều chỉnh như thế nào cho phù hợp với đè tài khoa học của mình. * Bám sát các hoạt động của học sinh kịp thời giải quyết những bế tắc để đề tài nghiên cứu khoa học thành công. Sau đây là một đề tài khoa học mà chúng tôi đã hướng dẫn học sinh nghiên cứu đạt giải nhất cấp tỉnh và được dự thi cấp quốc gia năm 2015 về đề tài : “MÔ HÌNH THIẾT BỊ CỨU HỎA ĐA SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO HÀ TĨNH PHÒNG GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO HƯƠNG KHÊ CHỨC NĂNG ĐIỀU KHIỂN TỪ XA”: TRƯỜNG THCS PHÚ GIA Phần 1: PHẦN CHUNG I. Lý do chọn dự án: Những năm gần đây, xảy ra nhiều vụ hỏa hoạn cháy nổ khắp nơi rất nghiêm trọng đã làm thiệt hại đến tài sản và tính mạng của con người. Việc chữa cháy gặp nhiều khó khăn, đặc biệt đối với những vụ cháy có nhiều hóa chất độc hại. Từ những nguyên nhân đó, tác giả luôn trăn trở mình phải nghiên cứu, chế tạo ra một thiết bị để dùng vào việc chữa cháy thay cho con MÔ HÌNH người trực tiếp vào cứu hỏa và có hiệu quả cao trong việc cứu hỏa. Từ suy nghĩ đó tác giả đã có ý tưởng nghiên cứu chế tạo ra mô hình “Thiết bị cứu THIẾT BỊ CỨU HỎA ĐA CHỨC 4 NĂNG ĐIỀU KHIỂN TỪ XA Lĩnh vực: KỸ THUẬT ĐIỆN VÀ CƠ KHÍ Tác giả: TRẦN BẢO LONG Hà Tĩnh, Tháng 1 Năm 2015
5. hoả đa chức năng điều khiển từ xa”. Có các công dụng: Cứu hỏa, bốc dỡ hàng hóa, tưới tiêu và phun thuốc hóa học cho cây trồng. II. Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn của dự án. - Ý nghĩa khoa học: Nghiên cứu ứng dụng tự động hóa để chế tạo ra mô hình “thiết bị cứu hỏa đa chức năng điều khiển từ xa” phục vụ trong việc cưú hỏa, cẩu – bốc dở hàng, tưới tiêu và phun thuốc hóa học cho cây trồng. - Ý nghĩa thực tiễn: Thay thế cho con người trực tiếp vào cứu hoả và tránh được rủi ro cho những người lính cứu hoả, những đám cháy có nhiều hóa chất độc hại. III. Mục tiêu nghiên cứu. - Mục đích: Nghiên cứu sử dụng thiết bị để thay thế con người cứu hỏa, cẩu hàng, phục vụ tưới tiêu và phun thuốc hoá học cho cây trồng. - Mục tiêu: + Mục tiêu chung: Chế tạo được mô hình “Thiết bị cứu hoả đa chức năng điều khiển từ xa” + Mục tiêu cụ thể: Nghiên cứu và chế tạo thành công mô hình“Thiết bị cứu hoả đa chức năng điều khiển từ xa”. Từ đó tiếp tục hoàn thiện thiết bị sau khi hoàn thành mô hình dự án, đưa vào thực nghiệm. IV. Giới hạn và phạm vi nghiên cứu: Thời gian: tiến hành từ tháng 3 năm 2014 đến tháng 12 năm 2014 Nguồn lực: Kinh phí hỗ trợ của nhà trường nơi em đang học và sự ủng hộ của gia đình. Mô hình “thiết bị cứu hỏa đa chức năng điều khiển từ xa” sử dụng chủ yếu các vật liệu về điện, điện tử và cơ khí có trong nhà hay những bộ phận được tháo lấy từ những sản phẩm không còn sử dụng nữa. V. Phương pháp nghiên cứu: Nghiên cứu lý thuyết kết hợp thực nghiệm - Nghiên cứu lý thuyết: Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của máy bơm nước, các động cơ, sự di chuyển và mạch đảo chiều của các vi mạch - Xây dựng thành mô hình. - Thử nghiệm và rút ra kết luận VI. Nội dung nghiên cứu cụ thể: - Nghiên cứu kích thước thiết bị, cần cẩu, bánh lái - Nghiên cứu hoạt động tỷ số truyền của các bánh răng động cơ, các chức năng hoạt động như cần cẩu, xoay, di chuyển, lùi - tới, rẻ trái - rẻ phải - Nghiên cứu hệ thống điều khiển bánh lái, hệ thống phun nước - Nghiên cứu hệ mạch đèn led, còi hú - Nghiên cứu vật liệu để lắp ráp thiết bị. - Chế tạo mạch đảo chiều của bộ điều khiển từ xa. 5