SKKN môn Công nghệ THPT Phương pháp giảng dạy mạch điện tử cơ bản

SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM


ĐỀ TÀI:
"PHƯƠNG PHÁP GIẢNG DẠY MẠCH ĐIỆN TỬ CƠ BẢN"


P
H
ẦN

I.
K
HÁI

QUÁT

V
Ề

Đ
Ề

TÀI


I.1. Lý do chọn đề tài:

Tiếp theo đề tài“ Phương pháp giảng dạy nội dung linh kiện bán“ thuộc
chương trình môn Công nghệ 12 mà tôi đã nghiên cứu năm học 2009 - 2010,
năm học này tôi tiếp tục lựa chọn lĩnh vực kỹ thuật điện tử để nghiên cứu, viết
đề tài SKKN về phương pháp giảng dạy một số mạch điện tử cơ bản với hy
vọng tổng kết, khái quát được phương pháp giảng dạy nội dung KTĐT lớp 12
đạt hiệu quả cao, có thể áp dụng được trong trường THPT số 1 Bảo Thắng
Nước ta đã và đang hội nhập sâu, rộng với quốc tế. Hơn bao giờ hết,
chúng ta cần một đội ngũ trí thức và công nhân lành nghề đáp ứng công cuộc
đổi mới đất nước. Theo chủ trương của Đảng và Nhà nước ta, đến năm 2020 cơ
bản nước ta là một nước công nghiệp. Vì vậy trang bị cho các em HS lớp 12
trước khi rời ghế nhà trường những kiến thức cơ bản về kỹ thuật để các em có
định hướng chọn ngành nghề và tiếp tục học trong các trường kỹ thuật là điều
hết sức cần thiết
Nội dung Kỹ thuật điện tử thuộc chương trình Công nghệ lớp 12 giúp các
em hiểu biết thông thường về lĩnh vực điện tử, làm cơ sở để các em áp dụng
vào cuộc sống của bản thân và cộng đồng hoặc học tiếp các chuyên ngành kỹ
thuật sau này. Kỹ thuật điện tử là ngành kỹ thuật ứng dụng những quy luật
tương tác giữa các hạt điện tử ( êlêctron) với các trường điện từ và các chất,
quy luật của dòng điện tử trong mạch điện để chế tạo các thiết bị điện tử và hệ
thống điện tử dùng trong sản xuất và đời sống.
Xuyên suốt nội dung kỹ thuật điện tử là kiến thức về linh kiện bán dẫn.
Nội dung dòng điện trong chất bán dẫn các em đã được học trong chương trình
Vật lí lớp 11. Tiếp theo đề tài “ Phương pháp giảng dạy nội dung linh kiện bán
dẫn trong chương trình Công nghệ 12” mà tôi đã thực hiện năm học trước, tôi
đã không ngừng nghiên cứu, đúc rút kinh nghiệm để đổi mới phương pháp
giảng dạy phân môn Kỹ thuật điện tử trong chương trình môn học Công nghệ
lớp 12.
Với kiến thức về các linh kiện điện tử mà các em đã nắm vững sau khi
học chương I, các em đã hiểu về đặc điểm cấu tạo và nguyên lí làm việc của
các linh kiện đó. Từ đó các em sẽ rất dễ tiếp thu kiến thức về các mạch điện tử

đơn giản thường gặp trong thực tế. Trong chương II các em sẽ được vận dụng
một cách lôgic kiến thức chương I để tìm hiểu các mạch điện tử đơn giản đó là
các mạch chỉnh lưu, mạch nguồn một chiều, mạch khuếch đại đảo dùng vi
mạch thuật toán và mạch tạo xung đa hài tự dao động
Qua quá trình giảng dạy tôi thấy khi các em đã hiểu về mạch điện sẽ có
những em rất thích khám phá, tìm hiểu thực tế như muốn được hành nghề luôn.
Về nhà có những em đã tự tháo các thiết bị ra để tìm hiểu về các mạch. Với
tham vọng tôi sẽ có một bộ SKKN về PP giảng dạy phân môn Kỹ thuật điện tử
trong chương trình Công nghệ phổ thông, năm học 2011 - 2012 tôi tiếp tục
thực hiện ý tưởng đó. Trong năm học này tôi lựa chọn đề tài sáng kiến, kinh
nghiệm “ Phương pháp giảng dạy nội dung các mạch điện tử cơ bản thuộc
chương trình Công nghệ lớp 12”
I.2. Mục đích của đề tài:
Tìm ra phương pháp giảng dạy hiệu quả nhất để đạt được mục tiêu về
kiến thức, về thái độ học tập và hình thành kỹ năng cho HS qua việc học phần “
Các mạch điện tử cơ bản” trong chương trình Công nghệ lớp 12
I.3. Đối tượng nghiên cứu của đề tài
Với giới hạn nội dung của đề tài, tôi chỉ nghiên cứu các quá trình tư duy
nhận thức của học sinh và đưa ra phương pháp, những hướng dẫn cụ thể trong
giảng dạy nội dung “ Các mạch điện tử cơ bản” thuộc chương trình Công nghệ
12
I.4. Nhiệm vụ nghiên cứu của đề tài:
Nghiên cứu mối liên hệ giữa Vật lí và Kỹ thuật, đặc biệt là khơi dậy sự
ham mê tìm hiểu của tuổi học trò để hướng các em vào bài giảng, tiếp thu kiến
thức tốt nhất và có thể áp dụng vào trong thực tế qua các tiết học bài 7 và bài 8:
Các mạch điện tử cơ bản
I.5. Phương pháp nghiên cứu của đề tài:
- Khảo sát khả năng, tâm lí của học sinh khi học tập môn học nói chung và
nội dung kỹ thuật điện tử nói riêng
- Tìm hiểu điều kiện cơ sở vật chất và phương tiện kỹ thuật đáp ứng nhu

cầu giảng dạy bộ môn của nhà trường
- Thu thập tài liệu tham khảo và nghiên cứu tài liệu có liên quan đến đề tài
- Trao đổi ý kiến với các đồng nghiệp để viết đề tài
I.6. Thời gian nghiên cứu:
- Từ đầu 9 năm 2011 đến hết tháng 11 năm 2011



PHẦN II. NỘI DUNG CỦA ĐỀ TÀI

II.1. Vấn đề cơ bản để có thể dạy tốt về các mạch điện tử cơ bản trong
chương trình Công nghệ lớp 12
* Thực trạng của việc truyền đạt cả thầy và tiếp thu của trò về kiến
thức một số mạch điện tử cơ bản thuộc chương trình môn Công nghệ lớp
12
Kiến thức kỹ thuật điện tử nói chung và các mạch điện tử nói riêng là
phần kiến thức khó không chỉ đối với môn Công nghệ mà khó cả đối với môn
Vật lí. Bởi muốn nắm vững nguyên lí của từng linh kiện bán dẫn, cả thầy và trò
phải nắm vững bản chất dòng điện trong chất bán dẫn. Nội dung kiến thức về
dòng điện trong chất bán dẫn được học trong chương trình Vật lí 11. Đây là
phần kiến thức ít được học sinh quan tâm vì kiến thức phần này ít có bài tập
tính toán và cũng ít gặp trong các đề thi. Lên lớp 12 học sinh lại quên đi nhiều,
vì vậy nếu không có kỹ thuật truyền đạt liên môn một cách tinh giản, gọn nhẹ
thì hoặc là học sinh không hiểu gì sau tiết giảng ngoài sự kể lại bài cdo thầy
độc diễn hoặc là học sinh sẽ thấy ngấy ngán vì quá tải do thầy lo sợ học sinh
không có cơ sở kiến thức tiếp thu bài
Vậy vấn đề cơ bản là gì ?
* Về kiến thức:
Để giảng cho học sinh dễ hiểu và có kiến thức cơ sở vững chắc giáo viên
cần nghiên cứu, nắm vững bản chất dòng điện trong chất bán dẫn; sự tạo thành

điện trường riêng lớp tiếp giáp P - N; đường đặc tính vôn - ampe của các linh
kiện bán dẫn; nguyên lí làm việc của điôt, các loại tranzito.
Do điều kiện thời lượng của môn học dành cho nội dung lí thuyết của
chương này rất ngắn nên giáo viên cần có cách nào đó giúp học sinh nắm được
một cách dễ dàng về nguyên lí của điốt và các loại tranzito. Ngoài ra giáo viên
cần củng cố và khắc sâu kiến thức vật lí các em đã học đó là: Dòng điện chỉ đi
từ miền P sang miền N. Vì vậy tiếp giáp P - N chỉ phân cực thuận khi miền P
phải được kích điện thế dương so với miền N( Dĩ nhiên UPN phải đủ để mở
cửa lớp tiếp giáp).
- Đối với điôt tiếp mặt chỉ thông khi UAK > 0 và khoá khi UAK < 0
- Đối với tranzito điều kiện để tranzito làm việc là tiếp giáp emitơ- bazơ (
Tiếp giáp emitơ- J1) phải phân cực thuận và tiếp giáp colectơ- bazơ ( Tiếp giáp
côlêctơ-bazơ- J2) phải phân cực ngược. Nói một cách khác, hai nguồn nuôi U1
và U2 phải mắc sao cho dòng Ib phải đi vào cực bazơ đối với tranzito NPN và
từ cực bazơ đi ra đối với tranzito PNP. Dòng Ib được hiểu như có tác dụng mồi
để có dòng Ic từ emitơ sang colectơ. ( Phần nguyên lí tranzito được học ở vật lí
11, trong chương trình Công nghệ được đề cập ở phần thông tin bổ sung nhưng
GV phải dành thời lượng nhất định để giải thích hoạt động của tranzito, không
kiểm tra học sinh học phần này )
* Về phương tiện giảng dạy:
Để giảng dạy đạt hiệu quả cao và đảm bảo giảm tải cho học sinh khi tiếp
thu bài về các mạch điện tử, phương tiện dạy học tốt nhất đó là phương tiện
trình chiếu, mô phỏng. Nếu thiếu phương tiện trình chiếu, mô phỏng thì học
sinh sẽ khó khăn khi tìm hiểu hoạt động của của mạch điện, GV phải khai thác
nhiều đến kiến thức vật lí thì HS mới có thể hiểu bài, dẫn đến quá tải cho học
sinh

Hoạt động 3: Tìm hiểu về nguồn một chiều

(

15
ph
ú
t)

Mục tiêu : HS hiểu và nắm được các khối và chức năng của mỗi khối trong
mạch nguồn một chiều
Mụ tả hoạt động: Mạch nguồn một chiều thực tế là mạch điện gộp lại từ cỏc
khối học sinh đó tỡm hiểu ở trờn. Vỡ thế khi tỡm kiểu mạch nay, giỏo viờn nờn
dựng phương tiện mỏy chiếu để mụ phỏng cho học sinh nhận thấy rừ từng
khối. Vai trũ từng khối được thể hiện trờn đồ thị dạng súng của điện ỏp. Sau
cựng, thầy đưa ra một số cõu hỏi để khảo sỏt sự tiếp thu bài của học sinh
GV giảng giải nguyên lí mạch điện và
vai trò từng khối trong mạch theo sơ
đồ.
Chiếu cho học sinh quan sát từng khối
1. S
ơ

đ
ồ

kh
ố
i ch
ứ
c n
ă
ng c
ủ

a m
ạ
ch
nguồn một chiều: SGK

2. Mạch nguồn một chiều thực tế

Hoạt động 4: Củng cố, hướng dẫn học bài ở nhà
( 5 ph
ú
t)

- Trong H7-3, nếu mắc ngược chiều cả 2 điốt sẽ ra sao?
- H7-4, nếu có một điốt mắc ngược hoặc bị đánh thủng sẽ xảy ra hiện
tượng gì?
- Nguồn một chiều có vai trò gì trong các TBĐT ?
- Mạch nguồn một chiều có bắt buộc phải đủ 5 khối như H7-6 không ?
Phân tích mạch nguồn một chiều nếu thiếu lần lượt từng khối
Về nhà chuẩn bị trước bài 8, trả lời câu hỏi SGK


Ti
ế
t 8.


M
ạ
ch khu
ế

ch
đ
ạ
i
-

M
ạ
ch t
ạ
o xung

Ngày soạn: .
Ngày giảng:
I- Mục tiêu:
1. Kiến thức:
- Biết được chức năng, sơ đồ và nguyên lí làm việc của mạch khuếch đại
thuật toán và mạch tạo xung đơn giản
2. Kỹ năng:
Đọc được sơ đồ mạch KĐ đảo dùng OA và mạch tạo xung đa hài tự kích
3. Thái độ:
Hứng thú học để liên hệ thực tế về các mạch khuếch đại
II- Chuẩn bị:
1. Nội dung:
Nghiên cứu bài 8 trong SGK
2. Đồ dùng dạy học:
- Tranh vẽ các hình 8.1, 8.2, 8.3, 8.4 SGK
- Phương tiện trình chiếu
III- Các hoạt động dạy học:
1. ổn định lớp, kiểm tra sĩ số ( 2 phút) :

2. Kiểm tra đầu giờ: ( 5 phút)
- Trình bày cách phân loại mạch điện tử ?
3. Bài mới:
ĐVĐ: Các em đã biết, tín hiệu điện trong mạch điện tử có thể rất yếu. Vì thế
mạch khuếch đại có vai trò khuếch đại tín hiệu lên nhiều lần. Bài học hôm nay
chúng ta sẽ tìm hiểu một loại vi mạch KĐ và một VD về ứng dụng mạch KĐ đó
là mạch tạo xung đa hài tự kích

Ho
ạ
t
đ
ộ
ng c
ủ
a t
h
à
y v
à

tr
ò

N
ộ
i dung c
ơ

b

ả
n

Hoạt động 1: Tìm hiểu về mạch KĐ dùng IC thuật toán
( 15 ph
ú
t)

Mục tiêu : HS được biết về IC khuếch đại thuật toán và nguyờn lí làm việc của
mạch khuếch đại điện ỏp dùng OA
GV giới thiệu về IC khuếch đại thuật
toán OA:
? Vật lí 11 đã học, em nào nhắc lại đặc
điểm của IC khuếch đại
thuật toán ?


1. Ch
ứ
c n
ă
ng c
ủ
a m
ạ
ch K
Đ

2. Sơ đồ và nguyên lí của mạch
KĐ

a) Giới thiệu về IC khuếch đại
thuật toán và mạch KĐ dùng IC
(Sgk)








GV nhấn mạnh thêm :
Khi tín hiệu đưa đến đầu vào không đảo
thì tín hiệu ra cùng dấu tín hiệu vào và
ngược lại
Đầu vào đảo thường dùng để thực hiện
hồi tiếp âm bên ngoài cho OA
GV giảng về mạch điện, sau đó có thể
chứng minh công thức hệ số KĐ điện áp
và giải thích vì sao đây là mạch KĐ đảo
( Giả thiết OA lí tưởng)
Sau đó minh hoạ hoạt động và hiện
tượng bằng phần mềm mô phỏng
?Hãy giải thích lại sơ đồ nglí và HĐ của
mạch KĐ đảo dùng OA? ?
Nếu hồi tiếp âm R
ht
bị đứt thì mạch điện
có hiện tượng gì ?
? Để mạch điện làm việc ổn định ta phải

làm gì ?






b) Nguyên lí làm việc của mạch KĐ
điện áp dùng OA
- Mạch điện có hồi tiếp âm thông
qua R
ht

- Đầu vào không đảo được nối với
điểm chung của mạch điện( Nối
trung tính về mặt XC)
- Tín hiệu đến qua R
1
đưa đến đầu
vào đảo của OA
Kết quả điện áp đầu ra ngược dấu
điện áp đầu vào và có biên độ lớn
gấp nhiều lần điện áp đầu vào
Hệ số KĐ điện áp:
K
d
=
vµo
ra
U

U
=
1
R
R
ht


Hoạt động 2: Tìm hiểu về mạch tạo xung đa hài

( 20 ph
ú
t)

Mục tiêu : HS nắm được chức năng mạch tạo xung và hiểu được nguyên lí
mạch tạo xung đa hài tự dao động

HS học theo SGK. Một em đọc chức năng của
mạch tạo xung
- Nhắc lại SGK về k/n mạch tạo xung đa hài tự
dao động
GV giảng về sơ đồ mạch theo tranh vẽ H8.3




1. Ch
ứ
c

n
ă
ng c
ủ
a m
ạ
ch t
ạ
o
xung: SGK
2. Sơ đồ và nguyên lí làm
việc của mạch tạo xung đa
hài tự dao động
- Khái niệm: SGK
- Sơ đồ mạch tạo xung đa hài
tự d.đ dùng tranzito ghép
colectơ-bazơ :






Trước khi giảng nguyên lí mạch tạo xung, GV
giảng lại về nguyên lí hoạt động tranzito để
HS hiểu rõ về điện trở gánh, điện trở định
thiên, dòng Ib mở cửa cho tranzito làm việc
GV dùng tranh vẽ giảng nguyên lí giải thích
hiện tượng khi có xung ra và đồ thị dạng xung.

? Xung ra khi điện thế tại colectơ có giá trị
ntn ?( nhỏ nhất- tức sụt áp trên điện trở gánh
lớn nhất)
Gọi vài em trình bày lại hoạt động của mạch
Mạch gồm 2 tầng KĐ ghép
colectơ tầng này sang bazơ
tầng kia thông qua tụ C1 và
C2. R1 và R2 là các điện trở
tải mắc ở colectơ. R3, R4 là
các điện trở định thiên tạo
dòng Ib mở cửa tranzito làm
việc
- Nguyên lí làm việc : SGK
+ Ic1 tăng, sụt áp trên R1 tăng,
điện áp tại C của T1 giảm, tụ
C1 phóng, T1 thông bão hoà.
Đó là trạng thái CB thứ nhất,
có xung ra tại C của T1
+ Khi C1 phóng thì C2 tích,
T1 thông thì T2 khoá. Sau đó
C2 sẽ phóng và C1 lại tích, T1
lại khoá và T2 sẽ thông. TTCB
thứ 2 khi có xung ra tại C của
T2
+ Chọn R1 = R2, R3 = R4 =
R, C1 = C2 = C, T1 giống T2
thì xung ra đối xứng với độ
rộng xung



0,7RC và chu kì
xung Tx = 1,4RC

Củng cố, hướng dẫn học bài ở nhà ( 5 phút)
- Mạch tạo xung đa hài đ.xứng và mạch không đ.xứng giống và khác nhau như
thế nào ?
- Thay đổi chu kì của xung đa hài làm thế nào ?
- Về nhà học nắm vững nguyên lí mach KĐ dùng OA và mạch tạo xung đa hà
i
tự kích.

III
-

K
ết luận v
à ki
ến nghị

III.1. Kết luận:
Trong khuôn khổ và phạm vi của đề tài, tôi đã cố gắng nghiên cứu đưa
ra phương pháp giảng dạy theo tinh thần đổi mới dựa trên sự đúc rút kinh
nghiệm giảng dạy qua nhiều năm. Các tiết dạy phần các mạch điện tử cơ bản
tôi đã áp dụng giảng dạy tại lớp 12A1 và 12A6 năm học trước đây. Kết qquả
cho thấy học sinh rất hứng thú học bài và các em hiểu bài, vận dụng ngay tại
lớp với tỉ lệ khá cao. Các bài giảng được tổ bộ môn và Ban Giám khảo dự giờ
đánh giá rất thành công
III.2. Kiến nghị
Kính mong nhà trường tạo điều kiện giảng dạy bằng phương tiện kỹ
thuật tốt hơn. Cụ thể nếu nhà trường có phòng học đa chức năng, có các thiết bị

trình chiếu thì những bài dạy cho các môn KHTN và KT cũng như những môn
khác sẽ đạt hiệu quả rất cao, học sinh hứng thú học và có tác dụng giáo dục tốt
cho học sinh hình thành kỹ năng hành dụng, tư duy kỹ thuật được sớm phát
triển từ khi còn ngồi trên ghề nhà trường phổ thông.