skkn đề tài NGHIÊN cứu KHOA học sư PHẠM ỨNG DỤNG NGHIÊN cứu đổi mới tự làm đồ DÙNG dạy học và THIẾT bị dạy học

ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC SƯ PHẠM ỨNG DỤNG

NGHIÊN CỨU ĐỔI MỚI TỰ LÀM ĐỒ DÙNG DẠY HỌC
VÀ THIẾT BỊ DẠY HỌC
A. PHẦN MỞ ĐẦU:
I/ Lý do chọn đề tài:
Bộ môn vật lý là bộ môn khoa học thực nghiệm. Tư tưởng chủ đạo của sgk
vật lý trung học cơ sở và nội dung kiến thức mới được hình thành phần lớn thông
qua các thí nghiệm thực hành. Điều đó không chỉ tích cực hóa việc học tập của
học sinh mà còn rèn luyện kỹ năng sử dụng thiết bị, đức tính kiên trì và tác phong
làm việc của những người lam khoa học trong thời đại công nghệ
Thực tế trong nhiều năm qua , chất lượng thiết bị, thời gian thí nghiệm có
nhiều hạn chế, gây nhiều lúng túng cho giáo viên và học sinh. Điều đó đòi hỏi sự
sáng tạo tích cực của giáo viên để tạo ra những dụng cụ sử dụng phục vụ tốt hơn
cho bài giảng. ngoài ra việc chế tạo thiết bị dạy học củng như sửa chữa khai thác
những mặt còn hạn chế sẽ cho kết quả trung thực hơn. Tạo được niềm tin nơi học
sinh.
- Phần Điện từ học là một nội dung học quan trọng trong chương trình môn
Vật Lý. Ở cấp THCS phần Điện từ học nằm ở chương trình Vật lý 7 và Vật Lý 9.
Do đặc trưng bộ môn, các thí nghiệm biểu diễn của giáo viên hoặc các thí nghiệm
của các nhóm học sinh là thành phần không thể thiếu trong các tiết dạy Vật lý phần Điện từ trong chương trình Vật lý THCS cũng không ngoại lệ. Tuy nhiên do
chất lượng ban đầu, do quá trình bảo quản sử dụng nhiều nam châm không giữ
được từ tính ban đầu, hoặc bị yếu đi nhiều hoặc bị mất từ tính thậm chí bị nhiễm
từ ngược lại so với ban đầu dẫn đến sự thành công của các thí nghiệm về điện từ
bị đe doạ nghiêm trọng. Đây thật sự là vấn đề cấp thiết cần giải quyết vì thí
nghiệm không thành công hoặc diễn ra không như ý muốn sẽ dẫn đến sự mất tin


tưởng vào kiến thức được cung cấp hoặc không thể tự mình khám phá kiến thức
nên mất hứng thú trong học tập bộ môn, không chỉ chất lượng bộ môn bị ảnh
hưởng mà uy tín của giáo viên cũng bị ảnh hưởng.

II. Mục đích và phương pháp nghiên cứu:
- Sau quá trình tìm hiểu thực trạng đồ dùng dạy học được cấp cả cũ và mới,
tôi đã tìm ra giải pháp để phục hồi từ tính, làm mạnh hơn từ tính, điều chỉnh cực
từ cho đúng của các nam châm được cấp đó là chế tạo thiết bị nạp từ dựa trên tác
dụng từ của dòng điện bằng các thiết bị có sẵn ở phòng thiết bị trường học với chi
phí không cao, sử dụng dễ dàng, thuận tiện, lâu dài.
III. Giới hạn đề tài :
- Việc chế tạo thiết bị nạp từ cho nam châm đã giải quyết một cách chủ động
vấn đề mất từ tính, yếu từ tính... của các nam châm được cấp nhờ thế cũng giải
quyết được vấn đề chất lượng giảng dạy bộ môn ở phần Điện từ học. Cách chế
tạo thiết bị nạp từ không quá phức tạp, nguyên vật liệu rẻ tiền, dễ tìm cùng với
việc sử dụng dễ dàng nên tất cả các trường đều có thể tự làm thiết bị nạp từ cho
đơn vị mình. Việc sử dụng thiết bị nạp từ góp phần tiết kiệm kinh phí mua sắm
mới các nam châm bằng cách phục hồi từ tính của các nam châm cũ. Có thể nói
thiết bị nạp từ mang lại nhiều hiệu quả tích cực và lâu dài.
B. PHẦN NÔI DUNG:
I. Cơ sở thực tiễn:
Trường THCS Bình Hàng Tây là một trường mới trong huyện Cao Lãnh,
thiết bị dạy học cũng được phần nào ưu tiên khi cấp mới nên có thể nói về số
lượng thiết bị dạy học thì trường có khá đầy đủ so với những trường khác trong
huyện. Môn Vật lý là một môn khoa học thực nghiệm, việc sử dụng thiết bị, đồ
dùng dạy học trong các tiết dạy là thường xuyên nên số lượng đồ dùng dạy học
môn Vật lý vì thế cũng nhiều hơn các môn khác. Riêng các loại nam châm, bao
gồm la bàn, kim nam châm có đế, nam châm thẳng, nam châm chữ U cũng được


cung cấp khá đầy đủ.
II. Thực trạng và những mâu thuẫn
- Đối với các kim nam châm: Khi mới được cấp từ tính của kim nam
châm, màu cực từ đảm bảo được sự định hướng trong từ trường Trái Đất với tỉ lệ

100% , qua quá trình sử dụng, bảo quản số kim nam châm đảm bảo được yêu cầu
trên sụt giảm còn dưới 30%
- Đối với bộ nam châm thẳng, nam châm chữ U dành cho khối 9: Khi
mới được cấp các nam châm đảm bảo được cực từ đúng theo màu và tên cực từ
được in sẵn nhưng từ tính của các thanh nam châm nhìn chung là yếu đặc biệt là
những nam châm chữ U, qua quá trình sử dụng, bảo quản số nam châm còn giữ
được đúng cực từ là khoảng 50%, từ tính của đa số nam châm là rất yếu, một số
nam châm không còn từ tính.
- Đối với bộ nam châm thẳng và nam châm chữ U dành cho khối 7: Khi mới
được cấp chỉ đảm bảo đúng tên cực từ còn từ tính thì rất yếu, qua quá trình sử
dụng, bảo quản đa số các nam châm hoặc đã mất từ tính hoặc đã nhiễm từ ngược
lại từ cực được ghi.
Thực trạng trên dẫn đến các giáo viên, học sinh hoặc làm thí nghiệm không
thành công hoặc kết quả thí nghiệm không chính xác. Dần dần giáo viên ngại sử
dụng các nam châm này trong giảng dạy dẫn đến nguy cơ dạy chay, chất lượng
bộ môn Vật lý trong phần điện từ học cũng bị ảnh hưởng xấu.
III. Biện pháp giải quyết:
a) Chế tạo thiết bị nạp từ:
Dựa trên tác dụng từ của dòng điện, ta sẽ tiến hành chế tạo thiết bị nạp từ
(thực chất là một nam châm điện có từ cực xác định) dùng nguồn điện xoay chiều
220V thông qua bộ chỉnh lưu bằng các điốt được lắp thành mạch cầu để trở thành
dòng 1 chiều có hiệu điện thế 220V cung cấp cho cuộn dây có số vòng thích hợp
(khoảng 4000-5000 vòng) nhằm tạo ra một nam châm điện mạnh đủ sức làm


nhiễm từ các thanh nam cũ bị mất từ tính.
1. Các thiết bị, vật tư cần có:
- 2 cuộn dây đồng loại 1000 + 1000 vòng (đây là các cuộn dây đồng
thuộc các bộ thiết bị được cấp )
Nếu không, có thể dùng các cuộn dây đồng loại 4000 vòng hoặc nhiều hơn

trong bộ thiết bị máy biến thế (lưu ý 2 cuộn phải có cùng số vòng và cỡ dây).
- 1 lõi sắt non hình chữ U (được ghép bằng những lá sắt non) có thể nằm khít
trong lòng các ống dây (đây là lõi sắt trong bộ thiết bị đã cấp )
Nếu dùng các cuộn dây trong bộ biến thế mới, ta có thể dùng luôn lõi sắt của
bộ này.

- 1 công tắc loại 250V - 5A ( công tắc đèn loại thông dụng)

- 1 cầu chì


- 4 điôt loại lớn
- 2 m dây đôi có bọc cách điện
- 1 phích cắm
2. Lắp thiết bị nạp từ:
- Chì hàn, băng keo cách điện, ốc vít ...
- Nối cuộn 1 và cuộn 2 trên mỗi cuộn kép thành một cuộn duy nhất sao cho
chúng có cùng chiều quấn. Nối 2 cuộn kép đã nối nối tiếp nhau một lần nữa sao
cho chúng có cùng chiều quấn. Điều này rất quan trọng vì nếu ta nối không đúng
từ trường của cuộn dây sẽ bị triệt tiêu. Để phân biệt hai cuộn riêng biệt trong một
cuộn dây kép có 4 đầu dây ra ta có thể dùng đồng hồ vạn năng đặt ở chế độ đo
điện trở, hai đầu dây có điện trở nhỏ là chung 1 cuộn.
Để đảm bảo chiều quấn của 2 cuộn ta có thể đánh dấu 1, 2 cho hai đầu
cuộn thứ nhất và 3, 4 cho hai đầu cuộn thứ 2. Nối đầu 2 lần lượt với đầu 3 và 4,
dùng 1 kim nam châm (hoặc la bàn) đặt gần cuộn dây, một bộ nguồn pin được
nối với hai đầu còn lại của cuộn dây sau khi đã nối. Bật công tắc nguồn pin, quan
sát độ lệch của kim nam châm, nếu kim nam châm lệch nhiều là đúng. Để dảm
bảo dẫn điện tốt ta hàn chì mối nối này và băng cách điện. Tiến hành tương tự với
cuộn còn lại ta sẽ được hai cuộn dây mỗi cuộn có 2000 vòng. Lắp hai cuộn dây
này vào lõi sắt non, lần lượt mắc mỗi cuộn với bộ nguồn pin và kiểm tra cực từ

của từng cuộn khi cho dòng điện chạy qua bằng kim nam châm. Đổi đầu nối dây
của một trong hai cuộn để đảm bảo cực từ từng cuộn sau khi lắp vào lõi sắt là nối
tiếp nhau. Nối cuối cuộn thứ nhất vào đầu cuộn thứ hai, hàn chì, băng cách điện
ta được một nam châm điện có tổng số vòng dây quấn là 4000 vòng cùng lõi sắt
non có hai đầu lõi sắt cũng là hai từ cực của nam châm này, sau đó gắn lõi sắt lên
bảng gỗ. Các bước trên sẽ không cần thiết nếu ta tháo hết các vòng dây và quấn
lại từ đầu bằng dây mới có cùng kích cỡ.


Vị trí
nối

Các đầu
dây

- Nối 4 điốt đã chuẩn bị thành mạch cầu như sơ đồ:
Các đầu 1,2 sẽ được nối với nguồn thông qua công tắc và cầu chì, các đầu 3,4 sẽ
được nối với 2 đầu còn lại của cuộn dây đã thực hiện phần trên.

- Nối mạch điện gồm cuộn dây lõi sắt, điôt chỉnh lưu, cầu chì, công tắc, dây
dẫn đôi, phích cắm theo sơ đồ:
- Hàn chì và băng cách điện các mối nối
- Gắn tấm che những vị trí có phần mạch điện hở (vị trí các điốt) và ta có sản
phẩm thiết bị nạp từ sẵn sàng đưa vào sử dụng.


- Chúng ta cần kiểm tra từ cực của thiết bị nạp từ vừa lắp ta cần nối thiết bị
với bộ nguồn pin, dùng kim nam châm để xác định cực từ của thiết bị, đánh dấu
bằng cách sơn màu xanh đỏ hoặc ghi các chữ cái N, S lên hai đầu của lõi sắt hình
chữ U. Để thuận tiện nạp từ sau này ta lưu ý sơn màu xanh, đỏ hoặc ghi chữ cái

ngược lại với từ cực của thiết bị (sơn màu đỏ, ghi chữ N cho cực từ Nam của thiết
bị sơn màu xanh, ghi chữ S cho cựctừ Bắc của thiết bị). Với cách đánh dấu như
thế khi nạp từ cho 1 nam châm ta chỉ cần đặt nam châm lên thiết bị với cực Bắc,
Nam như đã đánh dấu trên thiết bị.


IV. Sử dụng:
- Chuẩn bị sẵn các nam châm dự tính nạp từ lại, đặt các nam châm nối
kín mạch từ của cuộn dây lõi sắt của thiết bị nạp từ theo đúng cực từ được đánh
dấu trên thiết bị nạp từ. Với kim nam châm có thể đặt một lần khoảng 5 kim, với
nam châm thẳng hoặc nam châm chữ U có thể đặt một lần 2 thanh.
- Cắm phích cắm vào nguồn điện 220V, bật công tắc cho dòng điện chạy qua
thiết bị nạp từ.
- Chờ khoảng 30s, tắt công tắc, lấy các nam châm ra khỏi lõi sắt của thiết bị
nạp từ.
- Kiểm tra độ mạnh từ tính của các nam châm bằng cách cho chúng hút, đẩy
nhau ta sẽ thấy chúng mạnh hơn nhiều so với trước khi nạp từ.
- Tương tự ta tiến hành nạp từ cho các nam châm còn lại
* Việc chế tạo thiết bị nạp từ chỉ bằng những thiết bị có sẵn, rẻ tiền cũng có
những hạn chế nhất định như:
- Đối với các la bàn có kim nam châm bị sai từ cực ta phải tháo vỏ la
bàn (cần cẩn thận tránh làm vỡ nắp la bàn bằng nhựa trong), lấy kim nam châm ra
và tiến hành điều chỉnh cực từ theo yêu cầu sau đó lắp lại kim nam châm vào vỏ
la bàn.


- Công việc nạp từ cho các nam châm có thể thực hiện vào ngày trước khi có
tiết dạy, hoặc vào tiết trống trước đó. Người nạp từ có thể là cán bộ thiết bị có
chuyên môn Vật lý hoặc chính giáo viên giảng dạy.
V. Bảo quản thiết bị:

- Để đảm bảo thiết bị hoạt động ổn định, lâu dài ta không để dòng điện qua
thiết bị vượt quá 3 phút cho mỗi lần nạp từ.
- Sau khi sử dụng cần bảo quản thiết bị trong môi trường thoáng mát, ít bụi.
- Sau thời gian dài không sử dụng cần làm sạch bụi bẩn bằng cọ trước khi sử
dụng lại.
VI. Hiệu quả khi sử dụng thiết bị nạp từ:
- Đối với cá nhân tôi việc chế tạo được thiết bị nạp từ cho nam châm đã
chứng minh được rằng bằng sự cố gắng tìm tòi, sáng tạo, biết vận dụng kiến thức
bộ môn ta hoàn toàn có thể khắc phục dược những khó khăn trên con đường
mang tri thức đến cho học sinh thân yêu và là cơ sở cho những sáng kiến kinh
nghiệm sau này. Với học sinh, việc sử dụng thiết bị nạp từ giúp cho các em tránh
được những tiết dạy chay ở phần Điện từ học từ đó hứng thú hơn trong học tập,
việc thầy cô chế tạo và sử dụng thiết bị nạp từ để nạp từ cho các nam châm cũ sẽ
cho các em thấy rõ hơn rằng kiến thức mà các em được truyền thụ trên lớp đang
được ứng dụng một cách cụ thể như thế nào. Với tổ chuyên môn việc chế tạo và
sử dụng thiết bị nạp từ đã giúp việc giảng dạy các bài có liên quan thuận lợi hơn
rất nhiều và là kinh nghiệm quý báu để các thành viên trong tổ có những cải tiến
hoặc chế tạo mới các thiết bị để phục vụ ngày càng tốt hơn. Sau 1 năm sử dụng,
thiết bị nạp từ đã góp phần nâng cao chất lượng bộ môn, đặc biệt chất lượng các
bài kiểm tra có kiến thức liên quan đến nam châm.
- Đối với trường THCS Bình Hàng Tây, việc chế tạo và đưa vào sử dụng
thiết bị nạp từ đã góp phần tiết kiệm một số tiền không nhỏ khi không cần phải
đặt mua thêm các nam châm để thay thế các nam châm cũ, hỏng.


+ Hình thức không bắt mắt.
+ Số vòng dây quấn, cỡ dây; chất lượng, kích thước lõi chưa thật sự hoàn
hảo đã làm cuộn dây khá mau nóng khi sử dụng.
Tuy nhiên những hạn chế này cũng có thể khắc phục:
+ Về hình thức tùy sự sáng tạo của giáo viên.

+ Tăng số vòng dây một cách thích hợp cho các cuộn dây sẽ gúp ta vừa tăng
được lực từ của nam châm điện vừa giúp cuộn dây ít nóng hơn.
C. KẾT LUẬN:
I/ Ý nghĩa của đề tài đối với công tác
- Đối với học sinh, việc chế tạo và đưa vào sử dụng thiết bị nạp từ đã giúp
các em chủ động hơn trong việc khám phá tri thức thông qua việc được thực hành
trên những nam châm đảm bảo chất lượng từ đó nâng cao chất lượng học tập bộ
môn.
- Đối với bản thân tôi, việc chế tạo và đưa vào sử dụng thành công thiết bị
nạp từ giúp tôi thêm tự tin vào năng lực bản thân, để thấy rằng nếu cố gắng tìm
cách giải quyết thì những những khó khăn đều có thể khắc phục.
- Đối với tổ bộ môn, việc chế tạo và đưa vào sử dụng thiết bị nạp từ đã giúp
các giáo viên chủ động hơn, tự tin vào chất lượng của các nam châm từ đó có thể
toàn tâm toàn ý trong công tác giảng dạy mà không phải bận tâm giải quyết
những trục tặc do chất lượng của những nam châm, chất lượng giảng dạy của tổ
nhờ đó cũng được nâng lên.
- Đối với nhà trường, việc chế tạo và đưa vào sử dụng thiết bị nạp từ cho
nam châm đã góp phần tiết kiệm kinh phí mua sắm mới để thay thế các nam
châm cũ, hư. Mặt khác việc mua thêm thiết bị từ công ty thiết bị trường học
không phải lúc nào cũng thuận lợi.
II/ Khả năng áp dụng:
Việc chế tạo thết bị nạp từ không quá phức tạp, cách sử dụng đơn giản mà


hiệu quả mang lại khá cao nên hoàn toàn có thể nhân rộng kinh nghiệm này cho
các trường THCS trong huyện, thậm chí cả tỉnh.
III. Bài học kinh nghiệm và hướng phát triển:
- Việc chế tạo và đưa vào sử dụng thiết bị nạp từ đã giải quyết được căn
bản vấn đề hư hỏng, giảm chất lượng của các nam châm được cấp góp phần nâng
cao chất lượng bộ môn là một thành công, thành công này cho thấy nếu mỗi giáo

viên Vật lý đều chịu khó đầu tư suy nghĩ, tìm cách giải quyết các vấn đề bất cập
trong công tác giảng dạy thì mọi khó khăn đều có thể vượt qua.
- Những hạn chế về chất lượng đồ dùng dạy học được cấp, sự chậm trễ
bổ sung cấp mới thiết bị ...đã phần nào ảnh hưởng đến việc tập trung vào công
việc chính là giảng dạy. Thay vì tập trung giảng dạy thật tốt với những thiết bị
đảm bảo chất lượng, các giáo viên phải phân tâm để tìm cách khắc phục những
hạn chế, hư hỏng của thiết bị.
Nếu nỗ lực tìm tòi, sáng tạo mỗi giáo viên đều có thể tự mình tìm ra cách
giải quyết những hạn chế về chất lượng thiết bị. Bên cạnh đó, việc trao đổi các
phương án giải quyết với đồng nghiệp sẽ giúp chúng ta hoàn thiện hơn giải pháp
của mình.
IV. Đề xuất, kiến nghị:
Những hạn chế về chất lượng của những thiết bị dạy học được cấp trong
thực tế đã gây khó khăn không ít cho giáo viên trực tiếp giảng dạy. Không chỉ ở
phần từ như tôi đã trình bày. Tôi đề nghị cần có biện pháp kiểm tra lại hiệu quả
sử dụng của những thiết bị được cấp rồi tìm ra giải pháp khắc phục những hạn
chế của đồ dùng từ đó thu thập kinh nghiệm giải quyết một cách đại trà.
Tôi tin rằng đồng nghiệp của tôi, những giáo viên Vật lý, với kiến thức của
mình cùng sự tìm tòi sáng tạo, tinh thần vượt khó nhất định sẽ tìm ra giải pháp
hợp lý cho những vấn đề còn lại. Riêng bản thân tôi cũng đang ấp ủ nhiều ý
tưởng và tôi sẽ tìm cách biến những ý tưởng trên thành sự thật trong tương lai


đồng thời tôi cũng sẽ tìm cách hoàn thiện hơn thiết bị nạp từ để thiết bị này có thể
hoạt động tốt hơn.
Trên đây là nội dung sáng kiến kinh nghiệm của tôi. Rất mong được sự góp
ý của đồng nghiệp và cấp trên. Tôi xin chân thành cảm ơn !
Cao Lãnh, ngày 7 tháng 2 năm 2012
Người viết

Mai Thành Nghĩa