a. Tên nhiệm vụ: Thiết kế mới một số bài thí nghiệm Vật lý đại cương tại trường Đại học Thủ Dầu Một
b. Đơn vị chủ trì: Khoa Khoa học Tự nhiên - Trường Đại học Thủ Dầu Một
c. Chủ nhiệm đề tài: ThS Nguyễn Thanh Tùng
d. Mục tiêu nghiên cứu:
- Thiết kế, xây dựng mới một số bài thí nghiệm vật lý đại cương tại Trường Đại học Thủ Dầu Một.
- Biên soạn tập tài liệu “Hướng dẫn thực hành thí nghiệm vật lý đại cương” kèm theo các bài mới được thiết kế.
đ. Kết quả nghiên cứu (tóm tắt)
Thực tế hiện nay tại các trường đại học, cao đẳng trong nước đã có nhiều dự án nâng cấp phòng thí nghiệm, chế tạo mới các bài thí nghiệm và các cuộc thi sáng tạo đồ dung dạy học mang lại hiệu quả cao. Các thiết bị thí nghiệm được trang bị tại phòng thí nghiệm Vật lý, Trường Đại học Thủ Dầu Một trong thời gian trước và hiện nay được nhập từ các nước như: Đức, hệ thống Chuẩn Châu Âu (CE), hay Trung Quốc…
Nhìn chung chất lượng thì rất chuẩn, các thông số kỹ thuật, kết quả đo chính xác, mẫu mã đẹp. Tuy nhiên, việc đưa vào sử dụng để mang lại hiệu quả cao bởi quá trình giảng dạy thực hành trong thời gian dài cũng có những nhược điểm: Không phù hợp môi trường (nhiệt độ, độ ẩm) giữa nơi sản xuất và nơi sử dụng, độ ẩm cao làm thiết bị dễ rỉ sét, ẩm mốc... Đa số các thiết bị thí nghiệm rất đắt tiền, không có phụ tùng đi kèm, hướng dẫn sử dụng hoàn toàn bằng tiếng Đức, tiếng Anh,… Mặt khác, khi trang bị dụng cụ thí nghiệm các giảng viên không được tập huấn sử dụng mà phải tự mài mò, tự nghiên cứu để giảng dạy.
Bên cạnh đó, dựa trên thực tế khách quan trong quá trình giảng dạy môn Thực hành Vật lý đại cƣơng cho sinh viên các lớp tại Trường trong những năm qua. Ths. Nguyễn Thanh Tùng nhận thấy: Trong thời gian sử dụng các thiết bị thí nghiệm đã gặp nhiều trường hợp cụ thể từ việc vô tình làm hư hỏng một chi tiết nhỏ của bộ thí nghiệm dẫn đến bỏ cả bài thí nghiệm, gây khó khăn trong quá trình giảng dạy, ảnh hưởng đến chất lượng đào tạo của Trường. Đồng thời, thông qua học hỏi từ các Hội thi sáng tạo đồ dùng dạy học từ vật liệu dễ tìm mua của các tỉnh, thành trong nước và tham khảo các Dự án đầu tư, nâng cấp phòng thí nghiệm của các trường đại học, cao đẳng trên cả nước.
Từ đó, tác giả đã quyết tâm thiết kế, chế tạo mới, đưa vào sử dụng một số bài thí nghiệm vật lý, giảng dạy môn học thực hành vật lý đại cương cho các lớp cao đẳng, đại học thuộc khối kỹ thuật, các lớp ngành sư phạm vật lý bằng các vật tư, thiết bị đang có trên thị trường Việt Nam (do các nước có uy tín sản xuất như: Nhật Bản, Đức…) sẽ mang lại nhiều điều tiện lợi cho các giảng viên phụ trách môn học, tạo tâm lý không quá căng thẳng trong quá trình sử dụng thiết bị do sợ làm hỏng và cũng góp phần tiết kiệm nhiều kinh phí cho Nhà trường…
Để đạt được mục tiêu thiết kế, xây dựng mới một số bài thí nghiệm vật lý đại cương tại Trường Đại học Thủ Dầu Một và biên soạn tập tài liệu “Hướng dẫn thực hành thí nghiệm vật lý đại cương”, chủ nhiệm đề tài tiến hành công việc thực nghiệm sư phạm với mục đích kiểm chứng sản phẩm đề tài có mang tính ứng dụng tốt hay không sau quá trình thiết kế, lắp đặt, vận hành, đo đạc thử nghiệm. Nếu có vấn đề chưa tốt, chưa ổn định trong quá trình sử dụng sẽ có biện pháp chỉnh sửa, thay đổi thiết kế khi cần thiết.
Đối tượng mà tác giả chọn để thực nghiệm sư phạm là các sinh viên 02 lớp cao đẳng sư phạm vật lý khóa 2014 - 2017, cụ thể là C14VL01 và C14VL02 đang trong giai đoạn học môn học Thực hành Vật lý đại cương 2 (0+1) do chính chủ nhiệm đề tài trực tiếp giảng dạy.
Được sự đồng ý của Trưởng Bộ môn Vật lý, tác giả tiến hành cho các sinh viên nói trên áp dụng các bài thí nghiệm vừa thiết kế, lắp đặt xong dùng để học môn học thực hành. Mọi việc tiến hành bình thường, các bài thí nghiệm mới được kết hợp giảng dạy chính thức như những bài thí nghiệm đang triển khai tại Phòng thí nghiệm Vật lý. Các bài thí nghiệm đã triển khai gồm 07 bài thuộc đề tài: (1) Thí nghiệm sóng dừng trên dây đàn hồi, (2) Thí nghiệm giao thoa sóng nước (biểu diễn), (3) Thí nghiệm Khảo sát đặc tuyến Vôn-Ampe của diode, (4) Thí nghiệm Khảo sát đặc tuyến Vôn-Ampe của diode zener, (5) Thí nghiệm Khảo sát đặc tuyến Vôn-Ampe của Transistor, (6) Thí nghiệm Khảo sát mạch điện xoay chiều RLC và (7) Thí nghiệm Khảo sát hoạt động của máy dao động ký (OSC).
Thông qua thời gian nghiên cứu, thiết kế và ứng dụng thử, chỉnh sửa các sản phẩm của đề tài đã đạt được mục tiêu đề ra ban đầu. Các thiết bị ổn định, tinh gọn phù hợp với xu hướng vật tư, thiết bị hiện đại. Tiêu chí dễ sửa chữa, lắp ráp khi xảy ra hỏng hóc trong quá trình sử dụng, học tập của sinh viên. Tác giả cũng đã tiến hành triển khai áp dụng giảng dạy thử tại các lớp C14VL01 và C14VL02 cho phần Thực hành Vật lý đại cương 2 (0+1) và cũng thu được kết quả đánh giá của sinh viên chấp nhận được. Kết quả của đề tài cũng đã được Tạp chí Đại học Thủ Dầu Một chấp nhận đăng tải bài viết với chủ đề tương tự. Sản phẩm 07 bài thí nghiệm đã sẳn sàng chuyển giao về Bộ môn Vật lý để áp dụng giảng dạy cho các lớp môn học Thực hành vật lý đại cương.
Cái mới của đề tài là tác giả chọn cách thiết kế lắp đặt các bài thí nghiệm ở dạng tinh gọn, giảm thể tích, tích hợp nhiều thiết bị trong một khối chung thay vì các thiết bị nằm rời rạc nhiều phần, nhóm thiết bị; sử dụng toàn bộ thiết bị kỹ thuật mới như: Dùng đồng hồ VOM hiện số thay cho vôn kế hay ampe kế hiện kim, dùng ứng dụng của dao động ký (OSC) giải quyết các bài toán cộng hưởng điện thay vì sử dụng sự thay đổi điện trở thông qua biến trở và dòng cực đại hay công suất cực đại…
e. Thời gian nghiên cứu:
- Thời gian bắt đầu: 9/2015
- Thời gian kết thúc: 12/2016
f. Kinh phí: 56.710.000 đồng
(Có thể tìm đọc toàn văn Báo cáo kết quả nghiên cứu tại Trung tâm Thông tin và Thống kê khoa học và công nghệ).