Giáo án Bài 6. Thực hành: Khai thác phần mềm mô phỏng

Huy động kiến thức nền về ba hướng khai thác phần mềm mô phỏng đã học; xác định rõ nhiệm vụ của buổi thực hành.

HS quan sát ba hình trên màn hình: quạt điện, mạch điện mô phỏng có $R=20\,\Omega$ và $U=6\,\mathrm{V}$, ngũ giác đều ABCDE có ngôi sao. HS trả lời ba câu hỏi:

• Quạt nhận dạng năng lượng nào và chuyển thành những dạng nào?
• Muốn đo dòng điện qua điện trở, phải mắc công cụ nào và mắc như thế nào?
• Trong ngũ giác đều, đoạn nào là đường chéo $d$, đoạn nào là cạnh $s$?

• Quạt: điện năng → cơ năng, nhiệt và âm thanh.
• Dòng điện qua điện trở đo bằng ampe kế, mắc nối tiếp với điện trở.
• Đường chéo là đoạn AC, cạnh là đoạn AB; tỉ lệ cần tính là $\dfrac{d}{s}=\dfrac{AC}{AB}$.
• Nhiệm vụ: lập báo cáo ba phần gồm chuyển hóa năng lượng, đo dòng trong mạch lí tưởng và tỉ lệ độ dài trong ngôi sao.

Thực hiện được quy trình ghi cấu hình, thay đổi một yếu tố, tính dự đoán và đối chiếu với số quan sát trên mô phỏng quạt và mạch điện lí tưởng.

Nhóm 3–4 HS thực hiện theo Phiếu học tập số 1, mục A và mục B:

• Mục A: mở mô phỏng quạt, ghi cấu hình, quan sát các dạng năng lượng xuất hiện (cơ năng, nhiệt, âm thanh).
• Mục B: mở mạch mô phỏng lí tưởng với $R=20\,\Omega$, $U=6\,\mathrm{V}$. Mắc ampe kế nối tiếp, ghi số quan sát $I$; sau đó thay $R$ bằng $10\,\Omega$, tính dự đoán $I=\dfrac{U}{R}$, ghi số quan sát mới và so sánh.
  Sản phẩm là bảng ghi số liệu của nhóm.

• Quạt: điện năng → cơ năng + nhiệt + âm thanh (không có trường hợp chỉ tạo cơ năng).
• Mạch 1: $R=20\,\Omega$, $U=6\,\mathrm{V}$; dự đoán $I=\dfrac{6}{20}=0{,}3\,\mathrm{A}$; số quan sát ampe kế ghi riêng; ampe kế mắc nối tiếp với điện trở.
• Mạch 2 (thay $R=10\,\Omega$): dự đoán $I=\dfrac{6}{10}=0{,}6\,\mathrm{A}$; số quan sát ghi riêng; kết luận: khi điện trở giảm một nửa, dòng điện tăng gấp đôi nếu điện áp không đổi.
• Ghi chú: dự đoán và quan sát là hai loại số liệu khác nhau, phải ghi tách bạch.

Đo được hai độ dài $d$ và $s$ trên hình động, tính thương $\dfrac{d}{s}$ và nhận biết điều kiện giữ hình chuẩn khi so sánh tỉ lệ.

Nhóm thực hiện mục C của Phiếu học tập số 1:

• Mở hình ngũ giác đều ABCDE có ngôi sao nối các đường chéo, giữ hình ở trạng thái chuẩn ban đầu.
• Đo đường chéo $d=AC$ và cạnh $s=AB$ bằng công cụ đo độ dài của phần mềm; ghi hai độ dài và thương $\dfrac{d}{s}$.
• Kéo một đỉnh làm hình méo (mất tính đều); đo lại $d$ và $s$, tính thương mới và nhận xét xem tỉ lệ cũ còn hợp lệ không.

• Hình chuẩn (đều): ghi $d$, $s$ và $\dfrac{d}{s}$ theo số đo của nhóm; so sánh với $1{,}618$ và nêu sai lệch do làm tròn.
• Hình bị kéo méo: số đo thay đổi, tỉ lệ không còn giữ $1{,}618$; kết luận: không được khẳng định tỉ lệ cũ vì điều kiện hình đã thay đổi.
• Ghi chú: $1{,}618$ là giá trị lí thuyết trong mô hình, không được ghi thành số đo quan sát.

Vận dụng đúng công cụ đo, cách mắc, cách tính dự đoán và điều kiện áp dụng qua các câu hỏi tương tác.

HS làm cá nhân các câu sau trên bài tập tương tác NeoEdu hoặc trên Phiếu học tập số 1, sau đó đổi cặp để đối chiếu:

• Câu 1: Đo dòng qua điện trở bằng thiết bị mô phỏng nào? A. Ampe kế; B. Vôn kế; C. Ôm kế; D. Oát kế.
• Câu 2: Ampe kế theo mô hình cơ bản mắc thế nào? A. Nối tiếp; B. Song song tùy ý qua nguồn; C. Không cần nối; D. Thay điện trở bằng dây ngắn.
• Câu 3: Tính $\dfrac{6}{20}$.
• Câu 4: Quạt chỉ tạo cơ năng mà không có dạng năng lượng khác. Đúng hay sai?
• Câu 5: Kéo hình làm mất tính đều mà vẫn khẳng định tỉ lệ cũ là không hợp lệ. Đúng hay sai?
• Câu 6: Ghép thao tác: đo dòng; đo điện áp; đo tỉ lệ hình.

• Câu 1: A (ampe kế đo cường độ dòng điện).
• Câu 2: A (nối tiếp để dòng cần đo đi qua nó).
• Câu 3: $\dfrac{6}{20}=0{,}3$.
• Câu 4: Sai (quạt có tổn hao nhiệt và âm thanh).
• Câu 5: Đúng (điều kiện mô hình đã thay đổi).
• Câu 6: Đo dòng – ampe kế nối tiếp; đo điện áp – vôn kế giữa hai điểm; đo tỉ lệ hình – lấy thương hai độ dài.

Lập được báo cáo ba phần đủ để người dạy kiểm tra; tự đánh giá sản phẩm theo tiêu chí; nêu được giới hạn của dự đoán và của phép đo mô phỏng.

Nhóm hoàn thiện báo cáo theo Phiếu học tập số 1, phần Báo cáo ba phần, gồm:

• Phần 1: chuyển hóa năng lượng của quạt, nêu công cụ, cấu hình và giới hạn.
• Phần 2: đo dòng trong mạch lí tưởng $R=20\,\Omega$, $U=6\,\mathrm{V}$: nêu dự đoán, số quan sát riêng, mắc ampe kế nối tiếp.
• Phần 3: tỉ lệ $\dfrac{d}{s}$ trong ngôi sao năm cánh đều: ghi hai độ dài, thương, nhận xét khi hình méo.
  Sau đó các nhóm đổi bài kiểm tra chéo theo thang điểm, kèm câu hỏi: Nếu đo đường chéo $16{,}2$ và cạnh $10$ thì tỉ lệ là bao nhiêu, đây có phải chứng minh chính xác tỉ lệ vàng không?

• Báo cáo ba phần đầy đủ, ghi rõ công cụ, cấu hình, số dự đoán và số quan sát tách biệt.
• Thang điểm (tổng 1,0): ba phần riêng biệt 0,15; năng lượng quạt và giới hạn 0,2; dòng $0{,}3\,\mathrm{A}$ với ampe kế nối tiếp 0,25; xác định đúng hai đoạn đường chéo và cạnh 0,2; phân biệt dự đoán và số quan sát 0,2.
• Đáp án câu hỏi mở: tỉ lệ $\dfrac{16{,}2}{10}=1{,}62$, gần $1{,}618$ nhưng là số làm tròn của phép đo; không phải chứng minh chính xác, vì chứng minh cần lí luận hình học cho đẳng thức.
• Chấp nhận phương án trình bày khác nếu đúng, có lí giải và đảm bảo an toàn.