Bộ thiết bị đo kĩ thuật số tích hợp là học cụ thực hành giúp học sinh trung học phổ thông thực hiện các thí nghiệm về chuyển động, các định luật Newton và các định luật bảo toàn bằng số liệu đo trực tiếp. Sản phẩm gồm xe lăn có tích hợp thiết bị đo khoảng cách qua góc lăn của bánh xe cùng cảm biến gia tốc và cảm biến lực, 02 gia trọng khối lượng 2 x 250 g, 01 máng đỡ dài ≥ 1000 mm và 01 phần mềm tiếng Việt kết nối không dây với điện thoại, máy tính. Sản phẩm tính theo đơn vị Bộ với số lượng 06.
Vì sao thí nghiệm chuyển động cần số liệu đo trực tiếp
Giáo dục lý thuyết suông khiến học sinh học thuộc định luật Newton nhưng chưa từng thấy lực tác động lên vật được biểu diễn bằng một con số cụ thể. Trong phòng thực hành, kết quả phụ thuộc vào ma sát, chiều nghiêng của máng và cách thả vật, nhưng học sinh không có công cụ để kiểm tra sai lệch đến từ đâu.
Khi được trao bộ thiết bị đo, học sinh trở thành người đo lường: các em thay đổi gia trọng, chỉnh độ nghiêng, đọc lực, gia tốc, vận tốc và vị trí ngay trên phần mềm, rồi dùng chính số liệu đó để kiểm chứng định luật.
Giới thiệu chi tiết Bộ thiết bị đo kĩ thuật số tích hợp
Thiết bị trung tâm là xe lăn có tích hợp thiết bị đo khoảng cách qua góc lăn của bánh xe, cùng cảm biến gia tốc và cảm biến lực, cho phép đo đồng thời nhiều đại lượng trong một lần thả vật. Cụ thể, đo lực với dải đo ± 100 N, độ phân giải 0,1 N, độ chính xác ± 1%; xác định vị trí với độ phân giải ± 0,2 mm; đo vận tốc với dải đo ± 3 m/s; đo gia tốc với dải đo ± 16g (g ≈ 9,8 m/s2). Bộ kèm 02 gia trọng khối lượng 2 x 250 g để thay đổi lực tác dụng, 01 phần mềm tiếng Việt kết nối không dây với điện thoại, máy tính để ghi và hiển thị số liệu, cùng 01 máng đỡ dài ≥ 1000 mm, độ chia nhỏ nhất 1 mm, rộng ≥ 100 mm, có 2 rãnh dẫn hướng bánh xe của xe lăn, các vít để chỉnh thăng bằng, có chặn ở 2 đầu máng và có thể lắp với giá thí nghiệm để thay đổi độ nghiêng. Ghi chú danh mục xác định sản phẩm theo Danh mục thiết bị dạy học tối thiểu môn Vật lí cấp THPT.
Tích hợp các yếu tố STEM trong sản phẩm
Khoa học (Science)
Học sinh kiểm chứng trực tiếp các định luật Newton và các định luật bảo toàn: mối quan hệ giữa lực và gia tốc với cảm biến lực và cảm biến gia tốc, bảo toàn động lượng khi va chạm giữa xe lăn và gia trọng, bảo toàn cơ năng khi xe lăn trên máng ở các độ nghiêng khác nhau. Mọi nhận định đều dựa trên số liệu đo được.
Công nghệ (Technology)
Phần mềm tiếng Việt kết nối không dây với điện thoại, máy tính đóng vai trò trung tâm dữ liệu: số liệu về lực, gia tốc, vận tốc và vị trí được truyền và hiển thị theo thời gian thực, học sinh có thể dừng lại ở bất kỳ thời điểm nào để đọc giá trị. Công nghệ không dây giải phóng mặt bàn thực hành, loại bỏ cáp rối khi xe lăn di chuyển.
Kỹ thuật (Engineering)
Quy trình thực hành gồm các bước chặt chẽ: cố định máng đỡ, chỉnh thăng bằng bằng vít, lắp giá thí nghiệm và chỉnh độ nghiêng, đặt xe lăn vào rãnh dẫn hướng, thêm gia trọng 250 g theo đề bài, rồi thả xe và ghi số liệu. Khi kết quả lệch, học sinh kiểm tra lại thăng bằng và điểm phóng để phát hiện lỗi.
Toán học (Math)
Từ dữ liệu phần mềm, học sinh tính vận tốc trung bình, gia tốc từ độ dốc của biểu đồ, đối chiếu giữa lực đo được ± 100 N và gia tốc đọc được ± 16g để kiểm tra hệ thức F = m.a. Với độ phân giải vị trí ± 0,2 mm và máng chia nhỏ nhất 1 mm, học sinh tính chính xác quãng đường.
Tính năng nổi bật của bộ thiết bị thí nghiệm STEM này
- Xe lăn tích hợp thiết bị đo khoảng cách qua góc lăn của bánh xe cùng cảm biến gia tốc và cảm biến lực.
- Đo lực dải ± 100 N, độ phân giải 0,1 N, độ chính xác ± 1%.
- Xác định vị trí độ phân giải ± 0,2 mm; đo vận tốc dải ± 3 m/s; đo gia tốc dải ± 16g (g ≈ 9,8 m/s2).
- 02 gia trọng khối lượng 2 x 250 g cho nhiều kịch bản thí nghiệm.
- 01 phần mềm tiếng Việt kết nối không dây với điện thoại, máy tính.
- 01 máng đỡ dài ≥ 1000 mm, rộng ≥ 100 mm, độ chia nhỏ nhất 1 mm, có rãnh dẫn hướng và vít chỉnh thăng bằng.
Đừng để phòng thực hành Vật lí của trường bạn chỉ có thước kẻ và bấm giờ. Một bộ thiết bị đo tích hợp sẽ mở ra nhiều thí nghiệm định lượng trước đây chỉ nằm trong sách giáo khoa.
Hướng dẫn tổ chức hoạt động thực hành với Bộ thiết bị đo kĩ thuật số tích hợp
- Đặt vấn đề: xác định mục tiêu thí nghiệm, chẳng hạn kiểm chứng định luật thứ hai của Newton hay bảo toàn động lượng trong va chạm.
- Lắp đặt và hiệu chỉnh: lắp máng với giá thí nghiệm, chỉnh thăng bằng bằng vít, chỉnh độ nghiêng và kiểm tra rãnh dẫn hướng bánh xe.
- Kết nối phần mềm: mở phần mềm tiếng Việt trên điện thoại hoặc máy tính, kết nối không dây và kiểm tra số liệu cảm biến trước khi thả xe.
- Thực hiện thí nghiệm: đặt xe lăn, thêm gia trọng 250 g theo kịch bản, thả xe và ghi lại dữ liệu lực, vận tốc, gia tốc, vị trí.
- Phân tích và tối ưu hóa: vẽ biểu đồ, tính toán các đại lượng, so sánh kết quả giữa các nhóm và đề xuất điều kiện thí nghiệm tối ưu.
Đối tượng sử dụng phù hợp
Sản phẩm dành cho trường trung học phổ thông, phòng học và phòng LAB STEM, giáo viên Vật lí tổ chức thực hành, học sinh làm dự án nghiên cứu khoa học – kỹ thuật, phụ huynh hướng dẫn con học tại nhà và các trung tâm đào tạo cần chuẩn hóa dụng cụ thực hành.
Ưu thế vượt trội so với thí nghiệm ước lượng
Khác với thí nghiệm chỉ quan sát bằng mắt thường và ước lượng bằng đồng hồ bấm giây, Bộ thiết bị đo kĩ thuật số tích hợp cho ra số liệu liên tục, chính xác và lặp lại được. Học sinh tin vào định luật vì chính dữ liệu của mình khẳng định điều đó, đồng thời rèn kỹ năng xử lý dữ liệu như một kỹ sư.
Câu hỏi thường gặp
Bộ thiết bị dùng cho những thí nghiệm nào?
Thiết bị dùng để thực hiện các thí nghiệm về chuyển động, các định luật Newton và các định luật bảo toàn trong môn Vật lí trung học phổ thông.
Cách bảo quản xe lăn, máng đỡ và cảm biến?
Cất xe lăn và gia trọng đúng khay sau mỗi tiết, lau máng đỡ sạch bụi, tránh va đập cảm biến và kiểm tra vít chỉnh thăng bằng định kỳ.
Lưu ý an toàn nào cần tuân thủ khi thực hành?
Đảm bảo máng đã thăng bằng và có chặn ở hai đầu trước khi thả xe, không đặt tay vào đường chạy của xe lăn.
Số lượng bộ theo danh mục là bao nhiêu?
Theo Danh mục thiết bị dạy học tối thiểu môn Vật lí cấp THPT, sản phẩm tính theo đơn vị Bộ với số lượng 06 cho phòng học.
Kết luận
Bộ thiết bị đo kĩ thuật số tích hợp đưa phòng thực hành Vật lí của trường bạn đến chuẩn đo lường hiện đại với lực ± 100 N, vị trí ± 0,2 mm và phần mềm tiếng Việt kết nối không dây. Hãy đầu tư ngay để học sinh kiểm chứng định luật bằng chính số liệu của mình.
Bảng tổng kết thông số kỹ thuật
| Hạng mục | Thông số |
|---|---|
| Cấu tạo chính | Xe lăn tích hợp thiết bị đo khoảng cách qua góc lăn của bánh xe; cảm biến gia tốc; cảm biến lực |
| Đo lực | Dải đo ± 100 N; độ phân giải 0,1 N; độ chính xác ± 1% |
| Đo vị trí | Độ phân giải ± 0,2 mm |
| Đo vận tốc | Dải đo ± 3 m/s |
| Đo gia tốc | Dải đo ± 16g (g ≈ 9,8 m/s2) |
| Gia trọng | 02 cái, khối lượng 2 x 250 g |
| Phần mềm | 01 phần mềm tiếng Việt, kết nối không dây với điện thoại, máy tính |
| Máng đỡ | Dài ≥ 1000 mm; độ chia nhỏ nhất 1 mm; rộng ≥ 100 mm; 2 rãnh dẫn hướng bánh xe; vít chỉnh thăng bằng; chặn ở 2 đầu máng; lắp với giá thí nghiệm để đổi độ nghiêng |
| Mục đích sử dụng | Thí nghiệm về chuyển động, các định luật Newton, các định luật bảo toàn |
| Đơn vị tính | Bộ |
| Số lượng | 06 |
| Ghi chú | Theo Danh mục TBDH tối thiểu môn Vật lí cấp THPT |
| Cấp học | Trung học phổ thông |
Đánh giá
Chưa có đánh giá nào.