Giáo án STEM môn vật lý 9, chủ đề chế tạo máy hút đinh người đường

Giáo án STEM môn vật lý 9, chủ đề chế tạo máy hút đinh người đường Giáo án STEM môn vật lý 9, chủ đề chế tạo máy hút đinh người đường

GIÁO ÁN STEM MÔN VẬT LÝ CHỦ ĐỀ: THIẾT KẾ XE THU GOM ĐINH SẮT Tên chủ đề: THIẾT KẾ XE THU GOM ĐINH SẮT (Số tiết: 03 tiết – môn Vật lý lớp 9) Mô tả chủ đề: Hiện nay, nhiều lí khác mà đinh sắt phế thải kim loại bị vương vãi đường gây nguy hiểm cho phương tiện tham gia giao thông Trong chủ đề này, HS thực dự án thiết kế chế tạo mơ hình máy thug om đinh sắt từ vật liệu pin, xe xe đồ chơi trẻ em HS phải nghiên cứu vận dụng kiến thức liên quan như: - Cấu tạo nguyên tắc hoạt động nam châm điện (Bài 27, 28, 29 – vật lí 9) - Mối quan hệ lực hút nam châm điện với số vòng dây cường độ dòng điện chạy qua (bài … – vật lí 9) - Ngắt mạch điện chạy qua cuộn dây sắt từ trường - Cho dòng điện chạy qua cuộn dây sứt bị nhiễm từ - Thiết kế vẽ kĩ thuật - Thống kê Mục tiêu: Sau hồn thành chủ đề này, học sinh có khả năng: a Kiến thức: - Mô tả cấu tạo nguyên tắc hoạt động máy thug om đinh sắt - Nêu mối quan hệ cường độ lực hút nam châm điện với số vòng dây cường độ dòng điện chạy qua - Áp dụng kiến thức toán thống kê, ghi chép xác định lượng đinh sắt q trình làm thí nghiệm nghiên cứu; - Vận dụng kiến thức chủ đề kiến thức biết, thiết kế chế tạo Robot thu gom đinh sắt phé phẩm kim loại đường giao thơng - Tiến hành thí ngiệm nghiên cứu tìm điều kiện phù hợp để thiết kế máy thu gom đinh sắt phù hợp với điều kiện thực tế - Tiến hành thử nghiệm kiểm tra hoạt động máy chế tạo - Vẽ thiết kế máy mà phận chủ yếu nam châm điện - Trình bày, bảo vệ ý kiến phản biện ý kiến người khác; - Hợp tác nhóm để thực nhiệm vụ học tập b, Phẩm chất: - Có thái độ tích cực, hợp tác làm việc nhóm; - u thích say mê nghiên cứu khoa học - Có ý thức bảo vệ mơi trường c, Năng lực; - Năng lực thực nghiệm, ghiên cứu kiến thức pin điện hóa; - Năng lực giải vấn đề chế tạo nguồn điện thân thiện với môi tường cách sáng tạo; - Năng lực giao tiếp hợp tác nhóm để thống thiết kế phân công thực nhiệm vụ cụ thể Thiết bị: GV hướng dẫn HS sử dụng số thiết bị sau học chủ đề: - Đồng hồ đo điện; - Một số nguyên vật liệu như: pin, cuộn dây, lõi sắt, công tắc, xe đồ chơi… Tiến trình dạy học: Hoạt động 1: XÁC ĐỊNH YÊU CẦU THIẾT KẾ ĐÈN NGỦ TỰ ĐỘNG TẮT (Tiết – 45 phút) A Mục đích: Học sinh trình bày kiến thức thực trạng đinh sắt phế phẩm kim loại tồn đường giao thông Nêu kiến thức ưu nhược nam châm điện so với nam châm vĩnh cửu, đặc điểm nam châm điện … Tiếp nhận nhiệm vụ thiết kế sản phẩm nêu rõ tiêu chí đánh giá sản phẩm B Nội dung: - HS trình bày thực trạng đinh sắt phế phẩm kim loại tồn đường giao thông - GV tổ chức HS làm thí nghiệm khám phá kiến thức - GV tổ chức thí nghiệm dung nam châm hút vật sắt, thép - Từ thí nghiệm khám phá kiến thức, GV giao nhiệm vụ cho HS thực dự án dựa kiến thức cấu tạo nguyên tắc hoạt động nam châm điện để thiết kế chế tạo máy thu gom đinh sắt thành sản phẩm hữu ích - GV thống với HS kế hoạch triển khai dự án tiêu chí đánh giá sản phẩm dự án C Dự kiến sản phẩm hoạt động học sinh; Kết thúc hoạt động, HS cần đạt sản phẩm sau: - Bản ghi chép kiến thức khả hút đinh sắt nam châm điện - Bảng mô tả nhiệm vụ dự án niệm vụ thành viên; thời gian thực dự án tiêu chí đánh giá sản phẩm dự án D Cách thức tổ chức hoạt động: Bước Đặt vấn đề, chuyển giao nhiệm vụ Trên sở GV giao nhiệm vụ cho HS nhà tìm hiểu thông tin ưu nhược điểm loại nam châm GV đặt câu hỏi để HS trả lời: Nêu vài ứng dụng nam châm điện GV tổng kết bổ sung, được: nam châm điện dùng phổ biến, Bước HS làm thí nghiệm khám phá kiến thức GV đặt vấn đề giới thiệu thí nghiệm: Có cách tạo xe thu gom đinh sắt phế thải kim loại hay không? em làm việc theo nhóm để tiến hành thí nghiệm xác định khả tạo nam châm điện vật liệu pin, cuộn dây, lõi sắt… - GV chia HS thành nhóm từ 6-8 HS - GV nêu mục đích hướng dẫn tiến hành thí nghiệm Mục đích: Tiến hành thí nghiệm để nghiên cứu nguyện liệu dùng để tạo nam châm điện Các nguyên liệu tìm hiểu Pin (pin điện thoại hỏng…), cuộn dây (đồ chơi trẻ em, lò thổi…, Lõi sắt… GV phát nguyên liệu phiếu hướng dẫn làm thí nghiệm cho nhóm để nhóm tự tiến hành thí nghiệm: Nguyên vật liệu: nhóm nhận nguyên vật liệu …………… - HS làm thí nghiệm theo nhóm, GV quan sát hỗ trợ cần - Đại diện học sinh nhóm trình bày kết thí nghiệm kết luận - GV nhận xét, chốt kiến thức: nguyên liệu sử dụng thí nghiệm sử dụng làm nguồn điện thân thiện với môi trường Bước Giao nhiệm vụ cho HS xác lập tiêu chí đánh giá sản phẩm GV nêu nhiệm vụ: vào kết thí nghiệm vừa tiến hành, nhóm thực dự án “máy thu gom….” Sản phẩm xe thug om đinh sắt cần đạt tiêu chí nguồn điện, cơng suất , thời gian sử dụng, hình thức, chi phí đánh giá cụ thể sau: Phiếu đánh giá tiêu chí sản phẩm đèn pin điện hóa Tiêu chí Điểm tối đa Xe hút vật sắt thép 1đ Hoạt động thời gian dài 2đ Thu gom hết phế phẩm kim loại vùng hoạt động 4đ Xe có hình thức đẹp 1đ Chi phí làm đèn tiết kiệm 2đ Tổng 10đ Bước GV thống kế hoạch triển khai Hoạt động Thời lượng Hoạt động 1: Giao nhiệm vụ dự án Tiết Hoạt động 2: nghiên cứu kiến thức chuẩn bị thiết kế sản phẩm để báo cáo tuần(HS làm nhà thao nhóm) Hoạt động 3: báo cáo phương án thiết kế Tiết 2(HS làm nhà thao nhóm) Hoạt động 4: chế tạo, thử nghiểm sản phẩm tuần Hoạt động 5: triển lãm, giới thiệu sản phẩm Tiết Trong đó, GV nêu rõ nhiệm vụ nhà hoạt động 2: - Nghiên cứu kiến thức liên quan: cấu tạo nguyên tắc hoạt động nam châm điện Mối quan hệ cường độ lực hút nam châm điện với số vòng dây cường độ dòng điện chạy qua cuộn dây - Tiến hành thí nghiệm xác định phương án lắp ghép xe với nam châm điện để đạt tiêu chí sản phẩm - Vẽ vẽ mạch điện thiết kế sản phẩm để báo cáo buổi học tuần tiếp - Các tiêu chí đánh giá này, vẽ mạch điện thiết kế sản phẩm sử dụng theo phiếu đánh giá số Phiếu đánh giá số 2: đánh giá báo cáo thiết kế sản phẩm Tiêu chí Điểm tối đa Điểm đạt Bản vẽ mạch điện nam châm điện vẽ rõ ràng, nguyên lí; 2đ Bản thiết kế kiểu dáng xe vẽ rõ ràng, đẹp, sáng tạo, khả thi; 2đ Giải thích rõ nguyên lí hoạt động xe; 4đ Trình bày rõ ràng, logic, sinh động; 2đ Tổng điểm 10đ Hoạt động 2: NGHIÊN CỨU VỀ NAM CHÂM ĐIỆN VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP THIẾT KẾ XE THU GOM ĐINH SẮT (HS làm việc nhà – tuần) a, Mục đích: học sinh tự học kiến thức liên quan thông qua việc nghiên cứu tài liệu làm thí nghiệm để hiểu nguồn điện, công suất, mối quan hệ cường độ lực hút với số vòng dây cường độ dòng điện chạy qua, thiết kế vẽ kĩ thuật… từ thiết kế mạch điện vẽ kĩ thuật cho xe thu gom b, Nội dung: học sinh tự học làm việc nhóm thảo luận thống kiến thức liên quan, làm thí nghiệm, vẽ thiết kế mạch điện sản phẩm GV đôn đốc, hỗ trợ tài liệu, giải đáp thắc mawcscho nhóm cần thiết c, Dự kiến sản phẩm học sinh: Kết thúc hoạt động, HS cần đạt sản phẩm sau: - Bài ghi cá nhân kiến thức liên quan; - Bản vẽ mạch điện thiết kế sản phẩm - Bài thuyết trình vẽ thiết kế d, Cách thức tổ chức hoạt động: - Các thành viên nhóm đọc liên qua sgk vật lí 9, - Hs làm việc nhóm + Chia sẻ thành viên nhóm kiến thức tìm hiểu + Tiến hành thí nghiệm xác định phương án ghép nguồn để đạt tiêu chí sản phẩm + Vẽ vẽ mạch điện nam châm điện, thiết kế sản phẩm, kiểu nam châm Trình bày thiết kế giấy A0 hoạc trình chiếu +Chuẩn bị trình bày thiết kế, giải thích nguyên lí hoạt động nam châm điện GV đôn đốc nhốm thực niệm vụ hỗ trợ cần Hoạt động TRÌNH BÀY BẢO VỆ PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ CỦA NHÓM (tiết 2- 45 phút) a, Mục đích: Học sinh trình bày phương án thiết kế xe thug om đinh sắt (Bản vẽ mạch điện vẽ thiết kế sản phẩm) sử dụng kiến thức để giải thích nguyên lí hoạt động nam châm phương án thiết kế mà nhóm lựa chọn b, Nội dung: - GV tổ chức HS nhóm trình bày phương án thiết kế nam châm - GV tổ chức hoạt động thảo luận cho thiết kế: nhóm khác giáo viên nêu câu hỏi làm rõ, phản biện góp ý cho thiết kế, nhóm trình bày lập luận bảo vệ ý kiến nhóm mình… - GV cuẩn hóa kiến thức liên quan cho học sinh; yêu cầu HS ghi lại kiến thức, chỉnh sửa phương án thiết kế có… c, Dự kiến sản phẩm hoạt động HS: kết thúc hoạt động, Hs cần đạt sản phẩm tiết kế hoàn chỉnh cho việc chế tạo châm điện d, Cách thức tổ chức hoạt động: Bước 1: Lần lượt nhóm trình bày phương án thiết kế vịng 5p, nhóm cịn lại ý lắng nghe Bước 2: GV tổ chức cho nhóm cịn lại nêu câu hỏi, nhận xét phương án thiết kế nhóm bạn, sửa chữa phù hợp… Bước 3; GV nhận xét , tổng kết chuẩn hóa kiến thức liên quan, chốt lại vấn đề cần ý, chỉnh sửa nhóm Bước 4: GV giao nhiệm vụ cho nhóm nhà triển khai chế tạo sản phẩm theo thiết kế Hoạt động 4; CHẾ TẠO VÀ THỬ NGHIỆM XE THU GOM ĐINH SẮT (HS làm việc nhà phịng thí nghiệm – tuần) a, Mục đích: Các nhóm HS thực hành, chế tạo xe thug om đinh sắt thiết kế chỉnh sửa b Nội dung: HS làm việc theo nhóm thời gian tuần để chế tạo xe thug om đinh sắt, trao đổi với giáo viên gặp khó khăn c Dự kiến sản phẩm hoạt động HS: Kết thúc hoạt động, HS cần đạt sản phẩm xe thug om đinh sắt đáp ứng tiêu chí phiếu đánh giá số d Cách thức tổ chức hoạt động: Bước HS tìm kiếm chuẩn bị vật liệu dự kiến; Bước HS lắp đặt thành pần đèn theo thiết kế; Bước HS thử nghiệm hoạt động đèn, so sánh với tiêu chí đánh giá sản phẩm (phiếu 1) HS điều chỉnh lại thiết kế, ghi lại nội dung điều chỉnh giải thích lí (nếu cần phải điều chỉnh) Bước HS hoàn thiện bảng ghi danh mục vật liệu tính giá thành chế tạo sản phẩm; Bước HS hoàn thiện sản phẩm; chuẩn bị giới thiệu sản phẩm GV đơn đốc , hỗ trợ nhóm q trình hồn thiện sản phẩm Hoạt động 5: TRÌNH BÀY SẢN PHẨM “ĐÈN NGỦ TỰ ĐỘNG TẮT” VÀ THẢO LUẬN (Tiết – 45 phút) a, Mục đích: HS biết giới thiệu sản phẩm đèn ngủ tự động tắt đáp ứng tiêu chí đánh giá sản phẩm đặt ra; biết thuyết trình, giới thiệu sản phẩm, đưa ý kiến nhận xét, phản biện, giải thích kiến thức liên quan; có ý thức cải tiến, phát triển sản phẩm b Nội dung: - Các nhóm trưng bày sản phẩm trước lớp; - Các nhóm báo cáo sản phẩm trả lời câu hỏi GV nhóm bạn - Đề xuất phương án cải tiến sản phẩm c Dự kiến sản phẩm hoạt động học sinh: Kết thúc hoạt động, HS cần đạt sản phẩm xe thu gom đinh sắt d Cách thức tổ chức hoạt động: - Tổ chức cho HS chuẩn bị trưng bày sản phẩm lúc Khi nhóm sẵn sàng, GV yêu cầu nhóm đồng thời cho xe hoạt động thug om đinh sắt trường - Yêu cầu HS nhóm trình bày, phân tích hoạt động, giá thành kiểu giáng xe - GV hội đồng GV tham gia bình chọn kiểu dáng xe đẹp song song với trình theo dõi kết thug om số lượng đinh sắt nhóm - GV nhận xét cơng bố kết chấm sản phẩm theo tiêu chí(phiếu 1) - GV đặt câu hỏi cho báo cáo để làm rõ chế hoạt động đèn, giải thích tượng xảy thiết kế bật đèn sáng, khắc sâu kiến thức chủ đề kiến thức liên quan - Khuyến khích nóm nêu câu hỏi cho nhóm khác - GV tổng kết chung hoạt động nhóm; Hướng dẫn nhóm cập nhật điểm học tập nhóm GV nêu câu hỏi lấy thông tin phản hồi + Các em học kiến thức kỹ trình triển khai dự án này? + Điều làm em ấn tượng nhất/nhớ triển khai dự án này?// 10 11 Hoạt động 5: TRÌNH BÀY SẢN PHẨM “ĐÈN NGỦ TỰ ĐỘNG TẮT” VÀ THẢO LUẬN (Tiết – 45 phút) a, Mục đích: HS biết giới thiệu sản phẩm đèn ngủ tự động tắt đáp ứng tiêu chí đánh giá sản phẩm đặt ra; biết thuyết trình, giới thiệu sản phẩm, đưa ý kiến nhận xét, phản biện, giải thích kiến thức liên quan; có ý thức cải tiến, phát triển sản phẩm b Nội dung: - Các nhóm trưng bày sản phẩm trước lớp; - Các nhóm báo cáo sản phẩm trả lời câu hỏi GV nhóm bạn - Đề xuất phương án cải tiến sản phẩm c Dự kiến sản phẩm hoạt động học sinh: Kết thúc hoạt động, HS cần đạt sản phẩm xe thu gom đinh sắt d Cách thức tổ chức hoạt động: - Tổ chức cho HS chuẩn bị trưng bày sản phẩm lúc Khi nhóm sẵn sàng, GV yêu cầu nhóm đồng thời cho xe hoạt động thug om đinh sắt trường - Yêu cầu HS nhóm trình bày, phân tích hoạt động, giá thành kiểu giáng xe 12 - GV hội đồng GV tham gia bình chọn kiểu dáng xe đẹp song song với trình theo dõi kết thug om số lượng đinh sắt nhóm - GV nhận xét cơng bố kết chấm sản phẩm theo tiêu chí(phiếu 1) - GV đặt câu hỏi cho báo cáo để làm rõ chế hoạt động đèn, giải thích tượng xảy thiết kế bật đèn sáng, khắc sâu kiến thức chủ đề kiến thức liên quan - Khuyến khích nóm nêu câu hỏi cho nhóm khác - GV tổng kết chung hoạt động nhóm; Hướng dẫn nhóm cập nhật điểm học tập nhóm GV nêu câu hỏi lấy thơng tin phản hồi + Các em học kiến thức kỹ trình triển khai dự án này? + Điều làm em ấn tượng nhất/nhớ triển khai dự án này?// 13 ... kiến thức chủ đề kiến thức biết, thiết kế chế tạo Robot thu gom đinh sắt phé phẩm kim loại đường giao thông - Tiến hành thí ngiệm nghiên cứu tìm điều kiện phù hợp để thiết kế máy thu gom đinh sắt... nam châm hút vật sắt, thép - Từ thí nghiệm khám phá kiến thức, GV giao nhiệm vụ cho HS thực dự án dựa kiến thức cấu tạo nguyên tắc hoạt động nam châm điện để thiết kế chế tạo máy thu gom đinh sắt... đích: Các nhóm HS thực hành, chế tạo xe thug om đinh sắt thiết kế chỉnh sửa b Nội dung: HS làm việc theo nhóm thời gian tuần để chế tạo xe thug om đinh sắt, trao đổi với giáo viên gặp khó khăn c