Giao an stem guong quay nuoc

Giáo án dạy học theo định hướng Stem CHỦ ĐỀ THIẾT KẾ ĐỒ CHƠI GUỒNG QUAY NƯỚC TỰ ĐỘNG Giáo viên thực hiện Nguyễn THị Hậu 1 Tên chủ đề THIẾT KẾ ĐỒ CHƠI GUỒNG QUAY NƯỚC TỰ ĐỘNG (Số tiết 6 tiết – Lớp 8) 2.

Giáo án dạy học theo định hướng Stem CHỦ ĐỀ THIẾT KẾ ĐỒ CHƠI GUỒNG QUAY NƯỚC TỰ ĐỘNG Giáo viên thực hiện: Nguyễn THị Hậu Tên chủ đề: THIẾT KẾ ĐỒ CHƠI GUỒNG QUAY NƯỚC TỰ ĐỘNG (Số tiết: tiết – Lớp 8) Mô tả chủ đề: Trong chủ đề này, HS thực thiết kế chế tạo Đồ chơi guồng quay nước tự động sử dụng téc nước, đường ống dẫn nước, van xả, thìa nhựa, vỏ ngao Theo đó, HS phải tìm hiểu chiếm lĩnh kiến thức mới: – Cấu tạo nguyên tắc hoạt động máy bơm tự áp (Bài – Áp suất khí quyển); – Lưu lượng dịng nước đường ống – Ngun lí Béc-nu-li (tham khảo Bài Vật lí lớp 10) - Momen quay Đồng thời, HS phải vận dụng kiến thức cũ học: – Áp suất chất lỏng (Bài – Vật lí 8); – Máy bơm nước (Bài 44 – Công nghệ 8); – Bản vẽ kĩ thuật: vẽ chi tiết, vẽ lắp (Bài 8, 9, 13 – Công nghệ lớp 8); - Mối ghép cố định ( Bài 25 – Công nghệ 8); - Mối ghép tháo ( Bài 26 – Công nghệ 8); - Sự nóng chảy đơng đặc (bài 24 – Vật lí 6) Mục tiêu: Sau hồn thành chủ đề này, học sinh có khả năng: a Kiến thức, kĩ năng: – Mô tả cấu tạo nguyên lí hoạt động máy bơm nước, giải thích tượng chênh lệch áp suất bình kín áp suất khí bên ngồi; – Vận dụng kiến thức chủ đề kiến thức biết, thiết kế chế tạo máy bơm tự áp không cần dùng điện thân thiện với mơi trường an tồn sử dụng – Tiến hành thí nghiệm nghiên cứu tìm điều kiện phù hợp để thiết kế, lắp đặt vận hành máy bơm tự áp; – Vẽ thiết kế máy bơm tự áp – Chế tạo máy bơm tự áp mô từ vật dụng đơn giản theo thiết kế; - Chế tạo guồng quay nước mô từ vật liệu đơn giản theo thiết kế – Trình bày, bảo vệ ý kiến phản biện ý kiến người khác; – Hợp tác nhóm để thực nhiệm vụ học tập b Phát triển 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 Phát triển lực: – Năng lực khoa học tự nhiên – Năng lực giải vấn đề sáng tạo; – Năng lực giao tiếp hợp tác nhóm để thống thiết kế phân cơng thực phần nhiệm vụ cụ thể Thiết bị: GV hướng dẫn HS sử dụng số thiết bị sau học chủ đề: – Keo nhiệt, dùi, dao, kéo; – Một số nguyên vật liệu như: chai nhựa có nắp, dây truyền, khay chứa nước, thìa nhựa, vỏ ngao Tiến trình dạy học: Hoạt động học (thời gian) Hoạt động 1: Giao nhiệm vụ dự án Mục tiêu Nội dung dạy học trọng tâm -Học sinh nhận Xác định khả yêu cầu thiết tạo kế dòng nước tự chảy ngược từ thấp lên cao - Tiếp nhận nhiệm vụ thiết kế guồng quay nước hiểu rõ tiêu chí đánh giá sản phẩm PPDH?KTDH - DH theo định hướng STEM - PPDH trực quan - Sử dụng thí nghiệm Phương án đánh giá - Câu trả lời hs - Phiếu học tập Hoạt động 2: - Vẽ Nghiên cứu thiết kế máy kiến thức bơm tự áp chuẩn bị thiết kế sản phẩm để báo cáo Hoạt động 3: Báo cáo phương án thiết kế -Học sinh trình bày phương án thiết kế Guồng quay nước tự động (bản vẽ thiết kế sản phẩm) Hoạt động 4: Chế tạo, thử nghiệm sản phẩm Các nhóm HS thực hành, chế tạo máy bơm tự áp thiết kế chỉnh sửa Mô tả cấu tạo nguyên lí hoạt động máy bơm nước, giải thích tượng chênh lệch áp suất bình kín áp suất khí bên ngồi - Sử dụng kiến thức để giải thích nguyên lí hoạt động máy bơm phương án thiết kế mà nhóm lựa chọn - DH theo định hướng STEM -PPDH trực quan, PPDH hợp tác, KTDH cá nhân - Câu trả lời hs -PPDH mảnh ghép, KTDH đồ - Bản thiết kế - Câu trả lời học sinh Chế tạo máy bơm tự áp mô từ vật dụng đơn giản theo thiết kế; -DH theo định hướng STEM -PPDH trực quan Mơ hình sản phẩm Hoạt động 5: -HS biết giới Triển lãm, giới thiệu sản thiệu sản phẩm phẩm guồng quay nước tự động đáp ứng yêu cầu 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 Trình bày, bảo vệ ý kiến phản biện ý kiến người khác; DH theo định hướng STEM PPDH trực quan - Câu trả lời hs Hoạt động 1: XÁC ĐỊNH YÊU CẦU THIẾT KẾ ĐỒ CHƠI GUỒNG QUAY NƯỚC TỰ ĐỘNG (Tiết 1,2 – 90 phút) A Mục đích: Học sinh nhận khả tạo dòng nước tự chảy ngược từ thấp lên cao;nguyên lý hoạt động guồng quay nước Tiếp nhận nhiệm vụ thiết kế guồng quay nước hiểu rõ tiêu chí đánh giá sản phẩm B Nội dung: – HS trình bày ưu nhược điểm Guồng quay nước tự động (đã giao tìm hiểu trước nhà) – GV tổ chức cho HS làm thí nghiệm khám phá kiến thức để xác định khả tạo dòng nước tự chảy ngược từ thấp lên cao chảy vào hốc chứa nước làm guồng quay.Các nhóm giao nguyên vật liệu chai nhựa, dây truyền keo nhiệt, thìa nhựa – Từ thí nghiệm khám phá kiến thức, GV giao nhiệm vụ cho HS thực dự án Thiết kế guồng quay nước tự động dựa kiến thức áp suất khí – 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 tạo bình đưa nước tự áp từ chai nhựa, nguyên tắc để guồng chứa nước quay – Bảng mô tả nhiệm vụ dự án nhiệm vụ thành viên; thời gian thực dự án yêu cầu 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 Đồ chơi guồng quay nước tự động , GV đặt câu hỏi để HS trả lời: Nêu vài ưu nhược điểm đồ chơi guồng quay nước tự động GV tổng kết bổ sung, được: Trên thị trường có bán nhiều đồ chơi trẻ em không rõ nguồn gốc xuất sứ, làm từ vật liệu độc hại phải sử dụng pin – nguồn rác thải gây ôi nhiễm trường Đồ chơi guồng quay nước tự động hanmade kích thích khả tìm tịi sáng tạo trẻ em đặc biệt thân thiện với mơi trường, an tồn với trẻ nhỏ Bước HS làm thí nghiệm khám phá kiến thức GV đặt vấn đề giới thiệu thí nghiệm: Có cách có thể tạo bình đưa nước lên cao khơng dùng đến động cơ, điện, pin an tồn với trẻ nhỏ thân thiện với môi trường hay không? các em làm việc theo nhóm để tiến hành thí nghiệm xác định khả chế tạo bình đưa nước lên quay tạo dòng nước làm quay bánh xe – GV chia HS thành nhóm từ 6–8 học sinh (Dành thời gian cho nhóm bầu nhóm trưởng, thư kí) – GV nêu mục đích hướng dẫn tiến hành thí nghiệm Mục đích: Tiến hành thí nghiệm để nghiên cứu cách tạo bình đưa nước lên cao để tạo dòng nước làm quay bánh xe Các nguyên liệu tìm hiểu đoạn dây dẫn ống hút, súng nhiệt, keo gắn nến, 01 chai nhựa loại 0,5l, khay nhựa (hoặc inox), 02 ca đong, 03 lít nước, thìa nhựa, nắp chai GV phát nguyên liệu phiếu hướng dẫn/phiếu học tập làm thí nghiệm cho các nhóm để các nhóm tự tiến hành thí nghiệm: Ngun vật liệu: Mỗi nhóm HS nhận số vật liệu dụng cụ sau: + Đoạn dây dẫn ống hút Nguyên liệu GV chuẩn bị (hoặc HS tự chuẩn bị) + Súng nhiệt, keo gắn nến; + 01 chai nhựa loại 1,5l; + 01 khay nhựa inox, 02 ca đong, 03 lít nước +8 thìa nhựa Phiếu hướng dẫn làm thí nghiệm: + Đục hai lỗ rộng 3.5mm thân chai theo cách khoảng 15cm đến 20cm +Dùng hai ống hút (hoặc ống truyền nước) xuyên qua lỗ vừa đục, ý ống dài phía trên, ống ngắn phía có van đóng mở gắn keo kín xung quanh ống +Đổ nước vào chai đầy chai, đậy nắp, mở van cho nước chảy vào ca đong +Dùng dao khắc khía khoảng cách nắp chai + Quan sát tượng xảy ghi chép vào phiếu học tập Lần Hiện trượng – HS làm thí nghiệm theo nhóm, GV quan sát hỗ trợ cần – Đại diện HS nhóm trình bày kết thí nghiệm kết luận – GV nhận xét, chốt kiến thức: nguyên liệu sử dụng thí nghiệm an tồn cho người sử dụng thân thiện với mơi trường Bước Giao nhiệm vụ cho HS xác lập yêu cầu sản phẩm GV nêu nhiệm vụ: Căn vào kết thí nghiệm vừa tiến hành, nhóm thực dự án “Thiết kế máy bơm tự áp” Sản phẩm máy bơm tự áp cần đạt yêu cầu cụ thể sau: Yêu cầu sản phẩm máy bơm tự áp: ✓ Máy bơm tự áp thiết kế chế tạo đơn giản ✓ Máy bơm tự áp phải đưa nước lên cao so với mặt nước tĩnh nguồn cấp ✓ Máy bơm tự áp, hình dáng nhỏ gọn, vận hành đơn giản ✓ Chi phí rẻ, tiết kiệm Bước 4.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 tự học nhà theo nhóm) Hoạt động 3: Báo cáo phương án thiết kế Tiết Hoạt động 4: Chế tạo, thử nghiệm sản phẩm tuần (HS tự làm nhà theo nhóm) 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 máy bơm tự áp; Áp suất chất lỏng (Bài – Vật lí 8); – Máy bơm nước (Bài 44 – Công nghệ 8); – Bản vẽ kĩ thuật: vẽ chi tiết, vẽ lắp (Bài 8, 9, 13 – Công nghệ lớp 8); - Mối ghép cố định ( Bài 25 – Công nghệ 8); - Mối ghép tháo ( Bài 26 – Công nghệ 8); - Sự nóng chảy đơng đặc (bài 24 – Vật lí 6) –Vẽ máy bơm tự áp thiết kế sản phẩm để báo cáo buổi học – Các tiêu chí đánh giá trình bày, máy bơm tự áp thiết kế sản phẩm sử dụng theo Phiếu đánh giá số Yêu cầu thiết kế sản phẩm Sử dụng nguyên liệu để tạo máy bơm tự áp? Có cách để tăng tốc độ nước chảy qua vòi vào ca đong ? Chọn cách lắp ghép thiết bị nào?? GV cần nhấn mạnh: Khi báo cáo phương án thiết kế sản phẩm học sinh phải vận dụng kiến thức để giải thích, trình bày ngun lí hoạt động sản phẩm Vì vậy, tiêu chí có trọng số điểm lớn Hoạt động 2: NGHIÊN CỨU VỀ MÁY BƠM TỰ ÁP VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP SỬ DỤNG VẬN HÀNH TRONG THỰC TẾ (HS làm việc nhà – tuần) a Mục đích: Học sinh tự học kiến thức liên quan thông qua việc nghiên cứu tài liệu kiến thức áp suất chất lỏng, Sự nóng chảy đơng đặc, ghép thiết bị làm thí nghiệm để hiểu máy bơm tự áp thiết kế vẽ kĩ thuật … từ thiết kế máy bơm tự áp vẽ kĩ thuật b Nội dung: Học sinh tự học làm việc nhóm thảo luận thống kiến thức liên quan, làm thí nghiệm, vẽ thiết kế máy bơm tự áp sản phẩm GV đôn đốc, hỗ trợ tài liệu, giải đáp thắc mắc cho nhóm cần thiết c.Dự kiến sản phẩm hoạt động học sinh: Kết thúc hoạt động, HS cần đạt sản phẩm sau: – Bài ghi cá nhân kiến thức liên quan; – Bản vẽ máy bơm tự áp thiết kế sản phẩm (trình bày giấy A0 trình chiếu powerpoint); – Bài thuyết trình vẽ thiết kế d Cách thức tổ chức hoạt động: Các câu hỏi gợi ý việc tìm tịi khám phá: Máy bơm tự áp có cấu tạo nào? Máy bơm tự áp hoạt động nào? Tốc độ dòng chảy phụ thuộc vào yếu tố nào? Khi lắp Máy bơm tự áp có khó khăn khơng? Vì sao? Đưa giải pháp khắc phục khó khăn đưa vào sản xuất đại trà, Các nhiệm vụ giao cho học sinh: – Các thành viên nhóm đọc Áp suất chất lỏng (Bài – Vật lí 8); – Máy bơm nước (Bài 44 – Công nghệ 8); – Bản vẽ kĩ thuật: vẽ chi tiết, vẽ lắp (Bài 8, 9, 13 – Công nghệ lớp 8); - Mối ghép cố định ( Bài 25 – Công nghệ 8); - Mối ghép tháo ( Bài 26 – Cơng nghệ 8); - Sự nóng chảy đơng đặc (bài 24 – Vật lí 6) Trong cần xác định kiến thức trọng tâm sau + Dòng nước tạo trì nhờ áp suất chất lỏng, áp suất khí (do có chênh lêch áp suất chai) + Cách lắp ghép thiết bị để tạo máy bơm tự áp – HS làm việc nhóm: ● Chia sẻ với thành viên khác nhóm kiến thức tìm hiểu Ghi tóm tắt lại các kiến thức vào cá nhân ● Tiến hành thí nghiệm xác định phụ thuộc dịng nước vào yếu tố: Độ chênh lệch mực nước nguồn cấp vòi chảy Độ cao hai ống thân chai Độ cao cột chất lỏng chai Độ cao cột khí chai Bảng số liệu khảo sát phụ dòng nước vào cột chất lỏng Độ cao cột chất A-B1 A-B2 A-B3 … lỏng Tốc độ chảy Mạnh/yếu Mạnh/yếu Mạnh/yếu Bảng số liệu khảo sát phụ thuộc dòng nước vào độ chênh lệch độ cao hai ống thân chai Độ cao Nhỏ Tốc độ chảy Mạnh/yế Vừa Mạnh/yế Lớn … Mạnh/yế u u u –Từng nhóm tiến hành thí nghiệm, điều chỉnh độ cao theo yêu cầu kiểm tra dự đoán Các học sinh luân phiên tiến hành thí nghiệm, ghi số liệu Dựa vào số liệu, xác định cách lắp ghép nêu cách thử nghiệm đo đạc vận hành máy bơm ● Vẽ vẽ máy bơm, thiết kế sản phẩm, kiểu dáng Trình bày thiết kế giấy A0 trình chiếu Powerpoint ● Chuẩn bị trình bày thiết kế, giải thích nguyên lí hoạt động máy bơm – GV đơn đốc nhóm thực nhiệm vụ hỗ trợ cần Hoạt động 3: TRÌNH BÀY VÀ BẢO VỆ PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ MÁY BƠM TỰ ÁP (Tiết – 45 phút) a Mục đích: Học sinh trình bày phương án thiết kế MÁY BƠM TỰ ÁP (bản vẽ thiết kế sản phẩm) sử dụng kiến thức để giải thích nguyên lí hoạt động máy bơm phương án thiết kế mà nhóm lựa chọn b Nội dung: – GV tổ chức cho HS nhóm trình bày phương án thiết kế máy bơm; – GV tổ chức hoạt động thảo luận cho thiết kế: nhóm khác GV nêu câu hỏi làm rõ, phản biện góp ý cho thiết kế; nhóm trình bày trả lời câu hỏi, lập luận, bảo vệ quan điểm ghi nhận ý kiến góp ý phù hợp để hồn thiện thiết kế; – GV chuẩn hố kiến thức liên quan cho HS; yêu cầu HS ghi lại kiến thức vào chỉnh sửa phương án thiết kế (nếu có) c Dự kiến sản phẩm hoạt động học sinh: Kết thúc hoạt động, HS cần đạt sản phẩm thiết kế hoàn chỉnh cho việc chế tạo máy bơm d Cách thức tổ chức hoạt động: Bước 1: Lần lượt nhóm trình bày phương án thiết kế phút Các nhóm cịn lại ý nghe Bước : GV tổ chức cho nhóm cịn lại nêu câu hỏi, nhận xét phương án thiết kế nhóm bạn; nhóm trình bày trả lời, bảo vệ, thu nhận góp ý, đưa sửa chữa phù hợp Bước 3: GV nhận xét, tổng kết chuẩn hoá 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 Dự kiến thiết kế tham khảo: Hoạt động 4: CHẾ TẠO VÀ THỬ NGHIỆM MÁY BƠM TỰ ÁP (HS làm việc nhà phịng thí nghiệm – tuần) a Mục đích: Các nhóm HS thực hành, chế tạo máy bơm tự áp thiết kế chỉnh sửa b Nội dung: Học sinh làm việc theo nhóm thời gian tuần để chế tạo máy bơm tự áp, trao đổi với giáo viên gặp khó khăn c Dự kiến sản phẩm hoạt động học sinh: Kết thúc hoạt động, HS cần đạt sản phẩm máy bơm tự áp đáp ứng yêu cầu 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 phần máy bơm tự áp theo thiết kế; Bước HS thử nghiệm hoạt động đèn, so sánh với tiêu chí đánh giá sản phẩm (Phiếu đánh giá số 1) HS điều chỉnh lại thiết kế, ghi lại nội dung điều chỉnh giải thích lý (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 đôn đốc, hỗ trợ nhóm q trình hồn thiện sản phẩm Hoạt động 5: TRÌNH BÀY SẢN PHẨM “Guồng quay nước tự động ” VÀ THẢO LUẬN (Tiết – 45 phút) a Mục đích: HS biết giới thiệu sản phẩm guồng quay nước tựu động đáp ứng yêu cầu 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 máy bơm tự áp thuyết trình giới thiệu sản phẩm 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 vận hành guồng quay nước – Yêu cầu HS nhóm trình bày, phân tích hoạt động, giá thành kiểu dáng guồng quay nước – GV hội đồng GV tham gia bình chọn kiểu dáng đèn đẹp Song song với trình theo dõi thời gian sáng tối thiểu đến đèn tự tắt, để ghi nhận theo tiêu chí thời gian sáng tự tắt nhóm – GV nhận xét công bố kết chấm sản phẩm theo yêu cầu Phiếu đánh giá số – Giáo viên đặt câu hỏi cho báo cáo để làm rõ guồng quay nước tự động, khắc sâu kiến thức chủ đề kiến thức liên quan – Khuyến khích nhóm 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 quá trình triển khai dự án này? + Điều làm em ấn tượng nhất/nhớ triển khai dự án này? ... nước làm guồng quay. Các nhóm giao nguyên vật liệu chai nhựa, dây truyền keo nhiệt, thìa nhựa – Từ thí nghiệm khám phá kiến thức, GV giao nhiệm vụ cho HS thực dự án Thiết kế guồng quay nước tự động... chứa nước quay – Bảng mô tả nhiệm vụ dự án nhiệm vụ thành viên; thời gian thực dự án yêu cầu sản phẩm dự án D Cách thức tổ chức hoạt động: Bước Đặt vấn đề, chuyển giao nhiệm vụ Trên sở GV giao nhiệm... trên, ống ngắn phía có van đóng mở gắn keo kín xung quanh ống +Đổ nước vào chai đầy chai, đậy nắp, mở van cho nước chảy vào ca đong +Dùng dao khắc khía khoảng cách nắp chai + Quan sát tượng xảy ghi