Đang tải... (xem toàn văn)
Xây dựng và thực hiện các chủ đề giáo dục STEM trong trường trung học Chủ đề 5 THIẾT KẾ HỆ THỐNG BÁO ĐỘNG KHI MỞ CỬA 1 Tên chủ đề THIẾT KẾ HỆ THỐNG BÁO ĐỘNG KHI MỞ CỬA (Số tiết 03 tiết – Lớp 7) 2 Mô t[.]
Chủ đề THIẾT KẾ HỆ THỐNG BÁO ĐỘNG KHI MỞ CỬA Tên chủ đề: THIẾT KẾ HỆ THỐNG BÁO ĐỘNG KHI MỞ CỬA (Số tiết: 03 tiết – Lớp 7) Mô tả chủ đề: Dự án “Thiết kế hệ thống báo động mở cửa” ý tưởng dạy học theo định hướng giáo dục STEM cho đối tượng HS lớp Bằng việc thiết kế hệ thống báo động HS tìm hiểu công việc nhà thiết kế từ việc lên ý tưởng đến việc nghiên cứu tìm hiểu kiến thức, thiết kế chế tạo HS nghiên cứu kiến thức nguồn điện, chất dẫn điện, chất cách điện, mạch điện, sử dụng vật liệu tái chế… để hoàn thành nhiệm vụ theo tiêu chí đặt Để thực dự án này, HS cần chiếm lĩnh kiến thức học: – Vật lí 7: Bài 19 (Nguồn điện), Bài 20 (Chất dẫn điện chất cách điện), Bài 21 (Sơ đồ mạch điện – Chiều dòng điện); Đồng thời, HS phải huy động kiến thức môn học liên quan như: – Tin học 7: Bài 5, (Bảng tính Excel); – Các kiến thức tính tốn (Tốn học); – Lắp ráp mơ hình kĩ thuật (Kĩ thuật lớp 5) Mục tiêu: Sau hoàn thành chủ đề, HS có khả năng: a Kiến thức: – Trình bày khái niệm về: Nguồn điện, dòng điện, chất dẫn điện, chất cách điện, dòng điện kim loại; – Vận dụng kiến thức dòng điện, nguồn điện, chất dẫn điện, chất cách điện, sơ đồ mạch điện để thiết kế hệ thống báo động mở cửa b Kĩ năng: – Tính toán, thiết kế, vẽ mạch điện; chế tạo, lắp ráp sản phẩm hệ thống báo động mở cửa; – Tra cứu thông tin nhờ việc sử dụng công nghệ thông tin; – Sử dụng phần mềm đo độ to âm (đo âm lượng) c Phát triển phẩm chất: – Có tinh thần trách nhiệm, hịa đồng, giúp đỡ nhóm, lớp; – u thích mơn học, thích khám phá, tìm tịi và vận dụng các kiến thức học vào giải quyết các vấn đề thực tiễn sống; – Có ý thức tuân thủ tiêu chuẩn kĩ thuật d Định hướng phát triển lực: – Năng lực nghiên cứu kiến thức khoa học thực nghiệm nguồn điện, dòng điện, chất dẫn điện, chất cách điện, dòng điện kim loại, nguồn âm; – Năng lực giải vấn đề, cụ thể chế tạo hệ thống báo động mở cửa cách sáng tạo; Xây dựng thực chủ đề giáo dục STEM trường trung học – Năng lực giao tiếp hợp tác nhóm để thống thiết kế phân công thực phần nhiệm vụ cụ thể tạo sản phẩm hệ thống báo động mở cửa Thiết bị: Tổ chức dạy học chủ đề, GV hướng dẫn HS sử dụng số thiết bị sau: – Pin, đế lắp pin, bóng đèn pin 3V, số đoạn dây điện, đoạn dây nhựa, dây kim loại, mỏ kẹp (Khai thác thiết bị thuộc danh mục thiết bị tới thiểu mơn Vật lí); – Một số vật liệu, thiết bị phổ thông như: cốc/bát inox, giấy A0, máy tính, máy chiếu Tiến trình dạy học Hoạt động XÁC ĐỊNH YÊU CẦU THIẾT KẾ HỆ THỐNG BÁO ĐỘNG (Tiết – 45 phút) A Mục đích: - HS hình thành phần kiến thức ban đầu mạch điện, chất dẫn điện, chất cách điện; Nhận diện số đối tượng mạch điện; - HS nhận thấy cần thiết ý nghĩa hệ thống báo động sống thân từ thực tiễn quan sát được; - HS bước đầu có tự tin trước bắt tay vào triển khai dự án; - HS tiếp nhận nhiệm vụ thiết kế hệ thống báo động mở cửa, ghi nhận tiêu chí sản phẩm tiêu chí đánh giá sản phẩm (HS xác định rõ nhiệm vụ cần phải làm hệ thống báo động, Hệ thống thỏa mãn tiêu chí GV đưa mức độ hoàn thành sản phẩm đánh giá theo bảng tiêu chí đánh giá) B Nội dung: – GV tở chức cho HS làm thí nghiệm khám phá: lắp một mạch điện đơn giản (với những đối tượng của mạch điện bóng đèn pin 3V, nguồn (pin), khóa (công tắc)) ; thay thế đoạn dây dẫn bằng các vật liệu dẫn điện và không dẫn điện, quan sát bóng đèn từng trường hợp HS ghi chép kết quan sát vào bảng kết thí nghiệm Thơng qua việc ghi chép nhận xét, HS bước đầu hình thành hiểu biết ban đầu Xây dựng thực chủ đề giáo dục STEM trường trung học về mạch điện, về các đối tượng mạch điện và về chất dẫn điện, chất cách điện – Từ thí nghiệm khám phá trên, GV tở chức cho HS thảo luận để hình thành các ý tưởng mới bằng cách thay thế đối tượng của mạch điện bằng những đối tượng có những chức khác GV giao nhiệm vụ cho HS thực hiện một dự án học tập “Thiết kế hệ thống báo động mở cửa” dựa những kiến thức, nguyên lý về mạch điện mà HS đã bước đầu tìm hiểu từ hoạt động thí nghiệm Kết thảo luận, phân công nhiệm vụ thành viên nhóm ghi vào Phiếu học tập Bản ghi chép nhiệm vụ nhóm – Các tiêu chí: (1) đánh giá thiết kế, (2) đánh giá sản phẩm thiết kế báo động mở cửa, (3) đánh giá kế hoạch triển khai dự án GV tự thiết kế xây dựng chủ đề dạy học, trước triển khai dạy lớp Trong hoạt động này, GV giải thích thống để HS hiểu yêu cầu nội dung nhiệm vụ gắn với tiêu chí nêu C Dự kiến sản phẩm hoạt động học sinh: Kết thúc hoạt động, HS cần đạt sản phẩm sau: – Một bảng kết quả thí nghiệm chất dẫn điện, chất cách điện; – Một ghi chép xác định nhiệm vụ phải làm nhóm: Thiết kế hệ thống báo động mở cửa; – Một phân công nhiệm vụ thành viên nhóm theo phiếu học tập số – Bảng tiêu chí đánh giá bản thiết kế sản phẩm và bảng tiêu chí đánh giá sản phẩm hệ thống báo động mở cửa; – Kế hoạch thực hiện dự án với mốc thời gian nhiệm vụ rõ ràng D Cách thức tổ chức hoạt động: Bước Đặt vấn đề Giáo viên nêu câu hỏi đặt vấn đề: Các em có biết ta bật cơng tắc đèn lại sáng? Để trả lời cho câu hỏi này thực thí nghiệm sau Bước HS làm thí nghiệm khám phá kiến thức – GV tở chức chia nhóm HS HS theo nhóm thống vai trò, nhiệm vụ thành viên nhóm; – GV nêu rõ yêu cầu cho HS làm thí nghiệm khám phá (Lắp mạch điện đơn giản gồm có nguồn (pin), cơng tắc, dây dẫn bóng đèn pin 3V Quan sát bóng đèn bật, tắt công tắc Thay đoạn dây dẫn vật liệu khác (GV chuẩn bị trước vật liệu dẫn điện vật liệu khơng dẫn điện) quan sát bóng đèn trường hợp… – Mỗi nhóm nhận số vật liệu dụng cụ gồm: 01 viên pin, 01 đế lắp pin, 01 bóng đèn pin 3V, số đoạn dây điện, đoạn dây nhựa, dây kim loại, mỏ kẹp (Những vật liệu GV chuẩn bị từ trước phân chia theo nhóm) – GV phát cho nhóm HS “Phiếu hướng dẫn tự làm thí nghiệm” bảng ghi kết thí nghiệm theo phiếu học tập số 2: PHIẾU HỌC TẬP SỐ Bước Lắp mạch điện hình vẽ kiểm tra để đảm bảo bóng đèn sáng Xây dựng thực chủ đề giáo dục STEM trường trung học Mỏ kẹp Pin Bóng đèn Vật cần xác định Bước Lần lượt kẹp đầu mỏ kẹp vào vật cần xác định (là vật liệu khác nhau: dây thép, dây đồng, dây nhựa, vỏ gỗ…) Quan sát bóng đèn trường hợp ghi vào bảng sau Vật liệu Đèn sáng Đèn tối Vật liệu dẫn điện Vật liệu không dẫn điện Dây thép Dây nhựa …… Bước Giao nhiệm vụ cho HS xác lập tiêu chí đánh giá sản phẩm GV nêu vấn đề: Với nguyên lí đấu mạch điện trên, theo em, thay bóng đèn thiết bị phát tín hiệu khác ứng dụng để tạo sản phẩm nào? GV nêu yêu cầu dự án: Căn vào nguyên lí thiết kế mạch điện trên, thầy/cô muốn “đặt hàng” với em sản phẩm sau: Các nhóm “chào hàng cạnh tranh” cho GV – với tư cách nhà đầu tư để sản xuất sản phẩm gia dụng – sản phẩm hệ thống báo động mở cửa Nhóm có thiết kế sản phẩm hoạt động tốt với giá thành sản xuất hợp lí “nhà đầu tư” rót vốn để sản xuất kinh doanh Theo đó, sản phẩm nhóm cần thoả mãn số tiêu chí sau: – Sử dụng nguồn điện chiều; – Có khả phát tín hiệu báo động cửa bị mở; – Mạch điện sản phẩm đấu nối an toàn, gọn, đẹp; – Chi phí sản xuất hợp lí Với tiêu chí trên, nhóm chào hàng giải pháp sản phẩm hệ thống báo động gắn cửa “nhà đầu tư” đánh giá theo Phiếu đánh giá số Phiếu đánh giá số T T điểm 2,0 điểm 2,5 điểm Sử dụng nguồn Sử dụng nguồn Sử dụng nguồn điện điện chiều, tối điện chiều, tối chiều, tối đa 3V đa 6V đa 5V Độ to âm báo động* tối thiểu 60 dB (đêxiben) với khoảng cách 0,5m Độ to âm báo động* tối thiểu 60 dB (đêxiben) với khoảng cách 1,0m Độ to âm báo động* tối thiểu 60 dB (đêxiben) với khoảng cách 2,0m có đa dạng tín hiệu báo động Mạch điện đấu nối ngun lí cịn lỏng lẻo, thiếu Mạch điện đấu nối ngun lí, chắn, an tồn Mạch điện đấu nối ngun lí, chắn, an tồn (mối nối kín) gọn gàng, đẹp (mối Xây dựng thực chủ đề giáo dục STEM trường trung học an toàn nối kín) Chi phí để làm Chi phí để làm Chi phí để làm hệ thống hệ thống hệ thống từ 40.000 40.000 đ 50.000 đ đến 50.000 đ * Có thể cài đặt ứng dụng Smartphone để kiểm tra độ to âm: “Sound Meter” Google Store/Androi (https://play.google.com/store/apps/details? id=com.gamebasic.decibel&hl=vi) "Decibel X" Apple Store (https://apps.apple.com/vn/app/decibel-x-m%C3%A1y-%C4%91o%C4%91%E1%BB%99-%E1%BB%93n-dba/id448155923?l=vi) Bước GV thống kế hoạch triển khai Hoạt động Hoạt động 1: Giao nhiệm vụ dự án Thời lượng Tiết Hoạt động 2: Nghiên cứu kiến thức cần tuần (HS tự học nhà theo thiết có liên quan để phục vụ cho việc nhóm) thiết kế chế tạo sản phẩm (kiến thức nền); chuẩn bị thiết kế sản phẩm để báo cáo Hoạt động 3: Báo cáo phương án thiết Tiết kế Hoạt động 4: Chế tạo, thử nghiệm sản tuần (HS tự làm nhà theo phẩm nhóm) Hoạt động 5: Chào hàng sản phẩm Tiết – GV nhấn mạnh nhóm có tuần để nghiên cứu kiến thức liên quan (dòng điện, nguồn điện thường dùng, cách mắc mạch điện đơn giản), (Xem Hồ sơ học tập nhóm với tập hướng dẫn HS tự học nhà) – Các nhóm triển khai xây dựng thiết kế sản phẩm để báo cáo với “nhà đầu tư” tuần – Bài trình bày thiết kế đánh giá theo tiêu chí Phiếu đánh giá số 10 ... đánh giá thiết k? ?, (2) đánh giá sản phẩm thiết kế báo động mở cửa, (3) đánh giá kế hoạch triển khai dự án GV tự thiết kế xây dựng chủ đề dạy học, trước triển khai dạy lớp Trong hoạt động này,... điện, dòng điện, chất dẫn điện, chất cách điện, dòng điện kim loại, nguồn âm; – Năng lực giải vấn đ? ?, cụ thể chế tạo hệ thống báo động mở cửa cách sáng tạo; Xây dựng thực chủ đề giáo dục STEM. .. GIẢI PHÁP HỆ THỐNG BÁO ĐỘNG KHI MỞ CỬA (Tiết – 45 phút) A Mục đích: 13 - HS trình bày kiến thức nguồn điện, mạch điện chiều, âm học thông qua việc báo cáo thiết kế hệ thống báo động mở cửa giải