GIÁO ÁN STEM XÂY CẦU

Tiết 24 + 25: STEM: XÂY CẦU (2 tiết) I. Mô tả chủ đề Vấn đề thực tiễn: Trong giao thông, xây dựng, kỹ thuật có rất nhiều vị trí cần phải bắc cầu cho xe đi qua hoặc thiết kế các dầm chịu lực cho hệ thống thiết bị, nhà máy. Kiến thức STEM cần giải quyết: TT Tên sản phẩmhoạt động Khoa học (S) Công nghệ (T) Kỹ thuật (E) Toán học (M) 1 Xây cầu Kiến thức về lực, áp suất trong chương trình vật lí lớp 7,8. Đặc tính của tăm tre, đất nặn. Sử dụng tăm tre, đất nặn. Kích thước viên đất nặn ở mỗi điểm nối. Kiến thức về đa giác trong chương trình hình học lớp 7,8. + Kiến thức về đa giác trong chương trình hình học lớp 7,8. + Kiến thức về lực, áp suất trong chương trình vật lí lớp 7,8. II. Mục tiêu chủ đề Stem: 1. Kiến thức: Vận dụng kiến thức về lực, áp lực, áp suất trong thiết kế cầu. Vận dụng kiến thức về đa giác một cách sáng tạo để giải quyết vấn đề. 2. Kĩ năng: Thiết kế được cầu bằng tăm tre và đất nặn. Sử dụng các dạng hình học trong thiết kế cầu Tự nhận xét, đánh giá được quá trình làm việc cá nhân và nhóm. Đánh giá, phân tích ưu điểm, nhược điểm trong thiết kế của các nhóm; đối chiếu với cầu, lan can chịu lực trong thực tiễn. 3. Phát triển phẩm chất: Nghiêm tức, chủ động, tích cực tham gia các hoạt động học; Yêu thích sự khám phá, tìm tòi và vận dụng các kiến thức học được vào giải quyết nhiệm vụ được giao; Có tinh thần trách nhiệm, hòa đồng, giúp đỡ nhau trong nhóm, lớp; Có ý thức tuân thủ các tiêu chuẩn kĩ thuật và giữ gìn vệ sinh chung khi thực nghiệm. 4. Định hướng phát triển năng lực Tìm hiểu khoa học, cụ thể về các ứng dụng của lực, áp lực, áp suất. Giải quyết được nhiệm vụ thiết kế và xây cầu một cách sáng tạo; Hợp tác với các thành viên trong nhóm để thống nhất bản thiết kế và phân công thực hiện; Tự nghiên cứu kiến thức, lên kế hoạch thiết kế, chế tạo, thử nghiệm và đánh giá. Bộ câu hỏi định hướng chủ đề Stem: + Trọng lực có phương, chiều như thế nào” + Áp lực là gì? + Áp suất phụ thuộc vào các yếu tố nào? + Chiếc cầu chịu tác dụng của các lực nào? Phương, chiều của các lực này? + Chiếc cầu có hình dạng như thế nào? + Các hình đa giác chúng ta đã học là gì? (Các câu hỏi này có thể sử dụng chung cho cả lớp trước khi giao nhiệm vụ hoặc sử dụng trong quá trình nhận xét đánh giá kết quả làm cơ sở cho việc đánh giá) III. Chuẩn bị Mỗi nhóm: 40 que kem, 02 lo keo, 01 cái kéo. Cả lớp: 20 quả cân; IV. Tiến trình: Hoạt động 1: Xác định yêu cầu thiết kế Mục đích: Thiết lập tiêu chí đánh giá cho sản phẩm bè Nội dung: đề ra các tiêu chí đánh giá, thảo luận, thống nhất bảng tiêu chí đánh giá sản phẩm. Dự kiến sản phẩm: Tiêu chí đánh giá sản phẩm: Tiêu chí Nội dung Điểm Tiêu chi 1 Cầu chịu được khối lượng của vật lớn nhất 3đ Tiêu chí 2 Sẩn phẩm đúng kích cỡ yêu cầu (Dài tối thiểu 20cm, cao tối thiểu 2cm) 3đ Tiêu chí 3 Sản phậm sử dụng ít dụng cụ nhất 2đ Tiêu chí 4 Sẩn phẩm đẹp 2đ Tiến trình: Giáo viên Học sinh Nội dungSản phẩm GV cho Hs theo dõi đoạn video trên máy chiếu (Video về các em học sinh không có cầu phải vượt suối đi học. Qua video trên em có suy nghĩ gì? Chúng ta thấy rằng các em học sinh đi học rất nguy hiểm. Để các bạn không gặp nguy hiểm ta phải làm gì? Ngày hôm nay chúng ta sẽ cùng vận dụng các kiến thức đã được học để thực hiện xây cầu giúp các em học sinh không phải bơi qua song. Dụng cụ để các em làm bè như sau: Que kem: 40 chiếc. 02 lo keo, 01 cái kéo Các em thiết kế xây cầu theo các yêu cầu sau: (Gv chiếu tiêu chí lên bảng) Yêu cầu các nhóm đưa ra ý kiến thống nhất tiêu chí. Lưu ý: Chỉ được sử dụng các vật liệu được cấp. Học sinh theo dõi Xây cầu Học sinh theo dõi, ghi chép nhiệm vụ ra nháp Chủ đề Stem: Xây cầu. Hoạt động 2: Xác định kiến thức nền và đề xuất giải pháp. Mục đích: Các nhóm hoàn thiện Bản vẽ thiết kế sản phẩm. Nội dung: Nghiên cứu kiến thức liên quan, vẽ thiết kế sản phẩm. Dự kiến sản phẩm: Bản thiết kế của các nhóm trên giấy A3. Tiến trình: Giáo viên Học sinh Nội dungSản phẩm GV:Xác định các kiến thức của các môn học để tạo ra chiếc bè Gv đưa ra các câu hỏi: KHTN:+ Trọng lực có phương, chiều như thế nào” + Áp lực là gì? + Áp lực phụ thuộc vào các yếu tố nào? + Chiếc cầu chịu tác dụng của các lực nào? Phương, chiều của các lực này? Toán: Tính toán vật liệu Công nghệ: Lụa chọn vật liệu, vẽ bản thiết kế Mỹ Thuật: tính thẩm mỹ của chiếc cầu ? Em hãy đề xuất giải pháp làm chiếc cầu Gép các que kem với nhau để tạo thành chiếc cầu. HS sẽ thiết kế mô hình sản phẩm trên giấy A3 (Theo nhóm) Trọng lực có phương thẳng đứng, chiều từ trên xuống dưới. Áp lực là lực tác dụng trên bề mặt của 1 vật. Áp lực phụ thuộc vào độ lớn của lực tác dụng lên vật và diện tích bề mặt tiếp xúc với vật. Thảo luận nhóm Phân công nhiệm vụ Báo cáo hoàn thành thiết kế, phân công nhiệm vụ Bản vẽ phác thảo phương án xây cầu được thống nhất của nhóm Bản phân công nhiệm vụ của nhóm trưởng. Hoạt động 3: Trình bày, bảo vệ bản thiết kế Mục đích: Các nhóm trao đổi hoàn thiện Bản vẽ thiết kế sản phẩm. Nội dung: trình bày, thảo luận các bản vẽ thiết kế sản phẩm. Dự kiến sản phẩm: các nhóm chỉnh sử và hoàn thiện Bản thiết kế của mình. Tiến trình:

Ngày soạn: Ngày giảng: Tiết 24 + 25: STEM: XÂY CẦU (2 tiết) I Mô tả chủ đề - Vấn đề thực tiễn: Trong giao thông, xây dựng, kỹ thuật có nhiều vị trí cần phải bắc cầu cho xe qua thiết kế dầm chịu lực cho hệ thống thiết bị, nhà máy - Kiến thức STEM cần giải quyết: TT Tên sản phẩm/hoạt động Xây cầu Khoa học (S) Kiến thức lực, áp suất chương trình vật lí lớp 7,8 Cơng nghệ (T) Đặc tính tăm tre, đất nặn Sử dụng tăm tre, đất nặn Toán học (M) Kiến thức đa giác Kích thước chương trình viên đất nặn hình học lớp điểm nối 7,8 Kỹ thuật (E) + Kiến thức đa giác chương trình hình học lớp 7,8 + Kiến thức lực, áp suất chương trình vật lí lớp 7,8 II Mục tiêu chủ đề Stem: Kiến thức: - Vận dụng kiến thức lực, áp lực, áp suất thiết kế cầu - Vận dụng kiến thức đa giác cách sáng tạo để giải vấn đề Kĩ năng: - Thiết kế cầu tăm tre đất nặn - Sử dụng dạng hình học thiết kế cầu - Tự nhận xét, đánh giá q trình làm việc cá nhân nhóm - Đánh giá, phân tích ưu điểm, nhược điểm thiết kế nhóm; đối chiếu với cầu, lan can chịu lực thực tiễn Phát triển phẩm chất: - Nghiêm tức, chủ động, tích cực tham gia hoạt động học; - u thích khám phá, tìm tòi vận dụng kiến thức học vào giải nhiệm vụ giao; - Có tinh thần trách nhiệm, hịa đồng, giúp đỡ nhóm, lớp; - Có ý thức tuân thủ tiêu chuẩn kĩ thuật giữ gìn vệ sinh chung thực nghiệm Định hướng phát triển lực - Tìm hiểu khoa học, cụ thể ứng dụng lực, áp lực, áp suất - Giải nhiệm vụ thiết kế xây cầu cách sáng tạo; - Hợp tác với thành viên nhóm để thống thiết kế phân công thực hiện; - Tự nghiên cứu kiến thức, lên kế hoạch thiết kế, chế tạo, thử nghiệm đánh giá - Bộ câu hỏi định hướng chủ đề Stem: + Trọng lực có phương, chiều nào” + Áp lực gì? + Áp suất phụ thuộc vào yếu tố nào? + Chiếc cầu chịu tác dụng lực nào? Phương, chiều lực này? + Chiếc cầu có hình dạng nào? + Các hình đa giác học gì? (Các câu hỏi sử dụng chung cho lớp trước giao nhiệm vụ sử dụng trình nhận xét đánh giá kết làm sở cho việc đánh giá) III Chuẩn bị Mỗi nhóm: 40 que kem, 02 lo keo, 01 kéo Cả lớp: 20 cân; IV Tiến trình: Hoạt động 1: Xác định yêu cầu thiết kế - Mục đích: Thiết lập tiêu chí đánh giá cho sản phẩm bè - Nội dung: đề tiêu chí đánh giá, thảo luận, thống bảng tiêu chí đánh giá sản phẩm - Dự kiến sản phẩm: Tiêu chí đánh giá sản phẩm: Tiêu chí Nội dung Điểm Tiêu chi Cầu chịu khối lượng vật lớn 3đ Tiêu chí Sẩn phẩm kích cỡ yêu cầu (Dài tối 3đ thiểu 20cm, cao tối thiểu 2cm) Tiêu chí Sản phậm sử dụng dụng cụ 2đ Tiêu chí Sẩn phẩm đẹp 2đ - Tiến trình: Giáo viên GV cho Hs theo dõi đoạn video máy chiếu (Video em học sinh khơng có cầu phải vượt suối học - Qua video em có suy nghĩ gì? Chúng ta thấy em học sinh học nguy hiểm Để bạn không gặp nguy hiểm ta phải làm gì? Ngày hơm vận dụng kiến thức học để thực xây cầu giúp em học sinh bơi qua song Dụng cụ để em làm bè sau: Que kem: 40 02 lo keo, 01 kéo Các em thiết kế xây cầu theo yêu cầu sau: (Gv chiếu tiêu chí lên bảng) - Yêu cầu nhóm đưa ý kiến Học sinh Nội dung/Sản phẩm Học sinh theo dõi Chủ đề Stem: Xây cầu - Xây cầu Học sinh theo dõi, ghi chép nhiệm vụ nháp thống tiêu chí Lưu ý: Chỉ sử dụng vật liệu cấp Hoạt động 2: Xác định kiến thức đề xuất giải pháp - Mục đích: Các nhóm hồn thiện Bản vẽ thiết kế sản phẩm - Nội dung: Nghiên cứu kiến thức liên quan, vẽ thiết kế sản phẩm - Dự kiến sản phẩm: Bản thiết kế nhóm giấy A3 - Tiến trình: Giáo viên Học sinh Nội dung/Sản phẩm GV:Xác định kiến thức môn học để tạo Trọng lực có phương bè thẳng đứng, chiều từ Gv đưa câu hỏi: xuống KHTN:+ Trọng lực có - Áp lực lực tác phương, chiều nào” dụng bề mặt + Áp lực gì? vật + Áp lực phụ thuộc vào - Áp lực phụ thuộc vào yếu tố nào? độ lớn lực tác + Chiếc cầu chịu tác dụng dụng lên vật diện lực nào? Phương, chiều tích bề mặt tiếp xúc lực này? với vật Tốn: Tính tốn vật liệu Cơng nghệ: Lụa chọn vật liệu, vẽ thiết kế Mỹ Thuật: tính thẩm mỹ cầu ? Em đề xuất giải pháp Bản vẽ phác thảo làm cầu phương án xây cầu Gép que kem với để Thảo luận nhóm thống tạo thành cầu nhóm HS thiết kế mơ hình sản phẩm giấy A3 (Theo Phân công nhiệm vụ Bản phân cơng nhiệm nhóm) Báo cáo hồn thành vụ nhóm trưởng thiết kế, phân cơng nhiệm vụ Hoạt động 3: Trình bày, bảo vệ thiết kế - Mục đích: Các nhóm trao đổi hồn thiện Bản vẽ thiết kế sản phẩm - Nội dung: trình bày, thảo luận vẽ thiết kế sản phẩm - Dự kiến sản phẩm: nhóm chỉnh sử hồn thiện Bản thiết kế - Tiến trình: Giáo viên Học sinh Nội dung/Sản phẩm GV tổ chức cho nhóm - Mỗi nhóm cử hs báo cáo nhanh phương lên báo cáo án thiết kế GV nhận xét, đánh giá báo cáo: Tổng kết chuẩn hóa kiến thức liên quan Hoạt động 4: Hoàn thành sản phẩm - Mục đích: Chế tạo sản phẩm - Nội dung: Các nhóm chế tạo sản phẩm theo vẽ, thử nghiệm sản phẩm - Dự kiến sản phẩm: Chiếc cầu hồn chỉnh - Tiến trình: Giáo viên Học sinh Nội dung/Sản phẩm Gọi nhóm trưởng nhận dụng cụ Học sinh nhận dụng cụ Yêu cầu học sinh thực hành Học sinh hoạt động xây cầu theo phương án thiết nhóm thi cơng cầu theo kế nhiệm vụ phân phương án thiết Mơ hình cầu hồn cơng kế thành học sinh Hoạt động 5: Trình bày sản phẩm - Mục đích: Thuyết phục khách hàng sản phẩm bè nhóm - Nội dung: Các nhóm giới thiệu thực nghiệm sản phẩm sản phẩm - Dự kiến sản phẩm: Cầu hoàn chỉnh thiết kế đảm bảo tiêu chí đánh giá - Tiến trình: Giáo viên Học sinh Nội dung/Sản phẩm - Giáo viên yêu cầu Học sinh mang học sinh mang sản sản phẩm lên bàn Bảng phụ: phẩm lên bàn trưng trưng bày Nhóm Chịu Chiều Sử Sản Xếp bày; tải dài, dụng phẩm hạng - Gọi nhóm lên chiều đẹp số cao dụng đặt cân lên cầu Học sinh thực cụ hành đặt chai cân - Thư ký ghi bảng nước lên cầu phụ số cân mà cầu nhóm Học sinh ghi kết chịu tải lên bảng phụ - Xếp hạng kết nhóm theo quy Học sinh hoạt định nêu phần động xếp hạng thứ giao nhiệm vụ tự sản phẩm - Sau nhóm hồn thành kiểm tra tải trọng bè, Gv chọn số nhóm: - Trình bày lại điểm cách tính tốn, xây dựng phương án nhóm mình, việc vận dụng yếu tố tốn học, khoa học, cơng nghệ kĩ thuật - Giáo viên chốt lại số vấn đề việc sử dụng dạng hình học thiết kế kết cấu thép Hướng dẫn nhà: - Thực hành làm lại cầu tăm tre đất nặn cơm với kết cấu hình học khác nhau, so sánh kết chịu tải mơ hình làm (Nội dung khác theo học thực tế)