MÔ HÌNH STEM ĐƠN GIẢN VỀ CHỦ ĐỀ ÁNH SÁNG – MÀU SẮC

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA VẬT LÝ - - NGUYỄN THỊ DIỄM HƢƠNG MÔ HÌNH STEM ĐƠN GIẢN VỀ CHỦ ĐỀ ÁNH SÁNG – MÀU SẮC KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC TS Ngô Thị Phƣơng TP HỒ CHÍ MINH - 2017 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA VẬT LÝ - - NGUYỄN THỊ DIỄM HƢƠNG MÔ HÌNH STEM ĐƠN GIẢN VỀ CHỦ ĐỀ ÁNH SÁNG – MÀU SẮC Chuyên ngành: Vật lý đại cƣơng KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC TS Ngô Thị Phƣơng TP HỒ CHÍ MINH - 2017 LỜI CẢM ƠN Trƣớc tiên, xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành đến TS Ngô Thị Phƣơng, ngƣời tận tình hƣớng dẫn động viên, giúp đỡ để hoàn thành luận văn Xin chân thành cảm ơn quý thầy cô trƣờng Đại học Sƣ phạm Thành phố Hồ Chí Minh, đặc biệt thầy cô khoa Vật lý nhiệt tình giảng dạy cung cấp cho nhiều kiến thức quý báu năm học vừa qua Xin chân thành cảm ơn bạn Lê Minh Trung hỗ trợ kỹ thuật, cảm ơn anh Trần Ngọc Huy giúp thực video giảng hƣớng dẫn thực mô hình Xin chân thành cảm ơn gia đình bạn bè tạo động lực, giúp đỡ vƣợt qua khó khăn trình thực luận văn Thành phố Hồ Chí Minh, tháng 04/2017 Sinh viên Nguyễn Thị Diễm Hƣơng MỤC LỤC MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH ẢNH MỞ ĐẦU .5 CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ MÔ HÌNH GIÁO DỤC STEM .8 1.1 Giáo dục STEM gì? 1.1.1 Khái niệm STEM 1.1.2 Lịch sử hình thành phát triển .8 1.2 Nội dung giáo dục STEM .9 1.2.1 Các kỹ sở STEM .9 1.2.2 Các kỹ bổ trợ STEM 10 1.3 Vai trò giáo dục STEM 10 1.3.1 Phƣơng thức dạy học 10 1.3.2 Mục tiêu phƣơng hƣớng 11 1.4 Đánh giá STEM với giáo dục 12 1.4.1 Ích lợi 12 1.4.2 Khó khăn .12 1.4.3 Hƣớng phát triển 12 CHƢƠNG 2: PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .13 2.1 Phƣơng pháp nghiên cứu lý thuyết 13 2.1.1 Mục đích 13 2.1.2 Nội dung nghiên cứu 13 2.1.3 Qui trình nghiên cứu .13 2.2 Phƣơng pháp thực nghiệm 13 2.2.1 Mục đích .13 2.2.2 Nội dung thực .13 2.3 Qui trình xây dựng thí nghiệm .14 2.3.1 Mục đích .14 2.3.2 Nội dung nghiên cứu 14 2 CHƢƠNG 3: CÁC GÓI MÔ HÌNH STEM ĐƠN GIẢN VỀ ÁNH SÁNG – MÀU SẮC 16 Mô hình 1: ĐÈN TRÂN CHÂU 1.1 Giới thiệu mô hình .17 1.2 Nội dung thực 17 1.2.1 Chuẩn bị 17 1.2.2 Thực 19 1.3 Phƣơng thức thực 24 1.4 Đánh giá tổng quát .25 Mô hình 2: XE MINI CHẠY BẰNG PIN MẶT TRỜI 2.1 Giới thiệu mô hình .27 2.2 Nội dung thực 28 2.2.1 Chuẩn bị 28 2.2.2 Thực 29 2.3 Phƣơng thức thực 35 2.4 Đánh giá tổng quát .36 Mô hình 3: ĐÈN LAVA 3.1 Giới thiệu mô hình .38 3.2 Nội dung thực 39 3.2.1 Chuẩn bị 39 3.2.2 Thực 40 3.3 Phƣơng thức thực 43 3.4 Đánh giá tổng quát .44 KẾT LUẬN VÀ HƢỚNG PHÁT TRIÊN 46 TÀI LIỆU THAM KHẢO 47 DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1: Một số dụng cụ cần thiết 18 Hình 2: Một số nguyên vật liệu mô hình .18 Hình 3: Sơ đồ nguyên lí hoạt động mô hình 19 Hình 4: Adapter 19 Hình 5: Cảm biến ánh sáng .20 Hình 6: Relay 20 Hình 7: Sơ đồ lắp đặt mô hình 21 Hình 8: Hình dạng ly - hình nón cụt 22 Hình 9: Mẫu giấy A 23 Hình 10: Mẫu giấy B 23 Hình 11: Đèn trân châu .26 Hình 12: Xe mini chạy pin mặt trời 27 Hình 13: Một số nguyên vật liệu mô hình .28 Hình 14: Sơ đồ nguyên lý mô hình 29 Hình 15: Pin mặt trời 29 Hình 16: Sơ đồ lắp đặt mô hình .31 Hình 17: Khung xe 32 Hình 18: Đèn lava .38 Hình 19: Các nguyên vật liệu mô hình 39 Hình 20: Sơ đồ nguyên lý mô hình 40 Hình 21: Sơ đồ lắp đặt mô hình .41 Hình 22: Mô tơ tạo khí 42 MỞ ĐẦU Trong thời đại toàn cầu hóa diễn mạnh mẽ, với phát triển nhanh chóng khoa học - công nghệ bùng nổ tri thức Điều đem lại nhiều hội nhƣ thách thức cho lĩnh vực xã hội, đặc biệt giáo dục Quá trình toàn cầu hóa yêu cầu giáo dục tri thức cao với đòi hỏi sáng tạo, khả vận dụng kiến thức khoa học công nghệ vào sản xuất Để bắt kịp thay đổi nhanh chóng thời đại giáo dục cần phải đổi tƣ nhƣ phƣơng pháp Trong chƣơng trình giáo dục phổ thông tổng thể, giáo dục Khoa học tự nhiên có ý nghĩa vô quan trọng, việc dạy Khoa học tự nhiên nhƣ giai đoạn phát triển thực vấn đề đáng quan tâm Để phù hợp với xu hƣớng chung giới chƣơng trình giáo dục Việt Nam tới, giáo dục Khoa học tự nhiên đƣợc chủ trƣơng tích hợp thành môn THCS phân hóa sâu thành môn THPT1 Bên cạnh với mục tiêu nâng cao lực, tính sáng tạo học sinh, giáo dục Khoa học tự nhiên cần đôi với hoạt động trải nghiệm sáng tạo, thực nghiệm khoa học Đồng nghĩa với điều đòi hỏi mô hình giáo dục thỏa mãn xu hƣớng phát triển nêu Trong mô hình giáo dục nay, giáo dục STEM (Science - Khoa học, Technology - Công nghệ, Engineering - Kỹ thuật Math -Toán học) mô hình nhận đƣợc nhiều ý giới Đây mô hình giáo dục đƣợc Hoa Kì áp dụng cho hầu hết bang nhằm thúc đẩy phát triển cách toàn diện kỹ lẫn kiến thức cho ngƣời học STEM trang bị cho ngƣời học kiến thức kĩ lĩnh vực khoa học, công nghệ, kỹ thuật toán học Các kiến thức không dạy riêng biệt mà tích hợp dƣới mô hình chung mang tính thực tế Mô hình STEM sử dụng phƣơng pháp “học qua hành”, ngƣời học có đƣợc kiến thức từ kinh nghiệm thực hành từ lý thuyết Giáo viên ngƣời truyền dạy kiến thức mà ngƣời hƣớng dẫn để ngƣời học tự xây dựng kiến thức STEM mang đến hoạt động trải nghiệm thực tế, thông qua ngƣời học không đƣợc trang bị kỹ STEM mà đƣợc trang bị Quốc Hội, Nghị đổi chƣơng trình, sách giáo khoa giáo dục phổ thông, Số 88/2014/QH13, 2014 kỹ phù hợp kỉ 21 Ngƣời học STEM có khả tự giải vấn đề thông qua phối hợp kiến thức kỹ môn vận dụng công việc, đặc biệt ngành nghề liên quan Kỹ thuật – công nghệ Song song với xu hƣớng giáo dục xu hƣớng nghề nghiệp STEM, theo báo cáo STEMconnector.org, vào năm 2018, ƣớc tính cần 8,65 triệu lao động công việc liên quan đến STEM2 Các ngành sản xuất phải đối mặt với thiếu hụt nguồn nhân lực đƣợc đào tạo chuyên ngành liên quan đến STEM Qua nhận thấy phù hợp, cần thiết cấp thiết giáo dục STEM phát triển xã hội Ở Việt Nam năm gần đây, dạy học STEM ngày diễn sôi nhận đƣợc nhiều quan tâm cộng đồng Các câu lạc STEM, trung tâm giáo dục STEM tiếp nối đời hoạt động tích cực thu hút học sinh Tuy nhiên mô hình giáo dục STEM Việt Nam sơ khai, đa phần áp dụng trực tiếp mô hình nƣớc cho học sinh mà bỏ qua khác biệt giáo dục tổ chức hệ thống giáo dục, sở vật chất, thời gian học, phƣơng pháp giảng dạy nhƣ cách thức tiếp nhận kiến thức học sinh Chính lý luận văn đƣợc thực nhằm xây dựng mô hình STEM phù hợp với giáo dục Việt Nam nội dung, chƣơng trình, phƣơng pháp giáo dục, điều kiện sở vật chất nhƣ trình độ lực học sinh Mục tiêu luận văn xây dựng mô hình thí nghiệm lấy chủ đề ánh sáng – màu sắc theo định hƣớng STEM làm tài liệu tham khảo cho giáo viên vật lý, nhằm mục đích nâng cao chất lƣợng giáo dục đem kiến thức vật lý gần gũi với sống, khởi tạo hứng thú yêu thích khoa học cho học sinh Với mục tiêu luận văn hƣớng tới tìm hiểu xây dựng mô hình với phần lý thuyết thuộc kiến thức Quang học phổ thông phần kỹ thực phù hợp với đối tƣợng hƣớng tới học sinh THCS Mô hình bao gồm tài liệu tham khảo, sản phẩm thực tế video hƣớng dẫn My College Options® and STEMconnector®, Why STEM Students Jobs Full Report, 2013 Luận văn đƣợc trình bày với nội dung gồm chƣơng: Chương 1: Tổng quan mô hình giáo dục STEM Chƣơng giúp ngƣời đọc có nhìn bao quát giáo dục STEM, hiểu đƣợc khái niệm STEM gì, lịch sử hình thành phát triển giáo dục STEM, vai trò giáo dục STEM, đánh giá lợi ích, khó khăn nhƣ hƣớng phát triển STEM với giáo dục Chương 2: Phương pháp nghiên cứu Trình bày phƣơng pháp nghiên cứu đƣợc sử dụng luận văn Chương 3: Các gói mô hình STEM đơn giản ánh sáng – màu sắc Giới thiệu trình bày số mô hình STEM đơn giản chủ đề ánh sáng – màu sắc xoay quanh kiến thức Quang học học sinh THCS: Ánh sáng trắng ánh sáng màu, tƣợng khúc xạ ánh sáng, tác dụng ánh sáng CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ MÔ HÌNH GIÁO DỤC STEM 1.1 Giáo dục STEM gì? 1.1.1 Khái niệm STEM STEM viết tắt Science (Khoa học), Technology (Công nghệ), Engineering (Kỹ thuật) Mathematics (Toán học) STEM chƣơng trình giáo dục, chất đƣợc hiểu trang bị cho ngƣời học kiến thức kỹ cần thiết liên quan đến lĩnh vực khoa học, công nghệ, kỹ thuật toán học Các kiến thức kỹ phải đƣợc tích hợp, lồng ghép bổ trợ cho nhau, giúp ngƣời học không hiểu biết nguyên lý mà thực hành tạo đƣợc sản phẩm có ích phục vụ sống ngày 1.1.2 Lịch sử hình thành phát triển Vào thập niên 50 60, Mỹ nƣớc phổ cập giáo dục phổ thông cho nƣớc nƣớc tạo hệ thống trƣờng cao đẳng, đại học rộng rãi Hệ thống giáo dục họ vào thời điểm đƣợc đánh giá tốt giới, với kết tuyệt vời mà khoa học kinh tế Mỹ đạt đƣợc Tuy nhiên, không quốc gia gặt hái đƣợc nhiều thành công giáo dục, chẳng hạn nhƣ Phần Lan, Hàn Quốc, Hồng Kông hay Singapore chí đƣợc cho vƣợt mặt Mỹ Trong năm 90 kỷ 20, Quỹ khoa học quốc gia Mỹ (NSF) bắt đầu sử dụng từ viết tắt SMET thay cho khoa học, toán học, kĩ thuật công nghệ (Science, Mathematics, Engineering and Technology) vốn dự án giáo dục đƣợc dự kiến phổ cập với vai trò cải cách tìm lại vị phát triển giáo dục quốc gia Các nhân viên NSF nhận thấy phát âm SMET giống với từ “smut” (từ nói tục) từ thuật ngữ STEM đời thay cho SMET STEM bị nhầm lẫn chƣơng trình đào tạo liên quan tới tế bào gốc (Stem cell) Điều kéo dài tận mùa thu năm 2005, nhiều ngƣời đọc “Thế giới phẳng” Friedman (2005) , họ cho Trung Quốc Ấn Độ tăm xiên vào hai ống hút này, ta gắn bánh xe vào tăm xiên ống hút dài bánh làm nhiệm vụ dẫn động không nhận truyền động từ motor Đối tăm xiên nhận truyền động từ motor ta chƣa gắn bánh xe vào mà gắn vào bánh nhỏ luồn dây thun vào trƣớc, ta căng dây thun bánh nhỏ gắn vào tăm xiên bánh lớn gắn sẵn trục quay motor để dẫn động cho trục bánh xe, dây thun dài cắt bớt chập làm đôi, ngắn ta đổi loại khác nối thêm dây, đảm bảo bƣớc dây thun căng vừa đủ để việc truyền động motor tăm xiên đƣợc đảm bảo Cuối ta lắp bánh xe vào tăm xiên Lƣu ý bốn bánh xe cần đƣợc gắn cố định cẩn thận súng bắn keo, đồng thời cần thiết buộc dây thun quanh bánh để tăng độ ma sát cho xe chuyển động Bƣớc 6: Hoàn thiện sản phẩm tiến hành thử nghiệm Trƣớc đƣa xe vào thử nghiệm ta tiến hành bƣớc để kiểm tra độ chắn chắn nhƣ đảm bảo kỹ thuật cho xe Đầu tiên độ chắn chắn, ta kiểm tra mối bắn keo, phần motor, công tắc, pin mặt trời, ống hút với khung xe, tăm xiên với bánh xe xem có lỏng không, lỏng cần cố định lại cho chắn Tiếp theo đảm bảo kỹ thuật, ta xem xét mối nối điện từ motor tới công tắc, từ công tắc tới pin, từ motor tới pin xem có lỏng, hở rò điện không có cần gia cố lại đảm bảo độ tiếp xúc độ kín mối nối điện Sau ta kiểm tra phần bề mặt pin mặt trời xem có bị phận che khuất bị keo làm mờ hay không, có ta cố định lại phần đó, gỡ phần keo làm mờ để đảm bảo độ hấp thụ ánh sáng cho pin nhằm đảm bảo nguồn điện yêu cầu Cuối ta bật công tắc đồng thời đƣa xe vùng có ánh sáng để kiểm tra động cơ, động không chạy ta kiểm tra lần mối nối điện, vấn đề kiểm tra tới chất lƣợng pin để kịp thời thay Sau động chạy ta đặt xe xuống đất quan sát chuyển động, trình chuyển động bánh xe không cân ta cố định lại cho hợp lý, di chuyển bánh xe thiếu ma sát với mặt đƣờng ta bọc thêm lớp nhựa quấn dây thun quanh bánh xe để tăng độ ma sát 34 2.3 Phƣơng thức thực - Dẫn dắt gợi ý: Trong tác dụng ánh sáng học có nhắc đến tác dụng quang điện, giáo viên giới thiệu cho học sinh hoạt động pin mặt trời Cho học sinh xem thử pin mặt trời Hỏi công dụng mà học sinh nhìn thấy nghe thấy pin mặt trời Thống tất đồng ý thực mô hình nhỏ hoạt động pin mặt trời - Chuẩn bị tiến hành: Sau thống ý tƣởng định thực Cho phép học sinh bắt đầu tiến hành làm mô hình Đầu tiên tiến hành chia nhóm, sau phát dụng cụ nguyên vật liệu, ý hƣớng dẫn rõ cách sử dụng nhấn mạnh vấn đề an toàn trình thực đặc biệt với dụng cụ sắc nhọn nhƣ kéo, có khả làm nhƣ súng bắn keo - Hƣớng dẫn thực giám sát trình: Trong trình nhóm tiến hành, giáo viên thƣờng xuyên di chuyển để hƣớng dẫn nhóm, lƣu ý khuyến khích học sinh thụ động, thúc đẩy học sinh tích cực, nhận xét chung hứng thú tích cực học sinh trình thực Chú ý đảm bảo học sinh tiến hành kỹ thuật an toàn - Đánh giá kết quả: Thu lại thành phẩm theo thời gian quy định, đánh giá sơ bộ, góp ý nhƣ khen thƣởng tính thẩm mỹ, độ chắn, độ an toàn mô hình học sinh thực Kiểm tra kỹ thuật demo thử nghiệm mô hình đạt yêu cầu - Khái quát lại vấn đề: Qua việc thực mô hình, khái quát lại khái tác dụng ánh sáng, hỏi cảm nhận học sinh pin mặt trời, đề cập tới mô hình đơn giản tƣơng tự mà học sinh thực với pin mặt trời nhƣ làm thuyền chạy, đun nƣớc nóng… pin mặt trời Đặt số câu hỏi củng cố kiến thức học Tác dụng ánh sáng lên pin Pin mặt trời chuyển hóa quang thành: mặt trời đƣợc gọi là: a Tác dụng quang điện a Nhiệt b Tác dụng nhiệt b Điện c Tác dụng c Động d Tác dụng sinh hóa d Cơ 35 2.4 Đánh giá tổng quát Kiến thức, kỹ truyền đạt Kiến thức: - Tác dụng quang điện ánh sáng, từ quang chuyển hóa thành điện nhờ vào pin mặt trời - Thực tiễn hóa lý thuyết tác dụng ánh sáng thông qua mô hình thực Kỹ năng: - Kỹ đấu nối đƣờng điện chiều đơn giản - Kỹ đo đạc tính toán - Kỹ thủ công cắt, dán - Ngoài thông qua việc thực hành làm việc nhóm giúp học sinh phát triển kỹ mềm nhƣ: quản lí thời gian, giải vấn đề, tƣ sáng tạo, làm việc nhóm… Lƣu ý tiến hành - Súng bắn keo thiết bị nguy hiểm có gây bỏng nên cẩn thận sử dụng - Chú ý kéo sử dụng không vung giơ trớn dễ gây tai nạn - Pin mặt trời phải lặp đặt cẩn thận không để rơi rớt vỡ tác dụng không đạt hiệu tối đa Đánh giá mô hình - Ƣu điểm:  Đảm bảo đủ yếu tố cần thiết mô hình giáo dục STEM yêu cầu: Khoa học – Công nghệ - Kỹ thuật – Tính toán  Có tính thẩm mỹ thƣờng thức cao qua tạo sức hấp dẫn thú vị cho học sinh  Gần gũi với sống có ứng dụng thực tế 36 - Khuyết điểm:  Đòi hỏi yêu cầu kỹ thuật thẩm mỹ định  Quá trình thực yêu cầu tập trung ý kỹ thuật đặc biệt điện, tránh xảy sai sai sót cố đáng tiếc 37 Mô hình 3: ĐÈN LAVA 3.1 Giới thiệu mô hình Tên: Đèn Lava Đối tƣợng, phạm vi học: Mô hình hƣớng tới đối tƣợng học sinh lớp 9, áp dụng cho học Hiện tƣợng khúc xạ ánh sáng Nội dung mục đích: Nội dung: Học sinh dựa vật liệu, linh kiện có sẵn thiết kế đèn ngủ đèn trang trí đẹp mắt Mục đích:  Học sinh biết cách làm vật dụng hữu ích đẹp mắt  Một ứng dụng thức tế kiểm chứng tƣợng khúc xạ, phản xạ phản xạ toàn phần ánh sáng truyền qua môi trƣờng suốt khác Kết dự kiến  Đèn sáng rõ mô-tơ tạo khí chạy tốt  Ánh sáng từ nguồn đáy chai nhƣng chai phát sáng đêm  Đèn mô-tơ hoạt động bình thƣờng, ổn định, chai không rò rỉ nƣớc Hình 18: Đèn lava 38 3.2 Nội dung thực 3.2.1 Chuẩn bị - Về kiến thức: Có kiến thức vật lý bản, kiến thức kỹ thuật điện, kiến thức an toàn sử dụng, lắp đặt mạch điện Nắm bắt hiểu rõ nguyên lý hoạt động nhƣ cách lắp đặt linh kiện mạch điện - Về kỹ năng: Có kỹ sử dụng dụng cụ kỹ thuật điện (Kềm, Tua vít…), kỹ đo đạc tính toán, kỹ thủ công cắt dán, thƣờng thức thẩm mỹ - Về dụng cụ: Kềm, kéo, súng bắn keo, dao rọc giấy - Về nguyên vật liệu: Một chai nhựa suốt (500ml), đèn led màu (tùy chọn), điện trở 220Ω, mô-tơ tạo khí 3V, 20-30cm ống tuy-ô dẫn khí, pin đại 3V, pin 5V, công tắc, dây điện, nƣớc dầu ăn Dƣới số ảnh minh hoạ linh kiện nguyên vật liệu quan trọng: Mô-tơ tạo khí Pin 4.5V Pin 4.2V Công tắc Công tắc Chai nhựa 500ml Dây tuy-ô Pin đại 1.5V Led đơn Hình 19: Các nguyên vật liệu mô hình 39 Đầu tạo bọt khí 3.2.2 Thực Bƣớc 1: Nguyên cứu hoạt động Hoạt động mạch điện đƣợc tóm tắt qua sơ đồ nguyên lý nêu trên, cụ thể nhƣ sau: Về nguồn cấp điện: Đối với đèn led đơn ta mắc song song với chúng sử dung nguồn điện có điện áp 5V-DC (một chiều), động tạo khí ta sử dụng nguồn cấp điện cho động từ 1.5-3V-DC tùy theo mức điện áp từ 1.5 tới 3V mà lƣợng khí tạo tốc độ tạo khí động khác nhau, mô hình ta sử dụng nguồn 3V Về chế chiếu sáng: Ánh sáng tạo từ led đơn đáy chai đƣợc cấp nguồn điện 5V-DC đƣợc khúc xa qua lại nhiều lần từ đáy chai Hình 20: Sơ đồ nguyên lý mô hình qua tầng dung dịch, bọt khí, phản xạ toàn phần thành chai, ánh sáng tạo nguồn sáng cho toàn chai 40 Bƣớc 2: Lắp mạch điện Hình 21: Sơ đồ lắp đặt mô hình Dựa vào sơ đồ lắp đặt tiến hành đấu dây Để có đƣợc mạch điện hoạt động cho đèn lava ta thực đấu nối dây điện cho phận nhƣ sơ đồ mạch điện chia rõ hai phần phần dùng nguồn 5V để cấp điện cho đèn led hoạt động , phần lại sử dụng nguồn 3V để cấp nguồn hoạt động cho motor tạo khí Đối với phần mạch điện mắc cho led, ta từ cực dƣơng pin 5V ta nối dây điện qua điện trở đến mối nối chung Mối nối chung đầu dƣơng led mắc song song nối lại dây (lƣu ý đầu dƣơng led có chân dài đầu âm) Các led mắc song song ta nối chung đầu âm lại với Tại mối nối chung đầu dây âm led ta nối dây, dây qua công tắc với chức bật tắt đèn led sau ta nói cực âm nguồn pin 5V Nhƣ ta hoàn tất vòng mạch điện dành cho led chiếu sáng Tiếp theo ta mắc mạch điện cho motor tạo khí, tƣơng tự nhƣ với phần mạch điện cho led nhiên lần ta sử dụng nguồn pin 3V thay led song song thành động ta đƣợc mạch điện cấp nguồn cho động tạo khí Trƣớc hết ta nối dây từ cực dƣơng pin 3V tới chân (+) động tạo khí, sau ta nối dây từ cực (-) động tạo khí ngang qua 41 công tắc phục vụ cho việc bật tắt động ta nối dây trở cực âm nguồn pin 3V      Motor tạo khí bể cá, hổ cá… Điện áp hoạt động: 3V Dòng tiêu thụ: 200mA Áp lực: 70Kpa Trọng lƣợng: 11g Hình 22: Mô tơ tạo khí Về vị trí lắp đặt, ta lắp led đáy chai nƣớc, tƣơng tự động tạo khí có dây tuy-ô dẫn khí đƣợc tạo ta gắn đầu tuôn khí đáy chai Bƣớc 3: Kiểm tra lại mạch Để đảm bảo mạch điện lắp mắc hoạt động theo yêu cầu kỹ thuật đề ta cần phải kiểm tra lại mạch Đầu tiên ta kiểm tra mối nối độ tiếp xúc, độ kín độ chắn chắn, đảm bảo mối không bị lỏng hở điện Sau ta đóng mạch để quan sát phận hoạt động, phận không hoạt động ta kiểm tra phần mạch điện gắn với phận (hai phần mạch điện nêu bƣớc 2) Trong trƣờng hợp kiểm tra kỹ lƣỡng mối nối điện mà thiết bị không hoạt động ta chuyển sang kiểm chất lƣợng thiết bị nhƣ led có chạy không, motor có hỏng không để kịp thời thay Bƣớc 4: Gắn thiết bị vào đáy chai Đầu tiên ta đo kích thƣớc tiết diện ống tuy-ô Tiếp theo ta dùng dao rọc giấy để khoét lỗ vừa đủ với tiết diện đo đáy chai Kế tiếp ta đo kích thƣớc led dùng dao rọc giấy khoét lỗ vừa đủ với kích thƣớc led đo xung quanh lỗ vừa tạo Sau ta luồn ống tuy-ô qua lỗ khoét kéo lên miệng chai gắn vào cục sủi sau kéo cục sủi sát đáy chai, dùng súng bắn keo cố định dây, cục sủi làm liền lỗ khoét để nƣớc không rò rỉ Sau cố định ta gắn led lỗ nhỏ xung quanh khoét, tƣơng tự dùng súng bắn keo cố định dán liền lỗ đảm bảo không rò rỉ nƣớc 42 Cuối ta thử bật lại công tắc, đảm bảo đèn mô-tơ hoạt động tốt, đổ nƣớc dần vào chai kiểm tra có bị rỏ rì dùng súng bắn keo trám lại chỗ rò có Bƣớc 5: Tạo dung dịch Giờ ta tiến hành pha dung dịch cho đèn Ta sử dụng chai 500ml để pha lấy thể tích trừ thể tích bị chiếm ống ô, led cục sủi, sau ƣớc lƣợng dung tích nƣớc lại chai vào khoảng 450ml Ta tạo dung dịch gồm nƣớc dầu ăn với tỷ lệ 2:8, với phần nƣớc phần dầu ăn Nhƣ ta có: x = 90 (ml) nƣớc x = 360 (ml) dầu ăn để tạo dung dịch mong muốn Hoặc ta tính dung dịch dầu cách trừ từ tổng dung dịch dầu = 450 – 90 = 360 (ml) Bƣớc 6: Hoàn thiện sản phẩm thử hoạt động Nhƣ sản phẩm hoàn thiện, ta kiểm tra lại lần việc cố định phận, bịt kín lỗ đáy chai, kiểm tra độ chắn chắn mối nối sau đổ dung dịch tạo vào chai Đối với nắp chai nguyên để đóng chai không sử dụng, đục lỗ nhỏ nắp để đậy chai lại bật motor tạo khí tránh để dung dịch bắn số trƣờng hợp motor tạo khí mạnh mức yêu cầu Cuối ta bật công tắc mô-tơ, đổ dung dịch tạo vào chai bật công tắc đèn (tắt đèn chọn nơi tối để quan sát tốt nhất) 3.3 Phƣơng thức thực - Dẫn dắt: Trong trình giảng đề cập tới vấn đề liên quan tới truyền sáng ánh Đặt câu hỏi vấn đề truyền sáng qua môi trƣờng suốt khác (Ánh sáng truyền nhƣ nào? Ánh sáng truyền qua môi trƣờng suốt có tƣợng xảy ra?) Cho học sinh xem clip có nội dung liên quan tới truyền ánh sáng - Gợi ý: Đề cập, hỏi tƣợng khúc xạ, phản xạ phản xạ toàn phần, hội ý xem học sinh có muốn tự tạo sản phẩm kiểm chứng tƣợng thực tế hay ko? Gợi ý đèn lava phƣơng pháp làm 43 Bắt đầu: Sau thống ý tƣởng định thực với học sinh - bắt đầu tiến hành làm mô hình, tiến hành chia nhóm, phát dụng cụ nguyên vật liệu, ý hƣớng dẫn rõ cách sử dụng nhấn mạnh vấn đề an toàn trình thực Hƣớng dẫn thực giám sát trình: Trong trình nhóm - tiến hành, giáo viên thƣờng xuyên di chuyển để hƣớng dẫn nhóm, lƣu ý khuyến khích học sinh thụ động, thúc đẩy học sinh tích cực, nhận xét chung hứng thú tích cực học sinh trình thực Chú ý đảm bảo học sinh tiến hành kỹ thuật an toàn Đánh giá kết quả: Thu lại thành phẩm theo thời gian quy định, đánh giá sơ - bộ, góp ý nhƣ khen thƣởng tính thẩm mỹ, độ chắn, độ an toàn mô hình học sinh thực Kiểm tra kỹ thuật đề mô thử nghiệm mô hình đạt yêu cầu Khái quát lại vấn đề: Qua việc thực mô hình, khái quát lại khái - niệm lý thuyết đề cập khẳng định lại tính đắn chúng Đặt số câu hỏi nhằm củng cố kiến thức học Hiện tƣợng sau Hiện tƣợng khúc xạ xảy khi? xảy ánh sáng truyền qua hai môi trƣờng suốt khác a Ánh sáng truyền không khí nhau? b Ánh sáng truyền thẳng từ không khí sang nƣớc a Phản xạ b Khúc xạ c Ánh sáng truyền xiên góc từ không khí sang nƣớc c Phản xạ toàn phần d Cả a,b,c d Cả a,b,c 3.4 Đánh giá tổng quát Kiến thức, kỹ truyền đạt Kiến thức: - Các tƣợng khúc xạ, phản xạ phản xạ toàn phần 44 - Nguyên lý hoạt động động tạo khí, đèn led Kỹ năng: - Kỹ tuốt dây, cắt dây điện - Kỹ lắp mạch điện hay lắp đặt linh kiện - Kỹ đo đạc, tính toán tạo hỗn hợp dung dịch - Ngoài thông qua việc thực hành làm việc nhóm giúp học sinh phát triển kỹ mềm nhƣ: quản lí thời gian, giải vấn đề, tƣ sáng tạo, làm việc nhóm… Lƣu ý tiến hành - Súng bắn keo thiết bị nguy hiểm có gây bỏng nên cẩn thận sử dụng - Có thể thay đổi máu sắc đèn led theo sở thích sử dụng loại led nháy cho hiệu ứng ánh sáng đẹp mặt - Để tránh tình trạng nƣớc chảy ngƣợc vào mô-tơ phải bật công tắc mô-tơ trƣớc đổ dung dịch vào Đánh giá mô hình - Ƣu điểm:  Đảm bảo đủ yếu tố cần thiết mô hình giáo dục STEM yêu cầu: Khoa học – Công nghệ - Kỹ thuật – Tính toán  Có tính thẩm mỹ thƣờng thức cao qua tạo sức hấp dẫn thú vị cho học sinh  Gần gũi với sống có ứng dụng thực tế - Khuyết điểm:  Đòi hỏi yêu cầu kỹ thuật khéo tay định  Quá trình thực yêu cầu tập trung ý tỉ mỉ tránh lỏng lẻo mối nối điện, đảm bảo nƣớc không bị rò khỏi chai 45 KẾT LUẬN VÀ HƢỚNG PHÁT TRIỂN Sau trình nghiên cứu thực khóa luận, mục tiêu đề tài đƣợc thực xây dựng tài liệu tham khảo mảng kiến thức khác thuộc chủ đề màu sắc – ánh sáng Đồng thời tài liệu tham khảo, luận văn chủ động tạo sản phẩm thực tế giảng video mẫu hƣớng dẫn cách thực mô hình Ngoài mô hình bao hàm kiến thức tổng hợp môn tùy theo mục tiêu giảng dạy ta lựa chọn giới thiệu mở rộng phần kiến thức phù hợp với đối tƣợng học sinh  Mô hình Đèn trân châu trình bày luận văn hƣớng tới đối tƣợng học sinh lớp 9, trọng tâm kiến thức ánh sáng màu ánh sáng trắng, nhƣ cảm biến ánh sáng, Relay đóng vai trò Kỹ thuật, Công nghệ Ở học khác mở rộng mô hình sử dụng cho học sinh THPT dạy chất bán dẫn, tƣợng quang điện  Mô hình Đèn lava mở rộng dạy tƣợng đối lƣu chất lỏng  Mô hình Xe mini chạy pin mặt trời dùng để dạy truyền biến đổi chuyển động Tuy nhiên điều kiện hoàn cảnh giáo dục gói mô hình sử dụng với mục đích tham khảo tiết học lên lớp, hay kèm với hoạt động vui chơi giải trí Vì tƣơng lai, hi vọng phát triển đề tài theo hƣớng mở rộng nội dung nhƣ đối tƣợng phù hợp với chƣơng trình đào tạo Bộ giáo dục Cải thiện nâng cao tính khả thi mô hình để gói mô hình trở thành nguồn tài liệu tham khảo hữu ích việc dạy học thức nhà trƣờng 46 TÀI LIỆU THAM KHẢO Hứa Duy Lƣợng & Ngãi Dƣơng (2000), Thế giới Vật lý, Nhà xuất trẻ Nguyễn Trần Trắc & Diệp Ngọc Anh (2005), Quang học, Nhà xuất Đại học Quốc Gia Thành phố Hồ Chí Minh Vũ Quang (Tổng chủ biên) (2010), Sách giáo khoa Vật lý Nhà xuất Giáo dục Bronwyn MacFarlane (2015), STEM Education for High-Ability Learners: Designing and Implementing Programming, Prufrock Press Richard M.Felder & Rebecca Brent (2016), Teaching and Learning STEM: A Practical Guide, Jossey-Bass 47 XÁC NHẬN CỦA GIẢNG VIÊN HƢỚNG DẪN XÁC NHẬN CỦA GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN 48 ... gói mô hình STEM đơn giản ánh sáng – màu sắc Giới thiệu trình bày số mô hình STEM đơn giản chủ đề ánh sáng – màu sắc xoay quanh kiến thức Quang học học sinh THCS: Ánh sáng trắng ánh sáng màu, ... CÁC GÓI MÔ HÌNH STEM ĐƠN GIẢN VỀ ÁNH SÁNG – MÀU SẮC Trong chƣơng luận văn giới thiệu gói mô hình STEM chủ đề ánh sáng – màu sắc xoay quanh mảng kiến thức Vật lý ánh sáng trắng, ánh sáng màu, tác... thức: - Ánh sáng trắng ánh sáng màu: ánh sáng màu đƣợc tạo cách cho ánh sáng trắng qua lọc màu, lọc màu cho ánh sáng màu qua, hấp thụ ánh sáng màu khác - Nguyên lý hoạt động relay cảm biến ánh sáng