Dạy học STEM: CHẾ TẠO MÁY PHÁT ĐIỆN DÙNG NĂNG LƯỢNG GIÓ VÀ NÂNG CAO SỨC KHỎE

CHỦ ĐỀ: CHẾ TẠO MÁY PHÁT ĐIỆN DÙNG NĂNG LƯỢNG GIÓ VÀ NÂNG CAO SỨC KHỎE TÊN CHỦ ĐỀ: Máy phát điện dùng lượng gió nâng cao sức khỏe (Số tiết: 03 – Lớp 11) MÔ TẢ CHỦ ĐỀ Học sinh tìm hiểu vận dụng kiến thức tượng cảm ứng điện từ (Bài 23- Vật lí 11), dịng điện chất bán dẫn ( vật lí 11), dạng cân ( vật lí 10) (Bài- Bản vẽ kỹ thuật - Cơng Nghệ 11), Giáo dục thể chất, GDCD để thiết kế chế tạo máy phát điện chiều với tiêu chí cụ thể Học sinh thử nghiệm chế tạo máy phát điện tiến hành đánh giá chất lượng sản phẩm MỤC TIÊU a Kiến thức: - Vận dụng kiến thức tượng cảm ứng điện từ định luật bảo toàn chuyển hóa lượng theo u cầu, tiêu chí cụ thể; b Kĩ năng: - Tính tốn, vẽ thiết kế máy phát điện đảm bảo tiêu chí đề ra; - Lập kế hoạch cá nhân/nhóm để chế tạo thử nghiệm dựa thiết kế; - Trình bày, bảo vệ thiết kế sản phẩm mình, phản biện ý kiến thảo luận; - Tự nhận xét, đánh giá trình làm việc cá nhân nhóm c Phẩm chất: - Nghiêm túc, chủ động, tích cực tham gia hoạt động học; - u thích khám phá, tìm tịi 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 d Năng lực: - Tìm hiểu khoa học, cụ thể ứng dụng tượng cảm ứng điện từ, định luật bảo tồn chuyển hóa lượng; - Giải nhiệm vụ thiết kế chế tạo máy phát điện 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 THIẾT BỊ - Các thiết bị dạy học: giấy A0, mẫu kế hoạch, … - Nguyên vật liệu dụng cụ để chế tạo thử nghiệm “ Máy phát điện ”:  Mơ tơ điện 6-12V;  Kéo, dao rọc giấy, bìa cattong; hệ thống bánh truyền động lấy từ đồng hồ hỏng đầu đĩa hỏng  Băng dính, keo, ruột bút bi, vỏ lon bia  Xe đạp mượn 5 TIẾN TRÌNH DẠY HỌC Hoạt động XÁC ĐỊNH YÊU CẦU THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÁY PHÁT ĐIỆN (Tiết – 45 phút) a Mục đích Học sinh hiểu tượng cảm ứng điện từ ứng dụng tượng cảm ứng điện từ Nâng cao ý thức học sinh dùng lượng bảo vệ mơi trường b Nội dung - Tìm hiểu tượng cảm ứng điện từ - Nêu ý tưởng vận dụng tượng cảm ứng điện từ chế tạo máy phát điện - GV thống với HS tiêu chí đánh giá thiết kế, đánh giá thiết kế máy phát điện dùng lượng gió c Dự kiến sản phẩm học sinh - Bảng phân cơng nhiệm vụ nhóm - Hồ sơ hoạt động học sinh - Bảng tiêu chí đánh giá thiết kế sản phẩm tiêu chí đánh giá sản phẩm máy phát điện dùng lượng gió - Kế hoạch thực dự án với mốc thời gian nhiệm vụ rõ ràng d Cách thức tổ chức hoạt động Bước 1: Đặt vấn đề Trên sở kiến thức học từ trường dịng điện giáo viên đặt câu hỏi: Dịng điện sinh từ trường, từ trường tạo dịng điện khơng? Bước 2: Học sinh làm thí nghiệm tượng cảm ứng điện từ - Gv chia HS thành nhóm – học sinh - Yêu cầu học sinh phân công nhiệm vụ nhóm - Gv nêu mục đích hướng dẫn tiến hành thí nghiệm Thiết bị thí nghiệm: + nam châm thẳng + vòng dây + điện kế + dây nối Bản hướng dẫn HS làm thí nghiệm: + cho nam châm chuyển động + quan sát kim điện kế + nhận xét Bước 3: Giao nhiệm vụ cho học sinh xác lập tiêu chí đánh giá thí nghiệm GV nêu nhiệm vụ: vào kết thí nghiệm vừa tiến hành, nhóm lập dự án “chế tạo máy phát điện dùng lượng gió nâng cao sức khỏe” Sản phẩm cần đạt tiêu chí sau: Tiêu chí Điểm tối đa Tạo dịng điện từ lượng gió đạp xe Thắp sáng hệ thống bóng đèn led quảng cáo Hình thức đẹp, bóng đèn tạo hình quảng cáo sinh động Chi phí tiết kiệm Bước 4: GV thống kế hoạch triển khai Hoạt động Hoạt động 1: giao nhiệm vụ dự án Hoạt động 2: nghiên cứu kiến thức chuẩn bị thiết kế sản phẩm để báo cáo Hoạt động 3: báo cáo phương án thiết kế Hoạt động 4: chế tạo, thử nghiệm sản phẩm Thời lượng Tiết 1 tuần ( HS tự làm nhà theo nhóm) Tiết tuần ( HS tự làm nhà theo nhóm) Hoạt động 5: triển lãm, giới thiệu sản phẩm Tiết Phiếu đánh giá báo cáo thiết kế sản phẩm Tiêu chí Điểm tối đa Bản vẽ nguyên lí rõ ràng, nguyên lí Bản vẽ thiết kế rõ ràng, đẹp, sáng tạo, khả thi Nêu rõ nguyên vật liệu cần sử dụng Giải thích ngun lí hoạt động Trình bày rõ ràng, logic, sinh động, phù hợp với nhiệm vụ phân công Tổng điểm 10 Điểm đạt Hoạt động NGHIÊN CỨU KIẾN THỨC TRỌNG TÂM VÀ XÂY DỰNG BẢN THIẾT KẾ (HS làm việc nhà tuần) a Mục đích: - Học sinh tự nghiên cứu kiến thức liên quan thông qua việc nghiên cứu tài liệu thiết kế máy phát điện từ lượng gió - Học sinh tự nghiên cứu kiến thức liên mơn học Vật lí, cơng Nghệ, trình nghiên cứu, hiểu ý nghĩa bảo vệ môi trường, nâng cao sức khỏe b Nội dung: HS tự học làm việc theo nhóm để thống kiến thức liên quan, làm thí nghiệm, vẽ thiết kế mạch điện sản phẩm c Dự kiến sản phẩm: Học sinh cần đạt sản phẩm sau: - Bài ghi cá nhân kiến thức liên quan; - Bản vẽ mạch điện thiết kế sản phẩm máy phát điện nhờ lượng gió; - Bài thuyết trình vẽ thiết kế d Cách thức tổ chức hoạt động: - Các thành viên nhóm đọc tài liệu - Học sinh làm việc nhóm: + Chia sẻ với thành viên khác nhóm kiến thức tìm hiểu Ghi tóm tắt lại kiến thức vào cá nhân + Tiến hành lập phương án thí nghiệm + Vẽ vẽ mạch điện máy phát điện, thiết kế sản phẩm, kiểu dáng Trình bày thiết kế giấy A0 trình chiếu Powerpoint + Chuẩn bị trình bày thiết kế, giải thích nguyên lý hoạt động máy phát điện nhờ lượng gió - GV đơn đốc nhóm thực nhiệm vụ hỗ trợ cần Hoạt động TRÌNH BÀY BẢN THIẾT KẾ (Tiết – 45 phút) a Mục đích Học sinh trình bày phương án thiết kế máy phát điện nhờ lượng gió sử dụng kiến thức để giải thích nguyên lý hoạt động máy phát điện phương án thiết kế mà nhóm chọn b Nội dung: - GV tổ chức cho HS nhóm trình bày phương án thiết kế máy phát điện nhờ lượng gió; - 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 hóa 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 phát điện nhờ lượng gió d Cách thức tổ chức hoạt động Bước 1: Lần lượt nghe nhóm trình bày phương án thiết kế phút Các nhóm cịn lại ý lắng nghe Bước 2: GV tổ chức cho nhóm cịn lại nêu câu hỏi, nhận xét phương án thiết kế cho 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 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 CHẾ TẠO VÀ THỬ NGHIỆM (HS làm việc nhà phịng thí nghiệm – tuần) a Mục đích Các nhóm HS thực hành, chế tạo máy phát điện nhờ lượng gió thiết kế chỉnh sửa b Nội dung Học sinh làm việc theo nhóm thời gian tuần để chế tạo máy phát điện nhờ sức gió, 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 phát điện nhờ lượng gió, đáp ứng tiêu chí phiếu đánh giá hoạt động d Các thức tổ chức hoạt động: Bước 1: HS tìm kiếm, chuẩn bị vật liệu dự kiến; Bước 2: HS lắp đặt thành phần máy phát điện theo thiết kế; Bước 3: HS thử nghiệm hoạt động máy phát điện, 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 4: HS hoàn thiện bảng ghi danh mục vật liệu tính giá thành chế tạo sản phẩm; Bước 5: 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 TRÌNH BÀY SẢN PHẨM MÁY PHÁT ĐIỆN NHỜ NĂNG LƯỢNG GIÓ VÀ THẢO LUẬN (Tiết – 45 phút) a Mục đích HS biết giới thiệu sản phẩm máy phát điện nhờ lượng gió 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 máy phát điện nhờ lượng gió 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 đồng thời bật máy phát điện để quan sát độ sáng bóng đèn, đo hiệu điện - Yêu cầu HS nhóm trình bày, phân tích hoạt động, giá thành kiểu dáng máy phát điện - GV hội đồng GV tham gia bình chọn kiểu dáng thiết kế Song song với trình theo dõi độ sáng đèn - Giáo viên nhận xét công bố kết chấm sản phẩm theo tiêu chí phiếu đánh giá số - GV đặt câu hỏi cho báo cáo để làm rõ chế hoạt động máy phát điện, giải thích tượng xảy thiết kế, 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 cảu nhóm GV thể 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? TRƯỜNG THPT…………………… Chủ đề: THIẾT KẾ MÁY PHÁT ĐIỆN NHỜ NĂNG LƯỢNG GIÓ HỒ SƠ HỌC TẬP CỦA NHÓM NHÓM SỐ:…… Họ tên giáo viên hướng dẫn:…………………… Tổ:………………… THÍ NGHIỆM KHÁM PHÁ KIẾN THỨC Nguyên vật liệu: + nam châm thẳng + vòng dây + điện kế + dây nối + …………… Hướng dẫn làm thí nghiệm: + + + + KẾT LUẬN MỘT SỐ GHI CHÚ SAU KHI BÁO CÁO: BẢNG PHÂN CƠNG NHIỆM VỤ CHO THÀNH VIÊN CỦA NHĨM TT Họ tên Vai trị Trưởng nhóm Nhiệm vụ Quản lý, tổ chức chung, phụ trách trình bày ppt Ghi chép, Lưu trữ hồ sơ học tập nhóm Thư ký Thành viên Phát ngơn viên Thành viên Thành viên Photo hồ sơ, tài liệu học tập Chụp ảnh, ghi hình minh chứng Thành viên Mua vật liệu KẾ HOẠCH THỰC HIỆN Vấn đề/ Nhiệm vụ/ Dự án cần thực hiện: ……………………………………………………………………………………… Kế hoạch triển khai T Hoạt động Sản phẩm Tiêu chí đánh Thời gian Người phụ T giá trách CÁC TIÊU CHÍ ĐÁNH GIÁ Phiếu đánh giá số 1: Đánh giá sản phẩm máy phát điện nhờ lượng gió Tiêu chí Điểm tối đa Tạo dòng điện từ lượng gió đạp xe Thắp sáng hệ thống bóng đèn led quảng cáo Hình thức đẹp, bóng đèn tạo hình quảng cáo sinh động Chi phí tiết kiệm Tổng điểm 10 Điểm đạt 2 Phiếu đánh giá số 2: Đánh giá báo cáo thiết kế sản phẩm Tiêu chí Bản vẽ nguyên lí rõ ràng, nguyên lí Bản vẽ thiết kế rõ ràng, đẹp, sáng tạo, khả thi Giải thích nguyên lí hoạt động Trình bày rõ ràng, logic, sinh động Tổng điểm Điểm tối đa 2 Điểm đạt 10 HƯỚNG DẪN TÌM HIỂU KIẾN THỨC NỀN (Thực nhà) Nhiệm vụ: Nghiên cứu kiến thức liên quan về: - Hiện tượng cảm ứng điện từ - Cấu tạo nguyên lí làm việc máy phát điện - Các dạng cân - Dòng điện chất bán dẫn - Định luật bảo toàn chuyển hóa lượng Hướng dẫn thực THIẾT KẾ SẢN PHẨM (Thực nhóm làm việc đề xuất giải pháp thiết kế máy phát điện báo cáo) Hướng dẫn: - Chia sẻ kiến thức tìm hiểu với thành viên nhóm - Thảo luận, đề xuất giải pháp thiết kế máy phát điện - Vẽ mạch điện thiết kế sản phẩm, giải thích nguyên lý hoạt động máy phát điện Bản vẽ mạch điện: Bản thiết kế sản phẩm mô tả nguyên lý hoạt động máy phát điện: Nhận xét, góp ý giáo viên nhóm NHẬT KÍ THIẾT KẾ MÁY PHÁT ĐIỆN NHỜ NĂNG LƯỢNG GIĨ (Thực nhà) Ghi lại hoạt động thiết kế máy phát điện nhờ lượng gió, vấn đề gặp phải, nguyên nhân cách giải GÓP Ý VÀ CHỈNH SỬA SẢN PHẨM (Thực buổi trình bày sản phẩm) - Ghi lại góp ý, nhận xét nhóm giáo viên sản phẩm nhóm báo cáo - Đưa điều chỉnh cần thiết để hoàn thiện sản phẩm SẢN PHẨM VÀ HÌNH ẢNH MINH HỌA HOẠT ĐỘNG CỦA NHĨM Dán hình ảnh sản phẩm,hình ảnh minh họa hoạt động nhóm, bao gồm đường link YouTube video mô tả trình làm việc nhóm  ... nhiệm vụ: vào kết thí nghiệm vừa tiến hành, nhóm lập dự án ? ?chế tạo máy phát điện dùng lượng gió nâng cao sức khỏe? ?? Sản phẩm cần đạt tiêu chí sau: Tiêu chí Điểm tối đa Tạo dịng điện từ lượng gió đạp... TRÌNH DẠY HỌC Hoạt động XÁC ĐỊNH YÊU CẦU THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÁY PHÁT ĐIỆN (Tiết – 45 phút) a Mục đích Học sinh hiểu tượng cảm ứng điện từ ứng dụng tượng cảm ứng điện từ Nâng cao ý thức học sinh dùng. .. triển khai chế tạo sản phẩm theo thiết kế Hoạt động CHẾ TẠO VÀ THỬ NGHIỆM (HS làm việc nhà phòng thí nghiệm – tuần) a Mục đích Các nhóm HS thực hành, chế tạo máy phát điện nhờ lượng gió thiết