(Sáng kiến kinh nghiệm) giáo dục chủ đề STEM chủ đề rổ quay rau

GIÁO DỤC CHỦ ĐỀ STEM CHỦ ĐỀ RỔ QUAY RAU Nhóm thực hiện: Nhóm Đại Văn Hải - THPT Vĩnh Yên - Vĩnh Phúc - Trưởng nhóm Nguyễn Sỹ Phượng – Sở Giáo Dục Đào tạo Bắc Ninh Nguyễn Thị Bình – THPT Tiên Hưng – Thái Bình Ma Thị Hồng Thắm – THPT Tam Dương – Vĩnh Phúc Nguyễn Thị Hà Thu - – THPT Nguyễn Trãi – Thái Bình Nguyễn Thị Yên Hoa – THPT Bình Xuyên – Vĩnh Phúc Nguyễn Thị Hương – THPT Nguyễn Thái Học – Vĩnh Phúc Nguyễn Thị Sông Thao – THPT Lê Viết Thuận – Nghệ An Trần Thị Hiển – THPT Hưng Nhân – Thái Bình 10 Nguyễn Thị Chiều – THPT Hai Bà Trưng – Vĩnh Phúc Tên chủ đề: RỔ QUAY RAU (Số tiết: 03 tiết – Vật lý Lớp 10) Mô tả chủ đề: Rau sống nói chung loại rau thơm ăn u thích, bổ dưỡng cịn thuốc nam chữa bệnh số đơng gia đình Việt Nam Trong bữa ăn gia đình bữa ăn đơng người, rau sống có mặt mâm cỗ phổ biến giúp cho tăng thêm hấp dẫn cân cần thiết dinh dưỡng bữa ăn Việc chuẩn bị ăn nói đảm bảo rau sẽ, khô ráo, không bị dập nát làm cho chất lượng rau bảo đảm, thẩm mỹ, hấp dẫn Việc tìm giải pháp chế tạo thiết bị đáp ứng yêu cầu nêu yêu cầu cần thiết Nhiệm vụ cần thiết kế, chế tạo “Rổ quay rau” cho tận dụng vật liệu dễ kiếm, phổ biến rẻ tiền xem người bạn đồng hành bữa ăn giúp tiết kiệm thời gian chế biến, thao tác đơn giản dễ dàng, an tồn, thân thiện với mơi trường Rổ quay rau công cụ giúp vắt làm khô rau giống vẫy hay vẩy rau hàng ngày cho kiệt nước nhiên rau hay bị văng rau ngồi với mức độ phát triển thị ngày diện tích hạn chế khơng gian hạn hẹp khơng có nhiều khoảng khơng gian hạn hẹp Nên rổ quay rau giải pháp tiện ích cho gia đình vưa đơn giản nhanh chóng, khơng vương vãi rau, không bị nát rau Trong chủ đề này, HS thực dự án thiết kế chế tạo Rổ quay rau sử dụng từ vật liệu dùng sinh hoạt hàng ngày loại rổ, thau Theo đó, HS phải tìm hiểu chiếm lĩnh kiến thức mới: – Lực hướng tâm (Bài 14 – Vật lí lớp 10); – Biểu thức lực hướng tâm Bài 14 – Vật lí lớp 10 Đồng thời, HS phải vận dụng kiến thức cũ học: – Thiết kế vẽ kĩ thuật (Bài – Công nghệ lớp 11); – Xác định tâm đường trịn (Tốn học ) Mục tiêu: Sau hoàn thành chủ đề này, học sinh đạt cac mục tiêu: A.Năng lực khoa học tự nhiên: – Nêu lực hướng tâm gì; – Nêu biểu thức tính theo công thức lực hướng tâm; – Áp dụng kiến thức tốn xác định tâm đường trịn; – Vận dụng kiến thức chủ đề kiến thức biết, thiết kế chế tạo rổ quay rau từ vật liệu thân thiện với môi trường sử dụng hàng ngày rổ, thau – Tiến hành thí nghiệm nghiên cứu tìm điều kiện phù hợp để thiết kế rổ quay rau phù hợp tốt nhất; – Đo lực hướng tâm; – Vẽ thiết kế rổ quay rau tiện dụng cho sinh hoạt hàng ngày – Chế tạo rổ quay rau dùng thiết bị dễ tìm 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 môi trường C Phát triển lực chung – Năng lực giải vấn đề sáng tạo khảo lực hướng tâm; chế tạo rổ quay rau thiết thực thân thiện với môi trường cách sáng tạo; – Năng lực giao tiếp hợp tác: thống thiết kế phân công thực phần nhiệm vụ cụ thể – Năng lực tự chủ tự học: học sinh tự nghiên cứu kiến thức vận dụng kiến thức để xây dựng thiết kế rổ quay rau Thiết bị: GV hướng dẫn HS sử dụng số thiết bị sau học chủ đề: – Một số nguyên vật liệu như: rổ, thau , ốc vít Tiến trình dạy học: Hoạt động 1: XÁC ĐỊNH YÊU CẦU ĐỐI VỚI BẢN THIẾT KẾ RỔ QUAY RAU (Tiết – 45 phút) A Mục đích: Học sinh trình bày kiến thức: Đ ịnh nghĩa và viết được biểu thức tính lực hướng tâm.Nhận biết được chuyển động li tâm, nêu được một vài ví dụ vê chuyển động li tâm là có lợi hoặc có hại; Tiếp nhận nhiệm vụ thiết kế rổ quay rau từ thiết bị dễ kiếm hiểu rõ tiêu chí đánh giá sản phẩm B Nội dung: – HS trình bày định nghĩa lực hướng tâm (đã giao tìm hiểu trước nhà) – GV tổ chức cho HS làm thí nghiệm khám phá kiến thức để xác định lực hướng tâm, lực li tâm Các nhóm giao nguyên vật liệu rổ, thau, đinh… thước đo độ dài – Từ thí nghiệm khám phá kiến thức, GV giao nhiệm vụ cho HS thực dự án Thiết kế rổ quay rau dựa kiến thức lực hướng tâm, lực li tâm; – 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 rổ quay rau – 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 rổ quay rau phổ biến nay, GV đặt câu hỏi để HS trả lời: Nêu vài ưu nhược điểm rổ quay rau GV tổng kết bổ sung, được: rổ quay rau giá thành đắt Bước HS làm thí nghiệm khám phá kiến thức GV đặt vấn đề giới thiệu thí nghiệm: Giải thích tượng liên quan đến lực li tâm, nhiều tượng ứng dụng chuyển động li tâm đời sống ? – 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 tạo rổ quay rau dựa lực li tâm GV phát nguyên liệu phiếu hướng dẫn/phiếu học tập làm thí nghiệm cho nhóm để nhóm tự tiến hành thí nghiệm: Ngun vật liệu: Mỗi nhóm HS nhận số vật liệu dụng cụ sau: + bút + dây Hướng dẫn làm thí nghiệm: + Buộc dây vào đầu bút + Quay dây cho bút quay trịn + 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 sử dụng để làm rổ quay rau thân thiện với môi 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 “Rổ quay rau” Rổ quay rau cần đạt yêu cầu vật liệu, độ khô rau, không nát rau, hình thức, chi phí cụ thể sau: Bảng yêu cầu sản phẩm rổ quay rau Tiêu chí Rổ quay rau làm từ rổ, thau, vật dùng sinh hoạt Rau sau quay nước Rổ có hình thức đẹp Chi phí làm rổ tiết kiệm Bước 4.GV thống kế hoạch triển khai Hoạt động Thời lượng Hoạt động 1: Giao nhiệm vụ dự án Hoạt động 2: Nghiên cứu kiến thức chuẩn bị thiết kế sản phẩm để báo cáo Tiết 1 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) Tiết Hoạt động 5: Triển lãm, giới thiệu sản phẩm Trong đó, GV nêu rõ nhiệm vụ nhà hoạt động 2: – Nghiên cứu kiến thức liên quan: Cấu tạo nguyên tắc hoạt động rổ quay rau; Biểu thức lực hướng tâm, cách đo tâm đường trịn –Tiến hành thí nghiệm xác định phụ thuộc lực hướng tâm phụ thuộc vào yếu tố – Tiến hành thí nghiệm xác định đường kính rổ để đạt tiêu chí sản phẩm –Vẽ bản thiết kế sản phẩm để báo cáo buổi học – Các tiêu chí đánh giá trình bày, vẽ lực li tâm, lực hướng tâm thiết kế sản phẩm sử dụng theo Phiếu đánh giá số Yêu cầu báo cáo thiết kế sản phẩm Tiêu chí Bản vẽ lực hướng tâm, lực li tâm vẽ rõ ràng, nguyên lí; Bản thiết kế kiểu dáng rổ vẽ rõ ràng, đẹp Giải thích rõ nguyên lí hoạt động rổ quay rau ; Trình bày rõ ràng, logic, sinh động 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 nguyên lí hoạt động sản phẩm Vì vậy, tiêu chí có trọng số điểm lớn Hoạt động 2: NGHIÊN CỨU VỀ LỰC LI TÂM VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP THIẾT KẾ RỔ QUAY RAU (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 lực hướng tâm, lực li tâm … từ thiết kế trục quay vẽ kĩ thuật cho rổ quay rau b Nội dung: Học sinh tự học làm việc nhóm thảo luận thống kiến thức liên quan, làm thí nghiệm, vẽ thiết kế rổ 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 lực hướng tâm thiết kế sản phẩm rổ quay rau (trình bày giấy A0 trình chiếu powerpoint); – Bài thuyết trình vẽ thiết kế d Cách thức tổ chức hoạt động: – Các thành viên nhóm đọc 14 sách giáo khoa Vật lí lớp 10 có kèm theo câu hỏi kiến thức giáo viên, sách giáo khoa Công nghệ 11 Câu hỏi kiến thức KT1: Bản chất, đặc điểm của: Hệ quy chiếu quán tính, lực quán tính, lực quán tính li tâm KT2: Cơng thức lực hướng tâm, lực quán tính li tâm KT2: Giải thích số tượng vật lý thực tế có liên quan đến lực qn tính li tâm Trong cần xác định kiến thức trọng tâm sau + Lực hướng tâm, lực li tâm tạo nhờ chuyển động tròn + Chuyển động li tâm vật - Khi tốc độ vật nhỏ lực li tâm tác dụng lên vật nhỏ Khi lực ma sát nghỉ, lực đàn hồi…(đóng vai trị lực hướng tâm) cân với lực li tâm nên giữ cho vật cân hệ quy chiếu - Khi tốc độ vật lớn lực li tâm lớn lực ma sát nghỉ cực đại, giới hạn đàn hồi lị xo…(những lực đóng vai trị lực hướng tâm) nên chúng không đủ giữ cho vật chuyển động tròn Vật văng theo phương tiếp tuyến, chuyển động gọi chuyển động li tâm + Trục quay bị gãy vật chuyển động quay quanh trục cố định không qua trọng tâm với tốc độ lớn - Khi tốc độ nhỏ vật chịu tác dụng lực li tâm lực hướng tâm (phản lực trục quay lên vật) Hai lực cân vật chuyển động quay quanh trục mà trục chưa bị gãy - Khi tốc độ lớn lực li tâm lớn (lớn giới hạn đàn hồi trục quay) trục quay bị gãy – HS 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 thí nghiệm xác định phụ thuộc lực li tâm xét phụ thuộc vào yếu tố: Tiến hành lại thí nghiệm hoạt động với nguyên liệu bút dây với đường kính để xác định lực li tâm phụ thuộc vào yếu tố thực nghiệm để tìm cách tạo rổ với đường kính tơi ưu–Từng nhóm tiến hành thí nghiệm, điều chỉnh đường kính, vận tốc quay u cầu kiểm tra dự đốn Các học sinh luân phiên tiến hành thí nghiệm, ghi số liệu Dựa vào số liệu, xác định bán kính rổ rau phù hợp nêu cách thử nghiệm đo lực li tâm ● Vẽ vẽ thiết kế trục quay, thiết kế sản phẩm, kiểu dáng rổ Trình bày thiết kế giấy A0 trình chiếu Powerpoint ● Chuẩn bị trình bày thiết kế, giải thích nguyên lí hoạt động rổ quay rau – GV đơn đốc nhóm thực nhiệm vụ hỗ trợ cần Ví dụ thiết kế học sinh Hình vẽ giải thích ngun lý lực li tâm chuyển động tròn Hoạt động 3: TRÌNH BÀY VÀ BẢO VỆ PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ RỔ QUAY RAU (Tiết – 45 phút) a Mục đích: Học sinh trình bày phương án thiết kế rổ quay rau (bản vẽ trục quay thiết kế sản phẩm) sử dụng kiến thức để giải thích nguyên lí hoạt động rổ quay rau phương án thiết kế mà nhóm lựa chọn b Nội dung: – GV tổ chức hoạt động thảo luận cho thiết kế: GV tổ chức cho HS nhóm trình bày phương án thiết kế rổ quay rau; – 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 hoá 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 rổ quay rau 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 2: 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 Một số câu hỏi GV hỏi định hướng HS thảo luận: Câu hỏi định hướng thiết kế TK1 Sử dụng nguyên liệu để tạo rổ quay rau? TK2 Có cách để tăng lực li tâm nguyên liệu lựa chọn không? TK3 Chọn cách lắp ghép rổ thau để quay rau nước? TK4 Các phận rổ bố trí gắn kết với nào? 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 Hoạt động 4: CHẾ TẠO VÀ THỬ NGHIỆM RỔ QUAY RAU (HS làm việc nhà phịng thí nghiệm – tuần ) a.Mục đích: Các nhóm HS thực hành, chế tạo rổ quay rau thiết kế chỉnh sửa b.Nội dung: Học sinh làm việc theo nhóm thời gian tuần để chế tạo rổ quay rau, 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 rổ quay rau 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 rổ quay rau theo thiết kế; Bước HS thử nghiệm hoạt động rổ quay rau, 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 “ RỔ QUAY RAU ” VÀ THẢO LUẬN (Tiết – 45 phút) a.Mục đích: HS biết giới thiệu sản phẩm rổ quay rau 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 rổ quay rau dùng rổ, thau, thiết bị vật dụng sinh hoạt hàng ngày 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 quay rau để quan sát tốc độ quay nước văng quay – Yêu cầu HS nhóm trình bày, phân tích hoạt động, giá thành kiểu dáng rổ quay rau – GV hội đồng GV tham gia bình chọn kiểu dáng rổ quay rau Song song với trình theo dõi hiệu quay rổ quay rau nhóm – GV nhận xét cơng bố kết chấm sản phẩm theo yêu cầu Phiếu đánh giá số – Giáo viên đặt câu hỏi cho báo cáo để làm rõ chế hoạt động rổ, giải thích tượng xảy thiết kế quay rau, 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 trình triển khai dự án này? + Điều gì làm em ấn tượng nhất/nhớ triển khai dự án này? Hình ảnh sản phẩm minh họa thực tế : ... vật liệu, độ khơ rau, khơng nát rau, hình thức, chi phí cụ thể sau: Bảng yêu cầu sản phẩm rổ quay rau Tiêu chí Rổ quay rau làm từ rổ, thau, vật dùng sinh hoạt Rau sau quay nước Rổ có hình thức... nhược điểm rổ quay rau phổ biến nay, GV đặt câu hỏi để HS trả lời: Nêu vài ưu nhược điểm rổ quay rau GV tổng kết bổ sung, được: rổ quay rau giá thành đắt Bước HS làm thí nghiệm khám phá kiến thức... rổ quay rau phù hợp tốt nhất; – Đo lực hướng tâm; – Vẽ thiết kế rổ quay rau tiện dụng cho sinh hoạt hàng ngày – Chế tạo rổ quay rau dùng thiết bị dễ tìm theo thiết kế; – Trình bày, bảo vệ ý kiến