8. Cấu trúc luận văn
2.4.1. Thiết kế thiết bị lọc nước để bảo vệ môi trường
Đối tượng: Học sinh lớp 4, 5 Thời gian: 70 phút
THIẾT KẾ THIẾT BỊ LỌC NƯỚC ĐỂ BẢO VỆ MÔI TRƯỜNG
I. MỤC TIÊU
1. Mục tiêu của chủ đề:
- Kiến thức: Học sinh trình bày được cơ chế hoạt động của thiết bị lọc nước. Học sinh vận dụng được kiến thức để chế tạo ra máy lọc nước.
- Kĩ năng: Học sinh biết sử dụng các nguyên liệu để chế tạo được thiết bị lọc nước. Tính toán được các nguyên liệu sử dụng trong chủ đề. Thu thập, xử lí thông tin từ các nguồn khác nhau để đưa ra kết luận.
- Thái độ: Nâng cao ý thức bảo vệ môi trường, bảo vệ nguồn nước. 2. Kiến thức STEM trong chủ đề:
- Khoa học (S): Kiến thức về một số cách làm sạch nước và bảo vệ môi trường - Công nghệ (T): Chế tạo thiết bị lọc nước dựa trên những nguyên vật liệu đã có - Kĩ thuật (E): Bản vẽ quy trình tạo ra thiết bị lọc nước.
- Toán học (M): Tính khối lượng của các vật liệu. Tính diện tích, thể tích của bể lọc và chứa nước.
II. CHUẨN BỊ
1. Giáo viên: Kế hoạch giảng dạy, tài liệu tham khảo về thiết bị lọc nước. Các nguyên liệu: bông, giấy lọc, cát, than bột, sỏi,…
2. Học sinh: Tài liệu về thực trạng nguồn nước sinh hoạt, nhu cầu sử dụng nước,… Các dụng cụ để thiết kế được thiết bị lọc nước: hai chai nhựa trong, kéo, thước, bút,…
III. CÁC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC CHỦ YẾU
1. Hoạt động 1: Tìm hiểu thực trạng và vai trò của nguồn nước đối với con người (Khám phá)
- Giáo viên sử dụng phương pháp đàm thoại dựa trên hệ thống câu hỏi: (1) Em đang sinh sống ở đâu?
(2) Em thấy nguồn nước nơi em sống được sử dụng vào cuộc sống hàng ngày như thế nào?
(3) Theo em, nguồn nước có vai trò như thế nào đối với đời sống con người?
(4) Em có nhận xét gì về nguồn nước của con kênh gần trường học của chúng ta?
(5) Em sẽ làm gì để làm sạch nguồn nước đó?
- Từ đó, giáo viên dẫn dắt học sinh thực hiện nhiệm vụ: Thiết kế, chế tạo thiết bị lọc nước.
2. Hoạt động 2: Xây dựng ý tưởng về thiết bị lọc nước (Thử nghiệm)
- Giáo viên giới thiệu và kiểm tra các đồ dùng, nguyên liệu đã yêu cầu học sinh chuẩn bị từ trước.
- Giáo viên chia lớp thành các nhóm 4 học sinh và nêu vấn đề: + Để tạo ra một thiết bị lọc nước cần chuẩn bị những gì?
+ Các em hãy lên ý tưởng và cùng vẽ ra bản thiết kế máy lọc nước của nhóm mình.
- Giáo viên có thể gợi ý cho học sinh thiết kế thiết bị lọc nước theo các gợi ý: + Kết cấu, kiểu dáng của thiết bị lọc nước?
+ Thiết bị có những thành phần nào?
+ Việc sắp xếp thứ tự các nguyên liệu như thế nào để lọc nước đạt hiệu quả? - Các nhóm học sinh trình bày ý tưởng của nhóm mình trước lớp. Học sinh nhận xét, giáo viên có thể hướng dẫn, đưa ra quy trình chế tạo máy lọc nước:
(2) Cắt phần đầu chai thứ hai;
(3) Lật ngược chai thứ nhất vào phần còn lại của chai thứ hai;
(4) Lần lượt để vào chai thứ nhất: bông, lớp sỏi nhỏ, lớp cát, lớp than bột, lớp cát;
(5) Đổ nước đục vào chai thứ nhất để thiết bị bắt đầu lọc nước. 3. Hoạt động 3: Thực hành chế tạo thiết bị lọc nước (Nghiên cứu)
Học sinh sử dụng các nguyên liệu và dụng cụ để tiến hành chế tạo thiết bị lọc nước. Nhóm trưởng phân công các thành viên trong nhóm thực hiện chế tạo từng chi tiết nhỏ dựa trên bản vẽ vừa thiết kế.
+ Đục vài lỗ trên nắp chai; đo đạc tính toán sao cho diện tích của chai thứ nhất khi úp ngược vào phần còn lại của chai thứ hai sẽ vừa vặn, không rộng cũng không chật quá.
+ Tính toán sao cho khối lượng của các lớp nguyên liệu khi đặt vào trong chai sẽ vừa đủ; và khối lượng giữa các lớp là bao nhiêu thì phù hợp.
+ Tiến hành sắp xếp các lớp lần lượt vào trong chai. + Hoàn thiện sản phẩm
+ Tiến hành kiểm tra lại các chi tiết trong thiết bị đã lắp đúng chưa, … 4. Hoạt động 4: Báo cáo, chia sẻ về thiết bị lọc nước (Báo cáo và chia sẻ)
- Tổ chức cho các nhóm thi lọc nước xem thiết bị của nhóm nào lọc được nhiều nước hơn, sạch hơn và nhanh hơn
- Tổ chức cho các nhóm tiến hành báo cáo, chia sẻ thiết bị lọc nước của nhóm mình. (Vừa thuyết trình, vừa thao tác vận hành thiết bị để minh họa, đồng thời chỉ ra những khó khăn và biện pháp giải quyết của nhóm mình)
IV. Đánh giá hoạt động giáo dục STEM
Phiếu đánh giá quá trình và kết quả hoạt động giáo dục STEM
Tiêu chí Kết quả đạt được
Hoàn thành tốt Hoàn thành Chưa hoàn thành Chuẩn bị Chuẩn bị đầy đủ
đồ dùng Chuẩn bị được một nửa đồ dùng Không chuẩn bị được đồ dùng nào Tham gia, đề xuất ý tưởng Đề xuất được ít nhất 1 ý tưởng và trình bày rõ ràng ý tưởng đó Đề xuất được ít nhất 1 ý tưởng nhưng không trình bày, giải thích được ý tưởng của mình Không đề xuất được ý tưởng nào
Thực hiện, triển khai ý tưởng Vẽ chi tiết và thực hiện được ý tưởng của mình rõ ràng Chỉ vẽ được ý tưởng nhưng không lắp ghép, chế tạo được ý tưởng đó Không vẽ cũng như không chế tạo được ý tưởng Sản phẩm STEM Có sản phẩm STEM Có sản phẩm nhưng chưa thể hiện rõ STEM trong đó Không có sản phẩm