10 theo định hướng STEM
2.2.2. Tiến trình dạy học chủ đề “Mô hình chuyển động của Hệ Mặt Trời"
2.2.2.1. Tiến trình dạy học
CHỦ ĐỀ: MÔ HÌNH CHUYỂN ĐỘNG CỦA HỆ MẶT TRỜI
Môn học: Vật lý; Lớp: 10
Thời gian thực hiện: 3 buổi học mỗi buổi 2 tiết I. Mục tiêu
1. Về kiến thức
Sau khi thực hiện bài học này, học sinh sẽ học được các kiến thức về Hệ Mặt Trời, bao gồm:
- Cấu trúc của Hệ Mặt Trời với các hành tinh; vị trí của Hệ Mặt Trời trong vũ trụ và chỉ ra được đặc điểm của các hành tinh trong Hệ Mặt Trời.
- Đặc điểm chuyển động của Mặt Trời, Mặt Trăng, Sao Thủy, Sao Kim trên nền trời sao.
2. Về năng lực
Bài học này góp phần rèn luyện và phát triển một số năng lực khoa học tự nhiên và năng lực chung được biểu hiện cụ thể như sau:
- Học sinh đề xuất được phương án thiết kế được mô hình chuyển động của Hệ Mặt Trời từ những nguyên liệu và yêu cầu của giáo viên.
- Lắp được mạch điện đơn giản với bóng đèn và nguồn điện.
- Dựa vào mô hình phân tích và giải thích được đặc điểm chuyển động của một số hành tinh trên nền trời sao; phân biệt và giải thích được nguyên nhân của hiện tượng thủy triều, hiện tượng nhật thực và nguyệt thực.
- Nâng cao kỹ năng việc nhóm, thuyết trình, lắng nghe, tư duy phản biện, sáng tạo.
61 3. Về phẩm chất
Bài học này góp phần hình thành và phát triển một số phẩm chất cho học sinh với biểu hiện cụ thể như sau:
- Học sinh hào hứng, yêu thích môn học.
- Nhiệt tình tham gia các hoạt động, tích cực tìm hiểu kiến thức và trách nhiệm trong hoạt động nhóm.
- Tỉ mỉ, cẩn thận, tuân thủ các quy tắc an toàn trong giờ học. 4. Định hướng phát triển năng lực STEM
4.1. Bối cảnh thực tế
Vũ trụ là ngành khoa học luôn thu hút được sự quan tâm của nhiều người. Nó cung cấp cho ta những kiến thức về vũ trụ bao la, giải thích các hiện tượng thiên văn kỳ thú trên cơ sở khoa học. Nếu như trước đây, con người cho rằng mình là trung tâm của vũ trụ thì ngày nay chúng ta biết rằng chúng ta chỉ là một phần vô cùng nhỏ bé trong đó. Vũ trụ của chúng ta bao la và rộng lớn vượt tầm nhận thức của con người. Tuy nhiên, bằng sự nỗ lực và phát triển vượt bậc, con người cũng đã khám phá ra rất nhiều bí ẩn xung quanh vũ trụ trong đó có Hệ Mặt Trời – hệ hành tinh mà Trái đất của chúng ta nằm trong đó. Xoay quanh Hệ Mặt Trời cũng có rất nhiều hiện tượng thiên văn kỳ thú, việc mô hình hóa sự chuyển động của các hành tinh trong Hệ Mặt Trời sẽ giúp chúng ta lý giải được các hiện tượng một cách trực quan và sinh động nhất.
62
4.2. Kiến thức trong lĩnh vực STEM
- Khoa học (S): Nhận biết được các hành tinh trong Hệ Mặt Trời và vị trí, đặc điểm của chúng; giải thích được đặc điểm chuyển động của các hành tinh, thiên thể trên nền trời sao; Xác định được một số hiện tượng thiên văn và giải thích được nguyên nhân hình thành.
- Công nghệ (T): Sử dụng thành thạo các công cụ, dao, kéo, súng bắn keo, khoan… trong quá trình thiết kế và chế tạo mô hình Hệ Mặt Trời.
- Kỹ thuật (E): Thiết kế mô hình theo quy trình thiết kế kỹ thuật, hiểu được quy trình trong tài liệu hướng dẫn; vẽ được bản thiết kế mô hình chuyển động của Hệ Mặt Trời từ những nguyên liệu cho trước.
- Toán học (M): Đo đạc, thiết kế tỷ lệ các hành tinh phù hợp; sử dụng nguyên vật liệu hợp lý; giải thích được các hiện tượng thiên văn dựa trên mô hình Toán học.
II. Thiết bị dạy học và học liệu
Mỗi nhóm học sinh (3 – 5 học sinh) sẽ nhận được một bộ dụng cụ bao gồm:
- 3 - 5 bộ tài liệu học tập;
- Cầu xốp các kích cỡ làm các hành tinh; - 1 bộ bóng đèn, đui đèn kèm phích cắm; - 1 súng bắn keo và thanh keo;
- 1 bộ màu nước;
- Thùng carton hoặc bìa carton chắn sáng cho mô hình (có thể để học sinh tự chuẩn bị);
- Dây thép 2; - 1 kìm cắt dây thép;
- 1 ống nhựa PVC tùy loại có thể dùng làm trụ gắn bóng đèn; - 2 cây kéo;
63 - Dao rọc giấy; - 1 cuộn băng dính 2 mặt; - Bảng cắt; - Găng tay; - Bút chì, thước kẻ.
Ngoài những nguyên vật liệu trên, sau buổi học đầu tiên, học sinh có thể tự chuẩn bị thêm các nguyên liệu mà mình thích để bổ sung, hoàn thiện cho sản phẩm độc đáo nhất. Ngoài ra, giáo viên cần chuẩn bị phòng học có ổ cắm điện tới từng nhóm.
III. Tiến trình dạy học
Buổi 1
Hoạt động 1: Xác định vấn đề và giao nhiệm vụ (10 phút) Mục tiêu Học sinh xác định được vấn đề, nhiệm vụ của bài học.
Nội dung Giáo viên đặt vấn đề, học sinh thảo luận và trả lời các câu hỏi mà giáo viên đưa ra.
64
- Có những hiện tượng thiên văn nào thường quan sát được trên Trái đất?
- Làm thế nào để có thể giải thích được các hiện tượng đó một cách trực quan, dễ hiểu nhất?
Học sinh ghi nhận nhiệm vụ cần thực hiện trong chủ đề.
Sản
phẩm học tập
- Học sinh hứng thú với chủ đề đưa ra.
- Học sinh trình bày được các hiện tượng thiên văn quan sát được trên Trái đất.
- Học sinh xác định được nhiệm vụ học tập trong chủ đề.
Triển khai hoạt động
B1 - Đặt vấn đề: Xung quanh chúng ta có rất nhiều hiện tượng
thiên văn, các em đã quan sát được những hiện tượng thiên văn nào?
Các hiện tượng chúng ta quan sát được trên Trái Đất đều có liên hệ mật thiết với sự chuyển động của các thiên thể trong Hệ Mặt Trời. Để giải thích được các hiện tượng này chúng ta cần quan sát được sự chuyển động của chúng. Tuy nhiên, việc quan sát trực tiếp chuyển động của các hành tinh trong Hệ Mặt Trời là điều không thể, vậy làm thế nào để chúng ta có thể quan sát được chuyển động của các hành tinh một cách trực quan nhất?
Giáo viên cho học sinh trao đổi, thảo luận và trả lời các câu hỏi. Giáo viên kết luận: “Bằng các thiết bị máy móc và tính toán, các nhà khoa học đã nghiên cứu và đưa ra những bằng chứng về chuyển động của các hành tinh trong Hệ Mặt Trời, chúng ta có thể vận dụng các kiến thức đó để xây dựng một mô hình Hệ Mặt
65
Trời, từ đó lý giải được các hiện tượng thiên văn một cách trực quan nhất.”
B2 - Giao nhiệm vụ: Học sinh đọc tài liệu hướng dẫn và hoàn
thành các nhiệm vụ đi kèm: 1. Nhiệm vụ cá nhân:
+ Nhiệm vụ 1: Hoàn thành phiếu học tập.
+ Nhiệm vụ 2: Vẽ sơ đồ tư duy tóm tắt những đặc điểm chính của các hành tinh đất đá.
2. Nhiệm vụ nhóm:
+ Nhiệm vụ 3: Thiết kế mô hình Hệ Mặt Trời. + Nhiệm vụ 4: Chế tạo mô hình Hệ Mặt Trời. + Nhiệm vụ 5: Báo cáo sản phẩm nhóm.
Nhiệm vụ 1, 2, 3 thực hiện trong buổi 1; nhiệm vụ 4 thực hiện trong buổi 2; nhiệm vụ 5 thực hiện trong buổi 3.
Hoạt động 2: Nghiên cứu kiến thức nền, thực hiện nhiệm vụ cá nhân (30 phút)
Mục tiêu - Học sinh ghi nhớ được những kiến thức cơ bản về Hệ Mặt Trời,
đặc điểm chuyển động của các hành tinh trong Hệ Mặt Trời.
Nội dung Học sinh đọc tài liệu hướng dẫn học tập và hoàn thành nhiệm vụ
1 và 2 trong tài liệu.
Sản
phẩm học tập
- Phiếu học tập trả lời các câu hỏi về Hệ Mặt Trời. - Sơ đồ tư duy về đặc điểm của các hành tinh đất đá.
66
Triển khai hoạt động
B1 - Giao nhiệm vụ (5 phút): Giáo viên yêu cầu học sinh đọc
tài liệu hướng dẫn mục 1 và hoàn thành các nhiệm vụ cá nhân (nhiệm vụ 1 và 2) vào trong tài liệu. Giáo viên giải đáp thắc mắc cho học sinh (nếu có).
B2 - Thực hiện nhiệm vụ (25 phút): Học sinh thực hiện nhiệm
vụ 1 và 2 trong tài liệu học tập.
Hoạt động 3: Báo cáo nhiệm vụ cá nhân (20 phút)
Mục tiêu
- Học sinh ghi nhớ được kiến thức cơ bản về Hệ Mặt Trời. - Học sinh thuyết trình được sản phẩm cá nhân trước lớp
Nội dung
- Chữa phiếu học tập
- Học sinh giới thiệu sản phẩm cá nhân trước lớp
Sản
phẩm học tập
- Phiếu học tập với đáp án chính xác.
- Học sinh thuyết trình tự tin, mạch lạc, đầy đủ.
Triển khai hoạt động
B1 – Chữa phiếu học tập (10 phút): Giáo viên cho học sinh chữa phiếu học tập, giải thích những vấn đề còn chưa rõ cho học sinh.
B2 – Báo cáo nhiệm vụ cá nhân (10 phút):
- Giáo viên gọi học sinh giới thiệu và trình bày sơ đồ tư duy về các hành tinh đất đá (giáo viên có thể chụp ảnh sản phẩm của học sinh và chiếu lên bảng), có thể cho điểm đối với học sinh có bài làm tốt.
67
- Sau khi học sinh báo cáo, giáo viên nhận xét và tổng kết kiến thức cơ bản về Hệ Mặt Trời.
Hoạt động 4: Lựa chọn phương án, thiết kế mô hình Hệ Mặt Trời (30 phút)
Mục tiêu Học sinh vẽ được bản thiết kế được mô hình Hệ Mặt Trời chi
tiết từ những nguyên vật liệu cho trước.
Nội dung Học sinh làm việc nhóm để hoàn thành nhiệm vụ 3 trong tài liệu
học tập.
Sản
phẩm học tập
Bản vẽ thiết kế mô hình Hệ Mặt Trời.
Triển khai hoạt động
B1 (5 phút): Giáo viên giới thiệu nhiệm vụ nhóm và giải đáp
thắc mắc cho học sinh. (Giáo viên lưu ý học sinh có thể bổ sung thêm 1 số vật tư không có trong bảng với mục đích thẩm mỹ).
B2 (25 phút): Học sinh thảo luận đưa ra các ý tưởng, thống nhất
ý tưởng và trình bày ý tưởng vào giấy.
Buổi 2
Hoạt động 5: Lên kế hoạch (10 phút)
Mục tiêu Học sinh lập được kế hoạch triển khai hoạt động nhóm.
68
Sản
phẩm học tập
Bảng phân công công việc, kế hoạch thực hiện nhiệm vụ nhóm.
Triển khai hoạt động
B1: Giáo viên nhắc lại một số lưu ý của buổi học trước.
B2: Giáo viên cho các nhóm thảo luận, lên kế hoạch, phân chia
nhiệm vụ hoạt động nhóm và điền vào bảng ở nhiệm vụ 4.
Hoạt động 6: Chế tạo mô hình Hệ Mặt Trời (75 phút)
Mục tiêu Học sinh chế tạo được mô hình Hệ Mặt Trời theo bản thiết kế.
Nội dung
Học sinh làm việc nhóm, chế tạo mô hình Hệ Mặt Trời theo bản vẽ từ những nguyên liệu có sẵn, tuân thủ kế hoạch làm việc, hỗ trợ, giúp đỡ các thành viên trong nhóm.
Sản
phẩm học tập
Mô hình chuyển động của các hành tinh trong Hệ Mặt Trời
Triển khai hoạt động
B1: Giáo viên cho các nhóm lấy dụng cụ, nguyên liệu; lưu ý học
sinh về quy tắc an toàn.
B2: Giáo viên cho học sinh thực hiện chế tạo mô hình. Học sinh lấy dụng cụ và chế tạo mô hình; đảm bảo thực hiện nhiệm vụ đúng theo bảng phân công và các thành viên trong nhóm hỗ trợ nhau tích cực.
Hoạt động 7: Tổng kết, dọn vệ sinh (5 phút)
69
Giáo viên tổng kết về hoạt động trong buổi học, nhận xét về tác phong hoạt động của các nhóm.
Buổi 3
Hoạt động 8: Hoàn thiện sản phẩm (20 phút)
GV cho HS thời gian hoàn thiện, chỉnh sửa sản phẩm trước khi báo cáo.
Hoạt động 9: Chia sẻ, cải tiến sản phẩm (50 phút)
Mục tiêu
- Học sinh giới thiệu được sản phẩm, cách thức hoạt động của sản phẩm trước lớp.
- Thông qua mô hình, học sinh có thể nêu được đặc điểm chuyển động của một số hành tinh; nêu và giải thích được nguyên nhân của các hiện tượng thiên văn.
- Học sinh đề xuất được phương án cải tiến để sản phẩm tốt hơn.
Nội dung
- Học sinh chuẩn bị kịch bản báo cáo sinh động thông qua việc hoàn thiện nhiệm vụ 5 trong tài liệu học tập.
- Học sinh báo cáo sản phẩm nhóm trước lớp.
Sản
phẩm học tập
- Kịch bản báo cáo sản phẩm nhóm (nhiệm vụ 5).
- Học sinh báo cáo sản phẩm tự tin, hấp dẫn, giải quyết được các câu hỏi người nghe đưa ra.
Triển khai hoạt động
B1 – Viết kịch bản báo cáo (15 phút): Giáo viên cho học sinh
thảo luận, viết kịch bản báo cáo, phân công nhiệm vụ trong quá trình báo cáo sao cho bài thuyết trình hấp dẫn, thỏa mãn được các tiêu chí đánh giá trong tài liệu học tập.
70
B2 – Báo cáo sản phẩm (35 phút): Lần lượt các nhóm thực hiện
báo cáo sản phẩm (mỗi nhóm có thời gian tối đa 5 phút). Trong quá trình báo cáo, các nhóm khác đưa ra câu hỏi, đóng góp ý kiến và thảo luận cải tiến sản phẩm.
Hoạt động 10: Kết luận, đánh giá (20 phút)
Mục tiêu
- Học sinh tổng hợp, tóm tắt được những kiến thức đã học. - Học sinh rút được những kinh nghiệm cho các buổi học sau.
Nội dung Học sinh lắng nghe giáo viên tổng kết, ghi chú lại những kiến
thức trọng tâm; đúc rút kinh nghiệm cho buổi học sau.
Sản
phẩm học tập
Học sinh lắng nghe, ghi chú lại được những kiến thức cơ bản và rút kinh nghiệm những điều còn thiếu sót.
Triển khai hoạt động
B1: Giáo viên tổng kết kiến thức về Hệ Mặt Trời, đặc điểm chuyển động của các hành tinh trong Hệ Mặt Trời; các hiện tượng thiên văn và nguyên nhân…
B2: Giáo viên nhận xét về quá trình làm việc của các nhóm, cho
điểm theo tiêu chí trong được thống nhất trong tài liệu học tập. (điểm của các nhóm có thể quy ra điểm thưởng hoặc “tiền” sử dụng trong “chợ vật tư” ở những buổi học tiếp theo)
B3: Yêu cầu học sinh dọn dẹp vệ sinh trước khi kết thúc giờ học.
71
2.2.2.2. Tài liệu hướng dẫn học tập
TÀI LIỆU HƯỚNG DẪN HỌC TẬP
CHỦ ĐỀ: “MÔ HÌNH CHUYỂN ĐỘNG CỦA HỆ MẶT TRỜI” Đọc các thông tin trong tài liệu và hoàn thành các nhiệm vụ bên dưới
1. Hệ Mặt Trời
Hệ Mặt Trời là một hệ các hành tinh với Mặt Trời ở trung tâm, các hành tinh và các thiên thể quay xung quanh nó. Trong vũ trụ có vô số các Hệ Mặt Trời khác nhau và Hệ Mặt Trời của chúng ta nằm trong thiên hà Milky Way (hay còn gọi là Ngân Hà). Hệ Mặt Trời của chúng ta có 8 hành tinh, 4 hành tinh gần Mặt Trời nhất bao gồm: Sao Thủy, Sao Kim, Trái Đất và Sao Hỏa có cấu tạo chủ yếu là đất đá và kim loại; 4 hành tinh khí vòng ngoài có khối lượng lớn hơn nhiều lần so với 4 hành tinh vòng trong là Sao Thổ, Sao Mộc, Sao Thiên Vương và Sao Hải Vương. Trong đó Sao Thổ và Sao Mộc cấu tạo chủ yếu là Heli và Hidro; Sao Thiên Vương và Sao Hải Vương có cấu tạo chủ yếu là băng đá nên người ta còn gọi 2 hành tinh này là các hành tinh băng khổng lồ. Các hành tinh này quay xung quanh Mặt Trời với quỹ đạo gần tròn và các quỹ đạo này gần như cùng nằm trên 1 mặt phẳng được gọi là mặt phẳng Hoàng Đạo. Xung quanh các hành tinh có thể có các vệ tinh quay xung quanh, Sao Thổ có tới 82 vệ tinh – nhiều nhất trong Hệ Mặt Trời, tiếp theo là Sao Mộc với 79 vệ tinh; Trái Đất có 1 vệ tinh là Mặt Trăng. Ngoài ra, Hệ Mặt Trời còn có vành đai tiểu hành tinh nằm giữa Sao Hỏa và Sao Mộc.
72
73
Nguồn ảnh: NASA Thiên hà Milky Way chứa Hệ Mặt Trời Vô số các thiên hà khác nhau trong vũ trụ
Vị trí Hệ Mặt Trời
của chúng ta
74
2. Tuổi trong không gian
Bạn có biết, các hành tinh