10 theo định hướng STEM
2.2.1. Tiến trình dạy học chủ đề “Thiết kế bản đồ sao quay”
2.2.1.1. Tiến trình dạy học
CHỦ ĐỀ: THIẾT KẾ BẢN ĐỒ SAO QUAY
Môn học: Vật lý; Lớp: 10
Thời gian thực hiện: 2 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 các chòm sao, bao gồm:
- Học sinh nhận biết được hình dạng, đặc điểm và nguồn gốc của một số chòm sao.
- Học sinh hiểu được cơ sở lý luận của việc xác định phương hướng thông qua các chòm sao.
40 2. Về năng lực
Bài học này góp phần giúp học sinh rèn luyện và phát triển một số năng lực khoa học tự nhiên và các năng lực chung biểu hiện như sau:
- Học sinh biết cách xác định phương hướng bằng các chòm sao.
- Học sinh đề xuất được phương án thiết kế bản đồ sao quay; dự kiến được nguyên vật liệu, kế hoạch triển khai chế tạo bản đồ sao quay.
- Học sinh xác định được trên bản đồ sao vị trí các chòm sao: Gấu Lớn, Gấu Nhỏ, Thiên Hậu.
- Học sinh xác định được vị trí sao Bắc Cực trên nền trời sao.
- Học sinh nâng cao kỹ năng làm việc nhóm, thuyết trình, lắng nghe, tư duy phản biện, sáng tạo.
3. Về phẩm chất
Bài học này góp phần hình thành và phát triển một số phẩm chất của 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 và tuân thủ các quy tắc an toàn trong giờ học. 4. Định hướng phát triển năng lực STEM
4.1. Bối cảnh thực tế
Từ xa xưa, con người đã biết quan sát bầu trời sao và coi đó là một phần của cuộc sống. Qua nhiều thời kỳ quan sát bầu trời, con người đã biết định hướng bằng các vì sao và tưởng tượng ra những hình mẫu, nhóm chúng thành các chòm sao rồi gắn chúng với những câu chuyện thần thoại để dễ dàng hơn trong việc định hướng hàng hải, tính toán trong nông nghiệp và dẫn dắt trên sa mạc… Ngày nay, có rất nhiều thiết bị hiện đại có thể giúp chúng ta định hướng
41
một cách dễ dàng nhưng việc định hướng bằng các vì sao không vì thế mà bị bỏ quên, chúng thậm chí còn rất có ích
trong trường hợp chúng ta đi lạc. Tuy nhiên, để định hướng được bằng các vì sao, chúng ta cần biết cách xác định được vị trí của chúng trên bầu trời. Với những người mới học quan sát bầu trời thì điều này cực kỳ khó khăn, vì vậy chúng ta cần một bản đồ giúp xác định được vị trí của các chòm sao trên bầu trời và bản đồ sao quay là một vật dụng cực kỳ hữu ích.
4.2. Kiến thức trong lĩnh vực STEM
- Khoa học (S): Xác định được hình dạng của một số chòm sao trên bản đồ sao; vận dụng bản đồ sao xác định được vị trí của một số chòm sao và sao Bắc Cực trên bầu trời.
- Công nghệ (T): Sử dụng thành thạo các công cụ, dao, kéo, súng bắn keo, đinh ghim… trong quá trình thiết kế bản đồ sao.
- Kỹ thuật (E): Hiểu được nguyên lý cơ bản của bản đồ sao quay, hiểu được quy trình trong tài liệu hướng dẫn; vẽ thiết kế và lắp ráp được bản đồ sao quay theo đúng quy trình.
- Toán học (M): Đo đạc được chính xác tỷ lệ của các vật liệu trong quá trình thực hành; tính toán nguyên vật liệu phù hợp; thiết kế bản đồ sao quay chính xác để có thể hoạt động được.
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:
42 - 3 - 5 bộ tài liệu học tập; - Bản in thiên cầu; - 1 súng bắn keo và thanh keo; - 1 bộ bút màu/màu nước; - 2 tấm bìa cứng (40cm x 40cm); - 2 cây kéo; - 1 cuộn băng dính 2 mặt; - 2 đinh ghim; - Bút chì, thước kẻ. - Bảng cắt; - Găng tay.
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
Lưu ý: Để tiết học diễn ra hào hứng, hình thành ý thức tiết kiệm nguyên
vật liệu thực hành cho học sinh, giáo viên có thể triển khai quy trình lấy nguyên vật liệu thực hành dưới dạng “chợ vật tư”. Giáo viên có thể quy đổi số điểm của các nhóm từ các buổi học trước thành “tiền” để sử dụng mua nguyên vật liệu ở “chợ vật tư”. Học sinh cần tính toán để mua đủ nguyên vật liệu chế tạo sản phẩm với số “tiền” mà nhóm mình có. Việc này cần được diễn ra đồng bộ và xuyên suốt trong các tiết học, đồng thời giáo viên cũng nên có quy định
43
thưởng/phạt điểm rõ ràng và được thống nhất ngay từ đầu để tránh việc học sinh cảm thấy không công bằng dẫn tới việc phản tác dụng.
Buổi 1
Hoạt động 1: Xác định vấn đề và nhiệm vụ (15 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.
- Thời cổ đại, khi khoa học kỹ thuật chưa phát triển, con người có thể xác định phương hướng bằng cách nào?
- Trên trời có vô số vì sao vậy làm thế nào để xác định được vị trí của các chòm sao?
Học sinh ghi nhận nhiệm vụ thiết kế và chế tạo bản đồ sao quay.
Sản phẩm học tập
- Học sinh hứng thú với chủ đề được đưa ra.
- Học sinh trình bày được những cách thức xác định phương hướng mà mình đã biết.
- Học sinh xác định được nhiệm vụ cần thực hiện trong chủ đề.
Triển khai hoạt động
B1 - Đặt vấn đề: Ngày nay, có rất nhiều thiết bị hiện đại giúp
chúng ta dễ dàng xác định được phương hướng và vị trí. Vậy khi chưa có những thiết bị hiện đại, người cổ đại có những cách nào để có thể xác định được phương hướng một cách chính xác? Sau khi trao đổi với học sinh về các cách xác định phương hướng, giáo viên cho học sinh xem những hình ảnh minh họa về các cách xác định phương hướng và đặt câu hỏi: “Trên bầu trời
44
có vô số vì sao vậy làm sao người ta có thể xác định được vị trí của các chòm sao trên bầu trời?”
Giáo viên cho học sinh thảo luận và tìm đáp án; sau đó giáo viên cho học sinh xem hình ảnh về 1 số bản đồ sao, đề xuất nhiệm vụ thiết kế và chế tạo bản đồ sao quay.
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: Xác định 1 số chòm sao trên bản đồ sao. + Nhiệm vụ 2: Vẽ sơ đồ tư duy tóm tắt những đặc điểm chính của 1 số chòm sao.
2. Nhiệm vụ nhóm:
+ Nhiệm vụ 3: Thiết kế bản đồ sao quay. + Nhiệm vụ 4: Chế tạo bản đồ sao quay. + Nhiệm vụ 5: Báo cáo sản phẩm nhóm.
Hoạt động 2: Nghiên cứu kiến thức nền, thực hiện nhiệm vụ cá nhân (30 phút)
Mục tiêu
- Học sinh hiểu được cơ sở lý luận của việc xác định phương hướng bằng các chòm sao.
- Học sinh xác định được vị trí của các chòm sao ở trên bản đồ. - Học sinh nhận biết được đặc điểm, hình dạng và nguồn gốc của 1 số chòm sao.
45
Nội dung Học sinh đọc tài liệu hướng dẫn học tập và hoàn thành các nhiệm
vụ 1 và 2 trong tài liệu.
Sản phẩm học tập
- Học sinh hoàn thành chú thích các chòm sao cơ bản trên bản đồ sao trong phiếu học tập.
- Sơ đồ tư duy tóm tắt những đặc điểm chính của các chòm sao.
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 (30 phút) Mục tiêu Học sinh thuyết trình được sản phẩm cá nhân trước lớp Nội dung Học sinh giới thiệu sản phẩm cá nhân trước lớp
Sản phẩm học tập
- Học sinh chỉ ra được vị trí của các chòm sao khi giáo viên yêu cầu.
- Học sinh thuyết trình tự tin, mạch lạc, đầy đủ.
Triển khai hoạt động
B1 - Báo cáo nhiệm vụ cá nhân (20 phút):
- Giáo viên chiếu bản đồ sao lên bảng và gọi bất kỳ học sinh nào lên tìm các chòm sao.
46
- Gọi học sinh giới thiệu và trình bày sơ đồ tư duy về các chòm sao (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.
B2 - Nhận xét, kết luận (10 phút): Sau khi học sinh báo cáo,
giáo viên nhận xét và tổng kết kiến thức về lịch sử các chòm sao, đặc điểm của một số chòm sao và sao Bắc Cực, cách xác định phương hướng bằng các chòm sao.
Hoạt động 4: Kết luận, đánh giá buổi học thứ nhất (15 phút)
Mục tiêu
- Học sinh tổng hợp, tóm tắt được những kiến thức đã học. - Rút kinh nghiệm cho những 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.
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.
Triển khai hoạt động
B1: Giáo viên tổng kết kiến thức về: các chòm sao, đặc điểm của các chòm sao, cách xác định phương hướng bằng các chòm sao.
B2: Giáo viên cho học sinh chia sẻ, rút kinh nghiệm. B3: Dọn dẹp vệ sinh trước khi kết thúc giờ học.
47
Buổi 2
Hoạt động 5: Lựa chọn phương án thiết kế và chế tạo sản phẩm (40 phút)
Mục tiêu
- Học sinh thiết kế được bản đồ sao quay; dự kiến được nguyên vật liệu, kế hoạch triển khai chế tạo bản đồ sao quay.
- Học sinh hoạt động nhóm, phân chia công việc hiệu quả trong quá trình làm việc.
Nội dung Học sinh làm việc nhóm để hoàn thành các nhiệm vụ 3, 4 trong
tài liệu học tập.
Sản phẩm học tập
- Bản vẽ thiết kế bản đồ sao quay. - Bảng dự kiến nguyên vật liệu. - Bảng phân chia công việc. - Bản đồ sao quay.
Bản thiết kế chung của cả nhóm được trình bày trong 1 tài liệu học tập.
Triển khai hoạt động
B1 (5 phút): Giáo viên giới thiệu nhiệm vụ nhóm, yêu cầu học
sinh đọc tài liệu học tập phần còn lại và giải đáp thắc mắc cho học sinh.
B2 (35 phút): Học sinh thảo luận và thực hiện các nhiệm vụ:
+ Thảo luận tìm hiểu nguyên lý hoạt động của bản đồ sao quay. + Thiết kế bản vẽ của bản đồ sao quay, thống nhất ý tưởng với các thành viên trong nhóm.
48
+ Dự kiến nguyên vật liệu chế tạo bản đồ sao quay. + Lập kế hoạch, phân chia công việc.
+ Chế tạo bản đồ sao quay.
Lưu ý: Giáo viên cho học sinh thực hiện nhiệm vụ 3 trước (lưu
ý giới hạn số lượng vật tư giáo viên có).
Sau khi cho học sinh thực hiện nhiệm vụ 3, giáo viên triển khai cho học sinh lấy vật tư theo bảng dự kiến vật tư của học sinh, có thể theo hình thức “chợ vật tư” hoặc không.
Hoạt động 6: Chia sẻ, cải tiến sản phẩm (35 phút)
Mục tiêu Học sinh giới thiệu được sản phẩm và cách sử dụng sản phẩm
của nhóm mình trước lớp.
Nội dung Học sinh làm việc nhóm để hoàn thành 5 trong tài liệu học tập
và giới thiệu sản phẩm của nhóm mình.
Sản phẩm học tập
- Kịch bản giới thiệu sản phẩm.
- Học sinh giới thiệu sản phẩm trước lớp tự tin, hấp dẫn.
Triển khai hoạt động
B1 (10 phút): Học sinh cải tạo, nâng cấp bản đồ sao quay của
nhóm mình, đồng thời lên kế hoạch thuyết trình, giới thiệu sản phẩm trước lớp.
B2 (20 phút): Các nhóm giới thiệu sản phẩm của nhóm mình;
trao đổi, chia sẻ, cải tiến sản phẩm.
Hoạt động 7: Kết luận, đánh giá (15 phút)
49
- Rút kinh nghiệm cho những 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: các chòm sao, đặc điểm của
các chòm sao, nguyên lý hoạt động của bản đồ sao quay; xác định vị trí các chòm sao bằng bản đồ sao quay…
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 - Giáo viên giao nhiệm vụ về nhà: học sinh sử dụng bản đồ
sao quay xác định các chòm sao trên bầu trời đêm.
B4 - Yêu cầu học sinh dọn dẹp vệ sinh trước khi kết thúc giờ
50
2.2.1.2. Tài liệu hướng dẫn học tập
TÀI LIỆU HƯỚNG DẪN HỌC TẬP CHỦ ĐỀ: “THIẾT KẾ BẢN ĐỒ SAO QUAY”
Đọc các thông tin trong tài liệu và hoàn thành các nhiệm vụ bên dưới 1. Các chòm sao
Từ xa xưa, con người đã biết quan sát bầu trời sao, trong lịch sử phát triển của mình, loài người đã tưởng tượng ra những hình mẫu và nhóm chúng thành những chòm sao để dễ dàng hơn trong việc định hướng trong hàng hải, dẫn dắt con người đi trên sa mạc, tính toán trong nông nghiệp cổ đại…; mỗi nền văn minh khác nhau sẽ có những chòm sao với tên gọi khác nhau. Ngày nay, Hiệp hội Thiên văn học Quốc tế (IAU) xác nhận có 88 chòm sao, với hơn một nửa trong số đó có nguồn gốc từ Hy Lạp cổ đại (48 chòm sao); còn lại là sự đóng góp của các nhà thiên văn học và bản đồ học bầu trời của Châu Âu đã khám phá ra vào khoảng giữa thế kỷ 16 và 17 sau công nguyên. Các chòm sao thường được gắn liền với các câu chuyện thần thoại thể hiện niềm tin, tín ngưỡng của con người cổ đại với thiên nhiên và cũng là những bài học giúp truyền đạt những kiến thức hay là lời răn dạy cho các thế hệ sau. Ngày nay, 88 chòm sao được phân chia ranh giới tương ứng với 88 vùng trời có diện tích xác định trên Thiên Cầu, mỗi vùng trời có chứa một chòm sao. Tên các chòm sao trên toàn thế giới được thống nhất bằng tiếng Latin, bên cạnh đó tại Việt Nam có tên gọi riêng bằng tiếng Hán Việt. Dưới đây là 3 chòm sao sáng, nổi tiếng, dễ nhận biết và quan sát tại Việt Nam:
❖ Chòm sao Ursa Major (Gấu Lớn)
Đây là chòm sao nằm ở bán Thiên Cầu Bắc. Theo thần thoại Hy Lạp, Callisto là cô gái được lựa chọn đi theo hầu cận nữ thần săn bắn Artemis. Sau khi phát hiện Callisto có thai với thần Zeus, Artemis cho rằng Callisto đã phản
51
bội mình (Do các thiếu nữ theo hầu Artemis đều là các trinh nữ, không được phép có thai). Do đó, Artemis biến Callisto thành con gấu để trở thành con mồi