7. Đóng góp của luận văn
2.2.2. Xác định vấn đề cần giảiquyết
- Chế tạo được kính tiềm vọng quan sát được vật bị che khuất tầm nhìn, chiều dài kính từ 50 – 100 cm.
- Vấn đề cần giải quyết là:
+ Nguyên tắc tạo ảnh qua kính tiềm vọng là gì? + Sơ đồ thiết kế của kính như thế nào?
+ Cách thức, nguyên vật liệu chế tạo như thế nào?
Mục tiêu về sản phẩm
Bảng 2.3. Bảng tiêu chí đánh giá sản phẩm
Tiêu chí Điểm tối đa
Sản phẩm thật (70đ)
Tiêu chí 1: Quan sát được các vật khi vật bị che khuất
tầm nhìn, chiều dài kính từ 50 – 100 cm. 20
Tiêu chí 2: Mức độ rõ nét của hình ảnh 10 Tiêu chí 3: Họat động ổn định, chắc chắn. 10 Tiêu chí 4:Tính sáng tạo (Có sự khác biệt so với sản
phẩm đã có trước đây). 10
Tiêu chí 5: Sử dụng vật liệu (đơn giản, tái chế, rẻ tiền) 10
Tiêu chí 6 Có tính thẩm mỹ (đẹp) 10
Tổng điểm 70
Mục tiêu về kiến thức, kĩ năng, thái độ, năng lực
a. Về kiến thức:
- Lĩnh vực Khoa học (khoa học tự nhiên): trình bày được các kiến thức về định luậtphản xạ phần và gương.
- Lĩnh vực Toán học: Tính góc đặt gương để xảy ra hiện tượng phản xạ ánh sáng, Tính toán chiều cao của ống phù hợp với kích thước của gương.
- Lĩnh vực Kỹ thuật: Kĩ thuật cắt, dán gương và bìa để tạo ra kích thước phù hợp. - Lĩnh vực Công nghệ: Sử dụng công nghệ phản xạ gương.
b. Về kĩ năng:
- Tính toán, vẽ được bản thiết kế kính tiềm vọng đảm bảo các tiêu chí đề ra; - Lập kế hoạch cá nhân/nhóm để chế tạo và thử nghiệm dựa trên bản thiết kế; - Trình bày, bảo vệ được bản thiết kế và sản phẩm của mình, phản biện được các ý kiến thảo luận;
- Tự nhận xét, đánh giá được quá trình làm việc cá nhân và nhóm.
c. Về thái độ:
- Nghiêm túc, chủ động, tích cực tham gia các hoạt động học;
- Yêu thích sự khám phá, tìm tòi và vận dụng các kiến thức học được vào giải quyết nhiệm vụ được giao;
- Có tinh thần trách nhiệm, hòa đồng, giúp đỡ nhau trong nhóm, lớp;
- Có ý thức tuân thủ các tiêu chuẩn kĩ thuật và giữ gìn vệ sinh chung khi thực nghiệm.
- Phát triển năng lực giải quyết vấn đề (thông qua chế tạo kính tiềm vọng). - Hợp tác và giao tiếp (thông qua các hoạt động nhóm)
- Khoa học tự nhiên và xã hội (Vận dụng kiến thức vật lí giải thích nguyên lí hoạt động của kính)
2.2.3. Chuẩn bị của GV và HS 1. Giáo viên
a. Thiết bị
Bảng 2.4. Thiết bị chuẩn bị
STT Tên nguyên vật liệu,
dụng cụ Ảnh chụp thật dụng cụ Số lượng dự kiến Dự kiến giá thành 1 Bìa Các tông 2 2 Gương phẳng 2 3 Băng keo 1 4 Kéo 1 5 Keo nến 1 Tổng 7
b. Sơ đồ thiết kế và các bước chế tạo sản phẩm mẫu
Hình 2.2. Hình ảnh bản thiết kế kính tiềm vọng
- Giải thích bản thiết kế:
1.Thân kính: Dài 100cm, rộng 20cm, dạng hộp,tạo hình dạng cho kính.
2. Gương 1: tạo ra sự phản xạ toàn phần lần 1, truyền ánh sáng đến G2. 3. Gương 2: Tạo ra sự phản xạ toàn phần lần 2,truyền ánh sáng vào mắt.
- Các bước chế tạo
Bảng 2.5. Các bước chế tạo
Các
bước Nội dung
Ảnh thực tế từng bước Yêu cầu sản phẩm từng bước 1 Cắt bìa các tông Cắt chính xác về kích thước 2 Lắp lần lượt các bộ phận theo bản thiết kế Sử dụng keo nến cố định các bộ phận chắc chắn
3 Đặt gương theo góc tối ưu nhất đã tính toán
Cẩn thận cố định gương
c. Sản phẩm minh họa (demo)
Hình 2.3. Sản phẩm minh họa (demo) kính tiềm vọng
2.2.4. Thiết kế tiến trình tổ chức các hoạt động dạy học chủ đề “ kính tiềm vọng” vọng”
Chuỗi các hoạt động, thời gian, hình thức và địa điểm
Hoạt động Thời gian Hình thức, địa điểm Hoạt động 1. Xác định vấn
đề STEM 15 phút Trên lớp.
Hoạt động 2. Nghiên cứu kiến thức nền và đề xuất giải pháp thiết kế
Hoạt động 2.1. Tìm hiểu về hiện tượng phản xạ ánh sáng trên gương phẳng
15 phút Trên lớp, làm việc nhóm
Hoạt động 2.2. Tìm hiểu về
ảnh của vật qua gương phẳng 15 phút Trên lớp, làm việc nhóm
Hoạt động 2.3. Đề xuất giải
pháp thiết kế kính tiềm vọng 20 phút Trên lớp, làm việc nhóm
Hoạt động 3. Lựa chọn giải pháp (phương án chế tạo - bản thiết kế)
25 phút Trên lớp, làm việc nhóm
Hoạt động 4. Chế tạo, vận
hành kính tiềm vọng Ở nhà, làm việc nhóm
Hoạt động 5. Chia sẻ, thảo
Các hoạt động dạy học chủ đề “kính tiềm vọng”
- Hoạt động 1. Xác định vấn đề STEM (15 phút) a. Mục tiêu của hoạt động
Học sinh xác định được nhiệm vụ thiết kế và chế tạo kính tiềm vọng và các tiêu chí đánh giá sản phẩm.
b. Nội dung hoạt động
Hình 1 Hình 2 Hình 3
GV lần lượt cho HS qua sát hình ảnh về tàu ngầm và thảo luận nhóm trả lời câu hỏi và viết vào giấy nháp:
1. Làm thế nào mà tàu ngầm có thể quan sát được mục tiêu trên mặt biển khi đang lặn dưới nước? (Sau khi quan sát hình 1).
2. Quan sát hình 2, 3 xác định vị trí của kính tiềm vọng, đọc sách giáo khoa (mục 2 bài 51) để cho biết tác dụng của kính tiềm vọng.
Sau khi thảo luận, GV nêu nhiệm vụ STEM: Hãy chế tạo một kính tiềm vọng để quan sát các vật bị che khuất với các yêu cầu cụ thể.
▪ Quan sát được các vật khi vật bị che khuất tầm nhìn ở độ cao 50 – 100cm.
▪ Ảnh vật quan sát đươc phải rõ nét
▪ Họat động ổn định, hiệu quả, chắc chắn.
▪ Tính sáng tạo: Có sự khác biệt so với sản phẩm đã có trước đây.
▪ Sử dụng vật liệu (đơn giản, tái chế, rẻ tiền)
▪ Có tính thẩm mỹ (đẹp)
c. Sản phẩm mong đợi của HS:
+ Câu trả lời của câu hỏi 1, 2 của học sinh
+ Xác định được nhiệm vụ chế tạo kính tiềm vọng và các yêu cầu đặt ra.
d. Cách thức tổ chức
+ GV giao nhiệm vụ: Như trong phần nội dung. + HS tạo nhóm để quan sát và thảo luận câu hỏi 1, 2
+ HS trình bày: GV yêu cầu HS đứng tại chỗ để đưa ra câu trả lời. Yêu cầu 1 hoặc 2 HS khác nhận xét, bổ sung câu trả lời.
+Kết luận: GV nhận xét câu trả lời của HS và giao nhiệm vụ STEM và thông báo các tiêu chí về sản phẩm (như phần nội dung); thông báo cách thức thực hiện nhiệm vụ.
− Hoạt động 2. Nghiên cứu kiến thức nền và đề xuất giải pháp thiết kế
+ Hoạt động 2.1. Tìm hiểu về hiện tượng phản xạ ánh sáng trên gương phẳng (15 phút)
a. Mục tiêu: Thực hiện được thí nghiệm về hiện tượng phản xạ ánh sáng trên gương từ đó rút ra nội dung định luật phản xạ ánh sáng.
b. Nội dung: HS thực hiện thí nghiệm theo nhóm để rút ra nội dung định luật phản xạ ánh sáng thông qua phiếu học tập số 1.
PHIẾU HỌC TẬP SỐ 1.
Khảo sát hiện tượng phản xạ ánh sáng trên gương phẳng
(HS làm việc nhóm 15 phút)
- Chiếu chùm tia sáng vào mặt gương, cho biết tia phản xạ có nằm trong mặt phẳng tới hay không? Và ở phía nào?
- Lần lượt điều chỉnh góc tới i, đọc góc phản xạ r tương ứng, điền số liệu vào bảng
Lần đo i (0) r (0) 1 10 2 20 3 30 4 40 5 50 6 60 7 70
c. Sản phẩm
- Bảng số liệu về kết quả thí nghiệm
- Nhận xét về mối quan hệ giữa góc tới và góc phản xạ.
d. Cách thức tổ chức
Giao nhiệm vụ: GV làm thí nghiệm về hiện tượng phản xạ, sau đó vẽ hình, giới thiệu góc tới, góc phản xạ, mặt phẳng tới.
Sau đó yêu cầu HS làm việc theo nhóm để tiến hành thí nghiệm theo trình tự trong phiếu học tập số 1.
Thực hiện nhiệm vụ: HS làm việc theo nhóm để tiến hành thí nghiệm theo trình tự trong phiếu học tập số 1 khảo sát mối quan hệ góc i và r, rút ra nhận xét, ghi vào bảng phụ.
Báo cáo, trình bày kết quả: Yêu cầu các nhóm treo bảng kết quả lên bảng, GV cử đại diện một nhóm lên trình bày,
Kết luận, nhận định: GV nhận xét, chốt kiến thức về nội dung định luật phản xạ ánh sáng, HS ghi nội dung kết quả vào vở cá nhân.
+ Hoạt động 2.2. Tìm hiểu về ảnh của vật qua gương phẳng (15 phút)
a. Mục tiêu
▪ Thực hiện được thí nghiệm để nghiên cứu ảnh của một vật tạo bởi gương phẳng.
▪ Nêu được những đặc điểm về ảnh của một vật qua gương phẳng là ảnh ảo, cùng chiều cao bằng vật và khoảng cách từ vật và ảnh đến gương là bằng nhau.
b. Nội dung
Học sinh tiến hành thí nghiệm theo nhóm để xác định đặc điểm về ảnh của một vật qua gương phẳng thông qua thực hiện nhiệm vụ trong phiếu học tập số 2.
PHIẾU HỌC TẬP SỐ 2
Tìm hiểu ảnh của vật qua gương phẳng Thí nghiệm
1) Đặt một tờ giấy to kẻ ô li vuông trên mặt bàn nằm ngang.
2) Đặt gương phẳng (là một tấm kính màu trong suốt) thẳng đứng và vuông góc với tờ giấy như hình.
3) Đặt ngọn nến ở vị trí tâm ô trước gương phẳng. Quan sát và ghi chép khoảng cách từ nến tới gương và khoảng cách từ
gương tới ảnh bằng cách đếm số ô li vuông.
4) Dự đoán về kích thước (độ cao của ảnh và vật), dùng ngọn nến tương tự để đưa ra sau gương đến vị trí của ảnh, từ đó rút ra nhận xét kích thước ảnh và vật.
Thảo luận để trả lời các câu hỏi:
Câu 1: Ảnh của ngọn nến qua gương phẳng có tính chất như thế nào? (ảo hay thật, cùng chiều hay ngược chiều vật)
...
Câu 2: Khoảng cách từ ảnh tới gương và khoảng cách từ vật tới gương như thế nào? ...
Câu 3: Có nhận xét gì về kích thước vật và ảnh?
………...
c. Sản phẩm
Câu trả lời của các nhóm về đặc điểm ảnh của vật qua gương phẳng;
Ảnh của vật tạo bởi gương phẳng cùng chiều vật và không hứng được trên màn chắn gọi là ảnh ảo.
Độ lớn của ảnh và vật bằng nhau; khoảng cách từ vật và ảnh đến gương là bằng nhau.
d. Cách thức tổ chức
GV phát phiếu học tập số 2 cho các nhóm HS.
▪ HS tiến hành thí nghiệm và hoàn thành phiếu học tập số 2
▪ GV yêu cầu từng nhóm báo cáo kết quả trước lớp.
▪ GV đánh giá và chốt kiến thức.
+ Hoạt động 2.3. Đề xuất giải pháp thiết kế kính tiềm vọng (20 phút).
a. Mục tiêu của hoạt động
▪ Vẽ được sơ đồ thiết kế mô hình kính tiềm vọng của nhóm
▪ Trình bày được sơ đồ thiết kế của nhóm trước lớp.
b. Cách thức tổ chức:
▪ GV giao nhiệm vụ: Hãy vận dụng kiến thức về hiện tượng phản xạ toàn phần, vẽ sơ đồ thiết kế mô hình kính tiềm vọng.
▪ GV công bố tiêu chí đánh giá bản thiết kế
▪ HS hoạt động nhóm phân công nhiệm vụ.
▪ HS nhận nhiệm vụ từ giáo viên và triển khai hoạt động nhóm ở nhà.
▪ HS vận dụng kiến thức về hiện tượng phản xạ toàn phần, làm việc theo nhóm để vẽ phác thảo mạch điện cho hệ thống kính tiềm vọng.
▪ HS trao đổi và tìm sự hỗ trợ của GV các bộ môn liên quan.
▪ GV hỗ trợ, gợi ý HS những ý tưởng về bản vẽ đặt gương để xảy ra hiện tượng phản xạ toàn phần và ý tưởng thiết kế sản phẩm. Khuyến khích học sinh nên thắc mắc và hỗ trợ HS tìm hiểu, giải đáp thắc mắc.
▪ HS tự hoàn thiện bản báo cáo về thiết kế kính tiềm vọng trên giấy A0 và tập luyện cách thức trình bày; chuẩn bị câu hỏi và câu trả lời để bảo vệ quan điểm của nhóm.
− Hoạt động 3. Lựa chọn giải pháp (phương án chế tạo - bản thiết kế)
a. Mục tiêu
HS trình bày được kiến thức về phản xạ ánh sáng trên gương phẳng, điều kiện xảy ra hiện tượng thông qua việc báo cáo bản thiết kế kính tiềm vọng và giải thích nguyên lí hoạt động của kính. HS thực hành được kĩ năng thiết kế và thuyết trình, phản biện, hình thành ý thức về cải thiện, phát triển bản thiết kế sản phẩm.
b. Nội dung
+ GV yêu cầu các nhóm lần lượt trình bày phương án thiết kế (đã chuẩn bị ở nhà) và giải thích đường đi của tia sáng trong bản vẽ.
+ GV tổ chức HS thảo luận, bình luận, nêu câu hỏi và bảo vệ ý kiến về bản thiết kế; tiếp thu và điều chỉnh bản thiết kế (nếu cần)
+ GV chuẩn hóa các kiến thức nền liên quan cho HS; yêu cầu HS chỉnh sửa, ghi lại các kiến thức này vào vở.
c. Sản phẩm
Kết thúc hoạt động, HS cần đạt được các sản phẩm sau:
+ Mô tả bản thiết kế và giải thích về sản phẩm sau khi được điều chỉnh và hoàn thiện (phiếu học tập số 3).
+ Bảng các nguyên vật liệu và dụng cụ cần chuẩn bị (phiếu học tập số 3).
d. Cách thức tổ chức
+ Bước 1. GV tổ chức hoạt cho từng nhóm báo cáo phương án thiết kế. + Bước 2. Các nhóm khác nhận xét, nên câu hỏi.
+ Bước 3. GV nhận xét, đánh giá các bài báo cáo (theo phiếu đánh giá 3). Tổng kết. Chuẩn hóa các kiến thức liên quan.
+ Bước 4. GV giao nhiệm vụ cho các nhóm về nhà triển khai thiết kế sản phẩm theo bản thiết kế; ghi lại các điều chỉnh (nếu có) của bản thiết kế sau khi đã hoàn thành sản phẩm và ghi giải thích gợi ý các nhóm tham khảo thêm các tài liệu phục vụ cho việc chế tạo thử nghiệm sản phẩm (SGK, internet…) và tham khảo thêm ý kiến tư vấn của GV bộ môn (nếu thấy cần thiết).
PHIẾU HỌC TẬP SỐ 3
(HS làm việc nhóm)
1. Hãy mô tả bản thiết kế và giải thích kính tiềm vọng.
− Hình ảnh bản thiết kế: (lưu ý đánh số các bộ phận)
(Chụp ảnh đưa vào đây)
− Giải thích bản thiết kế: (mô tả và giải thích chức năng của từng bộ phận được đánh số)
... ... ...
2. Các nguyên vật liệu và dụng cụ cần chuẩn bị của kính tiềm vọng có những cái gì ?
STT Tên nguyên vật liệu, dụng cụ Số lượng dự kiến
1 2 3 4 5 ..
3. Phân công nhiệm vụ:
TT Thành
viên Nhiệm vụ
Yêu cầu của nhiệm vụ Thời gian hoàn thành 1 Tìm hiểu nguyên lí làm việc Các kiến thức khoa học chính xác cao ... phút 2 Dụng cụ cách thức làm Tỉ mỉ cẩn thận chính xác trong thao tác ... phút 3 Dụng cụ cách thức làm Tỉ mỉ cẩn thận chính xác trong thao tác ... phút 4 Dụng cụ cách thức làm Tỉ mỉ cẩn thận chính xác trong thao tác ... phút
5 Dụng cụ cách thức làm Tỉ mỉ cẩn thận chính xác trong thao tác ... phút 6 Dụng cụ cách thức làm, báo cáo Tỉ mỉ cẩn thận chính xác trong thao tác ... phút
4. Quy trình thực hiện của kính tiềm vọng như thế nào?
Các bước Nội dung Yêu cầu sản phẩm
từng bước
1 2 3 4
5. Nội dung trình bày báo cáo của các nhóm
Đối với: cấp độ STEM vận dụng kiến thức: nhóm làm Powerpoint/video gồm:
− Hoạt động 4. Chế tạo và thử nghiệm kính tiềm vọng
a. Mục tiêu của hoạt động
+ HS dựa vào bản thiết kế đã lựa chọn để chế tạo kính đảm bảo yêu cầu đặt ra. + HS thử nghiệm, đánh giá sản phẩm và điều chỉnh nếu cần.
b. Nội dung hoạt động
+ HS làm việc theo nhóm ở nhà hoặc trên phòng thí nghiệm để cùng chế tạo sản phẩm; ghi chép lại công việc của từng thành viên, các điều chỉnh của thiết kế (nếu có) và giải thích lí do điều chỉnh (khuyến khích sử dụng công nghệ để ghi hình quá trình chế tạo sản phẩm).
+ GV đôn đốc, hỗ trợ HS (nếu cần) trong quá trình các nhóm chế tạo các tiêu chí đánh giá sản phẩm thật trong bảng 2.6.
c. Sản phẩm
Kết thúc hoạt động, HS cần đạt được sản phẩm sau: Kính tiềm vọng hoạt động đúng yêu cầu, đáp ứng các tiêu chí đánh sản phẩm thật trong bảng 2.6.
d. Cách thức tổ chức