CHƯƠNG 2: XÂY DỰNG TIẾN TRÌNH TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG TRẢI NGHIỆM SÁNG TẠO CHỦ ĐỀ “MẮT” VẬT LÍ 11 THEO ĐỊNH HƯỚNG GIÁO DỤC STEM
2.3. Xây dựng tổ chức hoạt động trải nghiệm sáng tạo chủ đề “Mắt” vật lý lớp 11 theo định hướng giáo dục STEM
- Hình thức tổ chức chủ đề trong HĐ: hoạt động theo nhóm về chủ đề
“Mắt”.
- Phương pháp tổ chức chủ đề trong HĐ: các phương pháp học tập tích cực:
giải quyết vấn đề, hoạt động nhóm, tìm tòi khám phá, sử dụng sơ đồ tư duy, vận dụng, thực hành…
- Chuẩn bị dụng cụ, thiết bị, vật liệu
Bảng 2.2. Dụng cụ thiết bị vật liệu chuẩn bị.
STT Thiết bị, vật liệu Số
lượng
Mô tả, công dụng 1 Thấu kính phân kỳ (có tiêu
cự 20cm)
1 Sử dụng để chỉnh sao cho vật nằm trên võng mạc của mắt.
2 Thấu kính hội tụ (có tiêu cự 20cm)
1 Sử dụng để chỉnh sao cho vật nằm trên võng mạc của mắt.
3 Găng tay cao su trắng 2
Sử dụng làm màng mắt
4 Miếng gỗ 1 Lắp ráp các thiết bị lên trên làm giá đỡ mắt.
5 Đèn pin 1 Dùng làm ánh sáng
truyền qua vật.
6 Thước kẻ 1 Sử dụng làm nơi hứng
ảnh của mắt và điều chỉnh xa gần của màng ảnh.
7 Bát nhựa 1 Sử dụng để làm con mắt.
8 Ống nhựa 1 Sử dụng để làm vật cho tia sáng truyền qua và dụng cụ để dữ màng mắt chắc chắn.
9 Ống xi- lanh 1 Điều chỉnh dịch vào
trong mắt và điểu chỉnh độ co dãng của màng mắt
1 0
ống truyền dịch 1 Sử dụng để làm ống dẫn
dịch co dãng của mắt.
1 1
Băng keo, keo dán, cưa… 1
- Hướng dẫn thực hiện mô hình
Bước 1 : Chế tạo màng mắt (con ngươi) :
- Đầu tiên cắt ống nước (Khoảng cỡ Ф20) ra 1 đoạn nhỏ khoảng 2cm và mài nhẵn để làm màng mắt và làm 1 lỗ nhỏ trên ống nước với chức năng là để dẫn ống nước nhỏ và khi thực nghiệm mô hình điều chỉnh lượng nước giống như chức năng điều tiết nhìn xa gần của mắt.
- Cắt 2 miếng cao su vừa đủ với diện tích của ống nước chúng ta đã cắt sẵn trước đó.
Hình 2.11. Hình ảnh chuẩn bị thiết bị
- Tiến hành dùng băng keo đen (loại băng keo dán dây điện chọn loại gần 2cm để quấn với chức năng quấn chặt, không để nước thoát ra ngoài).
Hình 2.12. Hình ảnh quấn keo thiết bị.
- Sau khi quấn song băng keo dùng kéo chọc thủng màng băng keo chỗ lỗ trống mà chúng ta đã để lại lúc trước để có thể tiếp tục nối dây vào.
- Sau lúc này chúng ta chuẩn bị keo 502, keo nến, keo dán ống nước và dây chuyền nước (nên giữ lại phần điều chỉnh lượng nước để điều chỉnh sự dòng chảy ra vào của nước) vào cơ thể người trong dụng cụ y tế để tiến hành nối thí nghiệm:
+ tiến hành cát 1 đoạn ống truyền nước và lắp ráp vào nơi mà ống nhựa chúng ta đã chuẩn bị sẵn trước đó , lúc này nên chọn tại vị trí tiếp xúc giữa các ống với nhau nên là phần cứng để không bị nghẹt lượng nước.
+ Dùng keo 502 (một lương rất nhỏ) dán 2 vị trí này lại sau đó tiếp tục lấy keo nến dán 1 lượng tiếp theo và cuối cùng keo dán ống (Mục đích là để vị trí này không bị rò rỉ nước ra ngoài, vị trí này là vị trí thiết yếu nhất, khi nó không được dán kĩ, khi chúng ta đưa nước vào nhiều áp suất trong nó sẽ tăng và dễ dàng làm cho vị trí này bị bung ra).
Hình 2.13. Hình ảnh ống dẫn nước vào mắt
- Đầu còn lại của ống truyền nước thì gắn vào đầu của bơm tiêm để bơm nước vào và điều chỉnh lượng nước bên trong.
- Tiếp tục lấy sốp để bao màng này lại (Mục đích khi mình bỏ vào trong khi chúng ta dịch chuyển hay va chạm mạnh nó sẽ không bị vỡ màng và dễ dàng sử dụng keo để dán vào bên trong).
Bước 2: Chế tạo vỏ bảo vệ màng mắt và sự điều tiết của mắt:
Sau đó lấy 1 cái bát nhựa ăn cơm (chọn loại bát nào hơi mỏng và có nhựa đục màu trắng để khi chiếu ánh sáng vào nó sẽ nhìn rõ hơn và trang trí giống mắt hơn), cắt phần phía dưới đít của bát nhựa sao cho nó vừa với ống nhựa mình đã cắt (ví dụ cắt hình tròn Ф20) lấy keo nến dán trước và keo dán ống nước dán sau (nhằm để nó có độ co dãn khi nắng hay khi ta dán sốp hay bị cháy khi nhỏ keo vào nên chúng ta nên dán ít và cho 1 lớp băng keo đen vào để không bị hư sốp) và bên ngoài tạo 1 lỗ bằng ống truyền dịch để có thể cho ống truyền dịch ra ngoài.
Hình 2.14. Hình ảnh về màng con ngươi mắt Bước 3: Thiết kế vật làm vật chiếu ánh sáng qua
chuẩn bị vật để tia sáng truyền qua tạo ảnh tạo sao màng ảnh có 1 vật gì chúng ta cần chiếu sáng lên ảnh (theo ý kiến thì nên tạo chữ hay tạo số nào mà có thể nhìn thấy được những chữ những số đó khi thu được ảnh có thể thấy được tỉ lệ nó thể thay đổi thao nhiều chiều khác nhau , ví dụ số 1 gạch chân, số 4, hay chữ Y…. những chữ số này thi ảnh thu được chúng ta sẽ thấy tỉ lệ của nó giảm hoặc tăng theo nhiều chiều khác nhau).
Hình 2.15. Màng chắn, vật phát sáng
Bước 4: Lắp ráp các thiết bị lại với nhau
- Sau khi đã hoàn thành tất cả các thiết bị trên bắt đầu lấy thước đã cắt sẵn hay mua cây thước (nên chọn thước dẻo và có thể nhìn rõ được các vạch sáng hoặc tấm tôn để dễ dàng uống cong được) sau đó cắt 1 miếng nhựa ngắn và đục lỗ để có thể đưa ốc mà lắp ráp, dán cay thước này lại bằng keo 502 và keo nến với bát nhựa trước đó , làm sao cho nó dính lại và tạo với nhau 1 vòng cung và từ màng mắt với chính giữa điểm cong là thẳng hàng.
Hình 2.16. Lắp ráp các thiết bị.
Sau đó dùng con ốc loại ốc vặn trong các thiết bị máy quạt .
Hình 2.17. Nơi điều chỉnh tạo ảnh trên màng.
Bước 5. Hoàn thiện sản phẩm và thử nghiệm
Gắn tất cả các thiết bị vừa làm vào trong 1 bảng gỗ (dài 30x10 cm) nên gắng bằng keo nến. và tếp tục gắng giá đỡ của kính vào, cách gắn giá đỡ kính làm tìm con ốc vừa với giá đỡ kính, gắng vào miến gỗ sao cho khoảng cách từ kính đến mắt gần 1 khoảng vừa đủ, không để xa quá rất khó để tạo ảnh trên màng khi đeo kính.
Hình 2.18. Hình ảnh trong quá trình hoàn thiện
Và cuối cùng tạo giá đỡ cho nó ,và tìm vật để chiếu sáng (sử dụng đèn pin để chiếu sáng qua vật tạo ảnh để có thể lấy ảnh trên màng).
Hình 2.19. Mô hình hoàn chỉnh của mắt có thể điều tiết.
2.3.1. Tiến trình tổ chức hoạt động gồm các bước dưới đây Bước 1 . xây dựng chủ đề:
a. Mục tiêu của chủ đề
* kiến thức
- Mô tả được cấu tạo của mắt (người).
- Nêu được chức năng của từng bộ phận của mắt, đặc điểm của từng loại mắt.
- Nêu được nguyên nhân của mắt cận, mắt viễn, mắc lão và các cách khắc phục các khó khăn trong việc nhìn của các loại mắt đó.
- Vận dụng được những kiến thức trong chủ đề “Mắt” vào đời sống và kĩ thuật nhằm bảo về mắt tránh những tác nhân có hại.
* kỹ năng
- Thiết kế được thí nghiệm đơn giản nghiên cứu sự tảo ảnh và một số tật về mắt.
- Thực hiện một số thí nghiệm đơn giản để đưa ra kết luận.
- Đề ra một số biện pháp để bảo vệ mắt và cách khắc phụ các tật về mắt.
- Vận dụng được những kiến thức trong chủ đề “Mắt” vào đời sống và kĩ thuật nhằm bảo vệ mắt tránh các tác nhân có hại và cách khắc phục các tật về mắt.
- Làm việc nhóm, thuyết trình, lắng nghe, phản biện, bảo vệ chính kiến.
* Thái độ
- Có tinh thần hợp tác, ý thức trách nhiệm đối với nhiệm vụ chung của nhóm.
- Nhiệt tình, năng động trong quá trình gia công lắp ráp và tìm hiểu về bộ dụng cung thí nghiệm về mắt.
- Có thái độ bảo vệ đôi mắt và bảo vệ mắt một cách có hiệu quả.
- Tích cực tham gia các hoạt động học tập và rèn luyện bản thân.
* Định hướng phát triển các năng lực
- Năng lực tự học, năng lực hợp tác, năng lực thực nghiệm, năng lực giải quyết vấn đề thực tiễn, năng lực phản biện.
Bước 2. Xây dựng nội dung hoạt động TNST định hướng giáo dục STEM a. Hình thành ý tưởng của chủ đề
Đôi mắt là món quà mà tạo hóa đã ban tặng cho con người, “Đôi mắt là ngọc, đôi tay là vàng” đã khẳng định vai trò vô cùng quan trọng của đôi mắt đối với cuộc sống của mỗi người.
Ngày nay học sinh rất hay mắt một số vấn đề về các tật của mắt đặc biệt là tật cận thị học đường nên cần phải có biện pháp để phòng tránh và chăm sóc mắt tốt hơn nên chúng ta cầm tìm hiểu về nguyên lí và cách khắc phục các bệnh về mắt.
Bảng 2.3 Sơ đồ ý tưởng của chủ đề b. Bộ câu hỏi định hướng
* Câu hỏi khái quát
- Các biện pháp bảo vệ mắt, cách khắc phục các tật của mắt?
* Câu hỏi bài học
- Sự khác nhau giữa mắt thường, mắt cận thị và mắt viễn thị khi nhìn vật.
- Cơ chế hoạt động nhìn của mắt? phân biệt các chức năng cấu tạo nên mắt?
- Tiến hành thí nghiệm về hoạt động nhìn của mắt?
- Cách khắc phục các tật của mắt Bước 3. Nhiệm vụ
- Tiến hành nguyên cứu về các kiến thức về vật lí, sinh học, kĩ thuật , toán học và tin học hỗ trợ việc tìm tài liệu.
- Tìm hiểu về hoạt động tạo ảnh của mắt và các tật của mắt.
- Tìm hiểu các bộ thí nghiệm về mắt của các phòng thí nghiệm . - Đề xuất giải pháp.
- Triển khai thực hiện.
Yêu cầu sản phẩm
- Có thể sử dụng để thực hiện các thí nghiệm.
- Khắc phục được các tật khúc xạ của mắt.
- Kiểu dáng đẹp màu sắc tùy thích.
Bước 4. Tiến trình thực hiện
- Chia nhóm, bầu nhóm trưởng, thư kí.
- Nhận vật liệu, dụng cụ cơ bản.
- Thảo luận phân công nhiệm vụ trong nhóm.
- Thực hiện công việc theo các nội dung hướng dẫn.
Hoạt động 1: Tìm hiểu về mắt a) Mục đích của hoạt động
Mắt
Cách khắc phục các tật của mắt
Cách bảo vệ mắt Cấu tạo và chức
năng của mắt
Nguyên lý hoạt động của mắt
- HS tìm hiểu về cấu tạo, hoạt động của mắt và các tật của mắt.
- Tìm hiểu nguyên nhân và các khắc phục của các tật của mắt.
- Cách chăm sóc bởi các yếu tố từ bên ngoài.
- Rèn luyện cho HS chủ động tìm hiểu kiến thức Vật lí , Sinh học, Công nghệ.
- Phát triển năng lực tự học, kỹ năng quản lí thời gian, kỹ năng đọc sách.
- Rèn luyện kỹ năng làm việc nhóm, năng lực giao tiếp và hợp tác, phát triển tư duy phản biện.
b) Dự kiến sản phẩm
- HS hoàn thành được bản đánh giá quá trình và phiếu học tập liên quan đến nội dung.
- Tổng hợp lại kiến thức đã tìm hiểu theo sơ đồ tư duy.
c) Cách thức tổ chức hoạt động
Giáo viên đưa hệ thống video và câu hỏi dẫn dắt giúp học sinh tìm hiểu về cấu tạo và chức năng của mắt.
Hoạt động của GV Hoạt động của HS
-GV giới thiệu cho học sinh về dạy học chủ đề và hoạt động trải nghiệm theo định hướng giáo dục STEM.
- GV cho HS tìm kiếm thông tin về mắt trong sách giáo khoa, và đồng thời tìm hiểu trên sách báo và cổng thông tin điện tử.
- GV cho HS xem video về cấu tạo của mắt.
- HS nghe và tìm hiểu về cách tổ chức và thực hiện.
- HS đọc sách và thảo luận với nhau.
- HS xem video
- GV tiến hành chia nhóm để HS thực hiện nhiệm vụ.
+ Yêu cầu các nhóm bầu nhóm trưởng, thư ký.
- GV đặt câu hỏi: cấu tạo và nguyên lý hoạt động của mắt.
- GV cho học sinh tìm hiểu các bệnh về mắt, nguyên nhân và cách khắc phục những bệnh đó.
- Cách bảo vệ và phòng chống một số bệnh về mắt.
- GV quan sát và nhận xét về những hoạt động của các nhóm và giúp đỡ những nhóm cần sự giúp đỡ.
- HS suy nghĩ và thảo luận nhóm sau đó thư ký của nhóm tổng hợp lại và ghi vào phiếu học tập MAU_CN_1.1
- Nhóm thảo luận sau đó tổng hợp ý kiến lại và xây dựng sản phẩm trình bày các thông tin thu được dưới dạng sơ đồ tư duy .
- Mỗi nhóm cử một đại diện lên làm ban giám khảo cùng với thầy cô khác của trường và tổng hợp ý kiến lại và ghi vào phiếu đánh giá mỗi nhóm.
- Nhóm cử đại diện nhóm lên thuyết trình về sơ đồ tư duy mà nhóm mình đã thực hiện và các nhóm khác quan sát và đặt những câu hỏi về bài thuyết trình.
Hoạt động 2: Thiết kế mô hình mắt a) Mục đích của hoạt động
- HS phát triển năng lực nhận kiến thức khoa học tự nhiên khi phân tích lựa chọn các thiết bị cần có để có thể tiến hành thí nghiệm.
- HS vận dụng kiến thức liên môn đã học để vẽ thiết kế được mô hình thí nghiệm theo yêu cầu của đề bài.
- Phân tích ưu và nhược điểm của thiết kế.
- Phát triển kỹ năng làm việc nhóm để thống nhất lựa chọn sơ đồ thiết kế.
b) Dự kiến sản phẩm
- Tìm hiểu được sự điều tiết của mắt phải làm thế nào và cách khắc phục các bệnh về mắt.
- HS vẽ phát thảo được sơ đồ mắt mà có thể điều tiết được.
- Hoàn thành bản đánh giá năng lực của HS.
c) Cách thức hoạt động
Dựa trên câu hỏi dẫn dắt của GV, HS được trải nghiệm và làm việc nhóm cùng nhau chuyển ý tưởng thành thiết kế, tìm phương án thu thập vật liệu, chế tạo được mô hình mắt có thể điều tiết được.
Hoạt động của GV Hoạt động của HS
- Khi muốn nhìn một vật xa hay gần mắt thì mắt phải điều chỉnh tiêu cự của mắt thì cơ quan nào đã thực hiện điều đó và thực hiện như thế nào ?
- Khi mắt bị các tật: cận thị hay viễn thị của mắt thì chúng ta có những giải pháp nào để khắc phục các bệnh này?
- GV có thể định hướng phương án về sự tạo ảnh của mắt. Sau đó cho HS vẽ phát thảo về mô hình mắt và quá trình hoạt động của mắt trên giấy, GV theo dõi giám sát và hỗ trợ HS có yêu cầu và cần sự giúp đỡ.
- Trả lời: sự thay đổi độ cong của các mặt thể thủy tinh (dẫn đến sự thay đổi tiêu cự của thấu kính mắt) để giữ cho luôn giữ ảnh của vật trên màng lưới.
- Có thể trả lời:
+ Bắn mắt.
+ Deo kính
Cận thị: đeo kính phân kì.
Viễn thị: đeo kính hội tụ.
- HS vận dụng những kiến thức đã học và tìm hiểu được để vẽ phát thảo ý tưởng mô hình mắt trên giấy.
- Mỗi nhóm sẽ trình bày về mẫu mô hình ý tưởng mà mình đã phát thảo và đưa ra chức năng của từng thiết bị
- GV đạt câu hỏi: Để chế tạo mô hình mắt mà HS đã phát thảo được ở sơ đồ trên mà mắt có thể điều tiết được và có thể khắc phục được các tật của mắt cần những thiết bị cần thiết nào?
- GV nhận xét những thiết bị mà HS đã lên bản tổng hợp được và triển khai nhiệm vụ cho nhóm để triển khai tìm kiếm và tổng hợp lại các thiết bị.
- GV tổng hợp lại các hoạt động vào mẫu của sổ GV.
trên
- HS thảo luận nhóm và đưa ra các vật liệu dễ tìm mà gần gũi với thực tiễn , thư ký nhóm tổng hợp và ghi vào
MAU_HS.
- Nhóm trưởng phân công nhiệm vụ cho mỗi thành viên của nhóm tìm kiếm những vật liệu mà nhóm đã liệt kê ở bảng tổng hợp trên và ghi nhiệm vụ của mỗi thành viên lại theo mẫu MAU_PC.
- Các nhóm lập bảng dự trù kinh phí theo mẫu THIET_BI
Hoạt động 3: Chế tạo mô hình mắt a) Mục đích của hoạt động
- HS vận dụng được các kiến thức liên môn đã học để khắc phục các khó khăn gặp phải khi phải gia công.
- HS chế tạo được bộ dụng cụ thí nghiệm theo yêu cầu của đề tài.
- HS phân tích được các ưu nhược điểm của thiết kế.
- Phát triển được năng lực sáng tạo và rèn luyện kỹ năng làm việc nhóm.
b) Dự kiến sản phẩm
- Chế tạo được mô hình mắt từ những vật liệu mà học sinh tìm kiếm từ những vật liệu từ mỗi nhóm đã chuẩn bị được và GV gợi ý.
c) Cách thức hoạt động
Yêu cầu học sinh lắp ráp được mô hình mắt có thể điều tiết được dựa vào các thiết được gợi ý như phần hướng dẫn sau: