CHƯƠNG 2. XÂY DỰNG CHỦ ĐỀ NĂNG LƯỢNG VÀ TỔ CHỨC DẠY HỌC THEO STEM CHO HỌC SINH TRUNG HỌC CƠ SỞ
2.3. Xây dựng kế hoạch dạy học chủ đề năng lƣợng
2.3.3. Chủ đề “Bếp mặt trời”
Bảng 2.7. Mô tả dự án “Bếp mặt trời”.
Mô tả dự án Tên dự án Bếp mặt trời
Giáo viên Nguyễn Thị Phương Thúy Lứa tuổi học sinh 11 -18
Mức độ tiếp thu Khá
56 Vấn đề cần tập
trung
Trong hoạt động này, HS vận dụng kiến thức về chuyển hóa năng lƣợng từ quang năng thành nhiệt năng, phản xạ ánh sáng chế tạo đƣợc bếp mặt trời sử dụng hiệu quả cao.
Bối cảnh thực tế Mặt trời là nguồn năng lƣợng sạch, vô hạn. Sử dụng nguồn năng lƣợng này không những bảo vệ môi trường mà còn tiết kiệm chi phí, với mục tiêu sử dụng phổ biến rộng khắp nhƣ đun nấu, sấy khô, thắp sáng,... Trong khi đó việc đun nấu bằng ga hiện này rất nguy hiểm. Vi vậy tự làm bếp sử dụng năng lƣợng mặt trời phục vụ cho cuộc sống hằng ngày là việc cần thiết.
Liên kết với các ngành công
nghiệp/nghiên cứu/
sự nghiệp
- Kiến trúc – xây dựng – thiết kế - Điện tử và mô hình,.
Tổ chức bài học
Tên bài Bếp mặt trời
Số lƣợng học sinh 25 học sinh (5 hs/ nhóm) Nguồn lực cần thiết
cho mỗi nhóm
Cuộn kẽm lớn, cuộn kẽm nhỏ, giấy bạc
Lưu ý an toàn Hoạt động thiết kế và lắp ráp liên quan đến các loại dụng cụ sắc nhọn và dùng điện gây nóng HS tuyệt đối không đùa nghịch tránh gây thương tích.
Không gian cơ sở vật chất cần thiết
Phòng học có bốn dãy bàn, kê cách nhau để có lỗi đi.
Phòng học có ổ điện, hệ thống anh sáng tốt
57
Kế hoạch bài học Mục tiêu bài học a. Kiến thức
- Trình bày đƣợc cấu tạo và nguyên lý hoạt động của bếp năng lƣợng mặt trời.
- Vận dụng kiến thức chuyển hóa năng lƣợng từ quang năng thành nhiệt năng
- Vận dụng kiến thức phản xạ toàn phần vào quá trình thiết kế.
b. Kỹ năng
- Thiết kế đƣợc bản vẽ mô hình bếp mặt trời;
- Chế tạo và lắp ráp bếp mặt trời;
- Đƣa vào thử nghiệm hoạt động và cải tiến bếp mặt trời;
- Làm việc nhóm, thuyết trình, phản biện.
c. Thái độ
- Có trách nhiệm, nhiệt tình trong công tác làm việc nhóm;
- Có ý thức sử dụng cẩn thận, tỉ mỉ và bảo vệ thiết bị và dụng cụ;
- Tuân theo quy tắc an toàn trong quá trình chế tạo lắp ráp.
Các nội dung kiến thức liên quan
- Khoa học: Hiện tượng phản xạ ánh sáng, gương phẳng, chuyển hóa năng lƣợng, sự hấp thụ và bức xạ nhiệt.
- Công nghệ: Kìm, kéo, dao, rọc giấy, keo, giấy bạc, gương cầu lồi. Phần mềm thiết kế
- Kỹ thuật: Bản kế hoạch: thiết kế trên giấy các thông số, quy trình lắp đặt. Hướng dẫn sử dụng,
58
cách lắp ráp bếp năng lƣợng mặt trời hình hộp.
- Toán học: Tính toán, thiết kế, đo đạc kích thước của các bộ phận lắp ráp. Đo góc nghiêng, kích thước chảo parabol.
Học sinh tiếp cận và giải quyết vấn đề nhƣ thế nào?
HS vận dụng kiến thức đã học và kĩ năng thiết kế kĩ thuật gồm 7 bước sau:
1. Xác định vấn đề nghiên cứu
2. Tìm cách giải quyết, đƣa ra giải pháp 3. Lực chọn giải pháp
4. Thiết kế, chế tạo mẫu thử 5. Kiểm nghiệm mẫu thử
6. Thu thập, đánh giá và kiểm tra kết quả 7. Cái tiến mẫu thử
Học sinh sử dụng các bằng chứng/ kĩ thuật nào?
- HS làm việc nhóm
- Nghiên cứu vấn đề và kiến thức liên quan ( theo câu hỏi định hướng của GV)
- Thiết kế và kiểm nghiệm mẫu thử
- Sử dụng các dụng cụ kĩ thuật và phần mềm công nghệ
Đánh giá dự án - Học sinh tự đánh giá và đánh giá nhóm (Theo các tiêu chí trong phiếu đánh giá.
- Tự quản lí : kĩ năng làm việc nhóm.
- Vận dụng kiến thức - Kĩ năng thuyết trình.
Lịch trình các hoạt động
Các hoạt động của học sinh
Sự hỗ trợ của giáo viên – các
câu hỏi
59 Block 1 (45’) 1. Đặt vấn đề (10’) HS hoạt động chia nhóm.
Quan sát.
Đọc tình huống và xác định vấn đề cần giải quyết.
(Đƣa vấn đề cần giải quyết dưới dạng câu hỏi)
Đọc phiếu đánh giá
Hoàn thành bước 1 trong phiếu dự án
Chia nhóm HS.
Chiếu hình ảnh và clip liên quan đến Bếp mặt trời
Phát phiếu hoạt động cho HS, yêu cầu học sinh đọc tình huống.
Nêu rõ nhiệm vụ của dự án là bếp mặt trời gồm các loại nguyên liệu và tiêu chí đánh giá trong phiếu đánh giá
2. Phân công nhiệm vụ nhóm
(10’)
HS hoạt động nhóm, phân công nhiệm vụ của từng cá nhân trong nhóm:
Nhà thiết kế: thiết kế và tìm vật liệu
Chuyên gia kĩ thuật: Lắp ráp và thử nghiệm
Đội truyền thông khoa học:
Hướng dẫn HS hoàn thành việc phân công nhiệm vụ nhóm trong phiếu đánh giá nhiệm vụ nhóm.
60
Chú ý: Cả nhóm cùng tham gia lập kế hoạch, tìm vấn đề và giải quyết vấn đề.
Bên cạnh đó những nhiệm vụ cụ thể sẽ phân công từng bạn tự chịu trách nhiệm của từng công việc đƣợc phân. Nhóm trưởng đánh giá từng thành viên trong nhóm theo tiêu chí mà giáo viên đƣa ra.
3. Xác định các yêu cầu cụ thể của mô hình sản phẩm (5’)
Hoạt động nhóm.
Thiết kế mô hình sản phẩm cụ thể.
Điền thông tin vào phiếu hoạt động cá nhân.
Nhấn mạnh các tiêu chí yêu cầu sản phẩm đạt đƣợc.
61 4. Nghiên cứu kiến
thức liên quan (10’)
Quan sát qua clip, hình ảnh các nguyên vật liệu đƣợc cung cấp, tìm hiểu tài liệu đƣa ra các kiến thức liên quan: Hiện tƣợng phản xạ ánh sáng, gương phẳng, chuyển hóa năng lƣợng, sự hấp thụ và bức xạ nhiệt.
Trả lời câu hỏi của bước 2 trong phiếu dự án
Nếu cần hỗ trợ sẽ trao đổi thêm với giáo viên
Cung cấp tài liệu, hình ảnh, clip liên quan đến dự án
Yêu cầu HS trả lời các câu hỏi trong bước 2 của phiếu dự án
5. Phát triển các giải pháp khả dĩ (10’)
Hoạt động nhóm: tìm ra giải pháp khả thi. Mô tả giải pháp vào phiếu dự án của nhóm. Gửi GV duyệt Tiến hành gia công khung hình cầu lõm tù kẽm, giá đỡ theo hướng dẫn bước 3 Nhận nhiệm vụ về nhà
Quản lý toàn lớp Hỗ trợ các nhóm HS Khuyến khích HS tìm ra nhiều giải pháp nhất có thể và giúp học sinh ra khỏi các biện pháp không khả thi.
Giao nhiệm vụ về nhà.
Hoàn thiện bước 4:
Lựa chọn giải pháp Duyệt trước các thiết kế đã chọn
62 Block 2 (45’) 1. Nhắc lại sơ lƣợc
thiết kế và tiến hành xây dựng mẫu thử (10’)
Thu mua nguyên vật liệu cần thiết đã liệt kê trong bản thiết kế.
Đo đạc, xây dựng và lắp ráp mẫu thử.
Thu thập số liệu sau khi sử dụng mẫu thử. Lưu giữ bằng hình ảnh, videos.
Quản lý và hỗ trợ các nhóm lắp đặt mẫu thử
2. Kiểm tra mẫu thử (5’)
Kiểm tra hoạt động của mẫu thử dưới sự điều phối của giáo viên.
Ghi chép thông tin vào phiếu hoạt động nhóm.
Theo dõi và hỗ trợ HS trong quá trình hoạt động của các nhóm.
Kiểm tra mẫu thử khi các nhóm hoàn thành.
3. Xử lý số liệu và đƣa ra kết luận (20’)
Các nhóm trình bày giải pháp và kết quả
Phản biện câu hỏi từ các nhóm khác
Điều phối lớp học Thời gian trình bày và phản biện của mỗi nhóm là 4 phút.
Trong đó thời gian thuyết trình không quá 2 phút.
4. Tổng kết bài học và giao nhiệm vụ về nhà (10’)
Nhận nhiệm vụ về nhà Đƣa ra kết luận.
Đánh giá sơ bộ về kết quả hoạt động của các nhóm
63
Giao nhiệm vụ về nhà
Rút kinh nghiệm sau bài học
Lưu ý: Học sinh có thể gặp phải một số khó khăn như không thiết kế khung hình gương cầu lõm từ kẽm mà lồng giấy bạc trực tiếp vào khung cầu lõm dẫn đến việc giấy bạc bị rách; HS quên sử dụng kẽm nhở viền khung thuận tiện cho việc bọc giấy bạc