a) Mục tiêu: VLI, VL2, VL3, VL4, NLI
- HS xác định được yêu cầu "Thiết kế và chế tạo Cân lò xo”
- HS trình bảy được yêu câu vận dụng kiến thức về lực đàn hỏi của lò xo dé thiết kế và
thuyết mình thiết kế trước khi sử dụng nguyên vật liệu, dụng cụ cho trước dé chế tạo
và thử nghiệm.
b) Noi dung
- HS hoan thanh ban KWL.
c) Sản phẩm
- Phần trình bày của HS - KWL d) Tổ chức thực hiện
Bước 1. Chuyên giao nhiệm vụ học tập
- GV sử dụng kỹ thuật KWL, yêu cầu HS hoàn thành Phiếu học tập số |
Trong đó
+ K (Know): HS nêu những điều đã biết về cân 16 xo như: cau tạo. công dụng. nguyên tắc hoạt động.
+ W (Want): HS nêu điều muốn biết về cân lò xo: Cân lò xo hoạt động như thể nào?
Làm thé nao dé chế tạo được cân lò xo? ...
+L (Learn): HS nêu các kiến thức học được qua hoạt động trải nghiệm STEM này. (Cột này thực hiện cuối hoạt động trải nghiệm dé cung cô kiến thức)
47
- Sau khi HS hoàn thành cột KW, GV mời một vài bạn lên trình bày ý kiến của mình, nói cum từ có liên quan đến chủ dé. Ca GV và HS cùng ghi nhận hoạt động này vào cột KW. Hoạt động này kết thúc khi HS đã nêu ra tất cả các ý tưởng. Tô chức cho HS thảo luận về những gì các em đã ghi nhận.
- Sau khi trả lời cầu hỏi, lớp học được chia thành các nhóm, mỗi nhóm từ 3 đến 5 HS.
Các nhóm phân công nhiệm vụ. bầu nhóm trưởng, thư ki.
- Sau đó GV Hỏi HS muốn biết thêm điều gì về chủ đề. Cả GV và HS ghi nhận câu hỏi vào cột W. Hoạt động này kết thúc khi HS đã nêu ra tất cả các ÿ tưởng. Nếu HS trả lời bằng một câu phát biêu bình thường, hãy biến nó thành câu hỏi trước khi ghi nhận vào
cột W.
Bước 2. Thực hiện nhiệm vụ
- HS hoàn thành cột K và W trong bảng KWL dưới sự hướng dan của GV.
- HS làm việc cá nhân và trả lời câu hỏi của GV.
- HS phát hiện và trình bày van đề cần giải quyết
Bước 3.Báo cáo, thảo luận
~ GV tô chức cho các cá nhân biêu diễn kết quả.
- Các nhóm còn lại lắng nghe và nhận xét Bước 4. Kết luận, nhận định
Đề hiểu hơn về Cân lò xo, cau tạo, nguyên lý hoạt động nó như thé ndo?,., mời các em cùng tìm hiệu cũng như là ứng dụng kiến thức đã học dé chế tạo cân lò xo
Hoạt động 2: Nghiên cứu kiến thức nền
a) Mục tiêu: VLI. VL2, VL3, VL4, NL1, NL2, NL3 b) Noi dung
- GV nêu tóm tắt nhiệm vụ: các nhóm thực hiện 2 thi nghiệm (15 phúU theo phiéu học tập dé xác định đặc điểm của lực đàn hồi. Sau đó hoàn thiện phiéu học tập.
4§
+ Thí nghiệm |: Xác định hướng của lực đàn hỏi
+ Thí nghiệm 2: Tim môi liên hệ giữa lực đàn hoi và độ biến dang của lò xo, từ đó phát biêu được định luật Hooke.
- Gv phát phiếu học tập và dụng cụ thí nghiệm.
— HSđọc sách giáo khoa/ti liệu đọc, làm việc theo nhóm dé tiền hành thí nghiệm với lò xo và các quả nặng đã được phát dé thu thập thêm các số liệu thực nghiệm, từ đó khái quất và ghi nhận các kiến thức trọng tâm là định luật Hooke về lực đàn hôi của lò xo, đông thời xác định được độ cứng (hệ số đản hồi) của lò xo.
~ HS thảo luận vẻ các thiết kế khả đĩ của cân lò xo và đưa ra giải pháp dựa vào định luật Hooke. GV có thê gợi ý thông qua các câu hỏi dé HS tìm hiểu và giải đáp:
~ Cá nhân HS xây dựng bản thiết kế cân lò xo, có thể thảo luận toàn nhóm và báo cáo
với GV khi được hỏi.
— Nhóm HS thảo luận, từng HS hoàn thiện bản thiết kế và nộp cho GV.
c) Sản phẩm
~ Bản ghi chép mỗi quan hệ giữa độ lớn lực đàn hỏi và độ biến dạng của 16 xo và định
luật Hooke.
~ Bản phác thao thiết kế cân lò xo trong vớ cá nhân.
~ Lời mô tả có căn cứ cho các giải pháp.
d) Tổ chức thực hiện
Bước 1. Chuyển giao nhiệm vụ học tập
GV giao nhiệm vụ cho HS làm việc theo nhóm:
+ Hoàn thành phiếu học tập
49
+ Mỗi nhóm sẽ được phát | chiếc lò xo. 5 quả cân loại 50g. Hãy thiết kế phương án sử dung các dụng cụ đã cho dé làm thí nghiệm xác định mối liên hệ giữa lực đàn hồi của lò xo với độ biên dạng ở lò xo; kết hợp đọc sách giáo khoa dé tìm hiệu định luật (định
luật Hooke) sau đó điền vào bảng số liệu.
Thành viên: ... T190 th To leesesecee sebecreee
1. TIM HIỂU: HUONG VÀ DIEM DAT CUA LUC DAN HÔI CUA LO XO
+ Kéo dan lò xo: + Nén lò xo:
2. Trả lời các câu hỏi sau
Câu 1: Chi rd hướng biến dang của lò xo và hướng của lực đàn hỏi của lò xo trong hai thí nghiệm trên?
Câu 2: Nêu rõ điểm đặt, ancl chiều của Miếng hỏi của lò xo?
bị: — SEN VNNGRSEyen “—.—e.=..=.en= Hô in: xa.
HỊ 1191 HIP(t- DOLONCLALUC DAN HOLCLALO XO
1. Bế trí thí nghiệm
2. Treo một quả nặn; ME im = 50g] vie đầu dưới lò xo. Xác định (vẽ) các lực tác dụng vào qua nặng (hìnhm
3. Tiến hành thí nghiệm:
+ Bước I: Treo lò xo vào giá. đo chiều dài ban đầu fp của lò xo: lạ=...cm
+ Bước 2: Lan lượt treo 1, 2, 3 quả nặng vào lò xo. Dùng lực kế đo trọng lượng của các quả nặng và dùng
thước dé do chiêu đài của lò xo trong mmỗi lẫn treo.
+ Bước 3: Tinh độ din thêm của lò xo trong mỗi lan treo : AI =1-i,
+ Bước 4: Ghi kết quả vào bảng kết quả
50
- GV có thẻ gợi ý cho HS lam theo các bước sau:
¢ Bước 1: Treo lò xo theo phương thăng đứng, đánh dấu vị trí độ dài tự nhiền.
¢ Bước 2: Treo lần lượt 1, 2, 3, ...quả cân 50g vao đầu dưới của lò xo, đánh dau vị trí độ dài của lò xo tương ứng dé tinh độ biến dang của lò xo, ghi vào bang số
liệu
© Bước 3: Từ bảng số liệu, đưa ra mối liên hệ định lượng giữa F va Al, từ đỏ cũng
xác định được độ cứng k và phát biểu nội dung định luật Hooke.
Bước 2. Thực hiện nhiệm vụ
- HS tiền hành thí nghiệm. ghi chép số liệu, lập bảng kết quả và rút ra nhận xét định lượng về độ lớn lực đàn hồi của lò xo theo độ biến dạng.
- HS thực hiện nhiệm vụ theo nhóm: Đọc và nghiên cứu sách giáo khoa và các tài liệu
tham khảo; tiền hành thí nghiệm. HS ghi vào vở hoặc giấy kết qua thí nghiêm xác định mỗi quan hê giữa lực đàn hỏi va đô biến dạng của của lò xo; giải thích duoc cách xác định vị trí vạch chia của thang đo tương ứng với giá tri lực được xác đính bằng thực
nghiệm vả tính toán.
Bước 3. Báo cáo, thảo luận
- HS báo cáo kết quả thí nghiệm, phát biéu nội dung định luật Hooke, biểu thức và ý
nghĩa của các đại lượng trong biéu thức.
- Các nhóm còn lại lắng nghe và nhận xét Bước 4. Kết luận, nhận định
- HS ghi nội dung kiến thức đã được vào thông nhất vào vớ ghi cá nhân.
+ Chứng minh vị trí của các vạch chia ứng với giá trị lực được xác định dựa trên thực
nghiệm hoặc bằng tính toán.
- GV cho thảo luận kết quả báo cáo giữa các nhóm, nhận xét, chốt nội dung kiến thức về nội dung định luật Hooke.
51
Hoạt động 3: Dé xuất phương án và xây dựng bản thiết kế sản phẩm
a) Mục tiêu:
- Đề xuất được các giải pháp thiết kế cân lò xo.
- Trình bày, bảo vệ được giải pháp thiết kế và phương án chế tạo cân lò xo; giải thích
được cơ sở khoa học và nguyên lí của cân lò xo.
- Điều chỉnh. hoàn thiện bản thiết kế cân lò xo trên cơ sở góp ý, phản biện của GV, các
thành viên trong lớp
b) Noi dung
- HS chia thành các nhóm, thao luận đẻ thiết kế phương án thiết kế Can lò xo dưới sự điều phối của GV.
- HS sau khi chốt được giải pháp. thực hiện thiết kế bản vẽ, nêu rõ cấu tạo và nguyên lí hoạt động của thiết bị. HS xây đựng kế hoạch thực biện giải pháp, phân công nhiệm
vụ.
c) Sản phẩm
- Bản thiết kế cho sản phẩm
- Bản phân công công việc
d) Tổ chức thực hiện
Bước 1. Chuyển giao nhiệm vụ học tập
- Lớp học được chia thành các nhóm học tập, mỗi nhóm từ 3 đến 5 HS. Các nhóm phân công nhiệm vụ. bầu nhóm trưởng. thư kí. Nhiệm vụ này giúp HS tìm hiểu lí do cần
thiết dé thiết kế và chế tao một cân lò xo cằm tay đơn giản.
- GV sử dụng kỹ thuật khăn trải bàn, phát cho mỗi nhóm | tờ giấy AI có in mẫu Khung thảo luận khăn trải bàn (theo mẫu Phụ lục 1), sau đó GV giới thiệu vẻ bố cục của mau khung cho các nhóm: tờ giấy Al được chia thành 1 6 chính trung tâm và số ô phụ xung quanh tương ứng với số HS của mỗi nhóm (1 HS được chia 2 6 phụ). yêu cầu nhóm trưởng mỗi nhóm chia 8 6 phụ cho 8 thành viên trong nhóm (kế cả nhóm trưởng). (Nếu
52
nhóm nào có nhiều hơn 4 HS thi HS có thé tự chia thêm 6 phụ dé phù hợp với số lượng
thành viên trong nhóm)
- GV yêu cau các HS điền tên vào ô ghi tên nằm trong ô chính đã được nhóm trướng chia trước đó, sau đó làm việc cá nhân, suy nghĩ dé nêu công dụng của các dụng cụ thí nghiệm đã được GV giới thiệu (viết vào 1 trong 2 ô phụ) và thiết kế Cân lò xo (vẽ trong
ô phụ còn lại). (thời gian làm việc cá nhân cho nhiệm vụ này là 3 phút)
- GV phát cho mỗi nhóm 1 phiếu thảo luận và 1 cây bút lông, yêu cầu các HS làm việc theo nhóm đã chia, suy nghĩ, thảo luận dé thông nhất, hoàn thiện ban thiết kế sản phẩm và các bước tiền hành bằng cách sử dụng bút lông dé vẽ bản thiết kế vào ô trung tâm, các bước tiễn hành thí nghiệm- nguyên lí hoạt động của Cân lò xo.
Cụ thê:
- GV phát cho mỗi nhóm HS 1 bộ dụng cụ gồm 1 lò xo dai Sem, 2 quả ning 50g, một vật nặng chưa biết khối lượng và thước kẻ GHD 20cm; yêu cầu HS thảo luận nhóm
trong 10 phút, nêu phương án đẻ xác định khối lượng của vật.
- Nhóm trưởng nhận dụng cụ, nhóm tiền hành thảo luận, thứ nghiệm và giải thích lý do lựa chọn tiền hành phương án xác định khối lượng của vật. Trường hợp HS không thể nêu phương án, GV có thé gợi ý thông qua các câu hỏi:
+ Khi treo vật 100g vào lò xo, chiều dài của lò xo thay đổi như thé nào?
+ Lực đàn hồi của lò xo có mối liên hệ gì với trọng lượng của vật treo? Dự đoán độ dan
của lò xo có môi liên hệ gì với trọng lượng của vật treo?
GV công bố các tiêu chí đánh giá bản thiết kế sản phẩm
Ea Trinh bay sơ đỗ hệ thống cân lò xo
Trình bày nguyên lý hoạt động của cân
53
Bước 2. Thực hiện nhiệm vụ
- HS chia thành các nhóm, thảo luận đẻ thiết kế phương án thiết kế sản phẩm : Cân lò xo đưới sự điều phối của GV,
- HS chia thành các nhóm (mỗi nhóm khoảng 4 HS), mỗi nhóm chon ra 1 nhóm trưởng
đưới sự hướng dẫn của GV.
- GV quan sát, ôn định lớp, hỗ trợ HS khi can thiết.
- HS tập trung lắng nghe, quan sát GV giới thiệu về các dung cụ thí nghiệm mà GV sẽ
phát cho mỗi nhóm.
- GV bao quát lớp, giải đáp thắc mắc cho HS (nếu can) trong quá trình HS quan sát, lắng nghe GV giới thiệu dụng cụ thí nghiệm.
- HS lắng nghe GV giới thiệu về mẫu khung thảo luận trong tờ giấy A1 mà GV phát,
sau đó các nhóm trướng sẽ phân chia các ô chính cho các thành viên trong nhóm.
- GV bao quát lớp, hỗ trợ các nhóm HS nếu cần.
- HS làm việc cá nhân, điền tên vào ô ghi tên trong 6 chính đã được chia, suy nghĩ dé nêu công dụng của các dụng cụ thí nghiệm đã được GV giới thiệu (điền vào 1 trong 2 ô phụ), thiết kế bản thiết kế Cân lò xo (vẽ trong ô phụ còn lai).
- Sau đó, HS làm việc theo nhóm đã chia, suy nghĩ, thảo luận dé thống nhất, hoàn thiện bản thiết kế Cân lò xo (sử dụng bút lông đề vẽ bản thiết kế Cân lò xo vào ô trung tâm, các bước tiễn hành thí nghiệm ghi vào giấy thảo luận mà GV đã phát).
Bước 3.Báo cáo, thảo luận
- Thảo luận nhóm để lựa chọn thiết kế tốt nhất và hoàn thiện thiết kế chung - HS trình bày bảng thiết kế của nhóm
- Các nhóm còn lại lắng nghe và cho nhận xét ( nếu có).
Bước 4. Kết luận, nhận định
54
- GV nhận xét phan trình bày của nhóm HS báo cáo rồi đánh giá các phương an thiết kế
dựa vào các tiêu chí đã đẻ ra
- Khi treo quả nặng 50 g vào lò xo, lò xo bị dan ra
- Lực đàn hỏi ngược chiều với trọng lực. lò xe sẽ dãn ( lực đàn hôi càng lớn) khi treo
thêm vật nặng vào lò xo
- GV nhận xét, đánh giá chung hoạt động của lớp: đặn dò HS các lưu ý cần thiết, đặc
biệt là giữ lò xo trong giới hạn đàn hôi và giữ an toàn khi thao tác với lò xo trước khi
bước vào hoạt động chế tạo và thử nghiệm cân lò xo.
- GV nêu yêu cầu nội dung báo cáo sản phẩm trong hoạt động tiếp theo:
+ Dựa vào bản thiết cả nhóm đã thông nhất hoạt bản thiết kế có những điều chỉnh trong
quá trình chế tạo (nếu có). từ đó thiết kế sản phẩm
+ GV chia sẻ kinh nghiệm và những khó khăn gặp phải trong quá trình chế tạo.
Hoạt động 4: Chế tạo mẫu, thử nghiệm dựa trên bản thiết kế
a) Mục tiêu: VLS,VL6,VL7,VL8, VL9,VL10,VLI11, NL2, NLA.
b) Noi dung
- HS dựa vào thông số trong bản thiết kẻ, tiên hành các bước làm cân lò xo theo phân
công của nhóm. Gợi ý các bước thực hiện:
+ Làm thí nghiệm dé xác định độ cứng của lò xo được phát.
+ Gia công lắp ráp các bộ phận của cân theo thiết kế.
+ Thử nghiệm dé xác định vị trí các vạch chia, điều chỉnh lại thiết kế (nếu cần).
+ Ghi chép lại quá trình hoạt động, kết quả các lần thử nghiệm và khó khăn gặp phải
trong quá trình chê tạo cân.
c) Sản phẩm
55
~ Đối với nhóm HS: Một chiếc cân lò xo đã được hoàn thiện
d) Tổ chức thực hiện
Bước 1: Chuyên giao nhiệm vụ học tập
- GV giao nhiệm vụ hoàn thiện chế tạo cân theo các bước
Bước 2: Thực hiện nhiệm vụ học tập
- Dại diện mỗi nhóm tiền hành lựa chọn và nhận dụng cụ. vật liệu từ GV - HS thực hiện gia công, chế tạo Cân lò xo
Bước 3: Báo cáo, thảo luận
- HS báo cáo tiễn 46, thảo luận nhóm khi gặp khó khăn va tìm giải pháp giải quyết
Bước 4. Đánh giá, kết luận,
- GV quan sát. hỗ trợ khi cần thiết: hướng dẫn HS cách khắc phục lỗi
- GV quản lý và nhắc nhở các nhóm về việc tuân thủ quy tắc an toàn trong quá trình
thực hiện.
Hoạt động 5: Vận hành, thứ nghiệm sản phẩm
a) Mục tiêu
Thu nghiệm và đánh giá được can lò xo vẻ mức độ chính xác, sự chắc chắn và tính thâm mi đáp ứng các yêu cầu đặt ra ban đầu; giải thích và điều chính vẻ những sai số, ton tại.
b) Vội dung
Các nhóm tiền hành vận hành và quan sát kết quả vận hành của sản phẩm. điều
chỉnh khi cần thiết.
e) Sản phẩm
56
Một chiếc cân lò xo đã được hoàn thiện theo đúng tiêu chí đặt ra ban đầu và hoạt động ôn định
4) Tô chức thực hiện
Bước 1: Chuyển giao nhiệm vụ học tập
- GV yêu cầu các nhóm lần lượt vận hành cân lò xo, nêu hoạt động ôn định phù hợp với
dự đoán thì các nhóm tiền hành viết báo cáo. chuẩn bị thực hiện báo cáo sản phẩm. Nếu
sản phẩm hoạt động không ôn định, kết quả không phù hợp với dự đoán thì nhóm cần
quay lại kiểm tra từ hoạt động 2 và xem xét lại dự đoán ban đầu.
- Đánh giá sản pham dựa trên các tiêu chi đã dé ra:
+ Khả năng có thé cân được vật ( tiêu chuẩn tôi đa khoảng Ikg)
+ Có độ chính xác cao
+ Dễ dàng sử dụng
- HS vận hành điều chỉnh thiết bị khi có lỗi kỹ thuật - HS dé xuất ý tưởng cải tiền cho sản phẩm
Bước 2: Thực hiện nhiệm vụ học tập
- Đại điện mỗi nhóm tiền hành vận hành sản phẩm
Bước 3: Báo cáo, thảo luận
- HS báo cáo tiền độ. thảo luận nhóm khi gặp khó khăn va tìm giải pháp giải quyết Bước 4. Đánh giá, kết luận
- HS thử nghiệm cân vật, thử nghiệm dé đánh giá khả nang chịu tải, mức vững vàng khi
cân vật và tính dé dàng khi sử dụng.
- GV quan sát, hỗ trợ khi cần thiết: hướng dẫn HS cách khắc phục lỗi