›
›

Tài liệu STEM Lớp 7 - Chủ đề 5: Thiết kế hệ thống báo động khi mở cửa - Trường THCS Nguyễn Siêu

doc 29 trang xuanthu 25/08/2022 4420
Download
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Tài liệu STEM Lớp 7 - Chủ đề 5: Thiết kế hệ thống báo động khi mở cửa - Trường THCS Nguyễn Siêu", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên.

File đính kèm:

  • doctai_lieu_stem_lop_7_chu_de_5_thiet_ke_he_thong_bao_dong_khi.doc

Nội dung text: Tài liệu STEM Lớp 7 - Chủ đề 5: Thiết kế hệ thống báo động khi mở cửa - Trường THCS Nguyễn Siêu

  1. Chủ đề 5. THIẾT KẾ HỆ THỐNG BÁO ĐỘNG KHI MỞ CỬA (TRƯỜNG THCS & THPT NGUYỄN SIÊU, HÀ NỘI) Giáo viên: BÙI QUYẾT THẮNG 1. Tên chủ đề: THIẾT KẾ HỆ THỐNG BÁO ĐỘNG KHI MỞ CỬA (Số tiết: 03 tiết – Lớp 7) 2. Mô tả chủ đề: Dự án “Thiết kế hệ thống báo động khi mở cửa” là một ý tưởng dạy học theo định hướng giáo dục STEM cho đối tượng HS lớp 7. Bằng việc thiết kế hệ thống báo động này HS sẽ được tìm hiểu công việc của nhà thiết kế từ việc lên ý tưởng đến việc nghiên cứu tìm hiểu kiến thức, thiết kế và chế tạo. HS sẽ nghiên cứu những kiến thức về nguồn điện, chất dẫn điện, chất cách điện, mạch điện, sử dụng vật liệu tái chế để hoàn thành nhiệm vụ của mình theo những tiêu chí đã được đặt ra. Để thực hiện được dự án này, HS sẽ cần chiếm lĩnh kiến thức của các bài học: – Vật lí 7: Bài 19 (Nguồn điện), Bài 20 (Chất dẫn điện và chất cách điện), Bài 21 (Sơ đồ mạch điện – Chiều dòng điện); Đồng thời, HS phải như huy động kiến thức của các môn học liên quan như: – Tin học 7: Bài 5, 6 (Bảng tính Excel); – Các kiến thức về tính toán (Toán học); – Lắp ráp mô hình kĩ thuật (Kĩ thuật lớp 5). 3. Mục tiêu: Sau khi hoàn thành chủ đề, HS có khả năng: a. Kiến thức: – Trình bày được các khái niệm về: Nguồn điện, dòng điện, chất dẫn điện, chất cách điện, dòng điện trong kim loại;
  2. – Vận dụng được các kiến thức về dòng điện, nguồn điện, chất dẫn điện, chất cách điện, sơ đồ mạch điện để thiết kế hệ thống báo động khi mở cửa. b. Kĩ năng: – Tính toán, thiết kế, vẽ được mạch điện; chế tạo, lắp ráp được sản phẩm hệ thống báo động khi mở cửa; – Tra cứu được thông tin nhờ việc sử dụng công nghệ thông tin; – Sử dụng được phần mềm đo độ to của âm (đo âm lượng). c. Phát triển phẩm chất: – Có tinh thần trách nhiệm, hòa đồng, giúp đỡ nhau trong nhóm, lớp; – Yêu thích môn học, thích khám phá, tìm tòi và vận dụng các kiến thức học được vào giải quyết các vấn đề thực tiễn cuộc sống; – Có ý thức tuân thủ các tiêu chuẩn kĩ thuật. d. Định hướng phát triển năng lực: – Năng lực nghiên cứu kiến thức khoa học và thực nghiệm về nguồn điện, dòng điện, chất dẫn điện, chất cách điện, dòng điện trong kim loại, nguồn âm; – Năng lực giải quyết vấn đề, cụ thể chế tạo được hệ thống báo động khi mở cửa một cách sáng tạo; – Năng lực giao tiếp và hợp tác nhóm để thống nhất bản thiết kế và phân công thực hiện từng phần nhiệm vụ cụ thể tạo ra sản phẩm hệ thống báo động khi mở cửa. 4. Thiết bị: Tổ chức dạy học chủ đề, GV sẽ hướng dẫn HS sử dụng một số thiết bị sau: – Pin, đế lắp pin, bóng đèn pin 3V, một số đoạn dây điện, một đoạn dây nhựa, dây kim loại, mỏ kẹp (Khai thác các thiết bị thuộc danh mục thiết bị tối thiểu môn Vật lí); – Một số vật liệu, thiết bị phổ thông như: cốc/bát inox, giấy A0, máy tính, máy chiếu 2
  3. Xây dựng và thực hiện các chủ đề giáo dục STEM trong trường trung học 5. Tiến trình dạy học Hoạt động 1. XÁC ĐỊNH YÊU CẦU THIẾT KẾ HỆ THỐNG BÁO ĐỘNG (Tiết 1 – 45 phút) A. Mục đích: - HS hình thành được một phần kiến thức ban đầu về mạch điện, về chất dẫn điện, chất cách điện; Nhận diện được một số đối tượng trong mạch điện; - HS nhận thấy được sự cần thiết và ý nghĩa của hệ thống báo động đối với cuộc sống của bản thân từ thực tiễn quan sát được; - HS bước đầu có sự tự tin trước khi bắt tay vào triển khai dự án; - HS tiếp nhận được nhiệm vụ thiết kế hệ thống báo động khi mở cửa, ghi nhận được các tiêu chí của sản phẩm và các tiêu chí đánh giá sản phẩm này (HS xác định rõ nhiệm vụ mình cần phải làm là một hệ thống báo động, Hệ thống thỏa mãn những tiêu chí GV đưa ra và mức độ hoàn thành sản phẩm sẽ được đánh giá theo bảng tiêu chí đánh giá). B. Nội dung: – GV tổ chức cho HS làm thí nghiệm khám phá: lắp một mạch điện đơn giản (với những đối tượng của mạch điện như bóng đèn pin 3V, nguồn (pin), khóa (công tắc)) ; thay thế đoạn dây dẫn bằng các vật liệu dẫn điện và không dẫn điện, quan sát bóng đèn trong từng trường hợp. HS ghi chép các kết quả quan sát được vào bảng kết quả thí nghiệm. Thông qua việc ghi chép và nhận xét, HS bước đầu hình thành được những hiểu biết ban đầu về mạch điện, về các đối tượng trong mạch điện và về chất dẫn điện, chất cách điện. – Từ thí nghiệm khám phá trên, GV tổ chức cho HS thảo luận để hình thành các ý tưởng mới bằng cách thay thế đối tượng của mạch điện bằng những đối tượng có những chức năng khác nhau. GV giao nhiệm vụ cho HS thực hiện một dự án học tập “Thiết kế hệ thống báo động khi mở cửa” dựa trên những kiến thức, nguyên lý về mạch điện mà HS đã bước đầu tìm hiểu từ hoạt động thí nghiệm này. Kết quả thảo 3
  4. luận, phân công nhiệm vụ của thành viên trong nhóm được ghi vào Phiếu học tập và Bản ghi chép nhiệm vụ của nhóm. – Các bản tiêu chí: (1) đánh giá bản thiết kế, (2) đánh giá sản phẩm thiết kế báo động khi mở cửa, (3) đánh giá kế hoạch triển khai dự án được GV tự thiết kế khi xây dựng chủ đề dạy học, trước khi triển khai trong giờ dạy trên lớp. Trong hoạt động này, GV giải thích và thống nhất để HS hiểu được yêu cầu và nội dung của các nhiệm vụ gắn với các bản tiêu chí đã nêu. C. Dự kiến sản phẩm hoạt động của học sinh: Kết thúc hoạt động, HS cần đạt được các sản phẩm sau: – Một bảng kết quả thí nghiệm về chất dẫn điện, chất cách điện; – Một bản ghi chép xác định nhiệm vụ phải làm của từng nhóm: Thiết kế hệ thống báo động khi mở cửa; – Một bản phân công nhiệm vụ của các thành viên trong nhóm theo phiếu học tập số 1. – Bảng tiêu chí đánh giá bản thiết kế sản phẩm và bảng tiêu chí đánh giá sản phẩm hệ thống báo động khi mở cửa; – Kế hoạch thực hiện dự án với các mốc thời gian và nhiệm vụ rõ ràng. D. Cách thức tổ chức hoạt động: Bước 1. Đặt vấn đề Giáo viên nêu câu hỏi đặt vấn đề: Các em có biết tại sao khi ta bật công tắc thì đèn lại sáng? Để trả lời cho câu hỏi này chúng ta sẽ cùng thực hiện thí nghiệm sau. Bước 2. HS làm thí nghiệm khám phá kiến thức. – GV tổ chức chia nhóm HS. HS theo từng nhóm thống nhất vai trò, nhiệm vụ của các thành viên trong nhóm; – GV nêu rõ những yêu cầu cho HS khi làm thí nghiệm khám phá (Lắp một mạch điện đơn giản gồm có nguồn (pin), công tắc, dây dẫn và một bóng đèn pin 3V. Quan sát bóng đèn khi bật, tắt công tắc. Thay thế một đoạn dây dẫn bằng những vật liệu khác 4
  5. Xây dựng và thực hiện các chủ đề giáo dục STEM trong trường trung học (GV chuẩn bị trước những vật liệu dẫn điện và cả những vật liệu không dẫn điện) và quan sát bóng đèn trong từng trường hợp – Mỗi nhóm sẽ nhận được một số vật liệu và dụng cụ gồm: 01 viên pin, 01 đế lắp pin, 01 bóng đèn pin 3V, một số đoạn dây điện, một đoạn dây nhựa, dây kim loại, mỏ kẹp (Những vật liệu này đã được GV chuẩn bị từ trước và phân chia theo từng nhóm). – GV phát cho các nhóm HS “Phiếu hướng dẫn tự làm thí nghiệm” và bảng ghi kết quả thí nghiệm theo phiếu học tập số 2: PHIẾU HỌC TẬP SỐ 2 Bước 1. Lắp mạch điện như hình vẽ và kiểm tra để đảm bảo bóng đèn sáng. Mỏ kẹp Pin Bóng đèn Vật cần xác định Bước 2. Lần lượt kẹp 2 đầu mỏ kẹp vào các vật cần xác định (là các vật liệu khác nhau: dây thép, dây đồng, dây nhựa, vỏ gỗ ). Quan sát bóng đèn trong từng trường hợp và ghi vào bảng sau. Vật liệu Đèn sáng Đèn tối Vật liệu Vật liệu dẫn điện không dẫn điện Dây thép Dây nhựa Bước 3. Giao nhiệm vụ cho HS và xác lập tiêu chí đánh giá sản phẩm 5
  6. GV nêu vấn đề: Với nguyên lí đấu mạch điện như trên, theo các em, nếu thay thế bóng đèn bằng các thiết bị phát tín hiệu khác thì chúng ta có thể ứng dụng để tạo ra các sản phẩm như thế nào? GV nêu yêu cầu về dự án: Căn cứ vào nguyên lí thiết kế mạch điện như trên, thầy/cô muốn “đặt hàng” với các em sản phẩm như sau: Các nhóm “chào hàng cạnh tranh” cho GV – với tư cách là một nhà đầu tư để sản xuất sản phẩm gia dụng – về sản phẩm hệ thống báo động khi mở cửa. Nhóm nào có thiết kế và sản phẩm hoạt động tốt với giá thành sản xuất hợp lí sẽ được “nhà đầu tư” rót vốn để sản xuất và kinh doanh. Theo đó, sản phẩm của các nhóm cần thoả mãn một số tiêu chí cơ bản sau: – Sử dụng nguồn điện một chiều; – Có khả năng phát ra tín hiệu báo động khi cửa bị mở; – Mạch điện của sản phẩm được đấu nối an toàn, gọn, đẹp; – Chi phí sản xuất hợp lí. Với các tiêu chí như trên, khi các nhóm chào hàng về giải pháp và sản phẩm hệ thống báo động gắn trên cửa thì sẽ được “nhà đầu tư” đánh giá theo Phiếu đánh giá số 1. Phiếu đánh giá số 1 TT 1 điểm 2,0 điểm 2,5 điểm 1 Sử dụng nguồn điện Sử dụng nguồn điện Sử dụng nguồn điện một chiều, một chiều, tối đa 6V. một chiều, tối đa 5V. tối đa 3V. 2 Độ to của âm báo động* Độ to của âm báo động* Độ to của âm báo động* tối tối thiểu là 60 dB tối thiểu là 60 dB thiểu là 60 dB (đêxiben) với (đêxiben) với khoảng (đêxiben) với khoảng khoảng cách 2,0m hoặc có đa cách 0,5m. cách 1,0m. dạng tín hiệu báo động. 3 Mạch điện được đấu nối Mạch điện được đấu nối Mạch điện được đấu nối đúng đúng nguyên lí nhưng đúng nguyên lí, chắc nguyên lí, chắc chắn, an toàn còn lỏng lẻo, thiếu an chắn, an toàn (mối nối (mối nối kín) và gọn gàng, đẹp. toàn. kín). 6
  7. Xây dựng và thực hiện các chủ đề giáo dục STEM trong trường trung học 4 Chi phí để làm ra hệ Chi phí để làm ra hệ Chi phí để làm ra hệ thống là thống là trên 50.000 đ. thống từ 40.000 đến dưới 40.000 đ. 50.000 đ. * Có thể cài đặt ứng dụng trên Smartphone để kiểm tra độ to của âm: “Sound Meter” trong Google Store/Androi ( hoặc "Decibel X" trong Apple Store ( %C4%91o-%C4%91%E1%BB%99-%E1%BB%93n-dba/id448155923?l=vi). Bước 4. GV thống nhất kế hoạch triển khai tiếp theo Hoạt động chính Thời lượng Hoạt động 1: Giao nhiệm vụ dự án Tiết 1 Hoạt động 2: Nghiên cứu kiến thức cần thiết có 1 tuần (HS tự học ở nhà theo nhóm). liên quan để phục vụ cho việc thiết kế và chế tạo sản phẩm (kiến thức nền); chuẩn bị bản thiết kế sản phẩm để báo cáo. Hoạt động 3: Báo cáo phương án thiết kế. Tiết 2 Hoạt động 4: Chế tạo, thử nghiệm sản phẩm 1 tuần (HS tự làm ở nhà theo nhóm). Hoạt động 5: Chào hàng sản phẩm Tiết 3 – GV nhấn mạnh là các nhóm có 1 tuần tiếp theo để nghiên cứu kiến thức liên quan (dòng điện, nguồn điện thường dùng, cách mắc mạch điện đơn giản), (Xem Hồ sơ học tập của nhóm với các bài tập hướng dẫn HS tự học ở nhà). – Các nhóm triển khai xây dựng bản thiết kế sản phẩm để báo cáo với “nhà đầu tư” trong tuần tiếp theo. – Bài trình bày bản thiết kế sẽ được đánh giá theo các tiêu chí trong Phiếu đánh giá số 2. 7
  8. Phiếu đánh giá số 2 Điểm Điểm TT Tiêu chí đạt tối đa được 1 Trình bày bản thiết kế mạch điện của hệ thống báo động và mô 2 hình sản phẩm rõ ràng, đúng nguyên lí. 2 Giải thích rõ nguyên lí hoạt động của sản phẩm. 3 3 Nêu rõ được vai trò, đặc điểm các bộ phận của hệ thống báo 3 động (nguồn, dây dẫn, công tắc, bộ phận phát tín hiệu báo động). 4 Trình bày báo cáo sinh động, hấp dẫn. 1 5 Hiệu quả làm việc nhóm 1 Tổng điểm 10 Hoạt động 2. NGHIÊN CỨU KIẾN THỨC VỀ ĐIỆN VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP THIẾT KẾ HỆ THỐNG BÁO ĐỘNG (HS tự học, tự nghiên cứu và xây dựng bản thiết kế ở nhà trong 1 tuần) A. Mục đích: HS tự học được kiến thức cần thiết có liên quan (kiến thức nền) thông qua việc nghiên cứu tài liệu, làm các thí nghiệm để hiểu về nguồn điện, các chất dẫn điện, chất cách điện, cấu tạo mạch điện, chiều dòng điện, từ đó xác định được cơ sở khoa học của việc thiết kế mạch điện cho hệ thống báo động, đưa ra được các phương án thiết kế cho sản phẩm. B. Nội dung: Từ yêu cầu tiêu chí đánh giá sản phẩm, HS tự tìm hiểu các kiến thức nền liên quan từ sách giáo khoa, tài liệu tham khảo hay tìm hiểu trên internet nhằm hoàn thành câu hỏi, bài tập được giao và từ đó có kiến thức để thiết kế, chế tạo hệ thống báo động khi mở cửa. 8
  9. Xây dựng và thực hiện các chủ đề giáo dục STEM trong trường trung học HS sẽ trình bày những kiến thức mình tự học được thông qua việc trình bày báo cáo và bảo vệ bản thiết kế sản phẩm đáp ứng các tiêu chí đánh giá trong Phiếu đánh giá số 2. C. Dự kiến sản phẩm hoạt động của học sinh: Kết thúc hoạt động, HS cần đạt được các sản phẩm sau: – Bản ghi chép những kiến thức nền về nguồn điện, các chất dẫn điện, chất cách điện, cấu tạo mạch điện, chiều dòng điện, ; – Hồ sơ thiết kế: + Sơ đồ mạch điện bao gồm chú giải chi tiết đối với từng thành phần của mạch điện cho hệ thống báo động của nhóm trong vở và trong Hồ sơ học tập của nhóm + Bản thiết kế mô hình sản phẩm (prototype) (hình dáng, kích thước, cấu tạo .) hệ thống báo động và danh mục vật liệu đi kèm. Hai bản thiết kế này cùng được trình bày trên giấy A0 hoặc trên PowerPoint. D. Cách thức tổ chức hoạt động: – HS theo nhóm tự đọc bài 19, 20, 21 SGK Vật lý 7 và hoàn thành câu hỏi, bài tập trong Hồ sơ học tập của nhóm. Các cá nhân hoàn thành nội dung các phiếu trước khi thảo luận để ghi kết quả vào hồ sơ chung của nhóm. – HS vận dụng kiến thức về mạch điện, làm việc theo nhóm để vẽ sơ đồ chi tiết mạch điện của hệ thống báo động của nhóm (ghi rõ thông tin các phần tử trong mạch) ; hình vẽ sản phẩm của hệ thống đi kèm các thông số (hình dáng, kích thước, vật liệu dự kiến). – HS trao đổi và tìm sự hỗ trợ của GV các bộ môn liên quan (nếu cần) như sau: + GV hướng dẫn HS cách đọc tài liệu, đọc sách giáo khoa, tìm kiếm thêm tài liệu từ các nguồn thông tin khác nhau. Kết nối HS với những GV bộ môn khác để hỗ trợ HS khi cần thiết. GV yêu cầu HS ghi những kiến thức cơ bản vào vở. + GV hỗ trợ, gợi ý HS những ý tưởng về mặt nguyên lí (sơ đồ mạch điện) và ý tưởng thiết kế sản phẩm. Khuyến khích HS nêu thắc mắc và hỗ trợ HS tìm hiểu, giải đáp thắc mắc. 9
  10. – HS tự hoàn thiện bản báo cáo về thiết kế hệ thống báo động khi mở cửa trên giấy A0 hoặc bằng bài trình bày trên PowerPoint 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. TRÌNH BÀY VÀ BẢO VỆ GIẢI PHÁP HỆ THỐNG BÁO ĐỘNG KHI MỞ CỬA (Tiết 2 – 45 phút) A. Mục đích: - HS trình bày được kiến thức về nguồn điện, mạch điện một chiều, âm học thông qua việc báo cáo bản thiết kế hệ thống báo động khi mở cửa và giải thích nguyên lí hoạt động của hệ thống này. - Thông qua các hoạt động phản biện, vấn đáp, giáo viên giúp HS nhận ra những sai lầm (nếu có) khi tự nghiên cứu kiến thức nền hoặc củng cố giúp HS hiểu rõ hơn về việc ứng dụng kiến thức nền trong việc thiết kế sơ đồ của hệ thống báo động khi mở cửa. GV cần chỉ rõ và khẳng định lại những kiến thức nền quan trọng trước cả lớp; GV gợi ý để HS có thể có ý tưởng về điều chỉnh, cải tiến bản thiết kế phù hợp với những nhận thức đúng đắn về kiến thức nền. - HS thực hành được kỹ năng thiết kế và thuyết trình, phản biện; hình thành ý thức về cải tiến, 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 nguyên lí hoạt động của mạch điện đã được thiết kế; – 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 hoá các kiến thức nền liên quan cho HS; yêu cầu HS chỉnh sửa, ghi lại các kiến thức này vào vở. C. Dự kiến sản phẩm hoạt động của học sinh: Kết thúc hoạt động, HS cần đạt được các sản phẩm sau: – Hồ sơ thiết kế hệ thống báo động khi mở cửa đã hoàn thiện theo góp ý. – Bài ghi kiến thức liên quan được chuẩn hoá trong vở của HS. 10
  11. Xây dựng và thực hiện các chủ đề giáo dục STEM trong trường trung học D. Cách thức tổ chức hoạt động: Bước 1. GV tổ chức cho từng nhóm báo cáo phương án thiết kế; Bước 2. Các nhóm khác nhận xét, nêu câu hỏi; Bước 3. GV nhận xét, đánh giá các bài báo cáo (theo phiếu đánh giá 2). Tổng kết, chuẩn hoá 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). Hoạt động 4. CHẾ TẠO VÀ THỬ NGHIỆM HỆ THỐNG BÁO ĐỘNG KHI MỞ CỬA (HS tự làm ở nhà 1 tuần) A. Mục đích: - HS chế tạo được hệ thống báo động khi mở cửa căn cứ trên bản vẽ thiết kế đã được thông qua; - Học được quy trình, phương pháp nghiên cứu thực nghiệm thông qua việc xác định các vật liệu phù hợp, đảm bảo đúng sơ đồ mạch điện với giá thành hợp lí; - Học được nguyên tắc an toàn trong chế tạo, lắp đặt sản phẩm. - Bổ sung thêm kiến thức nền thông qua việc giải quyết những vấn đề nảy sinh trong quá trình chế tạo sản phẩm. B. Nội dung: - 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 bản 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 sản phẩm. C. Dự kiến sản phẩm hoạt động của học sinh: Kết thúc hoạt động, HS cần đạt được sản phẩm sau: 11
  12. Hệ thống báo động khi mở cửa hoạt động đúng yêu cầu, đáp ứng các tiêu chí đánh giá trong phiếu đánh giá số 1. D. Cách thức tổ chức hoạt động: Bước 1. HS tìm kiếm, chuẩn bị các vật liệu dự kiến; Bước 2. HS lắp đặt các thành phần của hệ thống theo bản thiết kế bằng vật liệu đã có; Bước 3.HS thử nghiệm hệ thống, so sánh với các tiêu chí đánh giá sản phẩm (Phiếu đánh giá số 1). Ví dụ: HS có thể sử dụng phần mềm “Sound Meter” cài đặt trên điện thoại để đo độ to của âm trên các vật liệu khác nhau; Bước 4. HS điều chỉnh lại vật liệu và thiết kế, ghi lại nội dung điều chỉnh và giải thích lí do (nếu cần phải điều chỉnh); Bước 5. HS hoàn thiện bảng ghi danh mục các vật liệu và tính giá thành chế tạo sản phẩm; Bước 6. HS đóng gói và sắp xếp sản phẩm, sẵn sàng cho phần triển lãm sản phẩm; Xây dựng bản báo cáo và tập trình bày, giới thiệu sản phẩm. Trong quá trình chế tạo sản phẩm, GV đôn đốc, hỗ trợ, ghi nhận hoạt động của các nhóm HS. Hoạt động 5. TRÌNH BÀY SẢN PHẨM “HỆ THỐNG BÁO ĐỘNG KHI MỞ CỬA” VÀ THẢO LUẬN (Tiết 3 – 45 phút) A. Mục đích: - HS giới thiệu và vận hành được sản phẩm hệ thống báo động khi mở cửa để chứng minh sự phù hợp của sản phẩm với điều kiện thực tế cũng như đáp ứng được các tiêu chí đánh giá sản phẩm đã đặt ra (Phiếu đánh giá số 1). - HS thực hành được kỹ năng thuyết trình và phản biện kiến thức liên quan; rèn luyện được thói quen giữ gìn vệ sinh, an toàn trong lắp đặt và thu hồi sản phẩm; hình thành ý thức về cải tiến, phát triển sản phẩm. - HS hoàn thiện kiến thức nền sau khi đã có thực nghiệm. 12
  13. Xây dựng và thực hiện các chủ đề giáo dục STEM trong trường trung học B. Nội dung: - Các nhóm HS trình diễn hoạt động của hệ thống báo động đã được thiết kế, giới thiệu về cách thức hoạt động, vận hành của sản phẩm kết hợp với việc giải thích kiến thức các môn học liên quan. - GV và HS đặt câu hỏi để làm rõ nội dung. C. Dự kiến sản phẩm hoạt động của học sinh: Kết thúc hoạt động, HS cần đạt được sản phẩm sau: Hệ thống báo động khi mở cửa được lắp đặt trên cửa thật và vận hành được theo đúng tiêu chí đánh giá. D. Cách thức tổ chức hoạt động: Bước 1. Các nhóm HS lắp đặt sản phẩm trên cánh cửa của lớp học hoặc trên đối tượng có thể mô tả thao tác đóng mở cửa, ở vị trí dễ quan sát với cả lớp, tùy theo điều kiện thực tế của lớp (ví dụ, trên cánh cửa của tủ hồ sơ ), có thể dùng giấy màu hoặc các dấu hiệu khác nhau để phân biệt sản phẩm của các nhóm (hoạt động này được thực hiện trước khi vào tiết học); Bước 2. Các nhóm lần lượt báo cáo, trình diễn hoạt động của hệ thống báo động: – Nhóm trình bày về cách thức hoạt động của sản phẩm; những điều chỉnh trong quá trình chế tạo sản phẩm và giải thích lí do (nếu có); giải thích cách tính giá thành sản phẩm; – Đồng thời, “Nhà đầu tư” (các GV) và HS cùng kiểm tra tiêu chuẩn kĩ thuật: độ to của âm báo động (từ khoảng cách 2m) bằng phần mềm trên điện thoại; các mối đấu nối mạch điện. Trong thời gian này, các nhóm HS khác cũng hoàn thành phiếu đánh giá dành cho HS. Bước 3. “Nhà đầu tư” và các nhóm khác đặt câu hỏi, nhận xét. GV công bố kết quả chấm sản phẩm theo tiêu chí của phiếu đánh giá số 1 (kết quả đánh giá nên được trình chiếu trên màn hình để cả lớp dễ quan sát); - GV tổng kết và nhận xét về kết quả chung của các nhóm. GV cần lưu ý những hạn chế, những điểm còn bất cập, chưa chính xác của các nhóm, đặc biệt lưu ý 13
  14. khi các nhóm khai thác và giải thích kiến thức nền trong khi giới thiệu sản phẩm và những ghi chép trong phiếu học tập. Bước 4. GV gợi mở về việc tìm hiểu kiến thức và mở rộng, nâng cấp sản phẩm cho HS. Ví dụ: * Với nguyên lí đấu mạch điện như trên, theo các em, chúng ta có thể phát triển các sản phẩm báo động, báo hiệu khác như thế nào? * Trong sơ đồ đấu mạch điện như trên, bộ phận nào được gọi là đầu vào, bộ phận nào được gọi là đầu ra và bộ phận nào có vai trò là bộ phận xử lí? 14
  15. Xây dựng và thực hiện các chủ đề giáo dục STEM trong trường trung học SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO HÀ NỘI TRƯỜNG THCS VÀ THPT NGUYỄN SIÊU HỒ SƠ HỌC TẬP DỰ ÁN: THIẾT KẾ HỆ THỐNG BÁO ĐỘNG KHI MỞ CỬA Tên nhóm: . Lớp: Giáo viên hướng dẫn: Bùi Quyết Thắng Tổ chuyên môn: KHTN 15
  16. PHIẾU HỌC TẬP SỐ 1 Tên nhóm Danh sách và vị trí nhân sự: Vị trí Mô tả nhiệm vụ Tên thành viên Quản lý các thành viên trong nhóm, Nhóm trưởng hướng dẫn, góp ý, đôn đốc các thành viên trong nhóm hoàn thành nhiệm vụ Thư ký Thành viên Thành viên Thành viên 16
  17. Xây dựng và thực hiện các chủ đề giáo dục STEM trong trường trung học PHIẾU HỌC TẬP SỐ 2: HƯỚNG DẪN TỰ LÀM THÍ NGHIỆM Các em làm việc theo nhóm để thực hiện thí nghiệm sau đây: Bước 1:Lắp mạch điện như hình vẽ và kiểm tra để đảm bảo bóng đèn sáng. Mỏ kẹp Pin Bóng đèn Vật cần xác định Bước 2. Lần lượt kẹp 2 đầu mỏ kẹp vào các vật cần xác định (là các vật liệu khác nhau: dây thép, dây đồng, dây nhựa, vỏ gỗ ). Quan sát bóng đèn trong từng trường hợp và ghi vào bảng sau. Vật liệu Đèn sáng Đèn tối Vật dẫn điện Vật cách điện Dây thép Dây nhựa Que gỗ Miếng đồng Dây dù Băng dính điện 17
  18. PHIẾU HỌC TẬP SỐ 3 Các em hãy tìm hiểu thông tin trong các bài 19, 20, 21 ở SGK cũng như thông tin có liên quan từ Internet để trả lời các câu hỏi sau: 1. Chất dẫn điện là: 2. Chất cách điện là: 3. Nguồn điện là: 4. Dòng điện trong kim loại là: 5. Cấu tạo của mạch điện bao gồm: 6. Chiều dòng điện trong mạch có đặc điểm: 7. Mạch điện kín bao gồm: 8. Độ to của âm được đo bằng đơn vị gì? Đo như thế nào? 18
  19. Xây dựng và thực hiện các chủ đề giáo dục STEM trong trường trung học PHIẾU HỌC TẬP SỐ 4 Em hãy kể ra càng nhiều càng tốt tên của những dụng cụ, linh kiện, vật liệu mà em biết với các đặc điểm sau: 1. Cho dòng điện chạy qua: 2. Không cho dòng điện chạy qua: 3. Có thể tạo ra dòng điện: 4. Tiêu thụ điện: 19
  20. PHIẾU HỌC TẬP SỐ 5 Tên nguyên vật liệu Vai trò (dùng làm gì?) Hình vẽ sơ đồ thiết kế Sơ đồ mạch điện: Sơ đồ mô hình: Phiếu đánh giá của giáo viên dành cho mỗi phần trình bày của học sinh. Các em hãy tham khảo những tiêu chí này để hoàn thiện sản phẩm của nhóm mình một cách tốt nhất. 20
  21. Xây dựng và thực hiện các chủ đề giáo dục STEM trong trường trung học Phiếu đánh giá số 1: Đánh giá bản thiết kế Phiếu này được sử dụng để đánh giá nhóm khi báo cáo phương án thiết kế sản phẩm TT Tiêu chí Điểm tối đa Điểm đạt được 1 Trình bày rõ bản vẽ sơ đồ thiết kế mạch điện của hệ thống báo động và mô hình 2 sản phẩm. 2 Giải thích rõ hướng đi của dòng điện; chỉ 3 rõ các cực của thiết bị điện. 3 Nêu rõ được vai trò, đặc điểm các bộ phận của hệ thống báo động (nguồn, dây 3 dẫn, công tắc, bộ phận phát tín hiệu báo động). 4 Trình bày báo cáo sinh động, hấp dẫn. 2 Tổng điểm 10 21
  22. Phiếu đánh giá số 2: Đánh giá sản phẩm Phiếu này được sử dụng để đánh giá nhóm khi giới thiệu sản phẩm TT 1 điểm 2,0 điểm 2,5 điểm 1 Sử dụng nguồn điện một Sử dụng nguồn điện Sử dụng nguồn điện một chiều, tối đa 6V một chiều, tối đa 5V chiều, tối đa 3V 2 Độ to của âm báo động* Độ to của âm báo động* Độ to của âm báo động* tối tối thiếu là 60 dB tối thiếu là 60 dB thiếu là 60 dB (đêxiben) với (đêxiben) với khoảng (đêxiben) với khoảng khoảng cách 2,0m hoặc có cách 0,5m cách 1,0m đa dạng tín hiệu báo động. 3 Mạch điện được đấu nối Mạch điện được đấu Mạch điện được đấu nối đúng nguyên lý nhưng nối đúng nguyên lý, đúng nguyên lý, chắc chắn, còn lỏng lẻo, thiếu an chắc chắn, an toàn (mối an toàn (mối nối kín) và gọn toàn. nối kín). gàng, đẹp. 4 Chi phí để làm ra hệ Chi phí để làm ra hệ Chi phí để làm ra hệ thống thống là trên 50.000 đ thống từ 40.000 đến là dưới 40.000 đ 50.000 đ * Có thể cài đặt ứng dụng trên Smartphone để kiểm tra độ to của âm: “Sound Meter” trong Google Store/Androi ( hoặc "Decibel X" trong Apple Store ( %C4%91o-%C4%91%E1%BB%99-%E1%BB%93n-dba/id448155923?l=vi). 22
  23. Xây dựng và thực hiện các chủ đề giáo dục STEM trong trường trung học GỢI Ý BẢNG TÍNH CHI PHÍ SẢN XUẤT SẢN PHẨM TT NGUYÊN VẬT ĐƠN GIÁ ĐƠN VỊ TÍNH SỐ LƯỢNG THÀNH TIỀN LIỆU (vnđ) (vnđ) 1 Pin 2.000 Cái 3 6.000 2 3 Tổng kinh phí Phiếu đánh giá số 3: Đánh giá triển khai dự án Ngày, Công Thực tế Ghi Lý giải Chưa Đạt Tốt tháng, việc của hoàn chú/thay sự thay đạt năm nhóm thành đổi đổi của dự định nhóm hoàn thành Tốt: Hoàn thành đúng tiến độ, hiệu quả cao. Đạt. Hoàn thành đúng tiến độ, hiệu quả Chưa đạt: Không hoàn thành đúng thời hạn. Một số cảm nhận của nhóm sau khi làm xong dự án 23
  24. Hướng phát triển của dự án PHỤ LỤC Phiếu đánh giá 1: Đánh giá bản thiết kế (Dành cho học sinh) 24
  25. Xây dựng và thực hiện các chủ đề giáo dục STEM trong trường trung học Nhóm đánh giá Điểm TT Tiêu chí tối Điểm đạt được đa Trình bày rõ bản vẽ Nhóm: Nhóm: Nhóm: Nhóm: Nhóm: Nhóm: sơ đồ thiết kế mạch 1 điện của hệ thống 2 báo động và mô hình sản phẩm. Giải thích rõ hướng đi của dòng điện; chỉ 2 3 rõ các cực của thiết bị điện. Nêu rõ được vai trò, đặc điểm các bộ phận của hệ thống 3 báo động (nguồn, 3 dây dẫn, công tắc, bộ phận phát tín hiệu báo động). Trình bày báo cáo 4 2 sinh động, hấp dẫn. Tổng điểm 10 Đóng góp của con dành cho nhóm bạn đang trình bày Lưu ý: Các nhóm bắt buộc hoàn thành tất cả các ô trong phiếu đánh giá. Phiếu đánh giá 2: Đánh giá sản phẩm (dành cho học sinh) Phiếu này dược sử dụng để đánh giá nhóm khi giới thiệu sản phẩm 25
  26. Nhóm đánh giá: . Điểm Nhóm Nhóm Nhóm Nhóm Nhóm Nhóm tối . . . . . . Tiêu chí đa Điểm đạt Điểm đạt Điểm đạt Điểm đạt Điểm đạt Điểm đạt được được được được được được Hình thức đẹp, nhỏ 2 gọn Mức độ hiệu 3 quả Nguyên liệu dễ tìm, giá 3 thành rẻ Trình bày hấp 2 dẫn Tổng điểm Theo con, sản phẩm của nhóm bạn đã tốt chưa? Cần thay đỏi, bổ sung thêm gì? Lưu ý: Các nhóm bắt buộc hoàn thành tất cả các ô trong phiếu đánh giá. Đáp án các phiếu học tập: (Đây là một trong những phương án khả thi, học sinh có thê có nhiều phương án khác nhau.) PHIẾU HỌC TẬP SỐ 3 Kiến thức thuộc các bài 19, 20, 21 ở SGK vật lý lớp 7. 26
  27. Xây dựng và thực hiện các chủ đề giáo dục STEM trong trường trung học 1. Chất dẫn điện là: Chất cho dòng điện đi (chạy) qua. 2. Chất cách điện là: Chất cho dòng điện đi (chạy) qua. 3. Nguồn điện là: Thiết bị cung cấp và duy trì dòng điện cho các thiết bị điện có thể hoạt động. 4. Dòng điện trong kim loại là: Dòng chuyển dời (dịch chuyển) có hướng của các hạt electron. 5. Cấu tạo của mạch điện bao gồm: Một mạch điện cơ bản bao gồm nguồn điện và thiết bị điện, (có thể có khóa) nối với nhau bằng dây dẫn. 6. Chiều dòng điện trong mạch có đặc điểm: Chiều dòng điện là chiều đi từ cực dương của nguồn điện, qua vật dẫn và các thiết bị điện và đi về cực âm của nguồn. 7. Mạch điện kín bao gồm: Nguồn điện, các thiết bị điện, (có thể có khóa) được nối với nhau bằng dân dẫn thành một vòng tròn khép kín. 8. Độ to của âm được đo bằng đơn vị gì? Đo như thế nào? Độ to của âm được đo bằng đơn vị Ben (B) hoặc đề-xi-ben (dB) (1B=10dB). Chúng ta có thể dùng các phầm mềm đo độ to của âm thanh, phổ biến nhất là Sound meter. Chỉ cần cài phần mềm Sound meter lên điện thoại, bật lên trước khi sử dụng là có thể đo được âm thanh chúng ta muốn. PHIẾU HỌC TẬP SỐ 4 Kể tên càng nhiều càng tốt tên của những dụng cụ, linh kiện, vật liệu mà với các đặc điểm sau: 1. Cho dòng điện chạy qua: Kim loại (Sắt, đồng, nhôm, ), nước, muối, 2. Không cho dòng điện chạy qua: Gỗ, bông, vải, xốp, thước kẻ, nhựa, 3. Có thể tạo ra dòng điện: Pin, máy phát điện, 4. Tiêu thụ điện: Quạt điện, nồi cơm điện, bóng đèn, PHIẾU HỌC TẬP SỐ 5 27
  28. Tên nguyên vật liệu Vai trò (dùng làm gì?) Hình vẽ sơ đồ thiết kế Pin Nguồn Sơ đồ mạch điện: Giá pin Đỡ, cố định pin Dây điện Dẫn điện Kẹp có gắn dây điện Khóa Que gỗ Làm ngắt khóa Mô tơ ốc, vít Ốc, vít được nối với mô tơ bằng dây dù, khi mô tơ quay, ốc va vào bát phát Sơ đồ mô hình: Dây dù ra tiếng kêu Bát sắt Làm đế đỡ hệ thống báo Bìa động Súng bắn keo, keo nến Dùng để cố định các vật liệu vào đế bìa. BẢNG TÍNH CHI PHÍ SẢN XUẤT SẢN PHẨM NGUYÊN VẬT THÀNH TIỀN TT ĐƠN GIÁ ĐƠN VỊ TÍNH SỐ LƯỢNG LIỆU (vnđ) 28
  29. Xây dựng và thực hiện các chủ đề giáo dục STEM trong trường trung học (vnđ) 1 Pin 2.000 Cái 3 6.000 2 Giá pin 2.000 Cái 3 6.000 3 Dây điện 1.000 Mét 0,5 500 Kẹp có gắn dây 4 điện 1.000 Cái 01 1.000 Que gỗ 5 500 Cái 01 500 Mô tơ 6 10.000 Cái 01 10.000 ốc, vít 7 1.000 Cái 01 1.000 8 Dây dù 15.000 Cuộn 10cm 500 9 Bát sắt 5.000 cái 01 5.000 10 Bìa 0 Tấm 0 0 Súng bắn keo 11 30.000 cái Mượn 12 keo nến 2.000 cây 01 2.000 Tổng kinh phí 37.000 29