Các hoạt động cụ thể

CHƯƠNG 2. THIẾT KẾ CHỦ ĐỀ “THỜI TIẾT” TRONG DẠY HỌC VẬT LÝ LỚP 10 THEO HƯỚNG BỒI DƯỠNG NĂNG LỰC VẬT LÝ CHO HỌC SINH

2.2. Thiết kế chủ đề STEM “Thời tiết”

2.2.5. Tiến trình dạy học

2.2.5.2. Các hoạt động cụ thể

Hoạt động 1. XÁC ĐỊNH YÊU CẦU THIẾT KẾ VÀ CHUYỂN GIAO NHIỆM VỤ (10 phút tại lớp)

a. Mục tiêu

- Tìm hiểu về lợi ích của việc dự báo thời tiết

- Xác định được nhiệm vụ là chế tạo chủ đề “Thời tiết” với các mô hình liên quan:

• Ẩm kế khô ướt

• Vũ lượng kế

• Phong tốc kế

• Thiết bị cảnh báo lũ

- Liệt kê được các yêu cầu của bản thiết kế, đánh giá sản phẩm, từ đó định hướng thiết kế sản phẩm

- Xác định được kiến thức trọng tâm trong chủ đề STEM là độ ẩm không khí, cách xác định nhiệt độ, định luật Bec-nu-li

- Học sinh vận dụng kiến thức các môn khoa học đã được học trong nhà trường để làm ra những đồ dùng ứng dụng và có ý nghĩa to lớn trong đời sống

- Tạo hứng thú tìm tòi, đam mê, sáng tạo khám phá tìm hiểu cái mới, cái sáng tạo về các mô hình, dụng cụ, đồ dùng hàng ngày.

b. Nội dung

- GV đặt vấn đề bằng cách cho HS xem video về một bản tin dự báo thời tiết, từ đó đặt ra các câu hỏi liên quan

- GV giới thiệu cụ thể nhiệm vụ dự án là chế tạo mô hình với chủ đề: “Thời tiết”

- GV xác định các vấn đề cần giải quyết cho HS

- Giáo viên thông báo cho học sinh về tiến trình dự án và yêu cầu học sinh ghi nhận vào nhật kí học tập. (Bảng tiến trình dự án – Phụ lục)

c. Dự kiến sản phẩm hoạt động

- HS nêu được các lợi ích của dự báo thời tiết

- HS xác định được yêu cầu thiết kế thông qua quan sát sản phẩm mẫu.

- Thống nhất kế hoạch thực hiện

- Bảng ghi nhận nhiệm vụ, kế hoạch dự án và phân công công việc d. Cách thức tổ chức hoạt động

Nhiệm vụ 1: Tổ chức nhóm học tập

- Giáo viên chia lớp thành bốn nhóm, mỗi nhóm gồm 8-10 thành viên. Mỗi nhóm đóng vai trò là các nhà thiết kế thực hiện nhiệm vụ chủ đề.

- Mỗi nhóm bầu nhóm trưởng và các vai trò khác nhau đối với mỗi thành viên trong nhóm

TT HỌ VÀ TÊN VAI TRÒ NHIỆM VỤ

1 Trưởng nhóm Quản lý, tổ chức chung, chia các hoạt động

2 Thư ký Ghi chép, lưu trữ hồ sơ học tập của nhóm

3 Thành viên Phát ngôn viên

4 Thành viên Photo tài liệu

5 Thành viên Chụp ảnh minh chứng HĐ của nhóm

6 Thành viên Mua vật liệu

Nhiệm vụ 2: Đặt vấn đề - Giao nhiệm vụ học tập

- Cho HS xem bản tin về dự báo thời tiết để khơi gợi ý tưởng của HS và yêu cầu HS trả lời các câu hỏi sau: https://youtu.be/4vcoG5rsqGc

Câu 1: Video nói về vấn đề gì? Chương trình dự báo thời tiết cho ta biết những nội dung nào? Vậy em hiểu thế nào là thời tiết?

Câu 2: Dự báo thời tiết là dự báo điều gì? Tại sao khả năng dự đoán thời tiết trước lại rất quan trọng đối với con người?

Câu 3: Những người nghiên cứu thời tiết cho công việc của họ là ai? Làm thế nào để họ nghiên cứu thời tiết và làm thế nào để họ đưa ra dự đoán?

Câu 4: Có ai có thể kể tên một dụng cụ dùng để đo một phần thời tiết không?

- HS trả lời các câu hỏi của giáo viên

- GV dẫn dắt: Dự báo thời tiết là ứng dụng của khoa học và công nghệ để dự đoán trạng thái của khí quyển trong một thời gian trong tương lai và một địa điểm nhất định. Con người dùng dự báo thời tiết để có thể lên kế hoạch cho các hoạt động, hay tránh các thiên tai do thời tiết gây ra. Vậy thì những nhà khí tượng học đã dùng các thiết bị nào để có thể đo được lượng mưa, nhiệt độ, độ ẩm không khí và dự báo chính xác trước các dữ liệu đó ở trong tương lai. (HS trả lời)

- GV dẫn dắt: Hầu hết mọi người đều biết đến nhiệt kế - dụng cụ dùng để đo nhiệt độ, với độ ẩm không khí thì sẽ dùng ẩm kế để đo, đo lượng mưa thì con người sẽ dùng vũ lượng kế, còn muốn đo tốc độ gió thì sẽ dùng phong tốc kế. Hôm nay, cả lớp chúng ta cùng đóng vai trò là một nhà khí tượng học để chế tạo ra được các mô hình mà ta đã nói ở trên. Vậy với các mô hình đó thì ta cần tìm hiểu những vấn đề sau đây:

Bảng 2. 22. Các vấn đề cần tìm hiểu của các mô hình chủ đề ‘Thời tiết’

Mô hình Vấn đề cần tìm hiểu

Ẩm kế khô – ướt - Ẩm kế khô – ướt hoạt động dưa trên nguyên lý nào?

- Ẩm kế khô – ướt có cấu tạo như thế nào?

- Dùng chất lỏng nào để có thể giãn nở vì nhiệt tốt nhất?

Vũ lượng kế (Máy đo lượng mưa)

- Vũ lượng kế hoạt động dựa trên nguyên lý nào?

- Gầu lật có thể chứa được lượng mưa là bao nhiêu?

- Làm thế nào để đo lượng mưa một cách tự động?

Phong tốc kế (Máy đo tốc độ gió)

- Phong tốc kế hoạt động dựa trên nguyên lý nào?

- Phong tốc kế có cấu tạo như thế nào?

- Để đo được lượng gió đi vào thì ta cần phải đo đại lượng nào?

Thiết bị cảnh báo lũ - Sơ đồ mạch điện như thế nào?

- Để lên mức nguy hiểm nhất ngoài đèn sáng thì cần làm thêm chuông kêu bằng cách nào?

Nhiệm vụ 3: Thống nhất tiến trình dự án

- Giáo viên đặt vấn đề: Để hoàn thành hiệu quả nhiệm vụ dự án học tập này cần thực hiện theo tiến trình như thế nào? Giáo viên thống nhất cùng học sinh kế hoạch dự án.

- Với học sinh chưa quen làm dự án, GV thông báo tiến trình và hướng dẫn học sinh.

Đối với học sinh có kinh nghiệm thực hiện dự án, GV yêu cầu học sinh tự đề xuất các công việc và phân phối thời gian trong dự án.

Bảng 2. 23. Bảng tiến trình dự án TIẾN TRÌNH DỰ ÁN

STT Nội dung Thời gian Ghi chú

Tiết thứ nhất

1 Giao nhiệm vụ 10 phút Kế hoạch dự án, tiêu chí,

phân chia công việc 2 Nghiên cứu kiến thức

nền

35 phút Làm việc theo nhóm tại lớp

Tiết thứ hai, tiết thứ ba 3 Đề xuất giải pháp và

lựa chọn giải pháp

45 phút Học sinh báo cáo tại lớp bằng poster hoặc trên máy tính bằng powerpoint

4 Chế tạo sản phẩm 45 phút tại lớp Làm việc theo nhóm ở nhà Tiết thứ bốn

5 Báo cáo, triển lãm, đánh giá sản phẩm

45 phút Học sinh báo cáo tại lướp

- Ứng với bốn nhóm đã chia, GV yêu cầu đại diện HS các nhóm lên bốc thăm để chọn ra mô hình mà nhóm cần phải tìm hiểu và thiết kế trong các tiết học tiếp theo

- Ứng với mỗi chủ đề các nhóm bốc thăm được yêu cầu các nhóm tìm hiểu về kiến thức nền ứng với chủ đề đó theo sự hướng dẫn của GV.

Hoạt động 2. NGHIÊN CỨU KIẾN THỨC NỀN (35 phút tại lớp)

Hoạt động 2.1. Nghiên cứu kiến thức về độ ẩm không khí. Đồng thời ôn lại kiến thức về thang đo nhiệt độ Celius. Đo nhiệt độ.

a. Mục tiêu

- Học sinh trình bày được các khái niệm liên quan đến độ ẩm tỉ đối, độ ẩm cực đại - HS nêu được nguyên lý hoạt động của các loại ẩm kế

- HS nghiên cứu các kiến thứcliên quan thông qua việc nghiên cứu tài liệu và vẽ được bản phác thảo thiết kế ẩm kế khô – ướt

- Rèn cho HS chủ động tìm hiểu kiến thức Vật lý, Sinh học, Toán, Công nghệ, Kĩ thuật… ; phát triển kĩ năng tự học, tự sáng tạo và làm việc nhóm

b. Nội dung

- GV cho HS quan sát sản phẩm mẫu và yêu cầu HS tìm hiểu kiến thức ở SGK, các trang web internet về học tập để tìm hiểu kiến thức rồi điền những kiến thức tìm hiểu được vào phiếu học tập số 1.1 và phiếu học tập số 2.1

- GV tổ chức cho HS thảo luận báo cáo kết quả quan sát và trả lời các câu hỏi trước lớp - GV có thể tổng hợp chỉnh sửa bổ sung cho các nhóm để các em hoàn thiện kiến thức hơn…

c. Dự kiến sản phẩm hoạt động của HS

Kết thúc hoạt động HS cần đạt được các sản phẩm như sau: Bản ghi chép kiến thức nền d. Cách thức tổ chức hoạt động

- Giáo viên nêu câu hỏi đặt vấn đề: “Để tạo ra được ẩm kế khô – ướt thì cần phải dựa trên kiến thức vật lý, nguyên lý nào? Và để tìm hiểu sâu hơn thì nhóm cần tìm hiểu kiến thức ở bài 39 “Độ ẩm của không khí”

- Giáo viên phát cho HS phiếu học tập số 1.1 và phiếu học tập số 2.1 và yêu cầu HS thảo luận nhóm hoàn thành

- GV nhận xét chốt kiến thức, đánh giá nhận xét các nhóm - Yêu cầu HS điền kiến thức vào phiếu học tập/ vào vở - GV thu lại phiếu học tập và nhận xét kết quả của nhóm

Hoạt động 2.2. Ôn lại kiến thức về moment lực. Tìm hiểu thêm về công dụng của tia hồng ngoại và tia tử ngoại

a. Mục tiêu

- Học sinh trình bày được các khái niệm liên quan đến moment lực, nêu được bản chất của tia hồng ngoại và tia tử ngoại

- HS phân tích được các yếu tố ảnh hưởng đến mưa

- HS nêu được nguyên lý hoạt động của vũ lượng kế

- HS nghiên cứu các kiến thứcliên quan thông qua việc nghiên cứu tài liệu và vẽ được bản phác thảo thiết kế vũ lượng kế

- Rèn cho HS chủ động tìm hiểu kiến thức Vật lý, Sinh học, Toán, Công nghệ, Kĩ thuật… ; phát triển kĩ năng tự học, tự sáng tạo và làm việc nhóm

b. Nội dung

- GV cho HS quan sát sản phẩm mẫu và yêu cầu HS tìm hiểu kiến thức ở SGK, các trang web internet về học tập để tìm hiểu kiến thức rồi điền những kiến thức tìm hiểu được vào phiếu học tập số 1.2 và phiếu học tập số 2.2

c. Dự kiến sản phẩm hoạt động của HS

Kết thúc hoạt động HS cần đạt được các sản phẩm như sau: Bản ghi chép kiến thức nền d. Cách thức tổ chức hoạt động

- Giáo viên nêu câu hỏi đặt vấn đề: “Để tạo ra được vũ lượng kế thì cần phải dựa trên kiến thức vật lý, nguyên lý nào? Và để tìm hiểu sâu hơn thì nhóm cần tìm hiểu chủ yếu kiến thức mà cả lớp chúng ta đã học rồi

- Giáo viên phát cho HS phiếu học tập số 1.2 và phiếu học tập số 2.2 và yêu cầu HS thảo luận nhóm hoàn thành

Hoạt động 2.3. Tìm hiểu thêm kiến thức về Sự chảy thành dòng của chất lỏng và chất khí. Định luật Bernoulli

a. Mục tiêu

- Học sinh trình bày được nguyên tắc bình thông nhau, chứng tỏ được sự tồn tại của áp suất trong lòng chất lỏng

- HS viết được công thức liên hệ giữa vận tốc và tiết diện trong một ống dòng, công thức định luật Bernoulli, ý nghĩa các đại lượng trong công thức như áp suất tĩnh, áp suất động.

- HS biết cách suy luận dẫn đến công thức liên hệ giữa vận tốc và tiết diện trong ống dòng

- HS nêu được nguyên lý hoạt động phong tốc kế

- HS nghiên cứu các kiến thứcliên quan thông qua việc nghiên cứu tài liệu và vẽ được bản phác thảo thiết kế phong tốc kế

- Rèn cho HS chủ động tìm hiểu kiến thức Vật lý, Sinh học, Toán, Công nghệ, Kĩ thuật… ; phát triển kĩ năng tự học, tự sáng tạo và làm việc nhóm

b. Nội dung

- GV cho HS quan sát sản phẩm mẫu và yêu cầu HS tìm hiểu kiến thức ở SGK, các trang web internet về học tập để tìm hiểu kiến thức rồi điền những kiến thức tìm hiểu được vào phiếu học tập số 1.3 và phiếu học tập số 2.3

c. Dự kiến sản phẩm hoạt động của HS

Kết thúc hoạt động HS cần đạt được các sản phẩm như sau: Bản ghi chép kiến thức nền d. Cách thức tổ chức hoạt động

- Giáo viên nêu câu hỏi đặt vấn đề: “Để tạo ra được mô hình phong tốc kế thì cần phải dựa trên kiến thức vật lý, nguyên lý nào? Và để tìm hiểu sâu hơn thì nhóm cần tìm hiểu và trả lời cho cô các câu hỏi trong phiếu học tập

- Giáo viên phát cho HS phiếu học tập số 1.3 và phiếu học tập số 2.3 và yêu cầu HS thảo luận nhóm hoàn thành

Hoạt động 2.4. Tìm hiểu thêm kiến thức về dòng điện trong các môi trường. Sơ đồ mạch điện

a. Mục tiêu

- Học sinh trình bày được khái niệm và đặc điểm của chất bán dẫn - Học sinh nêu được bản chất dòng điện trong chất bán dẫn

- HS nghiên cứu các kiến thứcliên quan thông qua việc nghiên cứu tài liệu và vẽ được bản phác thảo thiết kế thiết bị cảnh báo lũ

- Rèn cho HS chủ động tìm hiểu kiến thức Vật lý , Sinh học, Toán, Công nghệ, Kĩ thuật… ; phát triển kĩ năng tự học, tự sáng tạo và làm việc nhóm

b. Nội dung

- GV cho HS quan sát sản phẩm mẫu và yêu cầu HS tìm hiểu kiến thức ở SGK, các trang web internet về học tập để tìm hiểu kiến thức rồi điền những kiến thức tìm hiểu được vào phiếu học tập số 1.4 và phiếu học tập số 2.4

c. Dự kiến sản phẩm hoạt động của HS

Kết thúc hoạt động HS cần đạt được các sản phẩm như sau: Bản ghi chép kiến thức nền d. Cách thức tổ chức hoạt động

- Giáo viên nêu câu hỏi đặt vấn đề: “Để tạo ra được mô hình thiết bị cảnh báo lũ thì cần phải dựa trên kiến thức vật , nguyên lý nào? Và để tìm hiểu sâu hơn thì nhóm cần tìm hiểu và trả lời cho cô các câu hỏi trong phiếu học tập

- Giáo viên phát cho HS phiếu học tập số 1.4 và phiếu học tập số 2.4 và yêu cầu HS thảo luận nhóm hoàn thành

Hoạt động 3. ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP VÀ LỰA CHỌN GIẢI PHÁP (45 phút)

Hoạt động 3.1. Trình bày kiến thức nền và đề xuất phương án thiết kế (25 phút) a. Mục tiêu

- Vận dụng các kiến thức khoa học liên quan để xây dựng phương án thiết kế của nhóm - Lựa chọn được mô hình thiết kế khả thi

b. Nội dung

- HS sẽ trình bày những kiến thức mình học được thông qua việc trình bày báo cáo về bản thiết kế sản phẩm và mô tả nguyên lý hoạt động của sản phẩm đáp ứng các tiêu chí trong phiếu đánh giá

- GV triển khai hoạt động nhóm:

+ Bước đầu, HS đưa ra ý kiến cá nhân.

+ Tiếp theo, cả nhóm cùng thảo luận dựa trên ý kiến cá nhân, suy nghĩ và thống nhất ý kiến chung cho cả nhóm.

+ Nội dung suy nghĩ về phương án thiết kế:

▪ Nguyên vật liệu sử dụng

▪ Cấu tạo

- HS vẽ bản phác thảo và thiết kế sản phẩm. GV đôn đốc, hỗ trợ tài liệu, giải pháp thắc mắc cho các nhóm khi cần thiết.

c. Dự kiến sản phẩm hoạt động HS

Kết thúc hoạt động: HS cần đạt được các sản phẩm sau:

- Bản vẽ phác thảo sản phẩm, mô tả nguyên lý hoạt động của bình giữ nhiệt, Danh mục các vật liệu đi kèm.

- Chuẩn bị thuyết trình trên giấy A0 hoặc trên Powerpoint d. Cách thức tổ chức hoạt động

- Giáo viên đặt vấn đề: Sau khi các nhóm đã tìm hiểu về nguyên hoạt động của mô hình nhóm mình qua quan sát mô hình thật và tìm hiểu trên mạng xã hội. Bây giờ các nhóm hãy thảo luận và trả lời các câu hỏi:

Câu hỏi định hướng thiết kế:

TK1: Phác họa bản vẽ thiết kế

TK2: Có những vật liệu nào dùng để thiết kế mô hình

TK3: Chọn cách lắp ghép thành phần như thế nào để phù hợp?

Sau đó, GV đặt câu hỏi “Làm thế nào để đánh giá sản phẩm của các nhóm?” Giáo viên nhấn mạnh cần phải có bảng tiêu chí đánh giá để định hướng cũng như đánh giá công bằng.

- Giáo viên và học sinh thống nhất các tiêu chí đánh giá và tỉ lệ điểm gồm có các phiếu + Phiếu đánh giá 1.1: Tiêu chí đánh giá sản phẩm ẩm kế khô – ướt

+ Phiếu đánh giá 1.2: Tiêu chí đánh giá sản phẩm vũ lượng kế + Phiếu đánh giá 1.3: Tiêu chí đánh giá sản phẩm ẩm phong tốc kế + Phiếu đánh giá 1.4: Tiêu chí đánh giá sản phẩm thiết bị cảnh báo lũ + Phiếu đánh giá 2: Tiêu chí đánh giá thiết kế sản phẩm

- GV hỗ trợ, gợi ý học sinh những ý tưởng về mặt nguyên lý và ý tưởng thiết kế sản phẩm. Khuyến khích học sinh nêu thắc mắc và hỗ trợ học sinh tìm hiểu, giải đáp thắc mắc.

- GV cho các nhóm thảo luận trong phiếu học tập số 3 - HS làm việc theo nhóm.

- GV yêu cầu HS lập bảng kế hoạch làm việc trong phiếu học tập số 4

Lưu ý: Giáo viên cần nhấn mạnh: Khi báo cáo phương án thiết kế sản phẩm học sinh phải vận dụng kiến thức nền để giải thích, trình bày nguyên hoạt động của sản phẩm.

Vì vậy tiêu chí này có trọng số điểm rất lớn

Hoạt động 3.2. Trình bày và bảo vệ phương án thiết kế (20 phút) a. Mục tiêu

- Yêu cầu nhóm học sinh tìm các phương án có thể để thiết kế mô hình phù hợp với lý thuyết nhóm vừa tìm hiểu.

- HS mô tả được phương án thiết kế và sử dụng các kiến thức nền để giải thích nguyên lý hoạt động của các mô hình mà các nhóm cần phải làm.

Đánh giá trong giáo dục STEM

Chuẩn bị của giáo viên