Giáo án STEM CHUYỂN ĐỘNG TRÊN MẶT PHẲNG NGHIÊNG VÀ CHUYỂN ĐỘNG NÉM NGANG

Thứ sáu - 16/10/2020 23:00

II, MÔ TẢ CHỦ ĐỀ :
Trong cuộc sống hàng ngày, chuyển động của vật trên mặt phẳng nghiêng rất nhiều như : Trò chơi cầu trượt trẻ em, đưa hàng trên cao xuống, xe chạy trên dốc ….. vậy thì, dựa vào kiến thức nào để giải thích các tình huống trên, và vận dụng kiến thức đó thế nào trong cuộc sống, trong thiết kế mô hình trò chơi .

III, Mục tiêu
1. Kiến thức: HS cần nắm được và vận dụng các kiến thức về :
- Chuyển động ném ngang ( bài 18 Vật lý 10)
- Chuyển động trên mặt phẳng nghiêng ( bài 23 Vật lý 10)
- Bài tập về động lực học ( bài 24 Vật lý 10)
Tiêu chí

Về những kiến thức mới học được ở bài số 18, 23, 24 Vật lý 10	30 điểm
Tiêu chí về hoạt động hợp tác học tập và nghiên cứu	20 điểm
Tiêu chí về kiến thức liên quan nắm được qua hoạt động học tập	20 điểm
Tiêu chí về vận dụng kiến thức vào hoạt động nghiên cứu	15 điểm
Tiêu chí về sản phẩm đạt được: Hoạt động thiết bị khi đạt giá thành sản phẩm, thẩm mỹ sản phẩm ….	15 điểm
	100 điểm

2. Kỹ năng
- Tính toán, vẽ được bản thiết kế mô hình trò chơi máng trượt
- Lập kế hoạch nhóm để chế tạo và thử nghiệm.
- Trình bày, bảo vệ được bản thiết kế và phản biện được ý kiến thảo luận.
- Nhận xét đánh giá quy trình làm việc của nhóm.
- Vận dụng sự chuyển động vật trên mặt phẳng nghiêng
- Vận dụng kiến thức chuyển động ném ngang
3. Phát triển phẩm chất:
- Nghiêm túc chủ động tích cực tham gia các hoạt động học, thao tác trải nghiệm nghiên cứu.
- Dựa trên sản phẩm mô hình để phát triển thành các dự án cao hơn.
- Thiết kế và chế tạo thử nghiệm trên các tình huống ngoài
4. Định hướng phát triển năng lực:
- Tìm hiểu khoa học, các đặc điểm của vật chuyển động trên mặt phẳng nghiêng, chuyển động ném ngang.
- Giải quyết được nhiệm vụ thiết kế và chế tạo mô hình trò chơi máng trượt
- Hợp tác các thành viên trong nhóm để thống nhất bản thiết kế và phân công thực hiện.
- Tự ng.cứu kiến thức, lên kế hoạch thiết kế, chế tạo, thử nghiệm và đánh giá.
IV, Thiết bị :

ván làm đế : 120 x 10 x 1 cm ( có thể tận dụng liếp giường hỏng )
Giá đỡ : 2 thanh gỗ kích thước 20 x 4 x 1 cm và 50 x4 x 1 cm
Nẹp nhôm kích thước 50 x1 x 1 cm ( mua 10.000 hoặc tận dụng )
Gỗ ép làm giá đỡ nẹp nhôm 50 x 0,4 x 3 cm: tận dụng
Ke vuông : 2 cái vít nhọn 8 cái ( tận dụng hoặc mua 2 000 đ)
Keo con voi 1 hộp ( 5 000 )
Bi ve : 10 viên ( 1000)
Giấy dán + keo dán giấy ( 2.000)

( Tổng tiền 10000 đ –> 20 000 đ)
V. NHỮNG ĐIỀU NÊN LÀM KHI XÂY DỰNG SẢN PHẨM.
a. Phân công nhiệm vụ cho mọi thành viên.
- Thầy Biên: vẽ bản thiết kế.
- Thầy Thống, Thầy Sơn: mua nguyên liệu.
- Thầy Thống, thầy Biên, Thầy Thành, Thầy Bắc: dựng mô hình.
- Thầy Kỳ: thư kí tổng hợp.
- Cả nhóm cùng phụ làm mô hình, cho chạy thử.
b. Tiến trình hoạt động.
B1: phân công nhiêm vụ
B2: thiết kế bản vẽ và dự kiến nguyên liệu

B3:Tìm kiếm nguyên liệu
B4: cùng nhau làm mô hình
B5: Hoàn thành sản phẩm
B6: Tự đánh giá sản phẩm, hiệu chỉnh tối ưu.
c. Những khó khăn gặp phải.
- Không triệt tiêu hết hẳn ma sát
- Kích thước, trọng lượng các viên bi không đều ....
d. Những tối ưu về sản phẩm:
- Hiệu quả kinh tế cao, có thể vận dụng để giải quyết 1 số vấn đề trong thực tiễn.
- Kinh phí: giá thành rẻ, có thể tận dụng từ các phế phẩm sinh hoạt hàng ngày để tái chế làm sản phẩm khoa học ứng dụng.
e. Dự kiến cách hỗ trợ khi giao nhiệm vụ cho học sinh.
- Về kinh phí sử dụng tạo mô hình tối đa 20.000
- Quy trình và giải quyết các khó khăn gặp phải khi làm.
VI. Tổ chức hoạt động học
Hoạt động 1: XÁC ĐỊNH YÊU CẦU THIẾT KẾ MÔ HÌNH
TRÒ CHƠI MÁNG TRƯỢT (1 tiết)
a. Mục đích:
+ Học sinh phân tích và hiểu rõ yêu cầu thiết kế và chế tạo ra mô hình trò chơi máng trượt.
+ Mỗi vị trí thả khác nhau, xác định được điểm rơi
+ Học sinh hiểu rõ yêu cầu vận dụng kiến thức về chuyển động trên mặt phẳng nghiêng, chuyển động ném ngang để thiết kế và thuyết minh thiết kế khi sử dụng nguyên vật liệu, dụng cụ cho trước chế tạo và thử nghiệm.
b. Nội dung:
- Tìm hiểu các kiến thức qua phiếu học tập số 1
Phiếu học tập số 1 :

TT	Câu hỏi	Trả lời	Điểm
1	Thế nào là chuyển động ném ngang ?
2	Nêu các công thức của chuyển động ném ngang về tầm xa, thời gian chuyển động ?
3	Nêu các lực tác dụng lên vật khi chuyển động ném ngang?
4	Lấy ví dụ vật chuyển động ném ngang xung quanh em ?
5	Nêu cấu tạo mặt phẳng nghiêng, lấy ví dụ trong đời sống ?
6	Nêu các lực tác dụng lên vật khi chuyển động trên mặt phẳng nghiêng ?
7	Thiết lập công thức về vận tốc, gia tốc vật khi chuyển động trên mặt phẳng nghiêng khi không có ma sát ?
8	Thiết lập công thức về vận tốc, gia tốc vật khi chuyển động trên mặt phẳng nghiêng khi có ma sát ?
9	Thiết lập công thức tầm xa liên quan đến độ cao nơi thả vật trên mặt phẳng nghiêng với độ cao ở vị trí vật chuyển sang chuyển động ném ngang trong mô hình vật khi chuyển động trên mặt phẳng nghiêng coi không có ma sát ?
10	Nhận xét giữa lý thuyết và trong thực tế dựa vào kết quả thực nghiệm mô hình
Mỗi câu 1 điểm, tổng 10 điểm

- Xác định nhiệm vụ chế tạo:
+ Thả viên bi mức 1, mức 2… viên bi sẽ rơi ở đâu ?
c. Dự kiến sản phẩm hoạt động của học sinh.
- Mô tả và giải thích mọt cách đinh tính, định lượng về nguyên lí chế tạo mô hình trò chơi máng trượt.
- Xác định kiến thức cần sử dụng để thiết kế, chế tạo mô hình trò chơi máng trượt.
d. Cách thức tổ chức hoạt động:
- Giáo viên giao cho học sinh tự tìm hiểu về 1 hệ thống trò chơi trượt ván của trẻ em
- Học sinh ghi lời mô tả và giải thích vào vở cá nhân, trình bày và thảo luận chung.
- Giáo viên xác nhận kiến thức về chuyển động trên mặt phẳng nghiêng, chuyển động ném ngang

Họat động 2: NGHIÊN CỨU KIẾN THỨC TRỌNG TÂM VÀ XÂY DỰNG BẢN THIẾT KẾ.
a. Mục đích:
- Học sinh hình thành kiến thức mới về kiến thức về chuyển động trên mặt phẳng nghiêng, chuyển động ném ngang qua phiếu học tập số 2 :

TT	Câu hỏi	Trả lời	Điểm
1	Các đặc điểm của ma sát trượt ?
2	Các đặc điểm của ma sát lăn ?
3	Ứng dụng ma sát nào trên mặt phẳng nghiêng khi điều chỉnh tốc độ chuyển động của vật trên mặt phẳng nghiêng ?
4	Nêu cách sử dụng để làm giảm ma sát trên mặt phẳng nghiêng ? dùng vật gì … ?
5	Chọn vật liệu gì để làm ván nghiêng , vì sao ?
6	Chọn vật liệu gì để làm giá đỡ chắc chắn, rẻ?
7	Khi nào vật tự chuyển động trên mặt phẳng nghiêng ?
8	Nêu các tạo vận tốc tính toán được truyền cho vật để chuyển động ném ngang ?
9	Nêu một số loại hình chuyển động ném ngang trong thực tế ?
10	Vẽ sơ đồ một kết cấu chuyển từ chuyển động trên mặt phẳng nghiêng sang ném ngang đơn giản ?
Mỗi câu 1 điểm, tổng 10 điểm

- Đề xuất được giải pháp và xây dựng bản thiết kế mô hình trò chơi máng trượt
b. Nội dung:
          Học sinh nghiên cứu sách giáo khoa và tài liệu tham khảo và các kiến thức trọng tâm.
- Chuyển động ném ngang ( bài 18 Vật lý 10)
- Chuyển động trên mặt phẳng nghiêng ( bài 23 Vật lý 10)
- Bài tập về động lực học ( bài 24 Vật lý 10)
          - Học sinh thảo luận về các thiết kế khả quan của mô hình trò chơi máng trượt và đưa ra giải pháp có căn cứ.
          - Học sinh xây dựng phương án thiết kế mô hình trò chơi máng trượt và chuẩn bị cho buổi trình bày trước lớp (các hình thức: Thuyết trình, poster, powerpoint ….). Hoàn thành bản thiết kế và nộp cho giáo viên.
          - Yêu cầu:
          + Bản thiết kế chi tiết có kèm hình ảnh, mô tả rõ kích thước hình dạng, nguyên lý hoạt động, các nguyên vật liệu sử dụng…
          + Trình bảy giải thích và bảo vệ bản thiết kế theo các tiêu chí đề ra.
c. Dự kiến sản phẩm hoạt động của học sinh
          - Học sinh xác định và ghi được thông tin, kiến thức về chuyển động trên mặt phẳng nghiêng, chuyển động ném ngang
          - Học sinh đề xuất và lựa chọn có căn cứ, xây dựng được bản thiết kế mô hình trò chơi máng trượt đảm bảo các tiêu chí.
d. Cách thức tổ chức hoạt động:
          - Giáo viên giao nhiệm vụ cho học sinh:
          + Nghiên cứu kiến thức trọng tâm: về chuyển động trên mặt phẳng nghiêng, chuyển động ném ngang
          + Xây dựng bản thiết kế mô hình trò chơi máng theo yêu cầu.
          + Lập kế hoạch trình bày và bảo vệ bản thiết kế.
          - Học sinh thực hiện nhiệm vụ theo nhóm:
          + Tự đọc và nghiên cứu SGK và tài liệu tham khảo, tìm kiếm thông tin trên internet…
          + Đề xuất và thảo luận các ý tưởng ban đầu, thống nhất một phương án thiết kế tốt nhất.
          + Xây dựng và hoàn thiện bản thiết kế.
          + Lựa chọn hình thức và chuẩn bị nội dung báo cáo.
- Giáo viên quan sát, hỗ trợ học sinh khi cần thiết.
Hoạt động 3: TRÌNH BÀY BẢN THIẾT KẾ
a. Mục đích:
- Học sinh hoàn thiện bản thiết kế hệ thống báo mực nước tự động của nhóm, nắm được các kỹ năng qua phiếu học tập số 3 :

TT	Câu hỏi	Trả lời	Điểm
1	Thống kê vật liệu ?
2	Nêu kích thước mô hình theo 3 chiều ?
3	Giá thành vật liệu ?
4	Sự phân công nhiệm vụ ?
5	Các thời điểm làm việc nhóm ?
Mỗi câu 2 điểm, tổng 10 điểm

b. Nội dung:
- Học sinh trình bày, giải thích và bảo vệ bản thiết kế theo các tiêu chí đề ra. Chứng minh được hệ thống mô hình trò chơi máng bằng tính toán cụ thể
- Thảo luận, đặt câu hỏi và phản biện các ý kiến về bản thiết kế; Ghi lại các nhận xét, góp ý, tiếp thu và điều chỉnh bản thiết kế nếu cần.
- Phân công công việc, lên kế hoạch chế tạo và thử nghiệm mô hình trò chơi máng.
c. Dự kiến sản phẩm hoạt động của học sinh.
Bản thiết kế sau khi được điều chỉnh và hoàn thiện
d. Cách thức tổ chức hoạt động
- Giáo viên đưa ra yêu cầu về:
+ Nội dung cần trình bày
+ Thời lượng báo cáo
+ Cách thức trình bày bản thiết kế và thảo luận
- Học sinh báo cáo và thảo luận’
- Giáo viên điều hành, nhận xét, góp ý và hỗ trợ học sinh.

Hoạt động 4. CHẾ TẠO VÀ THỬ NGHIỆM HỆ MÔ HÌNH TRÒ CHƠI MÁNG TRƯỢT ( ở nhà )
a. Mục đích
- Học sinh dựa vào bản thiết kế đã lựa chọn để chế tạo mô hình trò chơi máng trượt đảm bảo yêu cầu đề ra.
- Học sinh thử nghiệm, đánh giá sản phẩm và điều chỉnh nếu cần.
b. Nội dung
- Học sinh sử dụng các nguyên vật liệu và dụng cụ cho trước để tiến hành chế tạo mô hình trò chơi máng trượt
- Trong quá trình chế tạo các nhóm đồng thời thử nghiệm và điều chỉnh bằng việc thay đổi vị trí thả viên bi và xem hoạt động của hệ thống quan sát, đánh giá và điều chỉnh nếu cần.
c. Dự kiến sản phẩm hoạt động của học sinh.
Mỗi nhóm có một sản phẩm đã được hoàn thiện và thử nghiệm.
d. Cách thức tổ chức hoạt động
- Giáo viên giao nhiệm vụ:
+ Sử dụng các nguyên vật liệu và dụng cụ cho trước để chế tạo mô hình trò chơi máng trượt theo bản thiết kế.
+ Thử nghiệm, điều chỉnh và hoạn thiện sản phẩm.
- Học sinh tiến hành chế tạo, thử nghiệm và hoàn thiện sản phẩm theo nhóm.
- Giáo viên quan sát, hỗ trợ học sinh nếu cần.
Hoạt động 5: TRÌNH BÀY SẢN PHẨM HỆ THỐNG BÁO MỰC NƯỚC TỰ ĐỘNG. (ở lớp)
a. Mục đích
Các nhóm học sinh giới thiệu mô hình trò chơi máng trượt trước lớp, chia sẻ về kết quả thử nghiệm, thảo luận và định hướng cải tiến sản phẩm.
Phiếu học tập số 5:

TT	Tiêu chí	Điểm
1	Kiến thức mới ở bài 18, 23, 24 vật lý 10	20
2	Vận dụng kiến thức cũ lực ma sát, trọng lực ....	20
3	Làm việc theo nhóm	10
4	Lên kế hoạch chu đáo	10
5	Bản thiết kế rõ ràng	10
6	Vật liệu dễ kiếm	10
7	Sản phẩm hoạt động tốt	5
8	ứng dụng sản phẩm	5
9	Giá thành sản phẩm	5
10	Tính thẩm mỹ của sản phẩm	5
		100

b. Nội dung
- Các nhóm trình diện sản phẩm trước lớp.
- Đánh giá sản phẩm dựa trên các tiêu chí đã đề ra:
+ Học sinh phân tích và hiểu rõ yêu cầu thiết kế và chế tạo ra mô hình trò chơi máng trượt theo tiêu chí:
+ Mỗi vị trí thả viên bi, sẽ có vị trí rơi xác định.
+ Học sinh hiểu rõ yêu cầu vận dụng kiến thức về chuyển động trên mặt phẳng nghiêng, chuyển động ném ngang để thiết kế và thuyết minh thiết kế khi sử dụng nguyên vật liệu, dụng cụ cho trước chế tao và thử nghiệm.
- Chia sẻ, thảo luận để tiếp tục điều chỉnh, hoàn thiện sản phẩm.
+ Các nhóm tự đánh giá kết quả nhóm mình và tiếp thu các góp ý, nhận xét từ giáo viên và các nhóm khác;
+ Sau khi chia sẻ và thảo luận, đề xuất các phương án điều chỉnh sản phẩm.
+ Chia sẻ các khó khăn, các kiến thức và kinh nghiệm rút ra qua quá trình thực hiện nhiệm vụ thiết kế và chế tạo hệ thống báo mức nước tự động.
c. Dự kiến sản phẩm hoạt động của học sinh
Hệ thống đã chế tạo được và nội dung trình bày báo cáo của các nhóm.
d. Cách thức tổ chức hoạt động
- Giáo viên giao nhiệm vụ: Các nhóm trình diễn sản phẩm trước lớp và tiến hành thảo luận, chia sẻ.
- Học sinh trình diện hoạt động của mô hình trò chơi máng trượt
- Các nhóm chia sẻ về kết quả, đề xuất các phương án điều chỉnh, các kiến thức và kinh nghiệm rút ra trong quá trình thực hiện nhiệm vụ thiết kế và chế tạo mô hình trò chơi máng trượt
- Giáo viên đánh giá, kết luận và tổng kết.
– GV tổng kết chung về hoạt động của các nhóm; hướng dẫn các nhóm cập nhật điểm học tập của nhóm. GV có thể nêu câu hỏi lấy thông tin phản hồi:
+ Các em đã học được những kiến thức và kỹ năng nào trong quá trình triển khai dự án này?
+ Điều gì làm em ấn tượng nhất/nhớ nhất khi triển khai dự án này?