Giới thiệu 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.
Một số mô hình hệ thống báo động khi mở cửa của HS
Mạch nội dung STEM của chủ đề
Tên chủ đề | Khối lớp | Môn chủ đạo | Mạch kiến thức | Yêu cầu cần đạt | Kiến thức liên môn |
Điện: Thiết kế hệ thống báo động khi mở cửa |
7 | KHTN |
Nguồn điện Dòng điện Mạch điện đơn giản |
– Nêu được nguồn điện có khả năng cung cấp năng lượng điện và liệt kê được một số |
|
Mục tiêu học tập của chủ đề
– Trình bày được các khái niệm về: Nguồn điện, dòng điện, chất dẫn điện, chất cách điện, dòng điện trong kim loại;
– 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.
– 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.
– 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.
Nguyên vật liệu cần chuẩn bị trong chủ đề bao gồm:
|
|
Sơ đồ tổ chức hoạt động dạy học của chủ đề
Khái quát nội dung các hoạt động cụ thể
Mục đích
HS hình thành được những kiến thức ban đầu về:
- Mạch điện
- Chất dẫn điện, chất cách điện
- Nhận diện được một số đối tượng trong mạch điện.
- Tiếp nhận nhiệm vụ thiết kế hệ thống báo động khi mở cửa và các tiêu chí đánh giá sản phẩm.
Nội dung
– HS làm thí nghiệm về 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 để từ đó hình thành những hiểu biết ban đầu về mạch điện, về các đối tượng trong mạch điện và về chất dẫn điện, chất cách điện.
– HS thảo luận để hình thành nên 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.
Vật liệu |
Đèn sáng |
Đèn tối |
Vật liệu dẫn điện |
Vật liệu không dẫn điện |
Dây thép |
|
|
|
|
Dây nhựa |
|
|
|
|
…… |
|
|
|
|
– GV thống nhất với HS về các tiêu chí đánh giá bản thiết kế, đánh giá sản phẩm thiết kế hệ thống báo động khi mở cửa cũng như kế hoạch triển khai dự án.
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;
- 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.
Mục đích
HS tự học được kiến thức nền liên quan 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.
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.
HS sẽ trình bày những kiến thức mình tự học được thông qua việc trình bày báo cáo về bản thiết kế sản phẩm đáp ứng các tiêu chí đánh giá trong Phiếu đánh giá số 2.
TT |
Tiêu chí |
Điểm tối đa |
Điểm đạt được |
1 |
Trình bày bản thiết kế mạch điện của hệ thống báo động và mô hình sản phẩm rõ ràng, đúng nguyên lí. |
2 |
|
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 động (nguồn, dây dẫn, công tắc, bộ phận phát tín hiệu báo động). |
3 |
|
4 |
Trình bày báo cáo sinh động, hấp dẫn. |
2 |
|
Tổng điểm |
10 |
|
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 cho hệ thống báo động của nhóm trong vở và trong Hồ sơ học tập của nhóm;
– Bản thiết kế sản phẩm hệ thống báo động và danh mục vật liệu đi kèm được trình bày trên giấy A0 hoặc trên PowerPoint.
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. 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.
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.
Dự kiến sản phẩm hoạt động của học sinh
Kết thúc hoạt động, HS cần đạt được những 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.
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.
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.
Dự kiến sản phẩm hoạt động của học sinh
Kết thúc hoạt động, HS cần đạt được những sản phẩm sau:
- 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.
TT |
1 điểm |
2,0 điểm |
2,5 điểm |
1 |
Sử dụng nguồn điện một chiều, tối đa 6V. |
Sử dụng nguồn điện một chiều, tối đa 5V. |
Sử dụng nguồn điện một chiều, tối đa 3V. |
2 |
Độ to của âm báo động tối thiểu là 60 dB (đêxiben) với khoảng cách 0,5m. |
Độ to của âm báo động tối thiểu là 60 dB (đêxiben) với khoảng cách 1,0m. |
Độ to của âm báo động tối thiểu là 60 dB (đêxiben) với khoảng cách 2,0m hoặc có đa dạng tín hiệu báo động. |
3 |
Mạch điện được đấu nối đúng nguyên lí nhưng còn lỏng lẻo, thiếu an toàn. |
Mạch điện được đấu nối đúng nguyên lí, chắc chắn, an toàn (mối nối kín). |
Mạch điện được đấu nối đúng nguyên lí, chắc chắn, an toàn (mối nối kín) và gọn gàng, đẹp. |
4 |
Chi phí để làm ra hệ thống là trên 50.000 đ. |
Chi phí để làm ra hệ thống từ 40.000 đến 50.000 đ. |
Chi phí để làm ra hệ thống là dưới 40.000 đ. |
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.
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.
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.