CHỦ ĐỀ STEM VẬT LÝ: KÍNH TIỀM VỌNG - 123doc

Kính tiềm vọng được sử dụng trong các tàu ngầm để quan sát ra bên ngoài, tìm hướng đi cho tàu. Trong quân sự, kính tiềm vọng giúp người ta nhìn qua một bức tường cao hơn đầu mà không phải đứng lên ghế hay thang ? Kính tiềm vọng có cấu tạo và hoạt động như thế nào? Học sinh tìm hiểu và vận dụng kiến thức đã biết: Định luật phản xạ ánh sáng (Bài 4 Vật lí 7), ảnh của vật tạo bởi gương phẳng ( Bài 5, Vật lí 7) hình thành kiến thức ảnh của một vật tạo bởi hệ gương phẳng để thiết kế và chế tạo kính tiềm vọng với những tiêu chí cụ thể. Sau khi hoàn thành, học sinh sẽ được thử nghiệm vận hành mô hình và tiến hành đánh giá chất lượng sản phẩm.

PHÒNG GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG THCS ………

=====***=====

BÁO CÁO CHUYÊN ĐỀ

KÍNH TIỀM VỌNG

(Chủ đề STEM)

Giáo viên thực hiện: ……… Trường: THCS ……….

……… , năm 2021

BÁO CÁO CHUYÊN ĐỀ TÊN CHỦ ĐỀ (STEM): KÍNH TIỀM VỌNG

I Đặt vấn đề

STEM là viết tắt của các từ Science (Khoa học), Technology (Công nghệ), Engineering (Kỹ thuật) và Math (Toán học) Giáo dục STEM về bản chất được hiểu là trang bị cho người học những kiến thức và kỹ năng cần thiết liên quan đến các lĩnh vực khoa học, công nghệ, kỹ thuật và toán học Những kiến thức và kỹ năng vừa nêu phải được tích hợp, lồng ghép và bổ trợ cho nhau giúp học sinh không chỉ hiểu biết về nguyên lý mà còn có thể áp dụng để thực hành và tạo ra được những sản phẩm trong cuộc sống hằng ngày

Giáo dục STEM đang là xu thế giáo dục hiện đại trên toàn thế giới Ở nước

ta, giáo dục STEM đã chính thức được đưa vào chương trình giáo dục phổ thông mới và được triển khai rộng rãi ở từng cấp học, bậc học để học sinh hướng đến các hoạt động thực hành và vận dụng kiến thức nhằm tạo ra sản phẩm hoặc giải quyết các vấn đề của thực tế cuộc sống Năm 2020- 2021, phòng Giáo dục và Đào tạo huyện Vĩnh Tường đã ban hành công văn Số 456/ KH-GD&Đt để hướng dẫn các trường THCS triển khai thực hiện giáo dục STEM trong nhà trường

Thực hiện báo cáo chuyên đề cấp huyện lần này, trường THCS Vĩnh Tường chọn và báo cáo hoạt động trải nghiệm STEM: “Kính tiềm vọng”

II Nội dung

1 TÊN CHỦ ĐỀ: KÍNH TIỀM VỌNG

(Số tiết: 04 – Vật lí Lớp 7)

2 MÔ TẢ CHỦ ĐỀ

Kính tiềm vọng được sử dụng trong các tàu ngầm để quan sát ra bên ngoài, tìm hướng đi cho tàu Trong quân sự, kính tiềm vọng giúpngười ta nhìn qua một

bức tường cao hơn đầu mà không phải đứng lên ghế hay thang ? Kính tiềm vọng có cấu tạo và hoạt động như thế nào?

Học sinh tìm hiểu và vận dụng kiến thức đã biết: Định luật phản xạ ánh sáng (Bài 4- Vật lí 7), ảnh của vật tạo bởi gương phẳng ( Bài 5, Vật lí 7) hình thành kiến thức ảnh của một vật tạo bởi hệ gương phẳng để thiết kế và chế tạo kính tiềm vọng với những tiêu chí cụ thể Sau khi hoàn thành, học sinh sẽ được thử nghiệm vận hành mô hình và tiến hành đánh giá chất lượng sản phẩm

Nội dung STEM liên quan:

- Science:

+ Khoa học về sự phản xạ ánh sáng (Vật lý 7, Bài 4: Định luật phản xạ ánh sáng)

+ Khoa học về ảnh của vật tạo bởi gương phẳng (Vật lý 7, Bài 5: Ảnh của một vật tạo bởi gương phẳng)

+ Khoa học tính chất của vật liệu ( Công nghệ 8)

- Technology: lựa chọn vật liệu theo tính chất, khoa học để thiết kế kính tiềm

vọng (Công nghệ 8)

- Engineering:

+ Bản vẽ thiết kế, quy trình kỹ thuật thiết kế kính tiềm vọng + Sử dụng các phương tiện kỹ thuật lắp ráp kính tiềm vọng

- Math:

+ Tính toán, dự trù kinh phí + Đo chiều dài

+ Đo góc bằng thước đo góc ( Toán 6)

3 MỤC TIÊU

a Kiến thức:

Vận dụng được các kiến thức về phản xạ ánh sáng, tính chất ảnh tạo bởi gương phẳng, quan sát ảnh tạo bởi gương phẳng (Bài 4, 5 – Vật lí 7) để chế tạo được kính tiềm vọng theo yêu cầu, tiêu chí cụ thể

b Kĩ năng:

- Tính toán, vẽ được bản thiết kế đảm bảo các tiêu chí đề ra;

- Lập kế hoạch cá nhân/nhóm để chế tạo và thử nghiệm dựa trên bản thiết kế;

- Trình bày, bảo vệ được bản thiết kế và sản phẩm của mình, phản biện được các ý kiến thảo luận;

- Tự nhận xét, đánh giá được quá trình làm việc cá nhân và nhóm

c Phẩm chất:

- Nghiêm túc, chủ động, tích cực tham gia các hoạt động học;

- Yêu thích sự khám phá, tìm tòi và vận dụng các kiến thức học được vào giải quyết nhiệm vụ được giao;

- Có tinh thần trách nhiệm, hòa đồng, giúp đỡ nhau trong nhóm, lớp;

- Có ý thức tuân thủ các tiêu chuẩn kĩ thuật và giữ gìn vệ sinh chung khi thực nghiệm

d Năng lực:

- Tìm hiểu khoa học, cụ thể về các ứng dụng của gương phẳng;

- Giải quyết được nhiệm vụ thiết kế và chế tạo kính tiềm vọng một cách sáng tạo;

- Hợp tác với các thành viên trong nhóm để thống nhất bản thiết kế và phân công thực hiện;

- Tự nghiên cứu kiến thức, lên kế hoạch thiết kế, chế tạo, thử nghiệm và đánh giá

4 THIẾT BỊ

- Các thiết bị dạy học: giấy A0, mẫu bản kế hoạch, máy tính, máy chiếu…

- Nguyên vật liệu và dụng cụ để chế tạo và thử nghiệm “kính tiềm vọng”:

● Bìa cac-tông;

● 2 gương phẳng ;

● Kéo, dao rọc giấy;

● Băng dính, keo;

● Thước kẻ, bút;

5 TIẾN TRÌNH DẠY HỌC

Hoạt động 1 XÁC ĐỊNH YÊU CẦU THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO

KÍNH TIỀM VỌNG (15 phút)

A Yêu cầu cần đạt

- Thảo luận để cùng xác định được nhiệm vụ cần thực hiện kính tiềm vọng có thể nhìn vượt chướng ngại vật, tiêu chí đánh giá, tiến trình dự án

- Phân tích được tình huống và xác định nhiệm vụ cần thực hiện là tiến hành thiết kế một kính tiềm vọng hỗ trợ cho mắt với các yêu cầu sau:

+ Giúp mắt nhìn thấy được cảnh phía sau một bức tường cao hơn đầu mà không cần đứng lên thang hay ghế;

+ Sử dụng chất liệu sáng tạo, mới lạ và thân thiện với sức khỏe của con người; + Thiết kế đẹp, gọn gàng, dễ sử dụng;

+ Khả năng ứng dụng thực tế cao, có thể xoay chuyển, điều chỉnh theo ý muốn;

B Nội dung dạy học

- HS phân tích tình huống, đề xuất các ý tưởng để giải quyết vấn đề GV tổng hợp và giới thiệu nhiệm vụ cụ thể nhiệm vụ dự án Nhiệm vụ đi kèm với các điều kiện thực tiễn được GV nêu rõ: kính phải có thể xoay chuyển hỗ trợ nhìn tốt

- GV thông báo, phân tích và thống nhất với HS các tiêu chí đánh giá khả năng phản xạ ánh sáng, xoay gương của kính tiềm vọng sau khi hoàn thành

- HS đề xuất và thống nhất với GV về tiến trình dự án

C Dự kiến sản phẩm đáp ứng yêu cầu cần đạt

- Một bản ghi chép xác định nhiệm vụ phải làm của từng nhóm: chế tạo kính tiềm vọng

- Một bản phân công nhiệm vụ các thành viên trong nhóm.

- Kế hoạch thực hiện dự án với các mốc thời gian và nhiệm vụ rõ ràng cho từng thành viên và cả nhóm

D Tiến trình dạy học cụ thể

Nội dung Hoạt động của GV Hoạt động của HS Công cụ

hỗ trợ

Phân tích

tình

huống,

phát biểu

vấn đề

cần giải

quyết

Thông báo tình huống Nghe và ghi nội dung tình

huống chủ đề Stem

Phiếu học tập

- Gợi ý cho HS phân tích

tình huống bằng câu hỏi:

+ Vì sao ta không thể nhìn

qua vật cản?

+ Có những cách nào để

không cần cao hơn mà vẫn

nhìn qua được?

+ Có thể chế tạo một dụng

cụ giúp truyền ánh sáng từ

trên cao xuống mắt ở dưới

không?

- Thảo luận, tìm hiểu, phân tích điều kiện của tình huống

- Lắng nghe các gợi ý từ

GV để phân tích tình huống chính xác

- Ghi chép lại phân tích của nhóm mình

Giấy A4 cho mỗi nhóm ghi phân tích của mình

- Cho HS phát biểu nhiệm

vụ cần thực hiện

- Tóm tắt lại nhiệm vụ cần

thực hiện cho HS ghi nhận

vào phiếu học tập

- Phát biểu nội dung nhiệm vụ

- Ghi chép và hình thành ý tưởng ban đầu cho việc thiết kế chế tạo

Thống

nhất tiến

trình dự

án

- Cho HS làm việc nhóm đề

xuất tiến trình dự án, phân

công nhiệm vụ

- Hỗ trợ HS điều chỉnh thời

gian hoạt động hợp lí

-Thống nhất thời gian thực hiện dự án, nội dung công việc và phân công nhiệm vụ

- Ghi lại thời gian đã thống

Bảng tiến trình dự án trong phiếu học tập

Hoạt động 2 NGHIÊN CỨU KIẾN THỨC NỀN (30 phút)

A Yêu cầu cần đạt

Sau hoạt động này, HS có khả năng:

- Trình bày được sự truyền ánh sáng qua hệ hai gương phẳng

- Thực hiện được thí nghiệm quan sát đường truyền ánh sáng qua hệ nhiều gương phẳng

- Đề xuất được vị trí đặt gương phù hợp để thiết kế kính

B Nội dung dạy học

- Giáo viên tổ chức cho HS làm thí nghiệm khám phá hệ quang học đơn giản:

2 gương phẳng, một nguồn sáng (bút laze), 1 êke đo góc; HS vẽ lại đường truyền ánh sáng, góc phản xạ của tia sáng trên hai gương khi xoay các góc lệch gương khác nhau vào bảng kết quả thí nghiệm

- HS đọc SGK, tìm hiểu tài liệu để tìm hiểu về cấu tạo, nguyên tắc hoạt động của kính tiềm vọng

+ Kính tiềm vọng có cấu tạo chính gồm 2 gương phẳng đặt song song với nhau và hợp với phương ngang một góc 45 0

+ Nguyên tắc hoạt động cơ bản của kính tiềm vọng là sự tạo ảnh liên tiếp qua hai gương phẳng đặt song song.

+ Ánh sáng từ vật muốn quan sát truyền đến mặt phản xạ thứ nhất Theo định luật phản xạ ánh sáng, tia sáng bị phản xạ và kính tiềm vọng được bố trí mặt phản xạ thứ hai sao cho tia phản xạ này đến được mặt phản xạ thứ hai Tại đây nó bị phản

xạ một lần nữa và đi vào mắt ta.

+ Sơ đồ tạo ảnh qua kính tiềm vọng như sau:Vật ABảnh ảo A 1 B 1 qua mặt phản

xạ G 1 ảnh ảo A 2 B 2 qua mặt phản xạ G 2 mắt

C Dự kiến sản phẩm đáp ứng yêu cầu cần đạt.

- Một bảng kết quả thí nghiệm về sự truyền ánh sáng qua hệ hai gương phẳng

- Lựa chọn được vị trí đặt gương có góc lệch phù hợp

D Tiến trình dạy học cụ thể

Nội dung Hoạt động của GV Hoạt động của HS Công cụ hỗ

trợ

Quan sát,

phân tích

mẫu vật kính

tiềm vọng

- Cho HS quan sát mô hình kính tiềm vọng

- Cho HS thảo luận, tìm hiểu chức năng các bộ phận trong kính tiềm vọng

- Làm việc nhóm Mô hình kính

tiềm vọng hoặc hình ảnh

Xác định

kiến thức

- Thông báo cho HS kiến thức cần tìm hiểu để thực

- Lắng nghe hỗ trợ bằng câu hỏi, hình

- Dụng cụ thí nghiệm sự

cần tìm hiểu

Thí nghiệm

quan sát sự

truyền ánh

sáng qua hai

gương

phẳng

hiện chủ đề

- Giáo viên đặt vấn đề:

có hai gương phẳng G1, G2 đặt song song, mặt phản xạ hướng vào nhau

Vì sao khi nhìn vào gương G2 ta lại thấy được hình ảnh trên gương G1?

- Nêu những yêu cầu cho

HS khám phá thí nghiệm

- Thông báo dụng cụ thực hành

- Hướng dẫn HS bố trí dụng cụ thí nghiệm

- Phát dụng cụ thí nghiệm cho các nhóm

- Cho HS tiến hành thí nghiệm theo phiếu hướng dẫn, quan sát đường truyền tia sáng và ghi nhận kết quả thí nghiệm

ảnh, từ GV để xác định kiến thức

- Lắng nghe câu hỏi

- Tiếp nhận yêu cầu thực hành thí nghiệm

- Quan sát, hướng dẫn

bố trí thí nghiệm

- Nhận dụng cụ được giao

Tiến hành thí nghiệm theo hướng dẫn đã có

và vẽ lại đường truyền ánh sáng, ghi nhận số

đo góc qua mỗi vị trí gương

truyền ánh sáng qua hệ hai gương phẳng

- Phiếu hướng dẫn thực hành thí nghiệm

- Bảng ghi kết

nghiệm

Tổng kết kết

- Cho HS mô tả đường truyền ánh sáng

- Mô tả đường truyền ánh sáng

nghiệm và

đề xuất vị trí

gương

- Cho HS trả lời câu hỏi

ở đầu thí nghiệm

- Dựa trên bảng số liệu

và hình vẽ, trả lời câu hỏi

- Đề xuất vị trí đặt gương cho vùng nhìn

Hoạt động 3 LỰA CHỌN BẢN THIẾT KẾ

Đề xuất giải pháp thiết kế kính tiềm vọng – 45 phút

A Yêu cầu cần đạt

Sau hoạt động này HS có khả năng:

- Giới thiệu được nguyên tắc hoạt động của kính tiềm vọng

- Đề xuất phương án vật liệu, lắp đặt kính tiềm vọng

- Thiết kế mô hình, bản vẽ kính tiềm vọng

B Nội dung dạy học

- HS thống nhất với GV về tiêu chí của bản vẽ thiết kế sản phẩm kính tiềm vọng

- HS tiến hành làm việc nhóm thực hiện thiết kế bản vẽ kính tiềm vọng theo kiến thức đã tìm hiểu

- GV hỗ trợ HS trong quá trình thực hiện thiết kế, vẽ sơ đồ mô tả cấu tạo và nguyên lí hoạt động của kính tiềm vọng

C Dự kiến sản phẩm đáp ứng yêu cầu cần đạt

- Bản thiết kế chi tiết cấu tạo, nguyên vật liệu chế tạo kính tiềm vọng

- Bảng tiêu chí đánh giá thiết kế kính tiềm vọng

D Tiến trình dạy học cụ thể

Nội dung Hoạt động của GV Hoạt động của HS Công cụ hỗ

Thống nhất

nội dung tiêu

chí đánh giá

bản thiết kế

- Thông báo một số yêu cầu cần đạt với bản thiết kế

- Cho HS đề xuất thang điểm của bản thiết kế

- Lắng nghe, phát biểu

ý kiến bổ sung về tiêu chí bản thiết kế

- Đề xuất và giải thích lựa chọn đánh giá thang điểm phù hợp

Tiêu chí đánh giá bản thiết

kế kính tiềm vọng

Thiết kế bản

vẽ kính tiềm

vọng sẽ thực

hiện

- Cho HS thực hiện thiết

kế bản vẽ và phương án chế tạo

- Hỗ trợ HS với những ý tưởng, thắc mắc, thể hiện bản vẽ

-Thực hiện thiết kế bản

vẽ, phương án chế tạo

- Đặt câu hỏi, nhờ sự trợ giúp của GV khi cần thiết

Giấy A0 cho

HS thực hiện thiết kế bản vẽ

Tổng kết và

dặn dò

- Dặn dò HS tiếp tục hoàn thiện, ghi nhận lại các ý kiến

- Thông báo HS mang dụng cụ để chế tạo co biết

-Dừng hoạt động tổng kết, ghi nhận lại ý

- Phân công thành viên mang dụng cụ, nguyên vật liệu để tiến hành chế tạo, thi công lắp đặt trong tiết học sau

Danh sách dụng cụ GV

có thể hỗ trợ cho HS

Bảng 1 Tiêu chí đánh giá bản thiết kế

ST

T

đa

Điểm đạt được

1 Bản thiết kế rõ ràng, chi tiết mô tả được nguyên lí 2

của kính tiềm vọng

2 Bản thiết kế có sự trình bày rõ ràng về các nguyên

vật liệu sử dụng, bố trí các bộ phận của kính, chú

thích rõ ràng các thông số kĩ thuật (kích thước, số

lượng)

3

3 Giải thích rõ nguyên lí hoạt động của kính tiềm

vọng dựa trên sự phản xạ ánh sáng và sự tạo ảnh

của gương phẳng

4

4 Trình bày báo cáo rõ ràng, logic, sinh động 1

Hoạt động 4 CHẾ TẠO VÀ THỬ NGHIỆM

KÍNH TIỀM VỌNG

Báo cáo bản thiết kế và tiến hành chế tạo kính tiềm vọng – 45 phút trên lớp và 1 tuần ở nhà

A Yêu cầu cần đạt

Sau hoạt động này, HS có khả năng:

- Lựa chọn giải pháp cho hình dạng, vật liệu cũng như cách lắp ráp kính tiềm vọng phù hợp

- Đề xuất được phương án chỉnh sửa bản thiết kế hợp lí

B Nội dung dạy học

- HS báo cáo về thiết kế chế tạo, lựa chọn hình dạng, vật liệu chế tạo kính tiềm vọng của nhóm mình đã thiết kế

- GV và các nhóm khác tiến hành nhận xét và góp ý chỉnh sửa bản thiết kế cho khả thi, phù hợp và đạt hiệu quả cao

- HS thi công chế tạo kính tiềm vọng theo nhóm trong tiết học và tiếp tục hoạt động chế tạo ở nhà

- GV theo dõi tiến trình hoạt động, chế tạo của các nhóm, tư vấn, hỗ trợ HS về dụng cụ, phương tiện và vị trí thực hiện nếu cần thiết

C Dự kiến sản phẩm đáp ứng yêu cầu cần đạt

- Sản phẩm kính tiềm vọng của nhóm HS

- Bản thiết kế sau điều chỉnh (nếu có)

- Báo cáo quá trình, kinh nghiệm chế tạo kính tiềm vọng

D Tiến trình dạy học cụ thể

Nội dung Hoạt động của GV Hoạt động của HS Công cụ hỗ

trợ

Báo cáo thiết

kế bản vẽ mô

hình kính

tiềm vọng

- Cho HS báo cáo bản thiết kế

- Cho HS khác nhận xét

về thiết kế

- GV nhận xét về thiết

kế của nhóm

- GV gợi ý, hỗ trợ phát triển thiết kế của nhóm

-Báo cáo thiết kế chế tạo và phương án thi công của nhóm mình trước tập thể lớp

- Tập thể lớp nhận xét bản thiết kế và cho ý kiến đóng góp

- Lắng nghe, ghi nhận lại góp ý của lớp và của GV

- Lựa chọn phương án

sử dụng vật liệu tối ưu

và cách lắp ráp phù hợp để tiến hành thực hiện

- Nam châm

- Mẫu vật kính tiềm vọng, hình ảnh thực tế

Thực hiện chế

tạo kính tiềm

vọng theo

phương án

- Thống nhất yêu cầu cần đạt của sản phẩm cần chế tạo với HS

- Thông báo thời gian

-Thống nhât yêu cầu cần đạt về sản phẩm và thang điểm đánh giá sản phẩm cùng với GV

thiết kế hoạt động.

- Phát dụng cụ hỗ trợ như súng bắn keo, kéo, keo,

- Nhận những dụng cụ được cung cấp để hỗ trợ quá trình chế tạo

Chú ý các thao tác an toàn trong quá trình sử dụng

- Thư kí của nhóm ghi chép lại hoạt động của nhóm trong suốt quá trình thực hiện

Bảng 2: Tiêu chí đánh giá sản phẩm

ST

T

đa

Điểm đạt được

1 Kính quan sát được vật trên cao, cho hình ảnh

rõ nét

4

2 Thiết kế chắc chắn, hình thức trang trí đẹp 3

Hoạt động 5 TRÌNH BÀY SẢN PHẨM VÀ ĐÁNH GIÁ (45 Phút)

A Yêu cầu cần đạt

Sau hoạt động này, HS có khả năng:

- Giới thiệu được nguyên tắc hoạt động của kính tiềm vọng mà nhóm đã thực hiện

- Giải thích được sự thành công hoặc thất bại của sản phẩm trong quá trình thực hiện chế tạo