KẾ HOẠCH DẠY CHỦ ĐỀ STEM MÁY PHÁT ĐIỆN
I. PHẦN 1. MỤC ĐÍCH YÊU CẦU
1. Mục đích
- Học sinh được trải nhiệm thực tế các kiến thức liên môn Toán, Lí, Công nghệ, Mỹ thuật để chế tạo một mô hình máy phát điện
- Học sinh thấy được giá trị, ý nghĩa, sự liên kết và ứng dụng thực tế của các kiến thức, kỹ năng đã học thuộc nhiều môn học trong chương trình giáo dục phổ thông nhằm giải quyết nhiều vấn đề trong thực tế.
2. Yêu cầu
- Học sinh nắm vững các kiến thức thuộc các môn liên quan.
- Lập được kế hoạch chi tiết các dụng cụ thiết bị đủ để thực hiện dự án theo yêu cầu đặt ra.
- Thiết kế và lắp giáp hoàn thiện một mô hình máy phát điện.
3. Giới thiệu chủ đề(Xem chủ đề 1 của tài liệu tập huấn).
|
Đối tượng HS
|
Lớp11, 12
|
|
Thời gian triển khai
|
Đầu học kì 2 lớp 11,Cuối HK I lớp 12
|
|
Học lực tiếp thu tốt nhất
|
Khá, giỏi
|
|
Vấn đề quan tâm
|
Học sinh vận dụng kiến thức liên môn để thiết kế và lắp giáp hoàn thiện một mô hình máy phát điện xoay chiều.
|
|
Bối cảnh thực tế
|
Hiện nay nguồn điện sử dụng sinh hoạt vẫn còn thiếu. Nhất là ở những vùng sâu vùng xa một số nơi còn chưa có điện lưới để phục vụ sinh hoạt. Để phục vụ cho nhu cầu thắp sáng khi không có điện lưới trong một số trường hợp sử dụng với quy mô nhỏ thì cần có một máy phát điện có thể vận hành được tại chỗ nhờ sức gió hoặc sức nước chảy.
|
|
Liên môn
|
Vật lí, Công nghệ, Kỹ thuật, Toán
|
II. PHẦN 2. TIẾN TRÌNH DẠY HỌC
1. Hoạt động 1: Xác định vấn đề hoặc nhu cầu thực tiễn
a. Mục đích của hoạt động
Tạo sự hứng thú trong việc áp dụng kiến thức liên môn đã học vào việc chế tạo một mô hình máy phát điện đơn giản có tính ứng dụng cao trong thực tế.
b. Nội dung hoạt động
* Yêu cầu: Các nhóm đã được bốc thăm từ trước
Mỗi nhóm học sinh(thường là 3 nhóm) thiết kế một mô hình máy phát điện đơn giản bằng cách sử dụng các dụng cụ, thiết bị cơ bản như sau: Dây đồng; Cánh
quạt; Nam châm vĩnh cửu.
* Phân công nhiệm vụ trong nhóm: Nhóm trưởng của các nhóm phân công
|
Vị trí
|
Tên thành viên
|
Nhiệm vụ chính
|
|
Nhóm trưởng
|
................................
|
Phụ trách chung, phân công nhiệm vụ cho nhóm và điều hành nhóm
|
|
Nhà chuyên môn
|
................................
..................................
|
Nắm chắc kiến thức liên môn. Tính toán phù hợp
|
|
Nhà thiết kế
|
...................................
|
Vẽ bản thiết kế chi tiết
|
|
Chuyên gia vật liệu thi công
|
.................................
..................................
|
Tìm kiếm, gia công nguyên vật liệu, tạo mô hình
|
|
Kế toán
|
................................
|
Dự trù kinh phí, thu chi ...
|
c. Dự kiến sản phẩm
- Bảng phân công nhiệm vụ
- Bảng dự trù vật liệu, dụng cụ và kinh phí cần có.
- Bản vẽ thiết kế mô hình
d. Cách thức tổ chức hoạt động
- GV chia lớp thành 3 nhóm: Đã được bốc thăm từ trước
- Nêu vấn đề, giao nhiệm vụ
- Thông báo thời gian hoàn thành từng nhiệm vụ
- Thông báo tiêu chí đánh giá sản phẩm.
2. Hoạt động 2: Nghiên cứu lý thuyết nền (kiến thức cũ và học kiến thức mới)
a. Mục đích của hoạt động. Rèn cho HS:
- Năng lực tự học, giải quyết vấn đề
- Năng lực làm việc nhóm
- Năng lực tính toán
- Năng lực tìm kiếm thông tin...
b. Nội dung hoạt động
* Tìm hiểu kiến thức liên quan:
1. Công nghệ 12
- Tiết 30,31,32 chủ để: Bản vẽ chi tiết
2. Vật lí 12
- Tiết 32,33, bài 17,18: Máy phát điện và động cơ điện
3. Vật lí 11
- Tiết 22,23,24, bài 23,24,25: Hiện tượng cảm ứng điện từ
3. Kỹ thuật
- Thiết kế mô hình sản phẩm nhỏ gọn và vận hành thành công
4. Toán: Tính toán số liệu.
Toán: Tính toán đo đạc chính xác, dự trù kinh phí hợp lí;
Công nghệ: Thiết kế mô hình, vật liệu dụng cụ
Vật lí: Ứng dụng của nam châm vĩnh cửu, máy phát điện xoay chiều.
Kỹ thuật: Vẽ thiết kế, màu sắc, kiểu dáng.
* Về kiến thức trọng tâm:
- Trong mọi trường hợp, khi số đường sức từ xuyên qua tiết diện S của cuộn dây dẫn kín biến thiên thì trong cuộn dây xuất hiện dòng điện cảm ứng.
- Khi nam châm hoặc cuộn dây quay thì số đường sức từ qua tiết diện S của cuộn dây dẫn luân phiên tăng giảm →thu được dòng điện xoay chiều trong máy trên khi nối hai cực của máy với các dụng tiêu thụ điện.
* Định hướng về mô hình, kiểu dáng, vật liệu
HS thảo luận đưa ra dự kiến tìm kiếm các bộ phận trong mô hình sản phẩm.
c. Dự kiến sản phẩm
- Sơ đồ nguyên lý hoạt động của máy phát điện
- Vẽ chi tiết mô hình sản phẩm dự kiến
- Các câu trả lời chi tiết cho các câu hỏi của GV
d. Cách thức tổ chức hoạt động
- GV cung cấp tài liệu hoặc địa chỉ tìm tài liệu(nếu cần) cho các nhóm
- GV đưa ra các câu hỏi đã chuẩn bị trước như sau:
+ Nhóm em sử dụng mẫu thiết kế khung dây, giá đỡ như thế nào? Giải thích?
+ Các em sử dụng dây kim loại nào để quấn khung dây? Tại sao các em lại chọn loại dây đó?
+ Khung giây quấn bao nhiêu vòng? Tại sao?
+ Vật liệu nào làm giá đỡ (gỗ, nhựa, kim loại?...)
- GV giữ vai trò tư vấn, giúp đỡ để HS hoàn thành sản phẩm.
3. Hoạt động 3: Đề xuất các giải pháp thực hiện
a. Mục đích của hoạt động. Rèn cho HS các kỹ năng:
- Hoạt động nhóm, hợp tác, chia sẻ
- Trình bày, chọn lọc, phân tích, phản biện.
b. Nội dung hoạt động.
- Thảo luận phân tích vật liệu tìm được
- Thảo luận phương án gia công, lắp ghép thiết bị, có ghi chép mô tả hoặc tranh ảnh, hình vẽ
- Thống nhất chọn giải pháp, mô hình tốt nhất có thể.
- Mời GV tư vấn, nhận xét.
c. Dự kiến sản phẩm
- Báo cáo phân tích vật liệu
- Sơ đồ lắp ráp.
- Các giải pháp của các nhóm.
d. Cách thức tổ chức hoạt động
- HS thảo luận nhóm theo các nội dung trên dưới sự giám sát tư vấn của GV.
- Đại diện các nhóm trình bày báo cáo và vận hành sản phẩm.
- Các nhóm nhận xét, đặt câu hỏi cho nhóm vừa trình bày
- GV tư vấn, giám sát và chốt hoạt động.
4. Hoạt động 4: Chọn giải pháp tốt nhất
a. Mục đích của hoạt động
- Chọn được giải pháp tốt nhất để làm mô hình sản phẩm có thể vận hành tốt nhất, hiệu quả nhất của nhóm.
- Có được bảng chi phí hiệu quả nhất, tiết kiệm nhất.
b. Nội dung hoạt động
- Các nhóm thống nhất lựa chọn một mô hình đại diện cho nhóm
- Các nhóm hoàn thành bảng chi phí vật liệu, dự kiến như sau:
|
Nguyên vật liệu
|
Địa chỉ
tìm kiếm
|
Giá thiết bị
(VN đồng)
|
Số lượng
|
Thành tiền
|
|
Dây đồng(thường là đồng, đường kính 0.3mm)
|
Cửa hàng điện dân dụng
|
20 000
|
100
|
|
|
Nan hoa xe đạp
|
Cửa hàng xe đạp
|
|
|
|
|
- Một tấm gỗ vuông , 2 tấm gỗ nhỏ để làm giá đỡ.
|
Cửa hàng đồ dùng học tập
|
|
|
|
|
- Nam châm vĩnh cửu loại nhỏ tròn
|
Cửa hàng...
|
|
08 cái
|
|
|
- Con bu lông dài và 2 con bu lông có lỗ (chiều dài khoảng 7cm,đường kính 1cm)
|
Tự thiết kế
|
|
04 cái
|
|
|
- Băng dính điện
- Súng bắn keo.
- ống sun dây điện
|
Tự sưu tầm
|
|
01 cái
|
|
|
Bóng đèn Led
|
Phòng thí nghiệm
|
|
1 cái
|
|
c. Dự kiến sản phẩm
- Bảng chi phí tổng thể.
- Bản vẽ thiết kế sơ bộ
- Mô hình và kết quả vận hành
5. Hoạt động 5: Chế tạo mô hình hoặc mẫu thử nghiệm
a. Mục đích của hoạt động
- Mỗi nhóm có ít nhất một mô hình để thử nghiệm
- Biết phân tích ưu, nhược điểm của mô hình để có phương án cải tạo cho sản phẩm hoạt động tốt nhất.
b. Nội dung hoạt động
- Chế tạo, trang trí giá đỡ
- Tạo ống dây: có thể hình tròn, vuông...
- Tạo trục cho máy phát
- Lắp ráp các bộ phận
c. Dự kiến sản phẩm
- Mô hình sản phẩm hoàn thiện của nhóm.
- Video ghi lại quá trình chế tạo ống dây và giá đỡ.
d. Cách thức tổ chức HĐ
- GV cho HS các nhóm tập trung sử dụng dụng cụ, thiết bị để tạo hình ống dây, trục quay, đóng khung gỗ tạo giá đỡ.
- Các nhóm lắp ráp sản phẩm.
6. Hoạt động 6: Thử nghiệm và đánh giá
a. Mục đích của hoạt động
- Thử nghiệm nhằm so sánh, phân tích và đánh giá chất lượng và sự ổn định của sản phẩm.
b. Nội dung hoạt động
- Vận hành thử hệ thống ít nhất 3 lần, mỗi lần 1 phút.
- Quan sát, kiểm tra mẫu thử về: Tốc độ quay của cánh quạt, độ thăng bằng của giá đỡ, độ nóng của vòng dây, nhiệt độ khớp nối, các hiện tượng khác...
- Nhận xét, đánh giá tổng thể về sản phẩm.
c. Dự kiến sản phẩm
- Báo cáo kết quả kiểm tra của các lần chạy thử nghiệm
- Bảng đánh giá mẫu thử
- Video ghi lại quá trình thử nghiệm.
d. Cách thức tổ chức hoạt động
- Nhóm trưởng cho hệ thống vận hành thử ít nhất 3 lần chạy thử, mỗi lần 1 phút.
- Kiểm tra đánh giá mẫu thử theo phiếu:
|
Nội dung ĐG
|
Nhận xét
|
|
Tốc độ quay của cánh quạt
|
|
|
Độ sáng của bóng đèn
|
|
|
Độ nóng của vòng dây
|
|
|
Tiếng ồn máy phát
|
|
- Nhóm trưởng cho cả nhóm quan sát và đánh giá, nhận xét theo phiếu trên.
- GV quan sát và hỗ trợ nếu cần.
7. Hoạt động 7: Chia sẻ thảo luận
a. Mục đích của hoạt động
- HS được rèn các kỹ năng: thuyết trình, thảo luận, chia sẻ, phản biện.
b. Nội dung hoạt động
- Chạy thử sản phẩm của tất cả các nhóm.
- Thảo luận và nhận xét chéo.
- Chia sẻ kinh nghiệm chế tạo.
c. Dự kiến sản phẩm
- Các chia sẻ và kinh nghiệm chế tạo sản phẩm.
d. Cách thức tổ chức hoạt động
- Các nhóm trưng bày, thuyết minh và chạy thử sản phẩm của nhóm mình trước cả lớp(mỗi nhóm 5 phút).
- Các nhóm thảo luận và nhận xét các nhóm khác(Mỗi nhóm có 5 phút để
đặt câu hỏi, nhận xét và phản biện).
- Chia sẻ kinh nghiệm chế tạo.
8. Hoạt động 8: Điều chỉnh thiết kế
a. Mục đích của hoạt động
- Điều chỉnh nhằm có sản phẩm hoạt động tốt nhất
b. Nội dung hoạt động
- Điều chỉnh thiết kế của các nhóm(nếu cần)
c. Dự kiến sản phẩm
- Bảng ghi các điều chỉnh sản phẩm của từng nhóm.
d. Cách thức tổ chức hoạt động
GV tổ chức cho các nhóm tự điều chỉnh sản phẩm của nhóm mình sao cho sản phẩm có chất lượng tốt nhất.
HS điều chỉnh thiết kế.
III. PHẦN 3: CÁC TIÊU CHÍ ĐÁNH GIÁ HOẠT ĐỘNG CỦA NHÓM VÀ ĐÁNH GIÁ SẢN PHẨM
1. Dự kiến sản phẩm: 3 sản phẩm/3 nhóm
2. Tiêu chí đánh giá sản phẩm của nhóm
|
Tiêu chí
|
Điểm tối đa
|
Điểm do GV đánh giá
|
|
Máy phát vận hành thành công
|
5
|
|
|
Máy phát hoạt động ổn định
|
2
|
|
|
Thiết kế gọn, đẹp
|
3
|
|
|
Tổng
|
10
|
|
Phân loại sản phẩm
|
Tốt
|
Khá
|
Trung bình
|
Chưa đạt
|
|
9 - 10 điểm
|
7 - 8 điểm
|
5 - 6 điểm
|
Dưới 5 điểm
|
Sau khi thu phiếu đánh giá, GV lấy điểm trung bình của từng giám khảo (Giáo viên tham gia dự giờ) để tính điểm của từng nhóm
IV. PHẦN 4: PHỤ LỤC BẢNG BIỂU
1. Phiếu chấm sản phẩm:
|
Tiêu chí
|
Điểm tối đa
|
Điểm do GV đánh giá
|
|
Máy phát vận hành thành công
|
5
|
|
|
Máy phát hoạt động ổn định
|
2
|
|
|
Thiết kế gọn, đẹp
|
3
|
|
|
Tổng
|
10
|
|
Phân loại sản phẩm
|
Tốt
|
Khá
|
Trung bình
|
Chưa đạt
|
|
9 - 10 điểm
|
7 - 8 điểm
|
5 - 6 điểm
|
Dưới 5 điểm
|
2. Bảng kê vật liệu làm sản phẩm
|
Nguyên vật liệu
|
Địa chỉ
tìm kiếm
|
Giá thiết bị
(VN đồng)
|
Số lượng
|
Thành tiền
|
|
Dây đồng(thường là đồng, đường kính 0.3mm)
|
Cửa hàng điện dân dụng
|
20 000
|
100
|
|
|
Nan hoa xe đạp
|
Cửa hàng xe đạp
|
|
|
|
|
- Một tấm gỗ vuông , 2 tấm gỗ nhỏ để làm giá đỡ.
|
Cửa hàng đồ dùng học tập
|
|
|
|
|
- Nam châm vĩnh cửu loại nhỏ tròn
|
Cửa hàng...
|
|
08 cái
|
|
|
- Con bu lông dài và 2 con bu lông có lỗ (chiều dài khoảng 7cm,đường kính 1cm)
|
Tự thiết kế
|
|
04 cái
|
|
|
- Băng dính điện
- Súng bắn keo.
- ống sun dây điện
|
Tự sưu tầm
|
|
01 cái
|
|
|
Bóng đèn Led
|
Phòng thí nghiệm
|
|
1 cái
|
|
3. Bảng phân công nhiệm vụ của các thành viên trong nhóm
|
Vị trí
|
Tên thành viên
|
Nhiệm vụ chính
|
|
Nhóm trưởng
|
................................
|
Phụ trách chung, phân công nhiệm vụ cho nhóm và điều hành nhóm
|
|
Nhà chuyên môn
|
................................
..................................
|
Nắm chắc kiến thức liên môn. Tính toán phù hợp
|
|
Nhà thiết kế
|
...................................
|
Vẽ bản thiết kế chi tiết
|
|
Chuyên gia vật liệu thi công
|
.................................
..................................
|
Tìm kiếm, gia công nguyên vật liệu, tạo mô hình
|
|
Kế toán
|
................................
|
Dự trù kinh phí, thu chi ...
|
IV. PHẦN 5:TÀI LIỆU KÈM THEO
- SGK Vật lí 11,12, NXB Giáo Dục
- SGK Công nghệ 12, NXB Giáo Dục
- Video 1 Tự Làm Máy phát điện.mp4
YẾT TRÌNH STEEMS VỀ MÁY PHÁT ĐIỆN XOAY CHIỀU
Tên sản phẩm: Máy phát điện xoay chiều
Thuộc lĩnh vực: Khoa học kĩ thuật
Thông tin cá nhân: Hoàng Thùy Linh, Đặng Gia Phong, Trần Văn Minh
Lớp 11B11 trường THPT Hồng Bàng
1. Mục đích
- Học sinh được trải nhiệm thực tế các kiến thức liên môn Toán, Lí, Công nghệ, Mỹ thuật để chế tạo một mô hình máy phát điện
- Học sinh thấy được giá trị, ý nghĩa, sự liên kết và ứng dụng thực tế của các kiến thức, kỹ năng đã học thuộc nhiều môn học trong chương trình giáo dục phổ thông nhằm giải quyết nhiều vấn đề trong thực tế.
2. Yêu cầu
- Học sinh nắm vững các kiến thức thuộc các môn liên quan.
- Lập được kế hoạch chi tiết các dụng cụ thiết bị đủ để thực hiện dự án theo yêu cầu đặt ra.
- Thiết kế và lắp giáp hoàn thiện một mô hình máy phát điện.
3. Phát triển năng lục của học sinh
- Năng lực tự học, giải quyết vấn đề
- Năng lực làm việc nhóm
- Năng lực tính toán
- Năng lực tìm kiếm thông tin...
4. Để làm được sản phẩm này chúng em đã sử dụng kiến thức mình đã học trong phần cảm ứng từ :
4. 1. Quy trình thiết kế:
- Nguyên vật liệu:
- Một tấm gỗ vuông , 2 tấm gỗ nhỏ để làm giá đỡ.
- Nam châm trắng
- 2 con bu lông dài và 2 con bu lông có lỗ (chiều dài khoảng 7cm,đường kính 1cm)
- 1 thanh sắt
- Dây đồng 0,3mm
- Băng dính điện
- Bóng đèn led nhỏ
- Súng bắn keo.
- ống sun dây điện
- Các bước tiến hành:
4.3.Kết quả : Sau khi ta quay thanh sắt thì đèn sáng .