2.2.2. Quy trình chế tạo thí nghiệm

Nguyên tắc 1: Xây dựng nội dung phải huy động kiến thức tổng hợp của các môn học thuộc lĩnh vực STEM

Nguyên tắc này nhằm rèn luyện kĩ năng STEM và vận dụng các kiến thức tổng hợp, các kinh nghiệm sẵn có của người học vào giải quyết vấn đề thực tiễn của người học. Trong quá trình sử dụng các kiến thức để giải quết các vấn đề không chỉ vận dụng kiến thức cũ mà còn có thể lĩnh hội các kiến thức mới có liên quan.

Nguyên tắc 2: Nội dung giáo dục STEM phải đảm bảo tính vừa sức đối với người học

Trong quá trình xây dựng nội dung học tập GV cần đưa ra các mâu thuẫn trong nhận thức được nâng cao dần đề HS có nhu cầu giải quyết các mâu thuẫn trên.

Tính vừa sức cần phù hợp với từng lứa tuổi vì ở các lứa tuổi khác nhau thì nhu cầu học tập, phát triển trí tuệ, hứng thú cảu HS cũng khác nhau

Nguyên tắc 3: Nội dung giáo dục STEM phải có ý nghĩa thực tiễn và phù hợp với cuộc sống và trải nghiệm của HS

Nguyên tắc này đòi hỏi trong quá trình xây dựng nội dung giáo dục STEM cần tinh giản những kiến thức mang tính hàn lâm, tăng cường kiến thức thực tiễn, tạo điều kiện để người học được trải nghiệm. Để thực hiện nguyên tắc này cần phải: - Khi xây dựng chủ đề, kế hoạch dạy học cần lựa chọn những nội dung và những tri cơ bản thuộc lĩnh vực STEM, phù hợp với những điều kiện, với hoàn cảnh thực tiễn và trải nghiệm của HS. - Về nội dung dạy học phải làm cho người học nắm vững tri thức lí thuyết, thấy rõ nguồn gốc của những tri thức đó và vai trò của tri thức khoa học đối với thực tiễn.

2.2.2. Quy trình chế tạo thí nghiệm

2.2.2.1. Quy trình chế tạo thí nghiệm trong dạy học vật lí theo định hướng giáo dục STEM Để sử dụng các thí nghiệm tự chế tạo trong dạy học đạt kết quả cao thì việc xây dựng các thí nghiệm cần theo một quy trình nhất định và được điều

chỉnh theo mục tiêu giáo dục. Qua nghiên cứu chúng tôi thấy quy trình chế tạo thí nghiệm có thể qua các bước sau:

Xác định mục tiêu dạy học

Nghiên cứu nội dung bài học

Tìm hiểu thực trạng cơ sở vật chất, thiết

Đề xuất, lựa chọn phương án thí nghiệm

Chuẩn bị các vật liệu, dụng cụ và linh kiện cần thiết

Gia công, chế tạo dụng cụ thí nghiệm

Lắp ráp thí nghiệm

Tiến hành thí nghiệm

Hoàn thiện thí nghiệm

Hình 2.1. Sơ đồ quy trình chế tạo thí nghiệm

2.2.2.2. Vận dụng vào chế tạo thí nghiệm đòn bẩy và ròng rọc

a. Chế tạo đòn bẩy.

Bước 1: Xác định mục tiêu dạy học - Nêu được tác dụng của đòn bẩy là giảm lực kéo hoặc đẩy vật và đổi hướng của lực và tác dụng này trong các ví dụ thực tế. - Sử dụng đòn bẩy phù hợp trong những trường hợp thực tế cụ thể và chỉ rõ lợi ích của nó. Bước 2: Nghiên cứu nội dung bài học - Qua nghiên cứu những nội dung kiến thức đòn bẩy, chúng tôi nhận thấy rằng những nội dung kiến thức sau có thể xây dựng thí nghiệm để dạy học. + Đòn bẩy có tác dụng đổi hướng của lực + Lực kéo và đẩy phụ thuộc vào chiều dài đòn bẩy Bước 3: Tìm hiểu thực trạng cơ sở vật chất, thiết bị

Thí nghiệm đòn bẩy được trang bị trong trường học tuy nhiên để nâng cao tính trực quan, gắn kết giữa kiến thức và nhu cầu thực tế thì và phát huy tính sáng tạo ta dùng thí nghiệm tự chế tạo. Bước 4: Đề xuất, lựa chọn phương án thí nghiệm Đề xuất phương án chế tạo thí nghiệm đòn bẩy như hình vẽ

Hình 2.2. Phương án chế tạo thí nghiệm đòn bẩy

Bước 5: Chuẩn bị các vật liệu, dụng cụ và linh kiện cần thiết - 01 thanh gỗ mỏng dài 40cm

- 01 giá đỡ cao 50cm

- 01 khoan tay hoặc khoan máy - 01 lực kế - 01 ốc vít

Bước 6: Gia công, chế tạo dụng cụ thí nghiệm - Gia công thanh đòn kích thước (40cm x 2cm) trên thanh gỗ có khoan 5 lỗ, một lỗ để bắt ốc vào giá đỡ - Gia công giá đỡ + Trục giá đỡ cao 50cm trên trục có đục 1 lỗ để bắt ốc vào thanh đòn. + Đế giá đỡ Bước 7: Lắp ráp thí nghiệm

Lắp các dụng cụ trên thành bộ đòn bẩy như hình vẽ

Hình 2.3. Lắp ráp thành bộ đòn bẩy Bước 8: Tiến hành thí nghiệm Bố trí thí nghiệm như hình vẽ

Hình 2.4. Tiến hành thí nghiệm tác dụng của đòn bẩy Bước 9: Hoàn thiện thí nghiệm

+ Thí nghiệm tác dụng của đòn bẩy làm thay đổi hướng của lực

- Bố trí thí nghiệm như hình vẽ

Hình 2.5. Thí nghiệm tác dụng của đòn bẩy làm thay đổi hướng của lực - Kết quả thí nghiệm Khi muốn nhấc vật lên ta dùng lực kéo thanh đòn xuống nên lực tác dụng lên vật thay đổi hướng của lực

+ Thí nghiệm đòn bẩy được lợi về lực

- Bố trí thí nghiệm như hình vẽ

Hình 2.6. Thí nghiệm đòn bẩy được lợi về lực

- Kết quả thí nghiệm Thay đổi khoảng cách Trọng lượng của vật Lực đo được

OO1 = OO2 P = 2N 2N

OO1 > OO2 P = 2N 3N

OO1 < OO2 P = 2N 1,5N

b. Chế tạo ròng rọc

Bước 1: Xác định mục tiêu dạy học - Nêu được tác dụng của ròng rọc là giảm lực kéo vật và đổi hướng của lực. - Nêu được tác dụng này trong các ví dụ thực tế. Bước 2: Nghiên cứu nội dung bài học - Qua nghiên cứu những nội dung kiến thức dòng dọc, chúng tôi nhận thấy rằng những nội dung kiến thức sau có thể xây dựng thí nghiệm để dạy học. + Ròng rọc tĩnh có tác dụng đổi hướng của lực nhưng không thay đổi độ lớn của lực + Ròng rọc động làm thay đổi lực kéo vào vật Bước 3: Tìm hiểu thực trạng cơ sở vật chất, thiết bị

Thí nghiệm ròng rọc được trang bị trong trường học tuy nhiên để nâng cao tính trực quan, gắn kết giữa kiến thức và nhu cầu thực tế thì và phát huy tính sáng tạo ta dùng thí nghiệm tự chế tạo. Bước 4: Đề xuất, lựa chọn phương án thí nghiệm Đề xuất phương án chế tạo thí nghiệm ròng rọc như hình vẽ

Hình 2.7. Phương án chế tạo thí nghiệm ròng rọc động (bên trái) ròng rọc tĩnh (bên phải)

Bước 5: Chuẩn bị các vật liệu, dụng cụ và linh kiện cần thiết - Bánh xe

- Dây kim loại - Dây gai mềm - Lực kế - Vật nặng - Giá đỡ Bước 6: Gia công, chế tạo dụng cụ thí nghiệm - Gia công ròng rọc tĩnh - Gia công ròng rọc động Bước 7: Lắp ráp thí nghiệm Lắp các dụng cụ trên thành 2 bộ ròng rọc động và tĩnh như hình vẽ

Hình 2.8. Lắp ráp 2 bộ ròng rọc động và tĩnh Bước 8: Tiến hành thí nghiệm Bố trí thí nghiệm như hình vẽ

Hình 2.9. Thí nghiệm về tác dụng của ròng rọc

Bước 9: Hoàn thiện thí nghiệm

+ Thí nghiệm tác dụng của ròng rọc làm thay đổi hướng của lực

- Bố trí thí nghiệm như hình vẽ

Hình 2.10. Thí nghiệm tác dụng của ròng rọc tĩnh làm thay đổi hướng của lực - Kết quả thí nghiệm

Loại ròng rọc Trọng lượng của vật Hướng kéo vật Lực kéo vật

Ròng rọc tĩnh 2N Phương hẳng đứng 2N

Ròng rọc tĩnh 2N Phương nghiêng 2N

Ròng rọc tĩnh 2N Phương ngang 2N

+ Thí nghiệm lực kéo vật nhỏ hơn trọng lượng của vật - Bố trí thí nghiệm như hình vẽ

Hình 2.11. Thí nghiệm tác dụng của ròng rọc động lực kéo vật nhỏ hơn trọng lượng của vật