chuyên đề mới tập huấn cbgv phủ lý

– cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của pin điện hóa, nguyên nhân gây ô nhiễm môi trường của rác thải – công thức của định luật Ôm với toàn mạch, hiệu suất và công suất của pin điện hóa,[r]

XÂY DỰNG CHỦ ĐỀ GIÁO DỤC STEM

TRONG GIÁO DỤC TRUNG HỌC

Hải Phòng, 26/11 – 29/11/2019

Báo cáo viên:

1 PGS TS Nguyễn Hoài Nam

Khoa Vật lí- ĐHSP HN

2 ThS Nguyễn Thị Thùy Trang

Bộ môn PPDH – Khoa Hóa học - ĐHSP Huế

MỤC ĐÍCH CỦA ĐỢT BỒI DƯỠNG

1 Trang bị những kiến thức cơ bản về STEM và giáo dục

STEM

2 Xây dựng đội ngũ giáo viên cốt cán cho việc triển khai

nhân rộng về giáo dục STEM tại các địa phương

NỘI DUNG TẬP HUẤN

1 Một số vấn đề chung về giáo dục STEM trong giáo dục

PT

2 Tiêu chí, quy trình kĩ thuật xây dựng các chủ đề giáo dục

STEM

3 Tổ chức dạy học, đánh giá kết quả thực hiện chủ đề giáo

dục STEM theo định hướng phát triển năng lực học sinh

4 Thực hành xây dựng một số chủ đề giáo dục STEM

trong chương trình giáo dục cấp THCS, THPT

Phương pháp học tập

- Trải nghiệm

- Thực hành

- Thảo luận

NỘI QUY LỚP HỌC

• Lớp trưởng: Trịnh Xuân Thắng (Hà Nam)

• Lớp phó: Vũ Thị Thu Hằng

• Lớp phó văn thể: Đỗ Ngọc Phượng

• Trong giờ học, học viên để điện thoại ở chế độ im lặng

• Tích cực tham gia thảo luận Nếu không hoàn thành nhiệm vụ, nhóm sẽ hát tặng lớp

• Thực hiện đúng nội quy thời gian của Ban tổ chức

NỘI QUY LỚP HỌC

• Vào lớp đúng giờ:

Sáng 8h00 – 11h30 (Giải lao 9h30-9h45)

Chiều 14h00 – 17h30 (Giải lao 15h30-15h45)

• Điện thoại đặt ở chế độ im lặng trong lớp học

• Tích cực làm việc, tham gia hoạt động lớp học

• Nộp sản phẩm học tập đúng thời hạn

CHƯƠNG TRÌNH TẬP HUẤN

1 Báo cáo chung Trải nghiệm + phân tích quy

trình kĩ thuật, tiến trình DH

2 Phân tích kế hoạch + hoạt

động dạy học chủ đề STEM Chọn chủ đề, báo cáo ý tưởng chủ đề lựa chọn

3 Thiết kế chủ đề STEM Thiết kế chủ đề STEM

Báo cáo chủ đề STEM

4 Báo cáo chủ đề STEM Giải đáp thắc mắc, tổng kết.

NỘI DUNG BUỔI 2/NGÀY 1

PHÂN TÍCH QUY TRÌNH KĨ THUẬT XÂY DỰNG CHỦ ĐỀ /BÀI HỌC STEM:

1 Thực hiện trải nghiệm học theo chủ đề STEM

2 Phân tích quy trình kĩ thuật qua ví dụ.

TRẢI NGHIỆM

THIẾT KẾ ĐÈN NGỦ VỚI PIN TỪ CỦ QUẢ

Cách thức tiến hành

- GV đóng vai là HS thực hiện đầy đủ các nhiệm vụ

học tập theo tổ chức của báo cáo viên (đóng vai GV)

- Sau chuỗi hoạt động trải nghiệm, thảo luận và phân tích về tiến trình tổ chức dạy học chủ đề STEM

• Pin có ứng dụng như thế nào với cuộc sống của

chúng ta?

• Pin có gây ra tác động tiêu cực không?

Rác thải pin ảnh hưởng ntn?

• Mỗi GĐ có từ 10-15 thiết bị sử dụng pin

• Bỏ pin không đúng cách  chôn, đốt:

+ Chôn lấp, KL nặng (Pb, Zn, Hg, Ni,…) thấm vào đất,

nguồn nước ngầm  ô nhiễm nguồn nước

+ Đốt  khói độc, tro chứa chất độc của pin  gây ô nhiễm

Có thể tạo ra loại pin thân

thiện với môi trường?

THÍ NGHIỆM KHÁM PHÁ

1 Mỗi nhóm nhận được một “bộ thiết bị” TN khám phá

nguyên liệu tạo ra nguồn điện

2 Tiến hành thí nghiệm theo phiếu hướng dẫn thí nghiệm

3 Thảo luận trả lời câu hỏi:

- Củ quả có thể sử dụng làm nguồn điện không?

4 Thời gian thực hiện: 10 phút

5 Báo cáo kết quả thí nghiệm và nhận xét

HƯỚNG DẪN THÍ NGHIỆM

• Cắt 2 điện cực kim loại (Cu, Zn), (1x8cm),

nối đầu 2 điện cực với với một đoạn dây

điện có màu khác nhau.

• Cắm 2 điện cực lần lượt vào từng loại củ,

quả (cắm chắc, 2 điện cực không tiếp xúc

với nhau).

• Lấy đồng hồ đo điện, xoay núm xoay về chế

độ đo hiệu điện thế một chiều.

• Đo hiệu điện thế trên hai đầu dây dẫn 3 lần

liên tiếp, quan sát chỉ số trên đồng hồ và ghi

lại hiệu điện thế theo mẫu.

Lần đo Điện áp

1 2 3 Trung bình

• Củ quả có thể tạo ra điện

quả là khác nhau.

Làm thế nào để tạo được pin điện

từ củ quả để phục vụ nhu cầu sử dụng

trong thực tế?

Nhiệm vụ, yêu cầu

• Yêu cầu:

1 Đèn sử dụng nguồn điện từ củ quả.

2 Đèn phải có tối thiểu 1 bóng LED có hiệu

điện thế 3V được thắp sáng.

3 Đèn có kích thước, hình dáng nhỏ gọn,

phù hợp để bàn.

4 Chi phí làm đèn tiết kiệm.

Thiết kế và chế tạo một đèn ngủ đơn giản để bàn

sử dụng nguồn năng lượng từ củ quả

Tiến trình và nhiệm vụ cụ thể

1 Nghiên cứu về pin điện hóa và đề xuất giải pháp

2 Trình bày và bảo vệ phương án thiết kế

3 Chế tạo thử nghiệm đèn ngủ dùng nguồn điện từ củ quả

4 Trình bày sản phẩm

NV1: N/cứu về pin điện hóa và đề xuất giải pháp

KT1 Pin điện hoá có cấu tạo như thế nào?

KT2 Pin điện hoá hoạt động như thế nào?

KT3 Giá trị suất điện động của pin điện hoá phụ thuộc vào những yếu tố nào?

KT4 Khi lắp đèn LED với nguồn điện thì hiệu điện thế giữa hai đầu đèn có bằng với suất điện động của nguồn không? Vì sao?

KT5 Có những cách nào tạo được nguồn điện đáp ứng nhu cầu sử dụng từ những pin điện hóa riêng lẻ? Mỗi cách đó có tác dụng gì?/thay đổi suất hiện động và điện trở trong như thế nào?

1 Thảo luận, tra cứu trả lời các câu hỏi sau (10 phút)

2 Thảo luận vẽ bản thiết kế trên giấy A1 (10 phút)

MỘT SỐ CÂU HỎI GỢI Ý

1 Sử dụng những nguyên liệu gì để tạo

được pin từ củ quả?

2 Có cách nào để tăng giá trị suất điện

động của pin củ quả từ các nguyên liệu đã

BÁO CÁO GIẢI PHÁP THIẾT KẾ

• Mỗi nhóm báo cáo giải pháp trong 3-5 phút

• Yêu cầu báo cáo: trình bày ngắn gọn , mô tả rõ các

bộ phận của đèn ngủ (kèm theo nguyên liệu, kích thước, ) và giải thích nguyên lí hoạt động của đèn.

• Các nhóm khác nghe, đặt câu hỏi/nhận xét/góp ý

(1 ý kiến/nhóm)

1 Pin điện hoá có cấu tạo như thế nào?

Cấu tạo của pin điện hoá gồm hai cực có bản chất hoá học khác nhau được ngâm trong chất điện phân

(dung dịch axit, bazơ, muối…)

2 Pin điện hoá hoạt động như thế nào?

(Tham khảo SGK Vật lí 11 trang 41,42)

3 Giá trị suất điện động của pin điện hoá phụ thuộc vào những yếu tố nào?

Giá trị suất điện động của pin điện hoá phụ thuộc vào bản chất của hai điện cực và bản chất của chất điện phân (nồng độ)

(Thí nghiệm khảo sát thay đổi diện tích bản điện cực, hay dịch

chuyển khoảng cách sẽ không làm thay đổi đáng kể suất điện động

mà thực tế là thay đổi điện trở trong của điện cực)

(HS có thể tự tìm kiếm tài liệu trên mạng)

4 Khi lắp đèn LED với nguồn điện thì hiệu điện thế giữa hai đầu đèn có bằng với suất điện động của nguồn không? Vì sao?

• Khi nối nguồn điện với thiết bị tiêu thụ điện thì hiệu điện thế giữa

hai đầu thiết bị sẽ không thể bằng giá trị suất điện động của

nguồn.

• Định luật Ôm cho mạch kín I= và hệ quả U=E-Ir

• với r là điện trở trong của nguồn điện

•

5 Làm thế nào tạo được nguồn điện đáp ứng nhu cầu sử dụng từ nhiều pin điện hoá riêng lẻ?

Thực hiện ghép các nguồn riêng lẻ thành bộ

 Bộ nguồn nối tiếp: Tăng suất điện động, và tăng

cả điện trở trong.

 Bộ nguồn song song: Giảm điện trở trong

nhưng không tăng suất điện động

 Bộ nguồn ghép hỗn hợp đối xứng: Tăng suất

điện động đồng thời không làm tăng điện trở trong

tuy nhiên cần sử dụng nhiều pin điện hoá.

Một số tổng kết về kiến thức

• Cấu tạo pin điện hoá: hai điện cực khác bản chất tiếp xúc với dung dịch điện li

• Nguyên lí hoạt động

Pin điện hoá

• Định luật Ohm cho toàn mạch: U giữa 2 cực của bộ nguồn không bằng tổng hiệu điện thế giữa 2 cực của các nguồn.

• U mạch ngoài = E – độ giảm thế trên nguồn

Mối quan hệ các đại

lượng trong mạch

điện

• Bộ nguồn nối tiếp: E tăng, r tăng

• Bồ nguồn song song: E không đổi, r giảm

• Bộ nguồn hỗn hợp đối xứng:

Ghép nguồn thành bộ

Hoạt động 4 Chế tạo thử nghiệm sản phẩm

• Thực hiện sản phẩm theo bản thiết kế, thử nghiệm và

điều chỉnh theo yêu cầu sản phẩm

• Thời gian thực hiện: 30 phút

• Chuẩn bị báo cáo sản phẩm trong 5 phút

• Yêu cầu báo cáo: mô tả sản phẩm, những thay đổi so với thiết kế ban đầu và giải thích, những vấn đề gặp phải và

cách khắc phục

PHÂN TÍCH

HOẠT ĐỘNG - THIẾT KẾ ĐÈN NGỦ TỪ PIN CỦ QUẢ

Yêu cầu thảo luận:

• Chia chuỗi HĐ trải nghiệm thành 5 HĐ, kể tên các HĐ đó

• Mục tiêu và kiến thức, kĩ năng học được từ mỗi HĐ

• Làm việc cá nhân, 5 phút

Tiến trình DH chủ đề STEM

Yêu cầu thảo luận:

1 Chỉ ra mối liên hệ giữa các hoạt động trải nghiệm ứng

với tiến trình tổ chức thực hiện dạy học chủ đề/bài học STEM (tr 38)

2 Có thể điều chỉnh hoặc phát triển các hoạt động dạy học

như thế nào?

Tiến trình DH chủ đề STEM

Cơ sở/lí do

Yêu cầu về sản phẩm là ngẫu nhiên hay có mục đích?

Mối liên hệ giữa yêu cầu sản phẩm – mục tiêu DH

– cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của pin điện hóa, nguyên nhân gây ô nhiễm môi trường của rác thải

– công thức của định luật Ôm với toàn mạch, hiệu suất và công suất của pin điện hóa, suất điện động của bộ nguồn trong các cách ghép nguồn điện thành bộ;

– Tiến hành được thí nghiệm nghiên cứu và tìm ra điều kiện phù hợp để thiết kế đèn ngủ (đèn led) có hiệu điện thế định mức 3V;

– Đo suất điện động để kiểm tra hoạt động của pin đã chế tạo;

- Tính toán, đưa ra giải pháp phù hợp với yêu cầu.

- Giáo dục phẩm chất tiết kiệm

YC1 Đèn sử dụng nguồn điện từ củ

quả.

YC2 Đèn phải có tối thiểu 1 bóng

LED có hiệu điện thế định mức 3V

TỔ CHỨC DẠY HỌC CHỦ ĐỀ STEM THEO TIẾN TRÌNH THEO 5 BƯỚC

CÓ ĐẢM BẢO KIẾN THỨC?

Việc học, huy động đánh giá KT được định hướng như thế nào?

Câu hỏi kiến thức nền

KT1 Pin điện hoá có cấu tạo như thế nào?

KT2 Pin điện hoá hoạt động như thế nào?

KT3 Giá trị suất điện động của pin điện

hoá phụ thuộc vào những yếu tố nào?

KT4 Khi lắp đèn LED với nguồn điện thì

hiệu điện thế giữa hai đầu đèn có bằng với

suất điện động của nguồn không? Vì sao?

KT5 Có những cách nào tạo được nguồn

điện đáp ứng nhu cầu sử dụng từ những

pin điện hóa riêng lẻ? Mỗi cách đó có tác

dụng gì?/thay đổi suất hiện động và điện

trở trong như thế nào?

Câu hỏi định hướng thiết kế

TK1 Sử dụng những nguyên liệu gì để

tạo được pin từ củ quả?

TK2 Có cách nào để tăng giá trị suất

điện động của pin củ quả từ các nguyên liệu đã lựa chọn không?

TK3 Chọn cách lắp ghép các pin củ quả

như thế nào để có thể thắp sáng đèn LED 3V?

YC1 – đèn củ quả

YC2 – LED 3V YC3 – lắp ráp YC4 – chi phí

TK2 – cách tạo nguồn

TK3 – cách ghép

bộ nguồn

TK4 – cách lắp đèn ngủ

TK5 – chi phí tiết kiệm

MỘT SỐ CÂU HỎI THẢO LUẬN

1 Sơ đồ mạch điện đúng chưa? (đủ

bộ phận cơ bản, kí hiệu các bộ phân, cách nối)

2 Chỉ ra cấu tạo của 1 pin điện.

3 Tại sao củ quả có thể làm nguồn điện

4 Tính như thế nào ra được 3 hay 4 pin nối với nhau thành bộ?

5 Tại sao mắc nối tiếp mà không mắc song song?

6 Tại sao các bộ nguồn đều tính đáp ứng đèn 3V mà một số đèn sáng mờ?

7 Trong trường hợp có đèn không sang thì nguyên nhân có thể là gì?

PHÂN TÍCH BẢN THIẾT KẾ THEO S -T-E-M

Ví dụ trong bản Thiết kế đèn ngủ từ nguồn điện rau củ

quả

• Tập trung vào kiến thức nền trong lĩnh vực S (Khoa học):

 Tại sao thiết kế nguồn như vậy (số lượng, cấu tạo) Sử dụng kiến thức và kết quả thực nghiệm để giải thích

HĐT trên 1 quả/củ có đạt yêu cầu (3V) không? Giải thích cách làm để HĐT đạt yêu cầu ( bằng cách vận dụng kiến thức về đ/l Ôm… )

HĐT đo được trên bộ nguồn có bằng tổng HĐT của các nguồn riêng lẻ không? Giải thích

Giải thích tại sao thiết kế pin như vậy? Tại sao chọn vật liệu như trong thiết kế? Giải thích bằng kiến thức khoa học trong vật liệu

PHÂN TÍCH BẢN THIẾT KẾ THEO S-T-E -M

Ví dụ trong bản Thiết kế đèn ngủ từ nguồn điện rau củ quả

• Tập trung vào kiến thức nền trong lĩnh vực E (kỹ thuật):

 Kĩ năng phân tích kĩ thuật

Từ yêu cầu của sản phẩm, xác định được các phần tử có trong sơ đồ thiết kế

Từ yêu cầu của sản phẩm, xác định được cấu tạo của sơ đồ thiết kế và sơ đồ

mô hình sản phẩm

 Kĩ năng thiết kế kĩ thuật

Thiết kế được sơ đồ nguyên lý, sơ đồ chi tiết, sơ đồ mô hình sản phẩm

PHÂN TÍCH BẢN THIẾT KẾ THEO S-T-E - M

Ví dụ trong bản Thiết kế đèn ngủ từ nguồn điện rau củ quả

• Tập trung vào kiến thức nền trong lĩnh vực M (toán học):

 Sử dụng Toán học như một công cụ

Tính toán số lượng vật tư tiêu hao sao cho tiết kiệm nhất

Thống kê được kết quả thực nghiệm và sai số

 Tìm hiểu tri thức Toán học

Làm thế nào để thiết kế sản phẩm có hình dạng và kích thước phù hợp với đèn và nguồn điện sử dụng

Một số câu hỏi khác

1 HS có tự học hoàn toàn kiến thức nền không?

2 Bằng cách nào hướng dẫn HS tự học?

3 Có thể đánh giá kết quả tự học của HS như thế nào

4 Giải quyết như thế nào với trường hợp không phải toàn

bộ kiến thức của chủ đề vận dụng để chế tạo sản phẩm

5 Lớp đông tổ chức báo cáo, thảo luận ntn?

6 Làm thế nào để mọi HS tích cực tham gia?

7 Có nhất thiết phải có đánh giá sản phẩm, bản thiết kế,

báo cáo? …

• Phối hợp tự học và tổ chức các HĐ dạy học trên lớp

• Chú ý: nếu HS tự học cần có HĐ đánh giá, thảo luận để chắc chắn HS nắm được KT theo yêu cầu

HĐ đánh giá thảo luận tổ chức kết hợp với các HĐ báo cáo giải pháp, sản phẩm

Kiểm tra, chốt kiến thức của HS?

• GV chuẩn bị hệ thống câu hỏi để trao đổi khi HS báo cáo bản thiết kế và sản phẩm

• Nội dung câu hỏi tập trung vào từng lĩnh vực S-T-E-M

cần làm rõ sau khi HS khai thác hoặc khám phá kiến thức nền

Tổ chức báo cáo giải pháp và sản phẩm

• GV chuẩn bị các câu hỏi làm rõ kiến thức nền sử dụng để

đề xuất giải pháp/ chế tạo sản phẩm (các câu hỏi cần link với nội dung KT hướng dẫn HS tự học)

• Câu hỏi phản biện để HS phát triển sản phẩm

• Có thể so sánh chỉ ra điểm giống và khác giữa các sản

phẩm để làm rõ KT, KN của bài học và sự sáng tạo của HS

Hướng dẫn HS thực hiện quy trình thiết kế kĩ thuật

như thế nào trong Hoạt động 4 – chế tạo và thử nghiệm

- Chế tạo: Dựa trên bản thiết kế đã điều chỉnh sau buổi bảo việc

thiết kế, nhóm học sinh chế tạo sản phẩm theo đúng phương án

đã lựa chọn Lưu lại hình ảnh sản phẩm.

BÀI TẬP VỀ NHÀ

Làm việc theo từng nhóm:

• Xem video về hoạt động 1, 3 và 5 của chủ đề Thiết kế hệ

“taphuan.sesdp2.edu.vn” và trả lời các câu hỏi:

– Quan sát, mô tả HS nào đã làm gì, ghi gì, phát biểu gì, tương tác như thế nào.

– Phân tích HS đã học được gì? Mục tiêu mong đợi nào mà chưa đạt được? (Minh chứng từ mô tả ở bước 1).

– Nguyên nhân của những thành công hoặc chưa thành công nêu trên.

– Đề xuất những cải tiến cho hoạt động dạy học tốt hơn.

Link khảo sát trước khóa học

Truy cập: classroom.google.com

Mã tham gia lớp học: yo0nui

NỘI DUNG BUỔI 1/NGÀY 2

PHÂN TÍCH ĐÁNH GIÁ CHỦ ĐỀ/BÀI HỌC STEM THEO TIÊU CHÍ ĐÁNH GIÁ CỦA CÔNG VĂN 5555

1 Mô tả các hoạt động của GV và HS dựa trên

video các hoạt động đã tìm hiểu

2 Phân tích các tiêu chí thực hiện bài học theo

các tiêu chí của công văn 5555

Thảo luận nhóm đánh giá KHDH

• Nghiên cứu/phân tích KHDH chủ đề “Hệ thống báo động

khi mở cửa” theo bảng kiểm trang 27 - Thời gian: 25 phút

Nhiệm vụ chung: đánh giá những tiêu chí chung + HĐ 1.

Nhận xét mô tả HĐ DH có chi tiết, rõ ràng không?

HĐ DH khả thi, phù hợp và tích cực hóa HS không? Có đạt MT của chủ đề không?

Nhiệm vụ riêng của các nhóm:

Nhóm 1,2 3,4 56 78

Yêu cầu thực hiện

• Xem băng hình video 1 Hoạt động (nếu cần)

• Thời gian thực hành: 60 phút

• Cách thức tiến hành:

– Cả lớp cùng xem lại video;

– Cá nhân theo dõi, chuẩn bị các ý trả lời theo 4 bước;

– Nhóm thảo luận theo đúng 4 bước được hướng dẫn;

– Cả lớp thảo luận theo đúng 4 bước được hướng dẫn.

Yêu cầu thực hiện

• Bốn bước theo dõi, trả lời và thảo luận:

– Bước 1: Quan sát, mô tả HS nào đã làm gì, ghi gì, phát biểu gì, tương tác như thế nào trong nhóm và trong lớp.

– Bước 2: Phân tích HS đã học được gì? Mục tiêu mong đợi nào

mà chưa đạt được? (Minh chứng từ mô tả ở bước 1).

– Bước 3: Nguyên nhân của những thành công hoặc chưa thành công nêu trên.

– Bước 4: Đề xuất những cải tiến cho hoạt động dạy học tốt hơn.

NỘI DUNG BUỔI 2/NGÀY 2

CÁC NHÓM THẢO LUẬN XÁC ĐỊNH CHỦ ĐỀ/BÀI HỌC STEM TRONG CHƯƠNG TRÌNH GDPT

2 Trình bày ý tưởng chọn chủ đề trước lớp để

trao đổi thảo luận