Học sinh trình bày được kiến thức về sự bay hơi; tốc độ bay hơi phụ thuộc vào gió, nhiệt độ và diện tích mặt thoáng; Nhận ra được khả năng làm mát không khí khi tăng lượng hơi nước tron[r]
Trang 1CHỦ ĐỀ: CHẾ TẠO MÁY LÀM MÁT KHÔNG KHÍ
1 Tên chủ đề:CHẾ TẠO MÁY LÀM MÁT KHÔNG KHÍ
(Số tiết: 03 tiết – Lớp 6)
2 Mô tả chủ đề
Khí hậu ở miền tây thường là oi bức vào mùa hè Đặc biệt là trong lớp học với số lượng HS đông Với kiến thức sự bay hơi mà các em HS lớp 6 sẽ học để tạo điểu kiện cho các em có sự trải nghiệm các hiện tượng thực tế qua đó chiếm lĩnh kiến thức sự bay hơi lớp chúng ta tham gia vào dự án chế tạo máy làm mát không khí
Theo đó, HS phải tìm hiểu và chiếm lĩnh các kiến thức mới:
-Sự bay hơi (Bài 26 - vật lý 6).
-Sơ đồ điện; Thiết kế mạch điện(Bài 55, 58 – Vật lí lớp 8).
3 Mục tiêu
Sau khi hoàn thành chủ đề này, học sinh có khả năng:
Hiện tượng chất lỏng chuyển từ thể lỏng sang thể hơi gọi là sự bay hơi của chất lỏng
- Mô tả được quá trình chuyển thể trong sự bay hơi của ít nhất một chất lỏng
- Sự chuyển từ thể lỏng sang thể hơi gọi là sự bay hơi
- Tốc độ bay hơi của một chất lỏng phụ thuộc vào nhiệt độ, gió và diện tích mặt thoáng của chất lỏng
- Dùng phương pháp thực nghiệm để tìm hiểu sự phụ thuộc của hiện tượng bay hơi đồng thời vào ba yếu tố
- Xây dựng được phương án thực nghiệm đơn giản để kiểm chứng tác dụng của nhiệt
độ, gió và diện tích mặt thoáng của chất lỏng đối với sự bay hơi của chất lỏng
- Vẽ được bản thiết kế dùng quạt điện để tăng cường độ gió từ đó tăng tốc độ bay hơi của nước làm nhiệt độ môi trường giảm
- Chế tạo được máy làm mát không khí mini
- Trình bày, bảo vệ được ý kiến của mình và phản biện ý kiến của người khác
- Hợp tác trong nhóm để cùng thực hiện nhiệm vụ học tập
c Phát triển phẩm chất
- Có thái độ tích cực, hợp tác trong làm việc nhóm
- Yêu thích, say mê nghiên cứu khoa học
- Có ý thức bảo vệ môi trường
Trang 2d Phát triển năng lực chung
- Năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo khi tìm cách làm tăng lượng gió làm nước bay hơi nhanh và làm mát không khí xung quanh
- Năng lực giao tiếp và hợp tác: Thống nhất bản thiết kế và phân công thực hiện từng phần nhiệm vụ cụ thể
- Năng lực tự chủ và tự học: Học sinh tự nghiên cứu kiến thức nền và vận dụng kiến thức nền để chế tạo máy làm mát không khí
4 Thiết bị
GV sẽ hướng dẫn HS sử dụng một số thiết bị sau khi học chủ đề:
-Quạt điện
- Một số nguyên vật liệu như: quạt điện, hộp nhựa, dây dẫn điện, đèn led,
5 Tiến trình dạy học
Hoạt động 1:XÁC ĐỊNH YÊU CẦU CHẾ TẠO MÁY LÀM MÁT KHÔNG KHÍ
(Tiết 1 - 45 phút)
a Mục đích
Học sinh trình bày được kiến thức về sự bay hơi; tốc độ bay hơi phụ thuộc vào gió, nhiệt độ và diện tích mặt thoáng; Nhận ra được khả năng làm mát không khí khi tăng lượng hơi nước trong không khí; Tiếp nhận được nhiệm vụ thiết kế máy làm mát không khí
b Nội dung
- HS trình bày về cách làm không khí mát là làm tăng lượng hơi nước trong không khí -HS nêu được cách làm tăng lượng hơi nước trong không khí là tăng sự bay hơi của nướcở nhiệt độ thấp để làm nhiệt độ của khí giảm xuống
- Từ thí nghiệm khám phá kiến thức, GV giao nhiệm vụ cho HS thực hiện dự án “Chế tạo máy làm mát không khí” dựa trên kiến thức về sự bay hơi và hoạt động của quạt làm tăng lượng gió nước bay hơi nhanh
- GV thống nhất với HS về kế hoạch triển khai dự án và tiêu chí đánh giá sản phẩm của dự án
c Dự kiến sản phẩm hoạt động của học sinh
Kết thúc hoạt động, HS cần đạt được các sản phẩm sau:
- Bản ghi chép kiến thức mới về sự bay hơi, tốc độ bay hơi phụ thuộc vào các yếu tố (đặc biệt là gió)
- Bảng mô tả nhiệm vụ của dự án và nhiệm vụ các thành viên; thời gian thực hiện dự
án và các yêu cầu đối vớisản phẩm trong dự án
Trang 3d Cách thức tổ chức hoạt động
Bước 1 Đặt vấn đề, chuyển giao nhiệm vụ
Trên cơ sở GV đã giao nhiệm vụ cho HS về nhà tìm hiểu thông tin về thế nào là cách làm giảm nhiệt độ không khí là tăng lượng hơi nước trong không khí; sự bay hơi; tốc độ bay hơi phụ thuộc vào các yếu tố gió, nhiệt độ và diện tích mặt thoáng, GV đặt câu hỏi để
HS trả lời:
Tăng lượng hơi nước lạnh trong không khí giúp làm giảm nhiệt độ của không khí.
Sự chuyển từ thể lỏng sang thể hơi gọi là sự bay hơi.
Tốc độ bay hơi của chất lỏng phụ thuộc vào gió, nhiệt độ, diện tích mặt thoáng.
GV tổng kết bổ sung, chỉ ra được: Cách làm mát không khí trong thể tích hẹp bằng cách làm tăng lượng hơi nước lạnh trong không khí rất phổ biến phù hợp cho những nơi không gian không phải phòng kín, không dùng máy lạnh, máy điều hòa
Bước 2 HS làm thí nghiệm khám phá kiến thức
GV đặt vấn đề giới thiệu thí nghiệm: Có cách nào có thể làm tăng sự bay hơi nước trong không khí?Khi hơi nước trong không khí càng nhiều thì nhiệt độ của không khí có giảm không?
- GV chia HS thành các nhóm từ 6-8 học sinh (Dành thời gian cho các nhóm bầu nhóm trưởng, thư kí)
- GV nêu mục đích và hướng dẫn tiến hành thí nghiệm để rút ra gió càng mạnh tốc độ bay hơi nước càng nhanh và nhiệt độ không khí càng giảm
Mục đích: Tiến hành thí nghiệm để nghiên cứu rút ra gió càng mạnh tốc độ bay hơi
nước càng nhanh và nhiệt độ không khí càng giảm
GV phát nguyên liệu và phiếu hướng dẫn/phiếu học tập làm thí nghiệm cho các nhóm
để các nhóm tự tiến hành thí nghiệm:
Nguyên vật liệu: Mỗi nhóm HS sẽ nhận được một số vật liệu và dụng cụ sau:
+ Nhiệt kế đo nhiệt độ khí quyển
+ Cốc nước lạnh, quạt
+ 2 đoạn dây điện có màu khác nhau
+ Phiếu học tập
Phiếu hướng dẫn làm thí nghiệm:
+ Lấy hai đĩa chứa cùng một lượng nước lạnh như nhau
+ Hai đĩa đặt vào hai nơi có gió như nhau so sánh sự bay hơi ở hai đĩa
+ Dùng nhiệt kế đo nhiệt độ khí quyển tại hai đĩa từ đó rút ra tại gió càng mạnh nước bay hơi càng nhanh làm nhiệt độ khí quyển càng giảm
+ Giao phiếu học cho các nhóm
Trang 4PHIẾU HỌC TẬP SỐ 1
Lượng nước ban đầu ở hai đĩa
có như nhau không
Nhiệt độ khí quyển ban đầu xung
quanh ở hai đĩa
Gió ở đĩa nước lạnh nào nhiều
hơn
Lượng nước còn lại ở hai đĩa
sau 5 phút
Nước ở đĩa nào bay hơi nhanh
hơn
Hơi nước trong không khí ở đĩa
nào nhiều hơn
Nhiệt độ không khí ở xung quanh
2 đĩa sau 5 phút
PHIẾU HỌC TẬP SỐ 2
1 Thế nào là sự bay hơi?
2 Lấy thêm các ví dụ về sự bay hơi
3 Tốc độ bay của chất lỏng phụ thuộc vào
yếu tố nào?
4 Nêu thêm các ứng dụng về tốc độ bay hơi
của chất lỏng phụ thuộc vào các yếu tốc
- HS làm thí nghiệm theo nhóm, GV quan sát hỗ trợ nếu cần
- Đại diện HS các nhóm trình bày kết quả thí nghiệm và kết luận
- GV nhận xét, chốt kiến thức: Tốc độ bay hơi của chất lỏng phụ thuộc vào 3 yếu tố: Gió, nhiệt độ và diện tích mặt thoáng của chất lỏng; Khi hơi nước trong khí quyển càng nhiều nhiệt độ khí quyển càng giảm
Bước 3.Giao nhiệm vụ cho HS và xác lập yêu cầu của sản phẩm
GV nêu nhiệm vụ: Căn cứ vào kết quả thí nghiệm vừa tiến hành, các nhóm sẽ thực
hiện dự án “Thiết kế dụng cụ mini làm mát khí quyển”.
Sản phẩm máy mini là mát khí quyển phải đạt yêu cầu như sau:
Bảng yêu cầu đối với sản phẩm
Trang 5Tiêu chí
Nguồn chạy quạt có HĐT tối đa 6V
Dụng cụ có thể làm mát xung quanh bàn học cho 1 người
Sản phẩm gọn gàng, đẹp
Chi phí làm máy tiết kiệm
Bước 4.GV thống nhất kế hoạch triển khai
Hoạt động 1: Giao nhiệm vụ dự án Tiết 1
Hoạt động 2: Nghiên cứu kiến thức nền và
chuẩn bị bản thiết kế sản phẩm để báo cáo
1 tuần (HS tự học ở nhà theo nhóm)
Hoạt động 3: Báo cáo phương án thiết kế Tiết 2
Hoạt động 4: Chế tạo, thử nghiệm sản phẩm 1 tuần (HS tự làm ở nhà theo
nhóm)
Hoạt động 5: Triển lãm, giới thiệu sản
phẩm
Tiết 3
Trong đó, GV nêu rõ nhiệm vụ ở nhà của hoạt động 2:
- Nghiên cứu kiến thức liên quan:Cấu tạo và nguyên tắc hoạt động quạt điện; cách làm nước đá duy trì độ lạnh lâu; Cách bố trí mạch điện
-Tiến hành thí nghiệm xác địnhphương án lắp ghép dụng cụ sao cho hiệu quả gọn nhẹ
và hiệu quả
-Vẽ bản vẽ mạch điện và bản thiết kế sản phẩm để báo cáo trong buổi học kế tiếp.
- Các tiêu chí đánh giá bài trình bày, bản vẽ mạch điện và bản thiết kế sản phẩm được
sử dụng theo Phiếu đánh giá số 2
Trang 6Yêu cầu đối với bài báo cáo và bản thiết kế sản phẩm.
Tiêu chí
Bản vẽ mạch điện của đèn được vẽ rõ ràng, đúng nguyên lí
Bản thiết kế kiểu dáng của máy làm mát mini gọn nhẹ
Giải thích rõ nguyên lí hoạt động của máy làm mát khí quyển
Trình bày rõ ràng, logic, sinh động
GV cần nhấn mạnh: Khi báo cáo phương án thiết kế sản phẩm học sinh phải vận
dụng kiến thức nền để giải thích, trình bày nguyên lí hoạt động của sản phẩm Vì vậy, tiêu chí này có trọng số điểm lớn nhất.
Hoạt động 2.NGHIÊN CỨU KIẾN THỨC VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP CHẾ TẠO
MÁY LÀM MÁT KHÔNG KHÍ
(HS làm việc ở nhà – 1 tuần)
a Mục đích
Học sinh tự học được kiến thức liên quan thông qua việc nghiên cứu tài liệu về các kiến thức sự bay hơi, nguồn điện, dòng điện, sơ đồ mạch điện,… Từ đó xác định được cơ
sở khoa học của việc thiết kế mạch điện, đưa ra phương án thiết kế cho sản phẩm
b 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 máy làm mát không khí
HS sẽ trình bày những kiến thức mình tự học được thông qua việc trình bày báo cáo và bảo vệ bản thiết kế sản phẩm đáp ứng các tiêu chí đánh giá trong Phiếu đánh giá số 2
c.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 bay hơi, nguồn điện, dòng điện, sơ đồ mạch điện
- Hồ sơ thiết kế:
+Sơđồmạchđiệnbaogồmchúgiảichitiếtđốivớitừngthànhphầncủamạchđiện cho sản phẩm của nhóm trong vở và trong hồ sơ học tập củanhóm
Trang 7+Bản thiết kế mô hình sản phẩm (hình dáng, kích thước, cấu tạo….) máy làm mát và danh mục vật liệu đi kèm
Hai bản thiết kế này cùng được trình bày trên giấy A0
d Cách thức tổ chức hoạt động
- HS theo nhóm tự đọc bài 26 sách giáo khoa Vật lí 6 và hoàn thành câu hỏi, bài tập trong hồ sơ học tập của nhóm Các cá nhân hoàn thành nội dung các phiếu trước khi thảo luận để ghi kết quả vào hồ sơ chung của nhóm
- HS vận dụng kiến thức về mạch điện, làm việc theo nhóm để vẽ sơ đồ chi tiết mạch điện của máy làm mát của nhóm (ghi rõ thông tin các phần tử trong mạch); Hình vẽ sản phẩm của hệ thống đi kèm các thông số (hình dáng, kích thước, vật liệu,… dự kiến)
- HS trao đổi và tìm sự hỗ trợ của GV các bộ môn liên quan (nếu cần) như sau:
+GVhướngdẫnHScáchđọctàiliệu,đọcsáchgiáokhoa,tìmkiếmthêmtàiliệutừ các nguồn thông tin khác nhau Kết nối HS với những GV bộ môn khác để hỗ trợ HS khi cần thiết
GV yêu cầu HS ghi những kiến thức cơ bản vàovở
+GVhỗtrợ,gợiýHSnhữngýtưởngvềmặtnguyênlí(sơđồmạchđiện)vàýtưởng thiết kế sản phẩm Khuyến khích HS nêu thắc mắc và hỗ trợ HS tìm hiểu, giải đáp thắc mắc
Hoạt động 3.TRÌNH BÀY VÀ BẢO VỆ PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ
MÁY LÀM MÁT KHÔNG KHÍ
(Tiết 2 – 45 phút)
a Mục đích
Học sinh trình bày được phương án thiết kế máy làm mát (Bản vẽ và bản thiết kế sản phẩm) và sử dụng các kiến thức nền để giải thích nguyên lí hoạt động của máy làm mát và phương án thiết kế mà nhóm đã lựa chọn
Thông qua hoạt động phản biện giáo viên giúp học sinh nhận ra những sai lầm (nếu có) khi tự nghiên cứu kiến thức nền hoặc củng cố giúp học sinh hiểu rõ hơn về việc ứng dụng kiến thức nền trong việc thiết kế sơ đồ của hệ thống làm mát
b Nội dung
- GV tổ chức cho HS từng nhóm trình bày phương án thiết kế máy làm mát mini
- GV tổ chức hoạt động thảo luận cho từng thiết kế: Các nhóm khác và GV nêu câu hỏi làm rõ, phản biện và góp ý cho bản thiết kế; nhóm trình bày trả lời câu hỏi, lập luận, bảo vệ quan điểm hoặc ghi nhận ý kiến góp ý phù hợp để hoàn thiện bản thiết kế
- GV chuẩn hoá các kiến thức liên quan cho HS; yêu cầu HS ghi lại các kiến thức vào
vở và chỉnh sửa phương án thiết kế (nếu có)
c Dự kiến sản phẩm hoạt động của học sinh
Kết thúc hoạt động, HS cần đạt được sản phẩm là bản thiết kế hoàn chỉnh cho việc chế tạo máy làm mát
d Cách thức tổ chức hoạt động
Trang 8Bước 1 Lần lượt từng nhóm trình bày phương án thiết kế trong 5 phút Các nhóm còn
lại chú ý nghe
Bước 2.GV tổ chức cho các nhóm còn lại nêu câu hỏi, nhận xét về phương án thiết kế
của nhóm bạn; nhóm trình bày trả lời, bảo vệ, thu nhận góp ý, đưa ra sửa chữa phù hợp
Câu hỏi kiến thức nền
KT1 Sự bay hơi là gì?
KT2 Sự tỏa mát được thực hiện nhờ vào cơ chế nào?
KT3 Khả năng giữ mát nhờ vào yếu tố nào?
KT4 Có thể làm tăng hoặc giảm khả năng làm mát của máy được không?
KT5 Tại sao khi cho muối vào thì nước đá sẽ lâu tan hơn?
Câu hỏi định hướng thiết kế
TK1 Sử dụng những nguyên liệu gì để tạo được máy làm mát?
TK2 Có cách nào để tăng hiệu suất làm mát của máy từ các nguyên liệu đã lựa chọn
không?
TK3 Chọn cách lắp ghép các phụ kiện như thế nào để tạo ra máy gọn, đẹp và dễ sử
dụng
TK4 Các bộ phận của máy được bố trí và gắn kết với nhau như thế nào?
Bước 3 GV nhận xét, đánh giá các bài báo cáo (theo phiếu đánh giá số 2) Tổng kết
và chuẩn hoá các kiến thức liên quan, chốt lại các vấn đề cần chú ý, chỉnh sửa của các nhóm
Bước 4 GV giao nhiệm vụ cho các nhóm về nhà triển khai chế tạo sản phẩm theo bản
thiết kế
PHIẾU ĐÁNH GIÁ SỐ 2
1 Trình bày sơ đồ hệ thống làm mát và mô hình sảnphẩm 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 máy làm mát (quạt, nguồn điện, dây dẫn, công
tắc, nước đá, hộp chứa nước đá, muối ăn (NaCl))
3
Trang 9Tổng điểm 10
Hoạt động 4.CHẾ TẠO MÁY LÀM MÁT KHÔNG KHÍ
(HS làm việc ở nhà hoặc trên phòng thí nghiệm - 1 tuần)
a Mục đích
Các nhóm HS thực hành, chế tạo được máy làm mát không khí căn cứ trên bản thiết kế đã chỉnh sửa
b Nội dung
Học sinh làm việc theo nhóm trong thời gian 1 tuần để chế tạo máy làm mát không khí, trao đổi với giáo viên khi gặp khó khăn
c Dự kiến sản phẩm hoạt động của học sinh
Kết thúc hoạt động, HS cần đạt được sản phẩm là một máy làm mát không khí đáp ứng được các yêu cầu trong phiếu đánh giá số 1
d Cách thức tổ chức hoạt động
Bước 1 HS tìm kiếm, chuẩn bị các vật liệu dự kiến.
Bước 2 HS lắp đặt các thành phần của đèn theo bản thiết kế.
Bước 3.HS thử nghiệm hoạt động của máy, so sánh với các tiêu chí đánh giá sản phẩm
(Phiếu đánh giá số 1) HS điều chỉnh lại thiết kế, ghi lại nội dung điều chỉnh và giải thích
lý do (nếu cần phải điều chỉnh);
Bước 4 HS hoàn thiện bảng ghi danh mục các vật liệu và tính giá thành chế tạo sản
phẩm;
Bước 5 HS hoàn thiện sản phẩm; chuẩn bị bài giới thiệu sản phẩm.
GV đôn đốc, hỗ trợ các nhóm trong quá trình hoàn thiện các sản phẩm
Hoạt động 5.TRÌNH BÀY SẢN PHẨM “CHẾ TẠO MÁY LÀM MÁT KHÔNG
KHÍ” VÀ THẢO LUẬN
(Tiết 3 – 45 phút)
a Mục đích
HS biết giới thiệu về sản phẩm máy làm mát không khí dùng đáp ứng được các yêu cầu sản phẩm đã đặt ra, biết thuyết trình giới thiệu được sản phẩm, đưa ra ý kiến nhận xét, phản biện Giải thích được bằng các kiến thức liên quan Có ý thức về cải tiến, phát triển sản phẩm
b Nội dung
- Các nhóm trưng bày sản phẩm trước lớp
- Các nhóm lần lượt báo cáo sản phẩm và trả lời các câu hỏi của GV và các nhóm bạn
- Đề xuất phương án cải tiến sản phẩm
Trang 10c Dự kiến sản phẩm hoạt động của học sinh
Kết thúc hoạt động, HS cần đạt được sản phẩm là một chiếc máy làm mát không khí
và bài thuyết trình giới thiệu sản phẩm
d Cách thức tổ chức hoạt động
Bước 1.Tổ chức cho HS chuẩn bị và trưng bày sản phẩm cùng lúc Khi các nhóm sẵn
sàng, GV yêu cầu các nhóm cùng đồng thời bật máy, dùng nhiệt kế xác định sự thay đổi của nhiệt độ
Bước 2 Yêu cầu HS của từng nhóm trình bày, phân tích về hoạt động, giá thành và
kiểu dáng của máy
Bước 3 GV và hội đồng GV tham gia sẽ bình chọn kiểu dáng máy Song song với quá
trình trên là theo dõi thời gian hoạt động, thay đổi nhiệt độ để ghi nhận theo tiêu chí duy trì thời gian làm mát không khí của các nhóm
Bước 4 GV nhận xét và công bố kết quả chấm sản phẩm theo yêu cầu của phiếu đánh
giá số 2
- Giáo viên đặt câu hỏi cho bài báo cáo để làm rõ cơ chế hoạt động của máy, giải thích các hiện tượng xảy ra khi thiết kế và vận hành máy, khắc sâu kiến thức mới của chủ đề và các kiến thức liên quan
- Khuyến khích các nhóm nêu câu hỏi cho nhóm khác
Bước 5.GV gợi mở về việc tìm hiểu kiến thức và mở rộng, nâng cấp sản phẩm cho HS
- GV tổng kết chung về hoạt động của các nhóm; Hướng dẫn các nhóm cập nhật điểm học tập của nhóm GV có thể nêu câu hỏi lấy thông tin phản hồi:
+ Các em đã học được những kiến thức và kỹ năng nào trong quá trình triển khai dự
án này?
+ Điều gì làm em ấn tượng nhất/nhớ nhất khi triển khai dự án này?
CÁC YÊU CẦU ĐÁNH GIÁ Đánh giá sản phẩm máy làm mát không khí
đa
Điểm đạt được
Máy có thể hạ thấp 5oC so với nhiệt độ hiện tại 3
Tiêu chí duy trì thời gian làm mát không khí của
máy
3