Ly YKA giáo dục STEM qua chủ đề “ máy tập cầu lông”

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập - Tự do - Hạnh phúc
ĐƠN YÊU CẦU CÔNG NHẬN SÁNG KIẾN
Kính gửi : - Trường THPT Yên Khánh A;
- Sở Giáo dục và Đào tạo tỉnh Ninh Bình.
Tơi (hoặc chúng tôi) ghi tên dưới đây:
TT

Họ và tên

Ngày tháng
năm sinh

Nơi
công tác

Chức vụ

Trình độ
CM

Tỷ lệ (%)
đóng góp

1

Phạm Văn Mn

01/02/1978

Tổ trưởng

Thạc sỹ

20%

2

Chu Anh Tuấn

29/7/1984

Giáo viên

Đại Học

20%

3

Nguyễn Ngọc Tú

29/7/1984

THPT
Yên
Khánh A

Giáo viên

Đại Học

20%

4

Nguyễn Minh Ngọc
Nguyễn Thị thanh
Thu

06/02/1978

Giáo viên

Thạc sỹ

20%

27/6/1983

Giáo viên

Đại Học

20%

5

1. Tên sáng kiến, lĩnh vực áp dụng
Giáo dục STEM qua chủ đề “ Máy tập cầu lông”
Lĩnh vực áp dụng: giảng dạy môn vật lý lớp 10.

2. Nội dung
a. Giải pháp cũ thường làm:
- Tiến trình giải quyết vấn đề tuân theo chiến lược giải quyết vấn đề kiến thức
trong sách giáo khoa khoa học vật lý: logic, chặt chẽ, khoa học.. do giáo viên và học
sinh cùng giải quyết vấn đề.
- Nếu thành cơng có thể góp phần đạt tới mức nhiều mục tiêu của môn học hiện
nay: chiếm lĩnh kiến thức mới thông qua hoạt động, bồi dưỡng các phương thưc tư
duy khoa học và các phương pháp nhận thức khoa học: PP thực nghiệm, PP tượng tự,
PP mơ hình, suy luận khoa học…)
- Dạy theo từng bài riêng lẻ với một thời lượng cố định.

1


- Kiến thức thu được rời rạc, hoặc chỉ có mối liên hệ tuyến tính (một chiều theo
thiết kế chương trình học).
- Trình độ nhận thức sau quá trình học tập thường theo trình tự và thường dừng
lại ở trình độ biết, hiểu và vận dụng (giải bài tập).
- Kết thúc một chương học, học sinh khơng có một tổng thể kiến thức mới mà
có kiến thức từng phần riêng biệt hoặc có hệ thống kiến thức liên hệ tuyến tính theo
trật tự các bài học.
- Kiến thức cịn xa rời thực tiễn mà người học đang sống do sự chậm cập nhật
của nội dung sách giáo khoa.
- Kiến thức thu được sau khi học thường là hạn hẹp trong chương trình, nội
dung học.
- Khơng thể hướng tới nhiều mục tiêu nhân văn quan trọng như: rèn luyện các
kĩ năng sống và làm việc: giao tiếp, hợp tác, quản lý, điều hành, ra quyết định…
- Ưu điểm, nhược điểm và những tồn tại cần khắc phục.:
+ Ưu điểm của cách học tập như trên học sinh nắm được kiến thức vật lý một
cách dễ dàng và có tính hàn lâm, chủ yếu hướng người học đến việc tái hiện kiến thức

một cách rời rạc.
+ Nhược điểm của phương pháp cũ này là chưa đáp ứng tốt được nhiệm vụ
giáo dục đặt ra là đào tạo nhân lực cho xã hội mới với cuộc cách mạng công nghiệp
lần thứ 4, với các năng lực tư duy, sáng tạo, tranh luận, phản biện, giải quyết vấn đề
thực tiễn được đặt ra. Muốn vậy phải tiếp cận với phương pháp giáo dục STEM
hướng đến kiến thức phải gắn liền với giải quyết vấn đề thực tiễn đặt ra.
b. Giải pháp mới cải tiến:
- Chuyển từ giáo dục hàn lâm mà ở đó chú trọng đến sự tái tạo kiến thức một
cách rời rạc sang giáo dục STEM ở đó kiến thức được tích hợp liên môn để giải quyết
vấn đề thực tiễn.
- STEM là một phương pháp dạy học nhằm hình thành, rèn luyện tri thức, năng
lực cho học sinh (HS) thông qua các đề tài, các bài học, các chủ đề có nội dung thực
tiễn. Trong quá trình dạy học, các kiến thức và kỹ năng thuộc các lĩnh vực khoa học,
công nghệ, kỹ thuật, tốn học được hình thành và phát triển thông qua việc vận
dụng, phối hợp chúng để giải quyết vấn đề thực tiễn được đặt ra.

2


- Giáo dục STEM là một phương pháp dạy học nhằm hình thành, rèn luyện tri
thức, năng lực cho học sinh (HS) thông qua các đề tài, các bài học, các chủ đề có nội
dung thực tiễn. Trong q trình dạy học, các kiến thức và kỹ năng thuộc các lĩnh vực
khoa học, cơng nghệ, kỹ thuật, tốn học được hình thành và phát triển thơng qua việc
vận dụng, phối hợp chúng để giải quyết vấn đề thực tiễn được đặt ra. Giáo dục STEM
đề cao hoạt động thực hành và phương pháp mơ hình trong giải quyết các vấn đề của
thực tiễn cuộc sống thơng qua hoạt động nhóm, hoạt động tập thể, hoạt động cộng
đồng. Từ đó rèn luyện cho HS năng lực tư duy, sáng tạo, tranh luận, phản biện, …
Giáo dục STEM cũng trang bị cho HS những kỹ năng phù hợp để phát triển trong thế
kỷ 21: Tư duy phản biện và sáng tạo, Kỹ năng diễn đạt và thuyết trình, Kỹ năng trao
đổi và cộng tác, Kỹ năng giải quyết vấn đề, Kỹ năng làm việc theo dự án …

- Trên cơ sở đó chúng tôi đã thiết kế chủ đề “Máy tập cầu lông” để dạy học
theo phươn pháp giáo dục STEM dạy các bài:
+ Chuyển động tròn đều ( Bài 5 Vật lý 10)
+ Lực hướng tâm ( Bài 14 Vật lý 10)
+ Bài toán về chuyển động ném ngang ( Bài 15 Vật lý 10)
- Kết quả đạt được so với các phương pháp dạy học khác đã cho thấy rõ ưu
điểm của phương pháp giáo dục STEM như sau:
Một là tiết kiệm được thời gian do đã gộp các bài thành chủ đề.
Hai là giải quyết bài toán thực tiễn đặt ra một cách triệt để thông qua các bước nghiên
cứu khoa học và cho ra sản phẩm là một máy tập cầu lông; đồng thời cũng đánh giá
sản phẩm thơng qua sự so sánh giữa các nhóm các tiêu chí đặt ra.

3


( Sản phẩm giáo dục STEM)
( Đồ thị phân tích đánh giá giữa lớp thực nghiệm và lớp đối chứng)
ɷ(i) ( Số học sinh)

30
25
20
Thực nghiệm
Đối chứng

15
10
5
0

X(i) ( Điểm)

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Ba là giúp hình thành tốt những kỹ năng phù hợp để phát triển trong thế kỷ 21:
+ Tư duy phản biện và sáng tạo thông qua hàng loạt các ý tưởng thiết kế so
sánh với yêu cầu của vấn đề cần giải quyết

4


+ Kỹ năng diễn đạt và thuyết trình thơng qua các nhóm phản biện lẫn nhau và
trình bày ý tưởng với các bạn trong nhóm…
+ Kỹ năng trao đổi và cộng tác thơng qua triển khai nhiệm vụ trong nhóm các
thành viên sẽ giải quyết các công việc của phần mình.
+ Kỹ năng giải quyết vấn đề, Kỹ năng làm việc theo dự án … đây là kỹ năng
thể hiện rõ nhất thông qua hang loạt các bước, với mỗi bước tương ứng với việc giải
quyết một vấn đề đặt ra, mỗi bước cũng là kết quả phối hợp, hợp tác nhóm để giải
quyết từng phần đơn lẻ của mỗi bộ phận để rồi ra sản phẩm hoàn thiện ( sản phẩm
chung) là kết quả phối hợp của cả nhóm.
3. Hiệu quả kinh tế, xã hội dự kiến đạt được
- Hiệu quả kinh tế:
Giúp tối ưu hóa trong q trình giảng dạy tiết kiệm về thời gian học tập các
kiến thức không cần thiết, không gắn với vấn đề thực tiễn cuộc sống thơng qua tích
hợp liên mơn, mỗi học sinh ơn tập có thể rút ngắn thời gian học tập 20%, tiền phô tô
tài liệu giảm 20%.
- Hiệu quả xã hội:
Giúp tăng cường làm rõ, tuyên truyền chủ trương đổi mới căn bản toàn diện
giáo dục; đáp ứng nhân lực con người của xã hội sáng tạo 4.
4. Điều kiện và khả năng áp dụng
- Điều kiện áp dụng:

Sáng kiến kinh nghiệm áp dụng cho mọi trường THPT; mọi đối tượng của
người dạy, và học hướng đến dạy học rộng rãi trong chương trình giáo dục phổ thơng
mới.
- Khả năng áp dụng:
Sáng kiến kinh nghiệm có khả năng áp dụng rộng rãi cho người dạy và học.

5


- Danh sách những người đã tham gia áp dụng thử hoặc áp dụng sáng kiến lần đầu :

TT

Họ và tên

Ngày tháng
năm sinh

1

Phạm Văn Mn

2

Nơi
cơng tác

Chức vụ

Trình độ

CM

01/02/1978

Tổ trưởng

Thạc sỹ

Nguyễn Minh Ngọc

04/02/1978

Giáo viên

Đại Học

3

Phạm Ngọc Hưng

25/4/1982

Giáo viên

Đại Học

4

Chu Anh Tuấn

29/7/1984

Giáo viên

Thạc sỹ

5

Nguyễn Ngọc Tú

27/6/1985

Giáo viên

Đại Học

6

Nguyễn Thị thanh
Thu

27/6/1983

Giáo viên

Đại Học

THPT
Yên
Khánh A

Nội dung
hỗ trợ
Dạy áp
dụng
Dạy áp
dụng
Dạy áp
dụng
Dạy áp
dụng
Dạy áp
dụng
Dạy áp
dụng

Chúng tôi xin cam đoan mọi thông tin nêu trong đơn là trung thực, đúng sự thật
và hoàn toàn chịu trách nhiệm trước pháp luật.
XÁC NHẬN CỦA LÃNH ĐẠO
ĐƠN VỊ CƠ SỞ

Yên Khánh, ngày 24 tháng 04 năm 2021
Người nộp đơn
(Ký và ghi rõ họ tên)

Phạm Văn Muôn
Nguyễn Ngọc Tú
Nguyễn Minh Ngọc
Chu Anh Tuấn
Nguyễn Thị Thanh Thu

PHỤ LỤC 1

1. Tên chủ đề:
6


MÁY TẬP CẦU LÔNG
(Số tiết: 04 tiết - Lớp 10)
2. Mô tả chủ đề:
Máy tập cầu lông là yêu cầu cần thiết trong quá trình học tập, hay rèn luyện sức
khỏe trong mơn học cầu lơng đó là mơn học trong trường THPT hiện nay cũng là môn
thể thao rèn luyện sức khỏe thông dụng phổ biến cho đa số các đối tượng, đa số vùng
miền trên cả nước cũng như trên thế giới. Từ nhu cầu thực tiễn đó u cầu học sinh
mơ phỏng mơ hình và thiết kế một mơ hình giải quyết bài tốn thực tiễn này.
Trong chủ đề này, học sinh sẽ thực hiện dự án thiết kế và chế tạo được Máy tập
cầu lông từ những nguồn vật liệu dễ kiếm.
Theo đó, HS phải tìm hiểu và chiếm lĩnh các kiến thức mới:
– Bài toán về chuyển động ném ngang, ném xiên (Bài 15 – Vật lí lớp 10);
Đồng thời, HS phải vận dụng các kiến thức cũ của các bài học:
– Chuyển động tròn đều (Bài 5 – Vật lí lớp 10);
– Lực ma sát (Bài 13– Vật lí lớp 10);
– Lực hấp dẫn (Bài 11 – Vật lí 10);
– Hàm bậc hai (Bài 3 – Đại số 10).
Giới thiệu chủ đề:
Vấn đề cần giải Bài toán về chuyển động ném ngang (Vật lý 10)
quyết
Bối cảnh thực tế

Các em đang học môn giáo dục thể chất, hay rèn luyện sức

khỏe qua môn cầu lông, cần có một máy tập cầu lơng.
Tổ chức nhóm
Mỗi lớp học là 4 nhóm; 10 học sinh/một nhóm
Vật liệu cần Hai mô tơ điện 775, điều tốc, 2 bánh gỗ dày 2cm đường
thiết cho mỗi kính 7cm, nguồn điện ắc quy 12V-7Ah, dây điện công tắc.
Tấm gỗ 20cmx40cm, giá đỡ, ốc vít, bản lề, 01 hộp cầu.
nhóm
Khơng gian
Kế
học

hoạch

Lớp học và sân tập cầu lông
Mục tiêu bài học: Vận dụng kiến thức về xác định quỹ
bài đạo chuyển động của vật bị ném và động lực học chất
điểm, xác định vấn đề, thiết kế và tìm giải pháp, đánh giá
hiệu quả của giải pháp thiết kế, nhận diện các hạn chế thiết

7


kế, kĩ năng hợp tác nhóm, kĩ năng thuyết trình và giao tiếp
hiệu quả.
Kiến thức liên quan: Vật lý: Chuyển động ném ngang,
ném xiên. Toán học: đường parabol, liên quan đến đồ thị
của hàm số bậc hai. Công nghệ kĩ thuật: Động cơ điện,
Quy trình thiết kế kĩ thuật, Bản vẽ kĩ thuật.
Tiến trình học: Học sinh vận dụng quy trình thiết kế kĩ

thuật gồm 8 bước (5 hoạt động) để giải quyết vấn đề đặt ra:
1. Tìm hiểu thực tiễn, xác định vấn đề
2. Nghiên cứu kiến thức nền
3. Động não – tìm giải pháp
4. Lựa chọn giải pháp khả thi
5. Thiết kế - chế tạo mẫu thử nghiệm
6. Thử nghiệm mẫu thiết kế
7. Báo cáo và thảo luận kết quả
8. Đánh giá và thiết kế lại
3. Mục tiêu:
Sau khi hồn thành chủ đề này, học sinh có khả năng:
a. Kiến thức, kĩ năng
– Mô tả được cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của máy tập cầu lông;
– Nêu được biểu thức và tính được theo cơng thức của tầm bay xa và thời gian
chạm đất của một vật ném ngang, ném xiên, xác định được quỹ đạo chuyển động ném
ngang , ném xiên.
– Áp dụng kiến thức toán hàm bậc hai, ghi chép xác định sự phụ thuộc của tầm
bay xa trong q trình làm thí nghiệm nghiên cứu phụ thuộc vào góc ném;
– Vận dụng được các kiến thức trong chủ đề và kiến thức đã biết, thiết kế và chế
tạo được máy tập cầu lông từ các vật liệu dễ tìm;
– Tiến hành được thí nghiệm nghiên cứu và tìm ra điều kiện phù hợp của vật liệu
để thiết kế máy tập cầu lông cho tầm bay xa đạt từ 4,0m đến 8,7m;

8


– Đo được tầm bay xa để kiểm tra hoạt động của máy tập cầu lông đã chế tạo;
– Vẽ được bản thiết kế máy tập cầu lông từ các vật liệu dễ tìm;
– Chế tạo được máy tập cầu lơng từ các vật liệu dễ tìm theo bản thiết kế;
– 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.
b. Phát triển phẩm chất:
– Có thái độ tích cực, hợp tác trong làm việc nhóm;
– u thích, say mê nghiên cứu khoa học;
– Có ý thức rèn luyện bảo vệ sức khỏe.
c. Định hướng phát triển năng lực:
– Năng lực thực nghiệm, nghiên cứu kiến thức về chuyển động cơ học và động
lực học chất điểm;
– Năng lực giải quyết vấn đề chế tạo được máy tập cầu lông từ các vật liệu dễ tìm
một cách sáng tạo;
– Năng lực giao tiếp và hợp tác nhóm để thống nhất bản thiết kế và phân công
thực hiện từng phần nhiệm vụ cụ thể.
4. Thiết bị:
GV sẽ hướng dẫn HS sử dụng một số thiết bị sau khi học chủ đề:
– Động cơ điện 775, điều tốc cho cho động cơ;
– Sử dụng ắc quy 12V-7Ah, sử dụng công tắc, nối mạch điện;
– Tấm gỗ 20cmx40cm, giá đỡ, ốc vít, bản lề, 01 hộp cầu
– Một số nguyên vật liệu như: Giá đỡ, gỗ, dây dẫn điện, ốc vít, bản lề...
5. Tiến trình dạy học:
Hoạt động 1: XÁC ĐỊNH YÊU CẦU THIẾT KẾ MÁY TẬP CẦU LÔNG
(Tiết 1 – 45 phút)
A. Mục đích:

9


Học sinh nhận thấy máy tập cầu lông được bán trên thị trường có giá thành cao
(hàng chục triệu đồng) trong khi nhu cầu tập luyện môn cầu lông để rèn luyện sức
khỏe và vui chơi thể thao rất lớn, nhận ra được nguyên tắc hoạt động của máy, từ đó
tiếp nhận được nhiệm vụ thiết kế máy tập cầu lơng từ các vật liệu dễ tìm, giá thành rẻ

và hiểu rõ các tiêu chí đánh giá sản phẩm.
B. Nội dung:
– HS trình bày máy tập cầu lơng được bán trên thị trường có hạn chế là giá thành
cao hàng chục triệu đồng (đã được giao tìm hiểu trước ở nhà).
– HS tìm hiểu và tự nhận ra nhu cầu thực tiễn tập luyện môn cầu lông để rèn
luyện sức khỏe và vui chơi thể thao rất lớn, nhận ra được nguyên tắc hoạt động của
máy tập cầu lông (đã được giao tìm hiểu trước ở nhà).
– GV tổ chức cho HS làm thí nghiệm áp dụng kiến thức về lực trong chuyển động
li tâm. Các nhóm được giao các nguyên vật liệu như dây mềm nhẹ, mô tơ, keo dính,
vật nặng, … ghi kết quả vào nhật ký học tập cá nhân.
– Từ thí nghiệm áp dụng kiến thức về lực trong chuyển động li tâm, GV giao
nhiệm vụ cho HS thực hiện dự án thiết kế Máy tập cầu lông từ vật liệu dễ kiếm, giá
thành rẻ, độ bền khá tốt dựa trên kiến thức về chuyển động ném ngang, chuyển động
li tâm, lực ma sát, trọng lực.
– 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 thuyết trình tìm hiểu về máy tập cầu lông, nhu cầu thực tiễn về máy tập cầu
lông đối với chính mình và trong cộng đồng.
– Bản ghi chép trong nhật ký học tập cá nhân kiến thức về chuyển động li tâm
được ứng dụng trong nhiều máy cơ học.
– Bảng mô tả nhiệm vụ của dự án và nhiệm vụ các thành viên; thời gian thực hiện
dự án và các tiêu chí đánh giá sản phẩm của dự án.

10


( Dự kiến các máy tập cầu lông học sinh tìm hiểu ở nhà và thuyết trình trên lớp có
giá hàng chục triệu đồng)

D. 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 hạn chế của
máy tập cầu lông trên thị trường, và nhu cầu dùng máy của bản thân cũng như của
cộng đồng, GV đặt câu hỏi để HS trả lời:
Nêu một vài hạn chế của máy tập cầu lơng có trên thị trường.
Em hãy cho biết nhu cầu của mình cũng như của xã hội về việc sử dụng máy.
GV tổng kết bổ sung, chỉ ra được:
Giá thành đắt, chưa phổ biến, chưa phù hợp với điều kiện kinh tế của người dân.
Bản thân học sinh cũng có nhu cầu dùng máy và trong xã hội cũng rất nhiều người
muốn có để tập luyện, rèn luyện sức khỏe.
Bước 2. HS làm thí nghiệm khám phá ứng dụng chuyển động li tâm.
11


GV đặt vấn đề giới thiệu thí nghiệm: Trong khi vắt quần áo máy giặt cho lồng
quay lực liên kết giữa nước và vải khơng đủ để đóng vai trị là lực hướng tâm. Khi đó
nước tách ra khỏi vải thành giọi và bắn ra ngoài theo lỗ lưới. Các nhóm hãy thiết kế
thí nghiệm tương tự như chuyển động li tâm này từ các dụng cụ đã chuẩn bị được hay
khơng?
– GV chia HS thành các nhóm từ 8–10 học sinh (Dành thời gian cho các nhóm
bầu nhóm trưởng, thư kí).
– GV nêu mục đích và hướng dẫn tiến hành thí nghiệm.
Mục đích: Tiến hành thí nghiệm để nghiên cứu chuyển động li tâm phụ thuộc vào
yếu tố nào.
GV phát nguyên liệu và phiếu hướng dẫn làm thí nghiệm cho các nhóm để các
nhóm tự tiến hành thí nghiệm:
Ngun vật liệu: Mỗi nhóm HS sẽ nhận được một số vật liệu và dụng cụ sau:
+ Dây mềm nhẹ;
+ Vật nặng;

+ Mơ tơ điện;
+ Keo dính.
Phiếu hướng dẫn làm thí nghiệm:
+ Buộc vật nặng vào đầu dây rồi quay cho vật chuyển động tròn nhanh dần, quan
sát cho biết hiện tượng xảy ra.
+ Dùng keo gắn vật vào trục mô tơ, cho mô tơ quay cho biết hiện tượng xảy ra
khi lượng keo bám giảm dần
+ Ghi kết quả vào nhật kí học tập cá nhân.
Bước 3. Giao nhiệm vụ cho HS và xác lập tiêu chí đánh giá sản phẩm

12


GV nêu nhiệm vụ: Căn cứ vào kết quả thí nghiệm vừa tiến hành, các nhóm sẽ
thực hiện dự án “Thiết kế máy tập cầu lông”.
Sản phẩm máy tập cầu lơng cần đạt được các tiêu chí về tầm bay xa, tầm bay cao,
khả năng tùy chỉnh điểm rơi, hình thức, chi phí và được đánh giá cụ thể như sau:

Phiếu đánh giá số 1:
Đánh giá sản phẩm máy tập cầu lơng
Tiêu chí

Điểm tối đa

Ngun lý hoạt động máy tập cầu lông dựa trên việc vận dụng
KT cơ bản của chuyển động ném ngang, ném xiên

5,0

Máy được chế tạo từ vật liệu dễ kiếm, giá thành rẻ, độ bền khá tốt

5,0

Hình thức đẹp, gọn gàng, cơ động

5,0

Máy có hiệu quả giúp cho người tập cầu ở 1 vị trí xác định đồng
thời giúp cho người tập di chuyển ở mọi vị trí trên sân

5,0

Máy có thơng số kỹ thuật:
- Tầm bay xa (từ 4m đến 8,7m)
- Tầm bay cao (qua lưới)
- Khả năng tùy chỉnh điểm rơi của cầu

10,0

Tổng điểm

Điểm đạt được

30

13


Bước 4. GV thống nhất kế hoạch triển khai
Hoạt động chính

Thời lượng

Hoạt động 1: Giao nhiệm vụ dự án

Tiết 1

Hoạt động 2: Nghiên cứu kiến thức nền, đề xuất
giải pháp. và chuẩn bị bản thiết kế sản phẩm để
báo cáo.

Tiết 2

Hoạt động 3: Đề xuất các bản thiết kế, lựa chọn
phương án thiết kế máy tập cầu lông.

Tiết 3

Hoạt động 4: Chế tạo, thử nghiệm máy
Hoạt động 5: Chia sẻ, thảo luận, điều chỉnh thiết
kế.

1 tuần (HS tự làm ở nhà theo
nhóm).
Tiết 4

14


Hoạt động 2: NGHIÊN CỨU KIẾN THỨC NỀN, ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP

(Tiết 2 – 45 phút)
A. Mục đích của hoạt động
Nghiên cứu các kiến thức Vật lí, Tốn học, Cơng nghệ liên quan
B. Nội dung hoạt động
Học sinh phải nắm được kiến thức nền sau:
Vật lý: Chuyển động của vật bị ném
* Ném ngang:
Chuyển động của một vật bị ném ngang có thể xem là sự kết hợp của hai
chuyển động: rơi thẳng đứng và đều theo phương nằm ngang. Hai chuyển động xảy ra
độc lập với nhau và tổng hợp hai chuyển động này ta có chuyển động của vật ném
ngang.
Chọn hệ trục toạ độ và gốc thời gian.
uu
r
Chọn hệ trục toạ độ Đề-các xOy, trục Ox hướng theo véc tơ vận tốc v0 , trục
ur
Oy hướng theo véc tơ trọng lực P
Chọn gốc thời gian lúc bắt đầu ném.
Phân tích chuyển động
Chuyển động của các hình chiếu Mx và My trên các trục Ox và Oy gọi là các
chuyển động thành phần của vật M.
+ Trên trục Ox ta có : ax = 0 ; vx = vo ;  x = vot
+ Trên trục Oy ta có : ay = g ; vy = gt ; y =

1 2
gt
2

Chuyển động này xảy ra độc lập đối với chuyển động
kia. Kết hợp lại có chuyển động vật ném.

Cơng thức tính
+ Thời gian vật bay trong khơng khí : Cả 3 thời gian vật bay trong khơng khí,
rơi chạm đất, đi hết quãng đường L đều bằng nhau: 

t

2h
g

15


+ Tầm ném xa:

L  xmax  v0 .t  v0 .

2h
g

+ Vận tốc của vật:

Tại điểm bất kỳ:

v  vx2  v y2 v 2  ( gt )2  v02 � v  ( gt ) 2  v02

2
2
Tại điểm chạm đất : v  2 gh  v0  v  vx2  v 2y  v02  2 gh

Phương trình quỹ đạo: y phụ thuộc x. Phương trình khơng có mặt thời gian:

y

g 2
x
2v0

* Ném xiên:
Chuyển động của một vật bị ném xiên có
thể xem là sự kết hợp của hai chuyển động:
thẳng đứng lên trên chậm dần đều với gia tốc có
độ lớn bằng g và đều theo phương nằm ngang.
Hai chuyển động xảy ra độc lập với nhau và
tổng hợp hai chuyển động này ta có chuyển
động của vật ném lên xiên góc đối với ngang.

y

0

H
L
x

- Chọn hệ trục toạ độ và gốc thời gian.
Chọn hệ trục toạ độ Đề-các xOy, trục Oxur hướng cùng chiều ném , trục Oy
hướng lên trên ngược hướng véc tơ trọng lực P
Chọn gốc thời gian lúc bắt đầu ném.
- Phương trình chuyển động
Xét chuyển động của vật được ném lên với vận tốc ban đầu hợp với phương
nằm ngang góc α ( trọng trường coi là đều và bỏ qua lực cản của khơng khí)

Chuyển động của các hình chiếu Mx và My trên các trục Ox và Oy gọi là các
chuyển động thành phần của vật M.
ax  0
�
�
+ Trên trục Ox ta có : �vx  v0 cos 
�x  v cos  .t
� 0

16


a y    g
�
�
v0 y   v0 sin 
�
�
+ Trên trục Oy ta có �v y   v0 sin    gt
�
2
�y   v sin  .t  gt
0
�
�
2

Chuyển động của vật ném là tổng hợp hai chuyển động thành phần:
�x  v0 cos  .t (1)
�

�
gt 2
y

 
v
s
in

.
t

(2)
�
0
�
2

-Phương trình quỹ đạo của vật
Từ (1) rút ra t 

x
gx 2
y


 tan  .x
thay vào (2) 
v0 cos 
2v02 cos 2 

Từ phương trình quỹ đạo : quỹ đạo chuyển động của vật ném xiên là một
parabol
- Thời gian vật bay trong khơng khí:
t0
�
�
Từ (2) cho y = 0  � 2v0 sin  Hai nghiệm ứng với thời điểm ném, và thời
t
�
g
�

điểm chạm đất.
Thời gian vật chuyển động có thể tính bằng thời gian vật lên đến đỉnh rồi rơi
xuống đất:
vt  v0 0  v0 sin 
2v0 sin 

Thời gian vật lên đỉnh cao nhất: t1 
 t
a

g

g

-Tầm bay cao và tầm bay xa:
v02 sin 2 
+ Tầm bay cao : v  v  2 gH � H 

2g
2
yt

2
oy

Hoặc:
H  ymax  v0 sin  .t1 

v sin  . g v0 sin  . 2
v sin 
gt
 v0 sin  . 0
 (
) H 
2
g
2
g
2g
2
0

2
1

+ Tầm bay xa: L  xmax  v0 x .t  v0 cos  .

2

2v0 sin  v02 sin 2

g
g

Từ công thức này thấy với cùng vận tốc ném thì góc ném là 45 0 sẽ cho khoảng
cách vật bay xa nhất là Lmax 

v02
g

Toán học: Quỹ đạo chuyển động của vật: đường parabol,
Liên quan đến đồ thị của hàm số bậc hai: y  ax 2  bx  c
17


Kĩ thuật cơng nghệ: Quy trình thiết kế kĩ thuật, Bản vẽ kĩ thuật, động cơ điện.
C. Sản phẩm
+ HS hồn thành phiếu học tập của nhóm mình.
+ Phiếu học tập này do GV thiết kế một số bài toán liên quan đến các kiến thức
đã học, liên quan đến việc chế tạo máy tập cầu lông?
PHIẾU HỌC TẬP
I. TRẮC NGHIỆM
Câu 1. Cơng thức tính thời gian chuyển động của vật ném ngang là:
A. t 

2h
.
g

B. t 

h
.
g

C. t  2h .

D. t  2 g .

Câu 2. Công thức tính tầm ném xa của vật ném ngang là:
A. L v0

h
.
g

B. L v0

2h
.
g

C. L v0 2h .

D. L v0 2 g .

Câu 3. Chọn phát biểu đúng .
Quỹ đạo chuyển động của vật ném ngang là

A. đường thẳng.
B. đường tròn.
C. đường gấp khúc.
D. đường parapol
Câu 4. Viết phương trình quỹ đạo của một vật ném ngang với vận tốc ban đầu là
10m/s. Lấy g = 10m/s2.
A. y = 10t + 5t2.
B. y = 10t + 10t2.
C. y = 0,05 x2.
D. y = 0,1x2.
Câu 5. Một vật được ném ngang từ độ cao h = 80 m với vận tốc đầu v 0 = 20 m/s.
Lấy g = 10 m/s2. Thời gian và tầm bay xa của vật là:
A. 1s và 20m.
B. 2s và 40m.
C. 3s và 60m.
D. 4s và 80m.
II. TỰ LUẬN
Bài toán: Từ độ cao H (Độ cao AC=H=3,6m) người ta thả rơi tự do một vật, cùng
r
lúc đó tại B cách C một đoạn BC=H=L người ta ném một vật khác với vận tốc v0 hợp
với phương ngang 1 góc α. Tính v0 và α để chúng gặp được nhau trong quá trình
chuyển động?

D. Cách thức tổ chức hoạt động
18


- GV hướng dẫn cho HS vận dụng các kiến thức tìm hiểu chuyển động nén
ngang và ném xiên của vật, đồ thị hàm bậc 2, bản vẽ kĩ thuật, động cơ điện.
- GV cho các nhóm báo cáo thảo luận dựa trên cơ sở hoàn thành phiếu học tập

của nhóm mình.

Phiếu đánh giá số 2:
Đánh giá kiến thức nền
Tiêu chí

Điểm tối đa

Đầy đủ nội dung yêu cầu cần Chuyển động ném ngang
báo cáo
Chuyển động ném xiên

4,0
4,0

Chuyển động tròn đều

4,0

Chuyển động li tâm

4,0

Lực ma sát, trọng lực

4,0

Bài trình chiếu hài hịa, bố cục hợp lý
Tổng điểm

Điểm đạt được

10,0
30

Trong đó, GV nêu rõ nhiệm vụ ở nhà của hoạt động 3:
1. Mỗi thành viên vẽ ít nhất 2 ý tưởng thiết kế sản phẩm. Cập nhật vào nhật kí cá
nhân.
2. Các thành viên thảo luận tất cả các ý tưởng của các thành viên và lựa chọn 1 ý
tưởng tốt nhất. Vẽ vào nhật kí học tập của nhóm.
3. Vẽ phác hoạ thiết kế của sản phẩm. Ghi rõ
– Chú thích từng bộ phận của sản phẩm

19


– Liệt kê các nguyên vật liệu ứng với từng bộ phận
– Dự kiến về kích thước, hình dáng, khối lượng, các thông số kĩ thuật liên quan
đến vật liệu dự định sử dụng để thiết kế cho từng sản phẩm
– Vận dụng các kiến thức về chuyển động ném ngang, ném xiên, chuyển động
tròn, lực ma sát trọng lực cũng như các kiến thức khác liên quan để giải thích cơ chế
hoạt động của máy cũng như sự lựa chọn các nguyên vật liệu và các thông số kĩ thuật.
Hoạt động 3. ĐỀ XUẤT CÁC BẢN THIẾT KẾ, LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN
THIẾT KẾ MÁY TẬP CẦU LÔNG
(Tiết 3: 45 phút)
A. Mục đích:
Sau hoạt động này, HS có khả năng:
1. Mô tả được bản thiết kế máy tập cầu lông;
2. Vận dụng các kiến thức về chuyển động ném ngang, ném xiên, chuyển động
tròn và các lực cơ học để lí giải và bảo vệ cơ sở khoa học và nguyên tắc hoạt động đã

lựa chọn trong phương án thiết kế máy tập cầu lông;
3. Lựa chọn phương án thiết kế tối ưu để thực hiện chế tạo máy tập cầu lơng.
B. Nội dung:
Học sinh ở nhà đã hồn thành nhiệm vụ:
1. Mỗi thành viên vẽ ít nhất 2 ý tưởng thiết kế sản phẩm. Cập nhật vào nhật kí cá
nhân.
2. Các thành viên thảo luận tất cả các ý tưởng của các thành viên và lựa chọn 1 ý
tưởng tốt nhất. Vẽ vào nhật kí học tập của nhóm.
3. Vẽ phác hoạ thiết kế của sản phẩm. Ghi rõ
– Chú thích từng bộ phận của sản phẩm
– Liệt kê các nguyên vật liệu ứng với từng bộ phận
– Dự kiến về kích thước, hình dáng, khối lượng, các thơng số kĩ thuật liên quan
đến vật liệu dự định sử dụng để thiết kế cho từng sản phẩm
– Vận dụng các kiến thức về chuyển động ném ngang, ném xiên, chuyển động
tròn, lực ma sát trọng lực cũng như các kiến thức khác liên quan để giải thích cơ chế
hoạt động của máy cũng như sự lựa chọn các nguyên vật liệu và các thông số kĩ thuật.
Trong 1 tuần, HS làm việc nhóm để hồn thành bản thiết kế.
20


Hướng dẫn lập phương án thiết kế
Trong buổi lên lớp:
HS báo cáo phương án thiết kế. HS vận dụng các kiến thức và kĩ năng liên quan
để bảo vệ phương án thiết kế. GV và HS khác phản biện. Nhóm HS ghi nhận nhận
xét, điều chỉnh và đề xuất phương án tối ưu để tiến hành làm sản phẩm.
C. Dự kiến sản phẩm hoạt động của học sinh:
– Bản thiết kế.
– Bản ghi nhận ý kiến đóng góp của bạn học và các câu hỏi, ý kiến phản biện nhóm
bạn.
D. Cách thức tổ chức hoạt động:

Bước 1: Mở đầu – Tổ chức báo cáo
– GV thơng báo tiến trình của buổi báo cáo.
+ Thời gian báo cáo của mỗi nhóm: 3 phút
+ Thời gian đặt câu hỏi và trao đổi: 3 phút
+ Trong khi nhóm bạn báo cáo, mỗi HS ghi chú về ý kiến nhận xét và đặt câu
hỏi tương ứng.
– GV thơng báo về các tiêu chí đánh giá cho bản thiết kế.
*** GV có thể hướng dẫn HS sử dụng bảng tiêu chí đánh giá để đánh giá nhóm
khác

Bước 2: Báo cáo
– Nhóm HS báo cáo, ghi nhận và trả lời câu hỏi phản biện.
– GV nhận xét.
– GV sử dụng phiếu đánh giá để đánh giá phần trình bày của HS.
***Một số phương án thiết kế máy tập cầu lơng
– Máy có cấu tạo gắn trực tiếp vợt vào roto của động cơ.
– Máy có cấu tạo là hai mô tơ quay để văng cầu chuyển động li tâm.
…..

Bước 3: Tổng kết và dặn dò
– GV đánh giá về phần báo cáo của các nhóm dựa trên các tiêu chí
+ Nội dung
+ Hình thức bài báo cáo
21


+ Kĩ năng thuyết trình (trình bày và trả lời câu hỏi)
– GV yêu cầu HS tổng hợp các góp ý của GV và các nhóm, điều chỉnh bản thiết
kế và lựa chọn phương án thiết kế tối ưu.

– GV thông báo nhiệm vụ hoạt động học tập kế tiếp: thi công và báo cáo sản
phẩm.

Phiếu đánh giá số 3:
Bản thiết kế sản phẩm
Tiêu chí

Điểm tối đa

Đầy đủ nội dung theo yêu cầu:

Bản vẽ thiết kế

5,0

Cơ sở khoa học

5,0

Nguyên lý hoạt đơng

5,0

Poster hài hịa về màu sắc, bố cục hợp lý

5,0

Tổng điểm

20,0

Điểm đạt được

GV cần nhấn mạnh: Khi báo cáo phương án thiết kế sản phẩm học sinh phải
vận dụng kiến thức nền đã kể ở trên để giải thích, trình bày ngun lí hoạt động của
sản phẩm.
Phiếu đánh giá số 4:
Kỹ năng thuyết trình làm việc nhóm

Tiêu chí

Điểm tối đa

Trình bày mạch lạc rõ ràng

4,0

Kết hợp với các phương tiện khác hỗ trợ, cử chỉ…

4,0

Trả lời câu hỏi phản biện

4,0

Điểm đạt được

22

Tham gia đóng góp ý kiến phản biện và đặt câu hỏi cho nhóm
khác

4,0

Mỗi thành viên tham gia đóng góp ý tưởng và hợp tác hiệu quả

4,0

Tổng điểm

20

Hoạt động 4: CHẾ TẠO VÀ THỬ NGHIỆM
MÁY TẬP CẦU LÔNG
(HS làm việc ở nhà – 1 tuần )
A. Mục đích:
Các nhóm HS thực hành, chế tạo được máy tập cầu lông 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 tập cầu
lông, 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 tập cầu lông đáp
ứng được các tiêu chí 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 máy 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 đơn đốc, hỗ trợ các nhóm trong q trình hồn thiện các sản phẩm.
Hướng dẫn chế tạo và thử nghiệm sản phẩm
23


Chế tạo: Dựa trên bản thiết kế đã điều chỉnh sau buổi bảo vệ việc thiết kế, nhóm
học sinh chế tạo máy tập cầu lông theo đúng phương án đã lựa chọn.
Thử nghiệm lần 1
Quan sát, ghi nhận đầy đủ các tiến trình và kết quả.
Đánh giá mức độ hoạt động của sản phẩm so với tiêu chí đã đặt ra ban đầu
TT
1

Tiêu chí

Đạt/Khơng đạt

Ngun lý hoạt động máy tập cầu lông dựa trên việc vận
dụng KT cơ bản của chuyển động ném ngang, ném xiên

2

Máy được chế tạo từ vật liệu dễ kiếm, giá thành rẻ, độ bền
khá tốt

3

Hình thức đẹp, gọn gàng, cơ động

4

Máy có hiệu quả giúp cho người tập cầu ở 1 vị trí xác định
đồng thời giúp cho người tập di chuyển ở mọi vị trí trên
sân
Máy có thơng số kỹ thuật:
- Tầm bay xa (từ 4m đến 8,7m)
- Tầm bay cao (qua lưới)
- Khả năng tùy chỉnh điểm rơi của cầu

Phần nào trong thiết kế hoạt động tốt?
Phần nào trong thiết kế hoạt động khơng tốt?
Có thể làm gì để cải tiến thiết kế của mình? Phác hoạ và ghi rõ cách cải
tiến.
Các lần thử nghiệm lần sau
Các cải tiến đã thực hiện là gì? (lưu lại ảnh sản phẩm cải tiến)
Đánh giá mức độ hoạt động của sản phẩm so với tiêu chí đã đặt ra ban đầu
TT
1

Tiêu chí

Đạt/Khơng đạt

Ngun lý hoạt động máy tập cầu lông dựa trên việc vận
dụng KT cơ bản của chuyển động ném ngang, ném xiên

2

Máy được chế tạo từ vật liệu dễ kiếm, giá thành rẻ, độ bền
khá tốt

3

Hình thức đẹp, gọn gàng, cơ động

4

Máy có hiệu quả giúp cho người tập cầu ở 1 vị trí xác định
đồng thời giúp cho người tập di chuyển ở mọi vị trí trên
sân

24


Máy có thơng số kỹ thuật:
- Tầm bay xa (từ 4m đến 8,7m)
- Tầm bay cao (qua lưới)
- Khả năng tùy chỉnh điểm rơi của cầu
Thực hiện điều chỉnh sản phẩm đến phiên bản tốt nhất trong
Hoạt động 5: TRÌNH BÀY SẢN PHẨM
“MÁY TẬP CẦU LÔNG” VÀ THẢO LUẬN
(Tiết 4 – 45 phút)
A. Mục đích:
Sau hoạt động này, HS có khả năng:
- Trình bày cách vận hành và thao tác được máy tập cầu lơng;
- Giải thích được sự thành công hoặc thất bại của sản phẩm;

- Đề xuất các ý tưởng cải tiến cho máy tập cầu lông.
B. Nội dung:
HS báo cáo và thử nghiệm sản phẩm. GV và HS nhận xét và nêu câu hỏi. HS giải
thích sự thành công hoặc thất bại của máy tập cầu lông và đề xuất các phương án cải
tiến.
C. Dự kiến sản phẩm hoạt động của học sinh:
- Bản đề xuất cải tiến máy tập cầu lơng.
- Hồ sơ học tập hồn chỉnh của dự án “Máy tập cầu lông”.
D. Cách thức tổ chức hoạt động:

GV tổ chức buổi báo cáo sản phẩm theo 3 bước:
Bước 1. Báo cáo trong lớp
Nội dung báo cáo của mỗi nhóm
- Tiến trình thi cơng sản phẩm
- Kết quả các lần thử nghiệm
- Phương án thiết kế cuối cùng
- Cách sử dụng máy tập cầu lông
Bước 2. Vận hành và kiểm tra các thông số kỹ thuật của máy tại nhà đa năng
của mỗi nhóm ( Sân tập cầu lông)

25