Chủ đề STEM quạt máy

<span class='text_page_counter'>(1)</span><div class='page_container' data-page=1>

<b>Chủ đề: CHẾ TẠO MƠ HÌNH QUẠT MÁY HOẠT ĐỘNG BẰNG DẠNG</b>
<b>ĐỘNG CƠ THÔNG THƯỜNG</b>

<b>Trường: THPT Mỹ Hương</b>
<b>Cố vấn: </b>

<b>Thái Minh Tam</b>
<b>Nguyễn Đức Thum</b>
<b>Huỳnh Thế Anh</b>
<b>Đinh Thanh Sơn</b>

<b>Giáo viên thực hiện: Nguyễn Thị Hồng Tươi</b>

<i><b>1.</b><b>Tên chủ đề: CHẾ TẠO MƠ HÌNH QUẠT GIĨ HOẠT ĐỘNG BẰNG DẠNG</b></i>
<b>ĐỘNG CƠ THƠNG THƯỜNG</b>

(Thời lượng: 5 tiết - lớp 9)
<i><b>2.</b></i> <i><b>Mơ tả chủ đề:</b></i>

Hiện nay quạt điện đang là dụng cụ cần thiết, thông dụng, không thể thiếu trong mỗi
gia đình, nhất là những ngày nắng nóng. Tuy nhiên, trong một số trường hợp, việc sử
dụng quạt điện gặp nhiều khó khăn như khi mất điện, khi cần mang quạt theo hoặc
những nơi khơng có điện, v.v...Từ đó đặt ra yêu cầu thiết kế một chiếc quạt gió tiện
dụng, có thể mang theo vào những nơi khơng có điện.

Trong chủ đề này, học sinh vận dụng kiến thức liên mơn để thiết kế và lắp ráp hồn
thiện một mơ hình chiếc quạt gió với động cơ đơn giản, di chuyển dễ dàng.

<i><b>3.</b></i> <i><b>Mục tiêu:</b></i>

Sau khi hoàn thành chủ để này, học sinh đạt các mục tiêu sau:

a. Phát triển Năng lực khoa học tự nhiên:

- Học sinh được trải nghiệm thực tế các kiến thức liên mơn Tốn, Lý, Cơng nghệ,
Mỹ thuật để chế tạo quạt gió với động cơ đơn giản.

- 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 mơn học trong chương trình giáo dục phổ thông nhằm
giải quyết nhiều vấn đề trong thực tế.

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 bảo vệ môi trường.
c. Phát triển năng lực chung

– Năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo

– 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 xây dựng bản thiết kế pin điện hoá.

<i><b>4.</b></i> <i><b>Thiết bị:</b></i>

</div>
<span class='text_page_counter'>(2)</span><div class='page_container' data-page=2>

- 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 ráp hồn thiện một chiếc quạt gió với động cơ đơn giản.
<i><b>5.</b></i> <i><b>Tiến trình dạy học:</b></i>

<i><b>Hoạt động 1: XÁC ĐỊNH YÊU CẦU ĐỐI VỚI BẢN THIẾT KẾ QUẠT GIÓ</b></i>
<b>TỪ ĐỘNG CƠ ĐƠN GIẢN</b>

<i>(thời lượng 1 tiết)</i>
<b>A. Mục đích:</b>

Học sinh trình bày được kiến thức về ưu nhược điểm của pin và ắc quy; Tiếp nhận
được nhiệm vụ thiết kế quạt máy bằng động cơ đơn giản và hiểu rõ các tiêu chí đánh giá
sản phẩm.

<b>B. Nội dung:</b>

– HS trình bày về ưu nhược điểm của pin, acquy (đã được giao tìm hiểu trước ở
nhà).

– GV tổ chức cho HS làm thí nghiệm khám phá kiến thức để xác định khả năng tạo
ra quạt máy bằng động cơ đơn giản

– Từ thí nghiệm khám phá kiến thức, GV giao nhiệm vụ cho HS thực hiện dự án
Thiết kế quạt máy bằng động cơ đơn giản

– GV thống nhất với HS về kế hoạch triển khai dự án và tiêu chí đánh giá sản phẩm
của dự án.

<b>C. Dự kiến sản phẩm </b>

Kết thúc hoạt động, HS cần đạt được các sản phẩm sau:

– Bản ghi chép kiến thức mới về khả năng tạo ra một chiếc quạt động cơ đơn giản
– 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 với sản phẩm trong dự án.

<b>D. Cách thức tổ chức hoạt động</b>

<i><b>Bước 1: Đặt vấn đề, chuyển giao nhiệm vụ</b></i>

Trên cơ sở GV đã giao nhiệm vụ cho HS về nhà tìm hiểu thơng tin về ưu và nhược
điểm của pin, ắc quy phổ biến hiện nay, GV đặt câu hỏi để HS trả lời:

<i>Nêu một vài ưu và nhược điểm của pin và ắc quy hiện nay.</i>

GV tổng kết bổ sung, chỉ ra được: Pin và ắc quy hiện nay được dùng rất phổ biến,
nhưng rác thải từ pin và ắc quy là một trong những nguyên nhân góp phần gây ơ nhiễm
mơi trường.

<i><b>Bước 2. HS làm thí nghiệm khám phá kiến thức.</b></i>

– GV chia HS thành các nhóm từ 6–8 học sinh (Dành thời gian cho các nhóm bầu
nhóm trưởng, thư ký).

– GV nêu mục đích và hướng dẫn tiến hành thí nghiệm.
– 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

</div>
<span class='text_page_counter'>(3)</span><div class='page_container' data-page=3>

GV nêu nhiệm vụ: Căn cứ vào kết quả thí nghiệm vừa tiến hành, các nhóm sẽ thực
hiện dự án “Thiết kế tạo ra một chiếc quạt động cơ đơn giản”.

Sản phẩm chiếc quạt động cơ đơn giản cần đạt được các yêu cầu về nguồn điện,
cơng suất, hình thức, chi phí và được đánh giá cụ thể.

<i><b>Bước 4. GV thống nhất kế hoạch triển khai</b></i>

Mỗi nhóm học sinh (thường là 4 nhóm) thiết kế một chiếc quạt động cơ đơn giản
bằng cách sử dụng các dụng cụ, thiết bị cơ bản như sau: Dây đồng; Cánh quạt; Giá đỡ;
Nam châm vĩnh cửu; Pin hoặc acquy; dây nối; công tắc.

* Yêu cầu kỹ thuật: Hiệu suất làm mát; Tuổi thọ; ….
* Phân cơng nhiệm vụ trong nhóm

<b>Vị trí</b> <b>Tên thành</b>

<b>viên</b>

<b>Nhiệm vụ chính</b>

Nhà chun mơn A B... Nắm chắc kiến thức liên mơn. Tính

tốn phù hợp

Nhà thiết kế C D... Vẽ bản thiết kế chi tiết

Chun gia vật liệu
thi cơng

Tìm kiếm, gia cơng ngun vật liệu,
tạo mơ hình

Kế tốn Dự trù kinh phí, thu chi ...

<b>Hoạt động 2: NGHIÊN CỨU VỀ ĐỘNG CƠ VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP THIẾT KẾ VỀ </b>
ĐỘNG CƠ

<i><b>( Thời lượng: 45 phút- Hs làm việc ở nhà)</b></i>
<b>A. Mục đích </b>

Học sinh tự học được kiến thức có liên quan thơng qua việc nghiên cứu tài liệu
các kiến thức về lực từ tác dụng lên đoạn dây dẫn đặc trong từ trường đều…. từ đó thiết
kế động cơ

<b>B. Nội dung:</b>

Học sinh tự học và làm việc nhóm thảo luận thống nhất các kiến thức liên quan,
làm thí nghiệm, vẽ thiết kế sản phẩm.

Gv đôn đốc hỗ trợ tài liệu, giải đáp thắc mắc khi cần.
<b> C. Dự kiến sản phẩm:</b>

Kết thúc hoạt động học sinh cần đạt các sản phẩm sau:
- Bài ghi cá nhân về các kiến thức liên quan.

- Bài ghi về cấu tạo của động cơ và bản thiết kế sản phẩm ( trình bày trên giấy
A0).

- Bài thuyết trình về bản thiết kế.
D. Cách tổ chức hoạt động:

<b> Học sinh làm việc nhóm</b>

</div>
<span class='text_page_counter'>(4)</span><div class='page_container' data-page=4>

1. Công nghệ 8: Bản vẽ chi tiết; Dụng cụ cơ khí; Mối ghép động; Vật liệu kỹ thuật
điện

2. Vật lý 9-10, 11: Nam châm vĩnh cửu; Lực điện từ; Động cơ một chiều; Momen

lực; hiện tượng điện phân (Pin, Ăcquy).

3. Mỹ thuật: Vẽ phác họa mô hình sản phẩm
4. Tốn: Tính tốn số liệu

* Về kiến thức trọng tâm:

Khi ta cung cấp điện cho động cơ, dịng điện sẽ chạy trong khung dây dẫn. Vì
khung dây dẫn đặt trong từ trường của nam châm (hình vẽ), nên có lực từ tác dụng lên
khung ABCD. Kết quả làm cho khung dây quay. Vậy động cơ điện đơn giản đã hoạt
động, trục động cơ có thể làm quay cánh quạt.

* Định hướng về mơ hình, kiểu dáng, vật liệu

Các nhóm hồn thành bảng chi phí vật liệu, dự kiến như sau:
<b>Nguyên vật liệu</b> <b>Địa chỉ </b>

<b>tìm kiếm</b>

<b>Giá thiết</b>
<b>bị</b>

<b>(VN đồng)</b>

<b>Số</b>
<b>lượng</b>

<b>Thành tiền</b>

Dây kim loại
(thường là đồng,
đường kính 0.3mm)

Cửa hàng điện
dân dụng

70 000 đồng 2 cuộn 140 000 đồng

Nam châm vĩnh cửu
loại 20 x 15 x 5mm

Cửa hàng điện
dân dụng

30 000 đồng 08 cái 240 000 đồng

Cánh quạt Cửa hàng điện

dân dụng

15 000 đồng 04 cái 60 000 đồng
Giá đỡ gỗ Cơ sở sản xuất đồ

gỗ

10 000 đồng 04 cái 40 000 đồng

Bạc lót Cửa hàng điện

dân dụng

15 000 đồng 04 tấm 60 000 đồng
Pin hoặc acquy 12V Cửa hàng điện

dân dụng

2 000 đồng 32 viên 64 000 đồng

Dây nối Phịng thí nghiệm 5 000 đồng 8cái 40 000 đồng

Công tắc Cửa hàng điện

dân dụng

3 000 đồng 04 cái 12 000 đồng

</div>
<span class='text_page_counter'>(5)</span><div class='page_container' data-page=5>

<i><b>Hoạt động 3: TRÌNH BÀY VÀ BẢO VỆ PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ CỦA ĐỘNG CƠ</b></i>
<i>(thời lượng 1 tiết)</i>

<b>A. Mục đích: Học sinh trình bày được phương án thiết kế động cơ ( bản vẽ và bản</b>
thiết kế sản phẩm) và sử dụng các kiến thức nền để giải thích nguyên lí hoạt động của
động cơ và phương án thiết mà nhóm đã lựa chọn.

<b>B. Nội dung</b>

- Gv tổ chức cho học sinh từng nhóm trình bày phương án thiết kế động cơ.

- Gv tổ chức hoạt động thảo luận cho từng thiết kế, nhóm trình bày trả lời câu hỏi,
lập luận , bảo vệ quan điểm hoặc ghi nhận ý kiến đóng góp phù hợp để hồn thiện bản
thiết kế.

- Gv chuẩn hóa 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).

<b>C. Dự kiến sản phẩm</b>

- Sơ đồ nguyên lý hoạt động của động cơ.
- Bản thiết kế hoàn chỉnh cho động cơ.

- Các câu trả lời chi tiết cho các câu hỏi của GV.
<b>D. Cách thức tổ chức hoạt động</b>

<i><b>Bước 1: Lần lượt từng nhóm trình bày phương án thiết kế trong 5 phút. Các nhóm</b></i>
cịn 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.

- 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:

+ Tác dụng của lực lên vật có trục quay cố định là gì?

+ Nhóm em sử dụng mẫu thiết kế khung dây, giá đỡ, chỗ lắp pin ...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 dây quấn bao nhiêu vòng? Tại sao?

+ Sử dụng loại pin? Bao nhiêu vơn? Dịng bao nhiêu A?
+ Vật liệu nào làm giá đỡ (gỗ, nhựa, kim loại?...)

+ Các mối khớp trục quay xử lý như thế nào để cánh quạt quay hiệu quả nhất?
Điều khiển tốc độ quay như thế nào?

<b>C. Dự kiến sản phẩm:</b>

- Báo cáo phân tích vật liệu.
- Sơ đồ lắp ráp.

</div>
<span class='text_page_counter'>(6)</span><div class='page_container' data-page=6>

- Bảng chi phí tổng thể (Xem bảng ở trên. Ghi chú: Bảng chi phí này được tính cho
4 bộ dụng cụ cho 4 nhóm thực hành của một lớp; nếu dạy nhiều lớp thì chi phí cho mỗi
lớp sẽ ít lại).

- Giải pháp tốt nhất.
- Bản vẽ thiết kế sơ bộ

- Dự đốn về hình thức và sự hoạt động của sản phẩm.
<b>D.Cách thức tổ chức hoạt động:</b>

- HS thảo luận nhóm theo các nội dung trên dưới sự giám sát tư vấn của GV.
- Đại diện các nhóm trình bày báo có 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.

- GV: Phỏng vấn các nhóm lí do chọn giải pháp tốt nhất của nhóm mình
- HS: Lập luận, giải thích tại sao chọn giải pháp của nhóm.

<i><b>Hoạt động 4: </b></i><b>CHẾ TẠO VÀ THỬ NGHIỆM QUẠT MÁY BẰNG ĐỘNG CƠ ĐƠN GIẢN</b>
(thời lượng 1 tiết- HS làm ở nhà)

<b>A. Mục đích:</b>

- Mỗi nhóm có ít nhất một mơ hình để thử nghiệm.

- Biết phân tích ưu, nhược điểm của mơ hình để có phương án cải tạo cho sản phẩm
hoạt động tốt nhất.

- Thử nghiệm nhằm so sánh, phân tích và đánh giá chất lượng và sự ổn định của sản
phẩm.

<b>B. Nội dung:</b>

- Chế tạo, trang trí giá đỡ

- Tạo ống dây: có thể hình trịn, vuông...
- Tạo trục cho động cơ

- Lắp ráp các bộ phận

- 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 vịng dây, nhiệt độ khớp nối, các hiện tượng khác...

- Nhận xét, đánh giá tổng thể về sản phẩm.
<b>C. Dự kiến sản phẩm của học sinh</b>

- Sản phẩm hồn thiện của nhóm.

- Video ghi lại quá trình chế tạo ống dây và giá đỡ
<b>D. Cách thức tổ chức hoạt động</b>

<i><b>Bước 1. GV cho HS các nhóm tập trung sử dụng dụng cụ, thiết bị để tạo hình ống</b></i>
dây, trục quay, đóng khung gỗ tạo giá đỡ.

<i><b>Bước 2. Các nhóm lắp ráp sản phẩm.</b></i>

<i><b>Bước 3. HS thử nghiệm hoạt động. Báo cáo kết quả kiểm tra của các lần chạy thử</b></i>
nghiệm

</div>
<span class='text_page_counter'>(7)</span><div class='page_container' data-page=7>

<b>Nội dung ĐG</b> <b>Nhận xét</b>
Tốc độ quay của cánh quạt

Độ thăng bằng của giá đỡ
Độ nóng của vịng dây
Nhiệt độ khớp nối
Tiếng ồn động cơ
...

<i><b>Bước 5. HS hoàn thiện sản phẩm; chuẩn bị bài giới thiệu sản phẩm. GV đơn đốc, hỗ</b></i>
trợ các nhóm trong q trình hồn thiện các sản phẩm.

<i><b>Hoạt động 5: TRÌNH BÀY SẢN PHẨM VÀ THẢO LUẬN</b></i>
<i>(thời lượng 1 tiết)</i>

<b>A. Mục đích</b>

- HS được rèn các kỹ năng: thuyết trình, thảo luận, chia sẻ, phản biện.
- Điều chỉnh nhằm có sản phẩm hoạt động tốt nhất.

<b>B. Nội dung</b>

- Chạy thử sản phẩm của tất cả các nhóm.
- Thảo luận và nhận xét chéo.

- Chia sẻ kinh nghiệm chế tạo.

- Điều chỉnh thiết kế của các nhóm(nếu cần)
- Đề xuất phương án cải tiến sản phẩm.
<b>C. Dự kiến sản phẩm</b>

- Các chia sẻ và kinh nghiệm chế tạo sản phẩm.
- Bảng ghi các điều chỉnh sản phẩm của từng nhóm.
<b>D. Cách thức tổ chức hoạt động</b>

- Các nhóm trưng bày, thuyết minh và chạy thử sản phẩm của nhóm mình trước cả
lớp(mỗi nhóm 3 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.

GV tổ chức cho các nhóm tự điều chỉnh sản phẩm của nhóm mình sao cho sản phẩm
có chất lượng tốt nhất.

</div>
<span class='text_page_counter'>(8)</span><div class='page_container' data-page=8>

<b>TÀI LIỆU THAM KHẢO </b>

- SGK Vật lí 9,10,11, NXB Giáo Dục
- SGK Công nghệ 8, NXB Giáo Dục
- Trang mua sắm các linh kiện điện.

- Video 1 Tự Làm Động cơ điện đơn giản.mp4
- />

</div>

<!--links-->
<a href=' /><a href=' /> Phương hướng đào tạo và phát triển nguồn nhân lực cho các khu công nghiệp và chế xuất, tạo ra đội ngũ lao động có tay nghề cao, trình độ phù hợp yêu cầu của doanh nghiệp

• 60
• 1
• 5