Con người đã sử dụng thuyền để vận chuyển mọi thứ trên khắp thế giới trong hàng nghìn năm. Trong giáo án STEM này, chúng tôi sẽ hướng dẫn bạn mở rộng về dự án STEM làm thuyền lá nhôm, để kiểm tra xe nó có thể chứa được bao nhiêu trọng lượng trong dòng nước yên tĩnh (như mặt nước trong hồ) và dòng nước chuyển động (như mặt nước dòng sông)
Trong dự án này, học sinh sẽ tìm hiểu xem thuyền của họ chống chọi với sóng tốt như thế nào!
>> Thầy cô có thể tham khảo một vài ý tưởng về cách chế tạo thuyền cho buổi học này mà chúng tôi đã cung cấp ở bài viết trước
Mục lục
Chuẩn bị cho dự án STEM làm thuyền
- Giấy nhôm
- Các bồn nhựa lớn (nhiều bồn hơn sẽ cho phép nhiều học sinh thi cùng lúc)
- Khăn tắm
- Thống nhất các đồ vật nhỏ để sử dụng làm “hàng hóa”. Bạn có thể sử dụng bất cứ thứ gì bạn có sẵn: tiền xu, viên bi, hạt đậu,…
- Que tính
- Vật thể được thả để tạo sóng, như một tảng đá hoặc một quả bóng nặng
Tìm hiểu thêm về giáo án STEM chế tạo thuyền
Việc làm những chiếc thuyền nhỏ bằng lá nhôm và thử nghiệm xem trọng lượng thuyền chịu được là bao nhiêu sẽ dạy học sinh về các khái niệm vật lý như: lực nổi, mật độ chất và kỹ năng thiết kế kỹ thuật khi các em phải liên tục cải thiện chiếc thuyền của mình.
Trong giáo án STEAM làm thuyền nổi trên mặt nước này, giáo viên cần chú trọng ở phần thực hành để học sinh có thêm các kỹ năng như giải quyết vấn đề và thực hành.
Bài học này được xây dựng dựa trên thực tế rằng con người đã sử dụng thuyền để vận chuyển hàng ngàn năm qua – và thuyền luôn dễ bị chìm, dẫn đến thiệt hại về nhân mạng.
Các công nghệ hiện đại như GPS, radar, dự báo thời tiết và liên lạc vô tuyến đã giúp việc di chuyển của thuyền trở nên an toàn hơn.
Tuy nhiên, trong những năm gần đây, nhiều người di cư chạy trốn khỏi các quốc gia bị chiến tranh tàn phá đã phải đi trên những chiếc thuyền quá tải, chất lượng kém, dễ bị lật hoặc chìm trong biển bão. Đây là các ví dụ thực tế thích hợp cho dự án này.
Thay vì thử thí nghiệm độ chịu tải của thuyền trong nước tĩnh, học sinh của bạn sẽ kiểm tra chúng trong “các cơn bão” bằng cách thả một quả bóng xuống nước để tạo sóng.
Liệu một chiếc thuyền quá tải có dễ bị chìm trong trường hợp này? Chúng ta có thể làm gì để giải quyết vấn đề này không? Hãy thử bài học này để giúp học sinh hiểu kỹ thuật có thể tác động đến cuộc sống của con người như thế nào.
>> Bài viết hữu ích: Cách xây dựng và thiết kế bài giảng STEM tại trường
Thảo luận
Hãy bắt đầu bài học bằng một cuộc thảo luận về các sự kiện lật thuyền lớn trên thế giới. Hãy hỏi học sinh của bạn xem họ đã xem hoặc đọc bất cứ điều gì trong tin tức về một vụ đắm tàu gần đây hoặc thảm họa liên quan đến thuyền, đặc biệt là những tin tức liên quan đến những con thuyền chở quá tải với những người di cư chạy trốn khỏi các quốc gia bị chiến tranh tàn phá.
Nếu bạn có quyền truy cập Internet trong lớp học của mình, bạn có thể cho phép học sinh tìm kiếm các bài báo gần đây trên mạng. Bạn cũng có thể giao nhiệm vụ này làm bài tập về nhà cho các em vào ngày trước buổi học.
Cả lớp cùng thảo luận về nguyên nhân của các vụ tai nạn:
- Có bao nhiêu người trong số họ là do điều kiện mưa bão hoặc tàu thuyền chở quá tải, dẫn đến không an toàn? (Lưu ý rằng có thể xảy ra tai nạn do các nguyên nhân khác, chẳng hạn như lỗi từ người lái tàu, dẫn đến đâm vào đá hoặc thuyền khác)
- Tại sao mọi người lại phải sử dụng những chiếc thuyền không an toàn, quá tải trong điều kiện mưa bão khi chúng ta có những chiếc thuyền an toàn hơn?
Sau đó, giáo viên giải thích rằng, trong bài học hôm nay, chúng ta sẽ mô hình hóa tình huống này bằng cách sử dụng thuyền lá nhôm và đồng xu để đại diện cho “hành khách”.
Chúng ta sẽ coi dự án STEM làm thuyền giống như một vấn đề thiết kế kỹ thuật. Tuy nhiên, bạn sẽ không nói cho học sinh biết chính xác phải làm gì, các em phải tự lên ý tưởng và thiết kế, hoàn thiện sản phẩm của mình.
>> Tìm hiểu thêm: Mang khoa học về nhà với mô hình chế tạo thuyền đồ chơi
Khám phá
Đầu tiên, hãy xác định vấn đề trong thế giới thực cần được giải quyết. Sau đó, xác định các tiêu chí và ràng buộc của vấn đề đó khi chúng áp dụng cho mô hình thuyền lá nhôm của bạn.
Một số câu hỏi có thể dùng ở đầu bài giảng
Nếu quy trình thử nghiệm của chúng tôi không được tiêu chuẩn hóa, chúng tôi không thể so sánh giữa các tàu khác nhau.
>> Xem thêm: STEM là gì? Nhận tài liệu miễn phí cho giáo dục STEM
Thảo luận xem mô hình của bạn có thực tế không. Nó có bất kỳ hạn chế nào không? Nó tương tự như thế nào với kịch bản trong thế giới thực? Có điều gì chúng ta nên đồng ý thay đổi trước khi bắt đầu thử nghiệm không?
Bước 1: Học sinh nên vẽ một số ý tưởng cho thiết kế thuyền trên trang tính của mình. Họ định gấp những chiếc thuyền như thế nào? Hình dạng cuối cùng sẽ là gì? Hình dạng con thuyền sẽ giúp nó hoàn thành mục tiêu như thế nào, như giữ được sức nặng của những đồng xu, hay không bị sóng lớn đánh chìm?
Bước 2: Theo cặp, học sinh bây giờ nên so sánh các thiết kế mà họ đã vẽ. Họ sẽ cần phải quyết định một thiết kế để xây dựng. Họ có thể đồng ý về một thiết kế tốt nhất không? Họ có thể kết hợp hoặc sửa đổi bất kỳ thiết kế nào của họ để đi đến một thiết kế có khả năng tốt hơn không?
Bước 3: Khi họ đã chọn một thiết kế, họ sẽ cần phải xây dựng và thử nghiệm nó. Tạm dừng để thảo luận về quy trình kiểm tra với tư cách là một lớp. Giải thích rằng học sinh sẽ có nhiều cơ hội để kiểm tra và thiết kế lại, đóng lại thuyền của họ. Họ có muốn trực tiếp nhảy xuống để thả quả bóng trong khi thuyền đang giữ 10 xu không? Hay họ muốn thử một cách tiếp cận gia tăng hơn? Ví dụ, trước tiên bạn có thể thử nghiệm một chiếc thuyền rỗng để đảm bảo rằng thiết kế nổi, sau đó thử nghiệm nó với 10 xu trong nước tĩnh, và sau đó kiểm tra nó với 10 xu và sóng.
Bước 4: Cho phép học sinh kiểm tra thuyền của họ, sau đó thiết kế lại và kiểm tra lại nếu cần (giới hạn dựa trên thời gian hiện có của bạn). Họ nên ghi lại các vấn đề mà họ gặp phải và thiết kế các thay đổi trong trang tính của họ. Họ có quản lý để cải thiện hiệu suất thiết kế của họ trong các lần lặp lại liên tiếp không?
Bước 5: Tạm dừng để thảo luận về nguyên nhân khiến các con thuyền bị chìm. Thuyền có xu hướng chìm nhanh chóng (ví dụ như chúng bị cuốn bởi một con sóng lớn) hay chậm dần theo thời gian (nước bắn vào từ nhiều con sóng nhỏ)? Ngưỡng vật lý phải vượt qua để thuyền chìm là bao nhiêu (trọng lượng của thuyền, bao gồm các đồng xu và bất kỳ nước nào bên trong nó, phải vượt quá lực nổi, bằng trọng lượng của nước mà thuyền dịch chuyển)?
Bước 6: Khi mỗi cặp học sinh đã hoàn thành thiết kế của mình, tiến hành thử nghiệm “chính thức” bằng cách sử dụng quy trình tiêu chuẩn đã được thống nhất.
Theo dõi thuyền nào chìm và thuyền nào không.
Bây giờ cho phần thực sự thú vị! Quyết định cách bạn sẽ kiểm tra các con thuyền trong điều kiện ngày càng khắc nghiệt (ví dụ: bằng cách thêm nhiều xu hơn, tạo ra những con sóng lớn hơn bằng cách thả quả bóng từ độ cao lớn hơn hoặc cả hai). Theo dõi kết quả một cách định lượng cho từng thuyền, và tiếp tục đi cho đến khi thuyền bị chìm. Con thuyền nào sống sót sau cơn bão lớn nhất!
>> Giáo cụ học STEM hiệu quả: Cánh tay robot ArmBot
Tổng kết
Trên đây là giáo án STEM về hoạt động chế tạo thuyền dành cho trẻ. Thuyền là một loại phương tiện rất gần gũi với đời sống của chúng ta, chắc chắn đây sẽ là thí nghiệm STEM kích thích trí tò mò, sự sáng tạo cũng như mang lại cho trẻ thêm nhiều kiến thức về khoa học và đời sống. Hãy truy cập website của chúng tôi thường xuyên để có thêm nhiều giáo án STEM thú vị khác nữa nhé!
Để tìm hiểu thêm về các đồ chơi, giáo cụ STEAM cho bé, vui lòng liên hệ OhStem qua:
Fanpage: https://www.facebook.com/ohstem.aitt
Không Hotline: 08.6666.8168
Youtube: https://www.youtube.com/c/ohstem
OhStem – Đơn vị cung cấp công cụ và giải pháp giáo dục STEAM cho mọi lứa tuổi tại Việt Nam
