Chắc hẳn ai trong chúng ta cũng đã từng đi qua những cây cầu. Trong hoạt động STEM này, trẻ sẽ được thiết kế và tạo ra một mô hình cầu bằng giấy đơn giản. Sau đó, trẻ cũng có thể kiểm tra xem cây cầu có thể chịu được trọng lượng là bao nhiêu qua việc đặt những đồng xu lên đó. Hoạt động này còn có thể cho biết được rằng hình dạng của một cây cầu có ảnh hưởng đến sức chịu của nó như thế nào. Hãy cùng khám phá và tìm hiểu qua bài học này nhé!

Bài viết cùng chủ đề: Cách làm tháp Eiffel bằng giấy

https://youtu.be/CqYGVW2Eu6Y

Các kỹ năng học sinh nhận được sau buổi học

Bài học này giúp học sinh phát triển các kỹ năng sau:

  • Phát triển một bản phác thảo, bản vẽ hoặc mô hình vật lý đơn giản để minh họa hình dạng của một vật thể, từ đó hình dung cách nó hoạt động như thế nào để giải quyết một vấn đề nhất định.
  • Phân tích dữ liệu từ các nhiều bản phác thảo của nhiều nhóm khác để so sánh điểm mạnh và điểm yếu của mỗi đối tượng, qua đó đưa ra cách giải quyết tối ưu nhất.

Buổi dạy học STEM này tập trung vào 3 yếu tố:

Thực hành Khoa học & Kỹ thuật Kiến thức chuyên môn Hiểu về khái niệm mặt cắt ngang của vật thể
Lập kế hoạch và thực hiện: Thực hiện các quan sát (trực tiếp hoặc từ các phương tiện truyền thông) hoặc các phép đo để thu thập dữ liệu có thể được sử dụng để so sánh.

Sử dụng Toán học và Tư duy Tính toán: Sử dụng dữ liệu định lượng để so sánh hai giải pháp, từ đó tìm ra giải pháp tối ưu nhất để giải quyết một vấn đề cụ thể.

Xây dựng và Thiết kế Giải pháp: Đưa ra nhiều giải pháp và chọn giải pháp hiệu quả nhất.
Tối ưu hóa các giải pháp đã thiết kế: Vì luôn có nhiều hơn một giải pháp khả thi cho một vấn đề, nên việc so sánh và kiểm tra từng giải pháp bằng kiến thức chuyên môn sẽ rất hữu ích cho học sinh. Cấu trúc và chức năng: Hình dạng và sự ổn định của cấu trúc vật thể, cũng như cách thiết kế vật thể có liên quan chặt chẽ đến các chức năng của chúng.

Vật dụng cần thiết

Vật dụng để làm mô hình cầu bằng giấy

 

Nguyên liệu cần thiết cho mô hình cầu bằng giấy

  • Giấy in (10 tờ)
  • Hộp nhỏ (2)
  • Đồng xu (càng nhiều càng tốt)
  • Băng keo
  • Thước kẻ

Dự án tạo mô hình cầu bằng giấy

Trong dự án này trẻ sẽ được học cách xây dựng một cây cầu từ những tờ giấy đơn lẻ, có khả năng chứa hàng chục đồng xu. Vậy câu hỏi đặt ra là làm thế nào mà một tờ giấy có thể chịu được sức nặng của hàng chục đồng xu trong khi nó không thể chịu được trọng lượng của chính nó?

Mô hình cầu bằng giấy
Mô hình cầu bằng giấy

 

Câu trả lời nằm ở việc gấp tờ giấy để thay đổi thiết diện của nó. Bạn cũng có thể bẻ cong một cái thước như hình vẽ. 

Mô hình cầu bằng giấy
Mô hình cầu bằng giấy

 

Một tờ giấy có mặt phẳng cắt ngang rất mỏng. Điều đó làm cho nó rất dễ bị uốn cong, vì vậy nó không thể chịu được một trọng lượng lớn. Tuy nhiên bạn có thể gấp hoặc cuộn giấy thành nhiều hình dạng mặt cắt khác nhau. Những hình dạng này có thể cho phép tờ giấy chịu được trọng lượng lớn.

Các dạng mô hình cầu bằng giấy
Các dạng mô hình cầu bằng giấy

 

Vậy thì hình dạng nào tốt nhất cho một cây cầu có thể chịu được tải trọng lớn? Hãy cùng tìm hiểu trong dự án này!

Hãy để trẻ được trải nghiệm những sản phẩm tốt nhất cùng OhStem:

Giáo án buổi học

  1. Cho học sinh xem video bên dưới và cùng nhau thảo luận. Lưu ý rằng tất cả những người ở trên cầu trong video đều đã được an toàn. Qua video này, hãy dẫn dắt để học sinh hiểu được tầm quan trọng của những người thiết kế và thi công xây dựng cầu.
https://www.youtube.com/watch?v=knaNXcKS-qM&feature=emb_logo

 

Ask:

Câu hỏi cho học sinh: Các em chú ý điều gì trong video?

  • Trả lời: Khi càng ngày càng nhiều người bước lên cầu, cây cầu bắt đầu sập và chìm xuống dòng nước. May mắn rằng dòng sông khá dịu êm, và tất cả mọi người đã được cứu!
Ask:

Câu hỏi cho học sinh: Các em đoán nguyên nhân do đâu mà cầu lại sập?

  • Bởi vì số lượng người bước lên cầu quá nhiều, vượt quá trọng tải của cây cầu.

2. Thảo luận các vấn đề liên quan về cây cầu với lớp. Bạn có thể nhắc đến những cây cầu ở gần khu vực nơi bạn sống để học sinh dễ hình dung hơn

Ask:

Câu hỏi cho học sinh: Tại sao chúng ta cần đến các cây cầu?

  • Câu trả lời: Các cây cầu giúp chúng ta có thể di chuyển qua khỏi các dòng sông, các con đường đông người (cầu vượt),….
Ask:

Câu hỏi cho học sinh: Tại sao các cây cầu cần phải đủ mạnh và bền, có trọng tải cao?

  • Cây cầu cần phải đủ mạnh để chúng không bị sập và rơi xuống dưới khi có nhiều người, phương tiện xe đi trên nó (tương tự video trên). Phụ thuộc vào nơi cây cầu được xây dựng, các nhà thiết kế cũng cần quan sát và chú ý đến những yếu tố khác như động đất, sóng thần hoặc khi đó là khu vực thường xuyên xuất hiện gió lốc

3. Giải thích với học sinh rằng hôm nay chúng ta sẽ xây dựng một “mô hình cầu bằng giấy”, và cây cầu này phải đủ trọng tải để nâng đỡ những “con người” (Các đồng xu) trên đó. Cho học sinh xem cách chồng sách và các mảnh giấy để làm mô hình cây cầu của bạn.

Ask:

Câu hỏi cho học sinh: Các em nghĩ chuyện gì sẽ xảy ra nếu thầy/ cô cho mảnh giấy phẳng này làm mô hình cây cầu? Lúc này, mô hình cầu bằng giấy này có nâng được bất kỳ đồng xu nào không?

4. Hỏi một vài học sinh về dự đoán của họ, sau đó đặt mảnh giấy vào giữa các chồng sách và xem điều gì xảy ra. Nếu bạn sử dụng các loại giấy bìa cứng, có khả năng nâng đỡ tốt, thì hãy thêm một vài đồng xu vào tiếp tục cho đến khi mô hình cầu bằng giấy sập xuống

Ask:

Câu hỏi cho học sinh: Tại sao mô hình cầu bằng giấy lại sập?

  • Mô hình cầu bằng giấy bị sấp vì chúng có lực quá yếu và dễ bị uốn cong.

5. Giải thích với học sinh rằng bây giờ chúng ta sẽ hoạt động theo cặp để xây dựng một mô hình cầu bằng giấy, chỉ sử dụng một tờ giấy duy nhất. Mục tiêu của từng cặp là thiết kế mô hình cầu bằng giấy, sao cho cây cầu có thể chứa được nhiều xu nhất có thể. Các em có thể lấy 2 hoặc 3 tờ giấy để có thể thử nghiệm, kiểm tra từng thiết kế, xem thiết kế nào có thể nâng đỡ được các đồng xu với số lượng nhiều nhất có thể.

Ask:

Câu hỏi cho học sinh: Các em sẽ làm gì để mô hình cầu bằng giấy có thể nâng đỡ được khối lượng nặng hơn?

  • Bạn có thể hỏi một vài học sinh để xem ý kiến của các em, và bây giờ, các em có thể làm thử thí nghiệm để khám phá! Từng nhóm có thể chia sẻ ý tưởng, cách thiết kế của mình với cả lớp, đây chỉ là buổi học, không phải là một cuộc thi cạnh tranh giữa từng nhóm.

Cách làm mô hình cầu bằng giấy

Hướng dẫn từng nhóm thực hiện như sau:

  1. Sử dụng 2 chồng sách và cách nhau 25 cm (dùng thước kẻ đo). Đặc biệt khoảng cách này không được thay đổi trong quá trình thực hiện thí nghiệm. 
  2. Học sinh thử khám phá để tìm ra cách tạo một mô hình cây cầu bằng giấy. Gấp tờ giấy thế nào và đặt nó vào chồng sách ra sao? Yêu cầu: Mô hình cầu bằng giấy không được võng xuống và chạm xuống nền. Và lưu ý, giáo viên không đưa ra giải pháp trực tiếp cho học sinh. Hãy để học sinh tự khám phá và hiểu rằng mình cần gấp (hoặc cuộn) tờ giấy lại. Nếu một số nhóm không hiểu, hãy khuyến khích các em tìm và hỏi các nhóm khác để giúp đỡ.
  3. Sau khi các em đã hiểu rằng mình cần gấp hoặc cuộn giấy để làm mô hình cầu bằng giấy, hãy thử thách các em thiết kế một cây cầu có thể chứa được nhiều đồng xu nhất có thể. Thực hiện theo các quy tắc sau khi thử nghiệm:

a. Cây cầu phải có khả năng giữ các đồng xu mà không có đồng xu nào bị rơi ra. Vậy nên, ví dụ, một cây cầu tròn có thể sẽ không hoạt động tốt trong trường hợp này, bởi vì các đồng xu sẽ trượt và rơi ra khỏi cầu

b. Bạn có thể sử dụng tối đa hai miếng băng dính trên giấy của mình để ngăn mô hình cầu bằng giấy bung ra (Lưu ý: Bạn không thể dán giấy vào sách)

c. Bắt đầu thí nghiệm STEM này bằng cách đặt một đồng xu vào một đầu của cây cầu. Mỗi lần, hãy tiếp tục thêm từng đồng xu dọc theo chiều dài của cây cầu (Hình bên dưới). Điều này mô phỏng giống hiện tượng ngày càng nhiều người bước ra cầu.

d. Nếu đồng xu của bạn đã trải dài hết cây cầu, hãy quay trở lại vị trí ban đầu và bắt đầu xếp các đồng xu mới chồng lên trên đồng xu cũ.

e. Tiếp tục thêm các đồng xu cho đến khi cây cầu sụp đổ (nó rơi xuống và chạm vào mặt bàn), hoặc các đồng xu bắt đầu trượt / rơi khỏi cây cầu. Nếu cầu bị chùng xuống, nhưng chưa chạm vào bàn và tất cả các đồng xu vẫn còn trên cầu, bạn có thể tiếp tục thêm các đồng xu.

f. Trên tập vở của học sinh, hãy vẽ hình dạng mặt cắt ngang của cây cầu (hình dạng mà bạn nhìn thấy khi nhìn vào cây cầu từ bên trái hoặc bên phải cây cầu) và ghi lại nó có thể chứa được bao nhiêu xu.

 

Mô hình cầu bằng giấy
Mô hình cầu bằng giấy

Mô hình cây cầu bằng giấy này không có một cách cụ thể chính xác nào. Các bạn có thể gấp giấy thành những hình dạng và cố định vào 2 đầu của cây cầu bằng băng keo. Thử nhiều lần với nhiều mô hình cầu khác nhau và đặt đồng xu vào để tìm ra mô hình cầu chịu được sức nặng tốt nhất.

4. Sau khi cây cầu đầu tiên của các nhóm bị sập, hãy nghĩ về cách các em có thể cải thiện thiết kế của mình. Có cách nào để làm cho cây cầu của mình mạnh hơn hoặc thử một thiết kế mô hình cầu bằng giấy khác không? Sử dụng một mảnh giấy mới và lặp lại bước 3.

Ask: Cầu mới của bạn có chứa nhiều xu hơn mô hình cầu bằng giấy đầu tiên không? Nếu có, tại sao bạn nghĩ nó mạnh và cứng cáp hơn? Nếu không, bạn nghĩ mình đã sai lầm ở bước nào?

5. Sau khi mỗi nhóm đã hoàn thành hai thiết kế cầu, hãy thảo luận về kết quả của bạn cho cả lớp.

Ask: Những mô hình cầu bằng giấy nào giữ được nhiều xu nhất? Ít nhất? Chúng có hình dạng gì?
Ask: Có những yếu tố nào khác ảnh hưởng đến độ bền, chẳng hạn như mức độ cẩn thận của bạn khi xây dựng cây cầu, hoặc mức độ chắc chắn của bạn khi gấp giấy?
Ask: Dựa trên những gì bạn đã học được từ các nhóm khác, bạn sẽ thay đổi thiết kế cầu của mình như thế nào để làm cho nó mạnh và cứng cáp hơn?

 

Sử dụng những gì mà mình đã học được từ những người còn lại trong lớp, mỗi nhóm nên lặp lại các bước 3–4 để xây dựng và kiểm tra thêm ít nhất hai mô hình cầu bằng giấy nữa (nhiều hơn nếu thời gian cho phép). Cố gắng làm cho mỗi cây cầu mới mạnh hơn cây cầu lần trước. Hãy nhớ sử dụng một mảnh giấy mới cho mỗi cây cầu.

Đây là thí nghiệm thử thách sự sáng tạo của các bạn nhỏ. Vì thế hãy dùng hết trí tưởng tượng của mình để tạo ra cây cầu ưng ý nhất nhé!

Ghi chép sau buổi học

  • Lập một bảng dữ liệu để thu thập kết quả về thiết kế mô hình cầu bằng giấy cứng cáp nhất của mỗi nhóm. Vẽ mặt cắt ngang của thiết kế cây cầu trong cột “Hình dạng cây cầu” và ghi lại số đồng xu mà mô hình cầu bằng giấy nâng giữ được
Tên nhóm Hình dáng mô hình cầu bằng giấy Số lượng đồng xu tối đa có thể nâng
     
     
     

Giáo án dạy học STEM về lập trình

Nếu các thầy cô đang muốn tổ chức một lớp học STEM về lập trình phù hợp cho học sinh, các giáo viên cần phải bỏ thời gian và công sức rất nhiều. Ngoài ra, việc làm sao để kiến thức lập trình khô khan cho học sinh, để các em có thể nắm được và nhớ lâu các kiến thức này là điều không hề đơn giản.

Nhưng, OhStem sẽ giúp bạn làm điều đó!

Bạn chỉ cần tham khảo chương trình giảng dạy STEM của OhStem Education và ứng dụng chúng vào lớp học của bạn một cách đơn giản. Nếu bạn có thắc mắc khác, chúng tôi sẵn sàng giải đáp cho bạn. OhStem còn có dịch vụ training giáo viên,  giúp bạn có thể ứng dụng chương trình STEM này vào giáo dục dễ dàng.

Bạn có thể lựa chọn nhiều chủ đề STEM như lập trình Robotics, lập trình máy tính, dạy cho bé thực hiện các dự án IoT (Internet of Things – Internet kết nối vạn vật),… tùy thích, đây là các chủ đề rất được nhiều giáo viên và phụ huynh quan tâm, muốn giảng dạy cho bé hiện nay.

Xem chương trình giảng dạy STEM tại đây

Tổng kết

Bạn đã tạo ra cho mình mô hình cây cầu bằng giấy ưng ý nhất chưa? Hãy gửi sản phẩm tốt nhất cho chúng tôi và cộng đồng cùng biết nhé! Dự án này cũng giúp trẻ có thể tìm hiểu về các hoạt động của những sự vật xung quanh, đặc biệt là rất hữu ích với các bé đam mê xây dựng. Nếu bạn yêu thích những thí nghiệm hoặc mô hình STEM như vậy, hãy truy cập vào fanpage của chúng tôi OhStem để khám phá thêm nhiều điều thú vị hơn nữa nhé!

Tags: , , ,
3 Bình luận

Những bài liên quan

3 Bình luận. Leave new

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *

Fill out this field
Fill out this field
Vui lòng nhập địa chỉ email hợp lệ.
You need to agree with the terms to proceed

Menu