Biện Pháp 3. Hướng Dẫn Học Sinh Chế Tạo Dụng Cụ Thí Nghiệm

a) Phương án 1: GV cho HS xem hình ảnh, mô hình, các đoạn video về thiết bị, giới thiệu sơ đồ cấu tạo, hướng dẫn HS nêu ra các bộ phận chính, nguyên lí hoạt động, ứng dụng của thiết bị trong thực tế. Phương án này thường áp dụng đối với những thiết bị mà HS ít hoặc không được tiếp xúc, hoặc với những thiết bị hiện đại như: Tên lửa, tàu ngầm, lò phản ứng hạt nhân, những thiết bị cảnh báo động đất, những máy móc lớn trong các nhà máy, xí nghiệp, thiết bị quân sự...

b) Phương án 2: GV cho HS quan sát thiết bị hoặc quan sát hoạt động của thiết bị, sau đó hướng dẫn HS nêu cấu tạo, phác họa sơ đồ cấu tạo, nguyên lí hoạt động, ứng dụng trong thực tế. Phương án này thường áp dụng đối với những thiết bị thông dụng, có kích thước nhỏ hoặc vừa để GV có thể đưa đến lớp.

c) Phương án 3: GV cho HS thao tác với các dụng cụ là ứng dụng kỹ thuật của VL. Phương án này thường áp dụng đối với những thiết bị có nhiều trong đời sống, sản xuất, có kích thước nhỏ hoặc vừa, đảm bảo độ an toàn khi HS thao tác. GV có thể giới thiệu về tên gọi, công dụng của dụng cụ, sau đó yêu cầu HS thao tác tìm hiểu sâu hơn về cấu tạo, công dụng, hoạt động của dụng cụ. Hoặc GV cũng có thể phát dụng cụ cho HS, sau đó yêu cầu HS tìm hiểu về tên gọi, cấu tạo, công dụng của các dụng cụ đó.

Tùy vào đặc điểm của dụng cụ, thời lượng với từng nội dung bài học và tùy vào đối tượng HS mà các mức độ hành vi của NLTHTN được bồi dưỡng cũng có thể khác nhau. Dưới đây là cách thức chung để bồi dưỡng các hành vi của NLTHTN khi giới thiệu các ứng dụng kỹ thuật của VL trong quá trình dạy học.

* Đối với HV3. Xác định các dụng cụ TN

Mỗi thiết bị kỹ thuật có thể được cấu thành từ một hoặc nhiều bộ phận, có những thiết bị gồm rất nhiều chi tiết, bộ phận tạo thành. Vì thế khi sử dụng vật thật hoặc sơ đồ, mô hình để giới thiệu cho HS, GV có thể yêu cầu HS quan sát để có thể tự nêu ra các bộ phận theo cách hiểu của mình bằng những câu hỏi gợi ý:

+ Tên gọi chi tiết, bộ phận là gì?

+ Số lượng bao nhiêu?

Có thể bạn quan tâm!

Xem toàn bộ 265 trang tài liệu này.

+ Công dụng của nó trong thiết bị này là gì?

+ Nguyên lí hoạt động của chi tiết, bộ phận đó (hoặc của cả thiết bị này) là gì?

* Đối với HV6. Bố trí, lắp ráp các dụng cụ TN:

Mỗi thiết bị kỹ thuật có thể được cấu thành từ một hoặc nhiều bộ phận, hoặc rất nhiều chi tiết. Vì thế để bồi dưỡng hành vi Bố trí, lắp ráp các dụng cụ TN cho HS, GV có thể đặt ra một số nội dung gợi ý:

+ Các bộ phận đặt ở những vị trí nào?

+ Các bộ phận này được ghép nối với nhau hoặc ghép nối với cấu trúc chính (khung máy) bằng vật liệu nào hoặc bằng thiết bị ghép nối nào?

+ Đối với những dụng cụ đơn giản, GV có thể đặt ra câu hỏi: Chúng có thể tháo lắp theo trình tự như thế nào? Hoặc GV có thể cho HS quan sát hoặc một vài HS thao tác tháo, lắp dụng cụ.

2.3.3. Biện pháp 3. Hướng dẫn học sinh chế tạo dụng cụ thí nghiệm

2.3.3.1. Nội dung của biện pháp

Hiện nay có rất nhiều dụng cụ, thiết bị trong đời sống có nguyên lí hoạt động dựa trên các kiến thức VL phổ thông, có cấu tạo đơn giản, dễ chế tạo, xuất hiện nhiều và HS được tiếp xúc, vận hành thường xuyên trong đời sống hằng ngày. Bên cạnh đó một số dụng cụ TN trong chương trình VL phổ thông cũng đơn giản, gần gủi, dễ chế tạo, khi hoạt động làm HS thích thú, kích thích sự đam mê NC chế tạo của HS [1], [27]. Từ những cơ sở thuận lợi đó, GV lập kế hoạch tổ chức, hướng dẫn và giao nhiệm vụ thiết kế, chế tạo, chỉnh sửa, cải tiến các dụng cụ, thiết bị sử dụng trong đời sống, sản xuất hoặc dùng trong quá trình TN.

2.3.3.2. Mục tiêu và ý nghĩa của biện pháp

Việc bồi dưỡng NLTHTN cho HS trong các giờ học trên lớp hoặc trong giờ thực hành có thời gian khá hạn chế, do đó một vài thành tố chưa được đào sâu, r n luyện phát triển nhiều cho HS. Bên cạnh đó không phải HS nào cũng có điều kiện thực hiện các thao tác để rèn luyện một số thành tố NLTHTN. Ví dụ khi thực hiện TN theo nhóm ở lớp hay ở phòng thực hành, phương án TN đã có sẵn, các em thường có xu hướng chuyên môn hóa, tức là một vài em thao tác đo đạc, một vài em chuyên về tính toán, ghi chép, vẽ bảng biểu. Vì thế việc đưa ra một hình thức nhằm giúp HS có cơ hội rèn luyện, vận dụng và phát triển các NLTHTN ở nhà là điều rất

quan trọng. Trong đó việc tổ chức cho HS chế tạo các dụng cụ đơn giản hoạt động dựa trên các nguyên tắc VL có ý nghĩa rất sâu sắc.

NL của HS được hình thành và phát triển nhờ vào sự luyện tập thường xuyên. Do đó việc tổ chức cho HS tự chế tạo các dụng cụ, thiết bị TN hay đồ dùng học tập cá nhân không chỉ giúp các em có cơ hội rèn luyện các thao tác tay chân mà còn phát triển các đức tính cần thiết như tính cẩn thận, tỉ mỉ, tính tập trung và bước đầu tạo cho HS tác phong làm việc khoa học. Mặt khác, khi HS có thể tự lực chế tạo thành công các đồ dùng, thiết bị chứng tỏ NLTHTN của HS đã phát triển ở mức cao, đặc biệt là Thành tố NL Thiết kế, chế tạo dụng cụ TN.

2.3.3.3. Cách thức thực hiện biện pháp

Thiết kế, chế tạo các dụng cụ TN hay mô hình của các thiết bị kỹ thuật là một công việc khó, đòi hỏi ở cả GV và HS những phẩm chất, NL nhất định. Vì thế trước khi tổ chức cho HS thiết kế, chế tạo dụng cụ nhằm bồi dưỡng một số hành vi, GV cần phải đầu tư nghiên cứu xác định rõ các yếu tố sau:

* Về nguyên lí hoạt động của dụng cụ: Các dụng cụ thiết bị được giao cho HS chế tạo có nguyên lí hoạt động hoặc bản chất hiện tượng liên quan đến các nội dung của bài học hoặc chương học. Việc làm này giúp đảm bảo sự liền mạch, phù hợp với quy trình bồi dưỡng NLTHTN cho HS ở trên lớp và ở nhà. Đồng thời giúp GV có kế hoạch xác định các dụng cụ phù hợp với từng lớp học, cấp học, tránh bỏ sót hoặc lặp lại các dụng cụ để chế tạo.

* Mục đích dụng cụ chế tạo: Khuyến khích HS chế tạo các dụng cụ phục vụ cho nhiệm vụ học tập hay nhu cầu trong cuộc sống hoặc để thực hiện những TN cần thiết.

* Mức độ phức tạp của dụng cụ: Khi giao nhiệm vụ chế tạo dụng cụ cần chú ý đến nguyên tắc vừa sức. Không nên đặt ra cho HS những nhiệm vụ chế tạo các dụng cụ quá khó so với HS, bởi điều này có thể sẽ làm HS chán nản, ngược lại nếu dụng cụ quá dễ sẽ gây tâm lý chủ quan, thiếu đầu tư, khó phát huy khả năng sáng tạo của HS. Khi giao nhiệm vụ cho HS, tùy theo nhóm đối tượng HS để GV có thể đưa ra các mức độ hướng dẫn khác nhau. Ví dụ: đối với nhóm HS trung bình, các yêu cầu cần cụ thể và các bước chi tiết cụ thể hơn. Đối với nhóm HS khá, có thể chỉ

nêu yêu cầu và sơ lược các bước. Đối với HS giỏi, GV chỉ cần nêu mục tiêu, trình tự hay nguyên liệu có thể tùy theo mức độ sáng tạo của các em.

* Nguyên liệu, thiết bị, các bộ phận cấu thành dụng cụ: Tùy vào đặc điểm địa phương nơi HS sinh sống, GV có thể giao cho HS chế tạo các dụng cụ, đồ dùng học tập có ứng dụng các nguyên tắc quản lý theo hướng có thể tận dụng các vật dụng, nguyên liệu rẻ tiền, có sẵn trong đời sống hằng ngày như vỏ lon bia, chai nhựa, gỗ, một số sản phẩm thừa của công xưởng sản xuất...

* Số lượng nhóm và số thành viên trong nhóm: Có thể cho hoạt động từng cá nhân, giao từng nhóm nhỏ HS (2-3 HS trong một nhóm) hoặc nhóm lớn (theo đơn vị tổ, thường là 4 tổ trong một lớp). Ngoài việc tổ chức trong lớp học, GV có thể cho HS tham gia thi theo từng khối, hoặc tạo điều kiện cho các nhóm HS tham gia dự thi khoa học kĩ thuật do trường hoặc ngành giáo dục tổ chức.

* Độ an toàn của dụng cụ, của các công cụ sử dụng trong quá trình chế tạo: GV cần chú trọng tuyệt đối đến tính an toàn cho HS trong quá trình chế tạo dụng cụ. Vì đây là nhiệm vụ thường được tiến hành ở nhà, do đó các em ít có sự giám sát của GV hay phụ huynh, nên trong quá trình chế tạo hay vận hành có thể xảy ra sự cố gây nguy hiểm. GV cần có những lưu ý cho HS đối với từng loại dụng cụ, nhất là với các thiết bị, nguyên liệu nguy hiểm như: dao, kéo, cưa, dụng cụ thủy tinh, nguồn lửa, nước sôi, hóa chất, điện thế cao (trên 60 V) ...

* Địa điểm tổ chức thực hiện việc chế tạo: Việc tổ chức cho HS tiến hành hoạt động chế tạo dụng cụ có thể diễn ra ở lớp học (trong các giờ thực hành, ngoại khoá) hoặc giao nhiệm vụ về nhà.

Để Hướng dẫn học sinh chế tạo dụng cụ thí nghiệm phù hợp và có hiệu quả, GV có thể thực hiện theo các phương án sau:

a) Phương án 1: Tổ chức cho HS chế tạo các dụng cụ TN có trong bài học

Đa số trong các giờ học VL, HS được quan sát, được thao tác với các dụng cụ TN. Trong đó, nhiều dụng cụ TN có cấu tạo đơn giản, có thể chế tạo từ các vật liệu gần gủi, dễ tìm, hoạt động an toàn. Bên cạnh đó, khi đã được quan sát, thao tác với các dụng cụ sẽ hình thành cho HS ý tưởng về cấu tạo, thiết kế, vật liệu của dụng cụ, do đó HS sẽ cảm thấy có định hướng rõ ràng và tự tin hơn trong quá trình thiết

kế, chế tạo dụng cụ. Ngoài ra, do yêu cầu về thời gian và các điều kiện để hình thành cho HS các ý tưởng về dụng cụ chế tạo cũng hạn chế nên việc chế tạo các dụng cụ tương tự sẽ thuận lợi hơn.

b) Phương án 2: Tổ chức cho HS chế tạo các dụng cụ dựa trên các ứng dụng kỹ thuật của vật lí

Để thực hiện theo phương án này, GV có thể tổ chức cho HS nêu ra các ứng dụng kỹ thuật của VL dựa trên nguyên lý trong bài học từ đó yêu cầu HS đề xuất tên của dụng cụ cần chế tạo. Ví dụ khi dạy về chủ đề Áp suất chất lỏng, GV cho HS nêu ra các ứng dụng của nguyên lí bình thông nhau, nguyên lý Pascal như hệ thống cấp nước của thành phố, truyền nước biển, hệ thống thủy lực của các tiệm sửa, rửa xe máy, con đội của thợ vá vỏ ô tô... sau đó cho HS đề xuất tên dụng cụ có thể chế tạo. Khi dạy về động lượng, sau khi GV hướng dẫn HS nêu ra các chuyển động bằng phản lực trong đời sống, kỹ thuật, trong tự nhiên như: chuyển động của tên lửa, của máy bay phản lực, của con sứa...từ đó hướng HS đề xuất dụng cụ có thể chế tạo. Khi dạy về quang dẫn, có thể hướng HS đến chế tạo hệ thống chống trộm bằng tia laser.

c) Phương án 3: Tổ chức cho HS chế tạo các dụng cụ cần thiết để phục vụ cuộc sống, có nguyên lí hoạt động liên quan đến kiến thức VL.

Việc thiết kế, chế tạo những dụng cụ xuất phát từ yêu cầu thực tiễn và để phục vụ trong cuộc sống, trong lao động, sản xuất là việc làm luôn được khuyến khích. Tuy nhiên trong thực tế hiện nay, mặc dù đã có các cuộc thi về Khoa học kỹ thuật, nhưng số lượng HS thích thú, tích cực với công việc này vẫn còn chưa nhiều do nhiều nguyên nhân. Vì vậy để thục hiện phương án này có hiệu quả, GV có thể thực hiện:

- ước 1: Tổ chức để HS nêu ra những khó khăn, những hạn chế trong từng hoàn cảnh cụ thể và ý tưởng đến một thiết bị, giải pháp để khắc phục;

- ước 2: Phân tích cụ thể về thực trạng và tính khả thi của giải pháp, thiết bị mới đề xuất;

- ước 3: Vạch ra kế hoạch để thiết kế, chế tạo sản phẩm.

Dưới đây là cách thức chung để bồi dưỡng các hành vi của thành tố NL Thiết kế, chế tạo dụng cụ TN.

* HV14. Đề xuất dụng cụ chế tạo

Để giúp HS có thể nêu tên và hình dung được sơ lược cấu tạo của dụng cụ cần chế tạo, GV có thể tiến hành theo một trong các phương án sau:

+ Phương án 1: Giao nhiệm vụ về nhà chuẩn bị trước

Ở cuối tiết học trước, GV có thể giao nhiệm vụ cho HS về nhà nghiên cứu trước bài học, liệt kê, đề xuất các dụng cụ TN cũng như những dụng cụ, thiết bị trong đời sống có nguyên lí hoạt động liên quan đến nội dung bài học. Trong đó, những dụng cụ, thiết bị nào có thể chế tạo được.

+ Phương án 2: Giao nhiệm vụ chế tạo dụng cụ cụ thể tại lớp học

Trong tiết học, GV có thể hướng dẫn cho HS đề xuất dụng cụ chế tạo hoặc cho HS quan sát vật mẫu sau đó nêu ra tên gọi dụng cụ cần chế tạo.

Tên của dụng cụ chế tạo có thể được gọi theo những cách sau:

+ Gọi theo tên đã được quy ước, thống nhất trong thực tiễn, kĩ thuật của dụng cụ đó.

+ Gọi tên theo nguyên lý hoạt động của chúng.

+ Gọi tên theo công dụng hoặc mục đích của dụng cụ.

* HV15. Xác định các vật liệu, dụng cụ cần thiết

Để có thể xác định được các vật liệu, thiết bị, công cụ cần thiết cho việc chế tạo dụng cụ, GV có thể tiến hành theo một trong các phương án:

+ Nếu đã có dụng cụ thật hoặc vật mẫu, GV cho HS quan sát trực tiếp và nêu ra các bộ phận, chi tiết cụ thể.

+ Nếu chưa có dụng cụ thật hoặc vật mẫu, GV có thể cho HS quan sát sơ đồ cấu tạo để từ đó có thể nêu tên các bộ phận, chi tiết tạo thành.

+ Nếu chưa có vật thật, chưa có sơ đồ cấu tạo, GV cần phải trao đổi với HS cụ thể về mục đích của dụng cụ, nguyên lí hoạt động, từ đó có thể nêu lên các thiết bị cần thiết để chế tạo dụng cụ.

* HV16. Đề xuất các bước chế tạo

Sau khi đã nêu ra được các vật liệu, dụng cụ cần thiết, GV cần cung cấp cho HS một quy trình chung thông thường được tiến hành trong việc chế tạo dụng cụ, gồm các bước cơ bản: Thiết kế dụng cụ kết nối các bộ phận chính => Cố định các bộ phận => Hoàn thành các chi tiết khác => Vận hành và kiểm tra dụng cụ, chỉnh sửa (nếu cần). Từ đó, GV có thể định hướng cho HS nêu ra quy trình chế tạo theo một trong các cách sau:

* Cách 1: Yêu cầu HS tự đề xuất các bước chế tạo theo một quy trình chung

ở trên.

* Cách 2: GV đưa ra sơ đồ còn khuyết yêu cầu HS thảo luận điền các nội

dung thích hợp để hoàn thành quy trình chế tạo, trong sơ đồ này, các vị trí khuyết là do GV lựa chọn cho phù hợp với đối tượng HS.

Sau đó GV chốt lại các bước chế tạo cho các nhóm.

* HV17. Thực hiện các bước chế tạo

Quá trình thi công để tạo ra sản phẩm dựa trên những bộ phận, vật liệu đã chuẩn bị và tiến hành theo quy trình các bước chế tạo đã được xác định trước. Tuy nhiên trong quá trình thi công sẽ dẫn đến những tình huống, vấn đề về kỹ thuật xảy ra đòi hỏi phải xử lý linh hoạt. Do đó sự hỗ trợ, hướng dẫn kịp thời của GV, hay của những chuyên gia đóng vai trò quan trọng giúp HS có thể hoàn thành được sản phẩm tốt hơn. Trước khi HS thực hiện công việc chế tạo, GV cần lưu ý với HS một số nội dung:

+ Việc sử dụng các vật liệu kết nối như: Với keo dán sắt: nhỏ vào các chỗ nối vừa đủ để tránh chảy tràn ra làm ảnh hưởng các chi tiết khác, hạn chế tối đa để không dính vào da và tuyệt đối bảo vệ an toàn cho mắt; Với súng bắn keo: chỉ bóp cò súng đẩy keo khi đầu súng đã nóng, có keo chảy ra, cẩn thận không chạm vào đầu súng vì có thể gây bỏng; Với mỏ hàn chì: mỏ hàn phải được gác lên giá đỡ, không được để chạm vào các vật bằng nhựa, mi ca sẽ làm quá trình hàn rất khó khăn.

+ Việc sử dụng các dụng cụ gia công: Với cưa, đục: trước khi tiến hành cưa, đục thì các chi tiết được gia công cần phải được cố định chắc chắn; sau khi gia công

các dụng cụ này phải được sắp xếp gọn gang đúng vị trí để tránh dẫm, đạp gây tai nạn đáng tiếc.

Sau đó, tùy theo điều kiện cụ thể, GV có thể thực hiện một trong hai phương án sau:

+ Đối với những trường có đủ thời gian, không gian để tổ chức cho HS chế tạo dụng cụ tại trường: Trước khi tiến hành, GV yêu cầu HS sắp xếp các dụng cụ, thiết bị đã chuẩn bị để kiểm tra xem đã đủ chưa; sau đó HS tiến hành công việc, GV quan sát, đôn đốc và hỗ trợ HS.

+ Đối với trường hợp giao nhiệm vụ chế tạo về nhà: GV thiết lập kênh liên lạc với HS, nhóm HS để có thể hỗ trợ HS; yêu cầu HS có sổ ghi lại các hoạt động, kết quả hoặc kể cả các hư hỏng thiết bị trong quá trình chế tạo.

* HV18. ĐG kết quả thực hiện

Trong quá trình chế tạo sản phẩm thì công việc ĐG kết quả thực hiện có vai trò quan trọng, giúp HS đưa ra những nhận xét, ĐG về quá trình thực hiện và kết quả đạt được, từ đó có thể rút ra những lưu ý, kinh nghiệm cho các lần chế tạo tiếp theo. Để giúp HS có thể phát triển hành vi này, GV có thể hướng dẫn HS nêu ra các tiêu chí để ĐG công việc thiết kế, chế tạo như sau:

+ Độ an toàn trong quá trình thực hiện: Đây là yếu tố quan trọng phải được ĐG với trọng số cao. Độ an toàn thể hiện ở việc đảm bảo an toàn cho các thành viên và các công cụ hỗ trợ và môi trường xung quanh trong suốt quá trình chế tạo, vận hành dụng cụ.

+ Thời gian thực hiện: Phù hợp với thời gian trong giờ thực hành hoặc hoàn thành sản phẩm đúng thời hạn GV giao.

+ Tính khả thi của sản phẩm: Sản phẩm phải hoạt động được.

+ Tính thẩm mỹ: Sự cân đối về kích thước của các chi tiết, sự tương quan màu sắc của các bộ phận, điểm ghép nối các chi tiết vừa, gọn.

+ Tính sáng tạo: Thể hiện thông qua kích thước, màu sắc, điểm ghép nối các chi tiết, cách bố trí các chi tiết, vật liệu chế tạo sản phẩm.