Chắc hẳn ai trong tất cả chúng ta cũng đã từng đi qua những cây cầu. Trong hoạt động giải trí STEM này, trẻ sẽ được phong cách thiết kế và tạo ra một mô hình cầu bằng giấy đơn thuần. Sau đó, trẻ cũng hoàn toàn có thể kiểm tra xem cây cầu hoàn toàn có thể chịu được khối lượng là bao nhiêu qua việc đặt những đồng xu lên đó. Hoạt động này còn hoàn toàn có thể cho biết được rằng hình dạng của một cây cầu có tác động ảnh hưởng đến sức chịu của nó như thế nào. Hãy cùng mindovermetal mày mò và khám phá qua bài học kinh nghiệm này nhé !
Mục lục nội dung
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 chuyên sâu 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
Nguyên liệu thiết yếu 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 Bất Động Sản này trẻ sẽ được học cách kiến thiết xây dựng một cây cầu từ những tờ giấy đơn lẻ, có năng lực chứa hàng chục đồng xu. Vậy câu hỏi đặt ra là làm thế nào mà một tờ giấy hoàn toàn có thể chịu được sức nặng của hàng chục đồng xu trong khi nó không hề chịu được khối lượng của chính nó ?
Câu vấn đáp nằm ở việc gấp tờ giấy để biến hóa thiết diện của nó. Bạn cũng hoàn toàn có thể bẻ cong một cái thước như hình vẽ
Một tờ giấy có mặt phẳng cắt ngang rất mỏng mảnh. Điều đó làm cho nó rất dễ bị uốn cong, thế cho nên nó không hề chịu được một khối lượng lớn. Tuy nhiên bạn hoàn toàn có thể gấp hoặc cuộn giấy thành nhiều hình dạng mặt phẳng cắt khác nhau. Những hình dạng này hoàn toàn có thể được cho phép tờ giấy chịu được khối lượng lớn .
Các dạng mô hình cầu bằng giấy
Vậy thì hình dạng nào tốt nhất cho một cây cầu hoàn toàn có thể chịu được tải trọng lớn ? Hãy cùng tìm hiểu và khám phá trong dự án Bất Động Sản này !
Hãy để trẻ được thưởng thức những mẫu sản phẩm tốt nhất cùng OhStem :
- Robot giáo dục mầm non PetBot
- Kit học lập trình game
- Xe robot biến hình TransformBot
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
Câu hỏi cho học viên : Các em chú ý quan tâm 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!
Câu hỏi cho học viên : Các em đoán nguyên do 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
Câu hỏi cho học viên : Tại sao tất cả 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),….
Câu hỏi cho học viên : 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.
Câu hỏi cho học viên : 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 kể 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
Câu hỏi cho học viên : 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.
Câu hỏi cho học viên : Các em sẽ làm gì để mô hình cầu bằng giấy hoàn toàn 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 thi như sau :
- 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.
- 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.
- 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 năng lực giữ các đồng xu mà không có đồng xu nào bị rơi ra. Vậy nên, ví dụ, một cây cầu tròn hoàn toàn có thể sẽ không hoạt động giải trí tốt trong trường hợp này, do tại các đồng xu sẽ trượt và rơi ra khỏi cầu
b. Bạn hoàn toàn 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 hề 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 liên tục thêm từng đồng xu dọc theo chiều dài của cây cầu ( Hình bên dưới ). Điều này mô phỏng giống hiện tượng kỳ lạ 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 khởi đầu và mở màn 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 khởi đầu trượt / rơi khỏi cây cầu. Nếu cầu bị chùng xuống, nhưng chưa chạm vào bàn và toàn bộ các đồng xu vẫn còn trên cầu, bạn hoàn toàn có thể liên tục thêm các đồng xu .
f. Trên tập vở của học viên, 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 hoàn toàn có thể chứa được bao nhiêu xu .
Mô hình cây cầu bằng giấy này không có một cách đơn cử đúng mực nào. Các bạn hoàn toàn có thể gấp giấy thành những hình dạng và cố định và thắt chặt 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 tiên phong của các nhóm bị sập, hãy nghĩ về cách các em hoàn toàn có thể cải tổ phong cách thiết kế của mình. Có cách nào để làm cho cây cầu của mình mạnh hơn hoặc thử một phong cách thiết kế mô hình cầu bằng giấy khác không ? Sử dụng một mảnh giấy mới và lặp lại bước 3 .
| 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 xong hai phong cách thiết kế cầu, hãy đàm đạo về tác dụng của bạn cho cả lớp .
| Những mô hình cầu bằng giấy nào giữ được nhiều xu nhất? Ít nhất? Chúng có hình dạng gì? |
| 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? |
| 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 kiến thiết xây dựng và kiểm tra thêm tối thiểu hai mô hình cầu bằng giấy nữa ( nhiều hơn nếu thời hạn được 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 phát minh sáng tạo của các bạn nhỏ. Vì thế hãy dùng hết trí tưởng tượng của mình để tạo ra cây cầu vừa lòng 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 triển khai một lớp học STEM về lập trình tương thích cho học viên, các giáo viên cần phải bỏ thời hạn và công sức của con người rất nhiều. Ngoài ra, việc làm thế nào để kiến thức và kỹ năng lập trình khô khan cho học viên, để các em hoàn toàn có thể nắm được và nhớ lâu các kỹ năng và kiến thức này là điều không hề đơn thuần .
Bạn chỉ cần tìm hiểu thêm chương trình giảng dạy STEM của OhStem Education và ứng dụng chúng vào lớp học của bạn một cách đơn thuần. Nếu bạn có vướng mắc khác, chúng tôi chuẩn bị sẵn sàng giải đáp cho bạn. OhStem còn có dịch vụ training giáo viên, giúp bạn hoàn toàn có thể ứng dụng chương trình STEM này vào giáo dục thuận tiện .
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.
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 mindovermetal 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.
