Xe chạy bằng cánh quạt

• Xem lại tài liệu học tập trực tuyến dành cho học sinh. Sử dụng máy chiếu để chia sẻ tài liệu này với học sinh trong suốt bài học.
• Đảm bảo rằng bạn đã trình bày ba định luật về chuyển động của Newton trong bài học trước đó.
• Xem xét khả năng và kiến thức của tất cả học sinh. Phân hóa bài học để mọi học sinh đều dễ dàng tiếp cận. Xem phần Phân hóa bên dưới để biết các gợi ý.
• Đặt các quạt trước xe trên sàn nhà, cách mỗi xe ít nhất 3 (1 yard = 0,91 m) để xe chạy bằng cánh quạt có đủ chỗ để di chuyển. Sử dụng một dải băng dính để đánh dấu vị trí xuất phát ở phía trước mỗi quạt (vuông góc với quạt).

• Xem video của học sinh ở đây hoặc truy cập video qua tài liệu trực tuyến dành cho học sinh.

• Dẫn dắt cuộc thảo luận nhanh về lực làm cho xe chạy bằng cánh quạt di chuyển.
• Đặt các câu hỏi, như:
  • Điều gì làm cho tua bin gió di chuyển? (Gió được tạo ra do chênh lệch áp suất khí quyển.)
  • Các lực nào làm cho tua bin gió di chuyển? (Hình dạng của cánh quạt tác động đến vectơ lực của gió, tạo ra chuyển động quay.)
• Giải thích với học sinh rằng các em sẽ lắp ráp xe chạy bằng cánh quạt, và tìm hiểu cách sức gió có thể thay đổi chuyển động của xe như thế nào.

• Yêu cầu học sinh thực hành theo cặp để lắp ráp mô hình Xe chạy bằng cánh quạt. Yêu cầu học sinh thay phiên nhau, một học sinh tìm những viên gạch xếp hình, còn học sinh kia lắp ráp, đổi vai cho nhau sau khi thực hiện xong mỗi bước.

  Bạn có thể tìm nội dung hỗ trợ lắp ráp trong phần Mẹo dưới đây.

• Hướng dẫn học sinh xem ba thử nghiệm trong tài liệu học tập dành cho học sinh và phân phát Phiếu học tập của học sinh (Hỗ trợ giáo viên - Tài nguyên bổ sung).

Thử nghiệm 1: Ngược chiều gió

• Yêu cầu học sinh đặt xe chạy bằng cánh quạt trên vạch xuất phát, hướng về phía quạt.
• Yêu cầu học sinh bật quạt và quan sát cách xe di chuyển.
• Yêu cầu học sinh ghi lại những gì các em quan sát được vào Bảng tính học sinh.

Thử nghiệm 2: Theo hướng gió thổi

• Yêu cầu học sinh chuyển đổi vị trí của cánh quạt để cánh quạt quay ngược lại hoặc lật ngược bánh xe truyền động sao cho bánh răng màu xám ở trên cùng.
• Yêu cầu học sinh bật quạt để quan sát những gì xảy ra với xe khi xe hướng về phía quạt, và sau đó hướng ngược với hướng quạt.
• Yêu cầu học sinh ghi lại những gì các em quan sát được vào Bảng tính học sinh.

Thử nghiệm 3: Thêm cánh quạt

• Yêu cầu học sinh thêm cánh quạt và chạy thử nghiệm lại lần nữa. Nếu có đủ thời gian, yêu cầu học sinh thử nghiệm các biến thể sau:
  • Mô-đun bánh răng cánh quạt hướng lên
  • Mô-đun bánh răng cánh quạt hướng xuống
  • Mô-đun bánh răng cánh quạt hướng về phía sau
  • Cánh quạt 4 cánh
  • Cánh quạt 6 cánh (xem trang 3 trong sách hướng dẫn lắp ráp để biết gợi ý)

• Tập hợp học sinh lại để đánh giá và thảo luận về thử nghiệm.
• Đặt các câu hỏi, như:
  • Các em có thể thay đổi điều gì để làm cho xe chuyển từ đi về phía hướng gió (ngược chiều gió) sang đi ra xa khỏi hướng gió (theo chiều gió)? (Bánh răng hoặc hướng cánh quạt.)
  • Điều gì làm cho xe chạy bằng cánh quạt di chuyển ngược chiều gió (về phía quạt)? (Tổng các véc tơ lực tác động lên xe đẩy xe ngược chiều gió.)
  • Xe chạy bằng sức gió có thể chạy nhanh hơn gió thổi không? (Có! Một số xe trong video chúng ta đã xem từ đầu giờ học di chuyển nhanh hơn rất nhiều so với gió thổi.)

• Nếu có đủ thời gian, hãy giải thích chi tiết các lực tham gia (véc tơ lực).
• Dành thời gian cho học sinh tháo rời các mô hình của mình, sắp xếp các viên gạch trở lại khay, và dọn dẹp chỗ thực hành của các em.

• Cung cấp thông tin phản hồi về kết quả của mỗi học sinh.
• Dẫn dắt quá trình tự đánh giá.
• Bạn có thể sử dụng các bảng đánh giá được cung cấp để đơn giản hóa quy trình.

Danh sách kiểm tra những mục cần quan sát

• Đo lường mức độ thành thạo của học sinh trong việc mô tả cách các lực và cơ chế khác nhau có thể thay đổi chuyển động của vật.
• Tạo một thang đo phù hợp với nhu cầu của các em. Ví dụ:
  1. Cần hỗ trợ thêm
  2. Có thể làm việc độc lập
  3. Có thể hướng dẫn người khác

Tự đánh giá

• Yêu cầu mỗi học sinh lựa chọn một viên gạch xếp hình mà trẻ cảm thấy phù hợp nhất với kết quả của mình:
  • Màu xanh lá cây: Em có thể trình bày cách một lực vô hình kết hợp với bộ bánh răng có thể thay đổi chuyển động của một vật khi được trợ giúp.
  • Màu xanh dương: Em có thể trình bày cách một lực vô hình kết hợp với bộ bánh răng có thể thay đổi chuyển động của một vật.
  • Màu tím: Em có thể trình bày và giải thích cách một lực vô hình kết hợp với bộ bánh răng có thể thay đổi chuyển động của một vật.

Phản hồi từ bạn bè

• Khuyến khích học sinh đánh giá bạn bè bằng cách:
  • Sử dụng thang đo bằng gạch ở trên để ghi lại kết quả của nhau
  • Trình bày ý tưởng của học sinh và đưa ra ý kiến phản hồi mang tính xây dựng

MẸO VỀ MÔ HÌNH

• Cho các nhóm bắt đầu thử nghiệm ngay sau khi các em lắp ráp xong. Các em sẽ thay phiên nhau điều chỉnh để đảm bảo rằng mọi người đều có cơ hội thử nghiệm mô hình.
• Chọn MỘT tốc độ quạt sẽ dùng cho tất cả các thử nghiệm. Bất kỳ tốc độ nào cũng được.
• Nếu quạt quá lớn hoặc quá mạnh, hãy thử di chuyển quạt lùi ra xa vạch xuất phát. Các em có thể sử dụng một đồ vật để chặn một số luồng gió của quạt.
• Nếu quạt quá nhỏ, hãy di chuyển quạt về gần hơn mô hình hoặc thử di chuyển quạt bằng tay, theo hướng mô hình.

Đơn giản hóa bài học này bằng cách:

• Yêu cầu học sinh chỉ thử biến thể mô hình cơ sở xe chạy ngược chiều gió

Tăng độ khó bằng cách:

• Thử thách học sinh tìm cách làm cho xe di chuyển ngược chiều gió hiệu quả hơn
• Yêu cầu học sinh tìm ra cách thay thế quạt bằng bánh đà để làm cho xe di chuyển

(Lưu ý: Hoạt động này sẽ cần thêm thời gian.)
Để kết hợp việc phát triển kỹ năng toán học, hãy yêu cầu học sinh tìm hiểu khái niệm về tỷ số và sử dụng tỷ số để mô tả các mối quan hệ của tỷ số truyền bánh răng giữa tốc độ cánh quạt quay và tốc độ bánh xe quay.