Giáo án STEM môn Khoa học tự nhiên 7: Làm nam châm điện đơn giản

Giáo án chuyên đề STEM 7 môn Khoa học tự nhiên

Kế hoạch bài dạy chuyên đề dạy học theo chủ đề STEM môn Khoa học tự nhiên lớp 7 được Hoatieu chia sẻ đến các bạn đọc trong bài viết sau đây là mẫu giáo án STEM môn Khoa học tự nhiên 7: Làm nam châm điện đơn giản. Với chủ đề STEM khoa học tự nhiên 7 này sẽ giúp các em nâng cao kĩ năng học tập, ý thức tự học và kĩ năng vận dụng kiến thức đã học vào thực tiễn, tạo ra các sản phẩm phục vụ đời sống con người.

• Giáo án tin học 7 Chân trời sáng tạo cả năm 2024
• Tải Giáo án PowerPoint Lịch sử 7 Cánh Diều 2024

Giáo án STEM Vật lý 7

DẠY HỌC STEM KHTN 7

BÀI 20: CHẾ TẠO NAM CHÂM ĐIỆN ĐƠN GIẢN

Môn học: Khoa học tự nhiên Lớp: 7

Thời gian thực hiện: 03 tiết

I. Mục tiêu

1. Kiến thức

Sau bài học này, học sinh hình thành được các kiến thức sau:

- Nam châm điện có cấu tạo gồm một ống dây dẫn trong có lõi sắt non.

- Nam châm điện hoạt động dựa vào từ trường sinh ra khi có dòng điện chạy qua cuộn (ống) dây dẫn. Lõi sắt hoặc lõi thép đặt trong lòng ống dây bị nhiễm từ và trở thành một nam châm.

- Từ trường của nam châm điện có thể thay đổi bằng cách thay đổi dòng điện: Dòng điện càng lớn thì từ trường càng mạnh.

2. Năng lực

Thực hiện bài học này sẽ góp phần giúp học sinh rèn luyện và phát triển một số năng lực với các biểu hiện chủ yếu sau đây:

- Trình bày được cấu tạo cơ bản của một nam châm điện.

- Tạo ra được nam châm điện đơn giản với nguồn điện, cuộn dây và lõi sắt.

- Hiểu được có thể thay đổi từ trường của nam châm điện bằng cách thay đổi dòng điện.

- Thiết kế, chế tạo được thiết bị thu gom đinh sắt/thép, chuông điện trên cơ sở kiến thức về cấu tạo nam châm điện và tính chất từ trường tạo bởi nam châm điện.

3. Phẩm chất

Bài học này góp phần hình thành và phát triển phẩm chất chủ yếu với những biểu hiện chủ yếu sau đây:

- Trách nhiệm trong việc thực hiện nhiệm vụ được giao về chế tạo và thử nghiệm thiết bị thu gom đinh sắt/thép và chuông điện;

- Cẩn thận trong quá trình thực hiện sản phẩm, đặc biệt là các linh kiện sử dụng điện, để đảm bảo an toàn cho bản thân và những người cùng thực hiện.

- Chăm chỉ, tích cực trao đổi, chia sẻ, đóng góp ý kiến cá nhân khi thực hiện nhiệm vụ; nêu rõ và cụ thể những việc mà bản thân mình đã làm, đóng góp trong nhóm.

II. Thiết bị dạy học và học liệu

1. Nguyên vật liệu và dụng cụ trong Hoạt động 1

- Một số hình ảnh về các máy hút phế liệu sắt thép bằng nam châm điện (lưu ý các hình ảnh cho thấy có thể di chuyển được lượng sắt thép rất lớn)

- Mỗi nhóm học sinh chuẩn bị:

+ 1 đĩa chứa nhiều các mẫu kim loại nhỏ với nhiều loại (dây kẽm cắt nhỏ, miếng nhôm nhỏ, các miếng đồng…) và nhiều ghim kẹp sách.

+ 1 nam châm thẳng (loại nhỏ)

2. Nguyên vật liệu và dụng cụ trong Hoạt động 2

Nguyên liệu	Hình minh họa
- 2 viên pin AA và 1 viên pin 9V - Đế 2 pin AA và 1 nắp pin 9V - Nam châm điện (600 vòng) - Đinh sắt loại lớn (để ghi nhận rõ được sự khác biệt đối với từ trường tạo ra trong 2 trường hợp)

Lưu ý: Có thể nối hai đầu dây của đế pin và nắp pin với đầu dây cái và hai đầu dây của ống dây với đầu dây đực của dây đực cái để thuận tiện cho học sinh thực hành, đồng thời hạn chế rủi ro điện (chẳng hạn như học sinh sẽ không chạm 2 đầu dây của nguồn điện với nhau gây đoản mạch có thể cháy nổ)

3. Nguyên vật liệu và dụng cụ trong Hoạt động 3-5

- Nguồn điện 9V và nắp pin - Dây điện - Bu lông thép (dài 14cm, đường kính mũ 11 mm) - Cuộn dây đường kính 0,7mm - Công tắc - Thanh gỗ hoặc thanh nhôm - Băng keo trong - Băng keo cao su non - Kéo - Bìa cát tông

III. Tiến trình dạy học

1. Hoạt động 1: Xác định vấn đề

a. Mục tiêu

- Nhận ra được sự cần thiết của nam châm trong các hoạt động thực tiễn đời sống.

- So sánh được lợi ích thực tiễn của nam châm điện so với nam châm vĩnh cửu.

- Xác định được nhiệm vụ thiết kế, chế tạo thiết bị thu gom đinh sắt/thép, với yêu cầu có thể hút và thả đinh sắt/thép thuận tiện và an toàn khi sử dụng.

- Cấu tạo và hoạt động của chuông điện được gắn tại cổng của các gia đình.

b. Nội dung hoạt động

- Nhóm 1: Học sinh quan sát một số thiết bị xử lí phế liệu sắt/thép tại một số gia đình nhận xét ứng dụng của nam châm. Qua đó học sinh liên hệ nhu cầu cần một thiết bị hút đinh đơn giản để thu gom các đinh sắt thép gây nguy hiểm, chẳng hạn, ở những đoạn đường hay bị rải đinh khiến phương tiện giao thông bị thủng lốp, gây ra tai nạn giao thông.

- Học sinh ghi nhận nhiệm vụ chế tạo thiết bị thu gom đinh sắt/thép đáp ứng yêu cầu.
+ Thiết bị có thể hút và thả đinh dễ dàng, thuận lợi và an toàn khi sử dụng.

+ Thiết bị nhỏ gọn, dễ sử dụng, có thể sử dụng được nhiều lần.

- Nhóm 2: Học sinh quan sát chuông điện tại một số gia đình tìm hiểu cấu tạo, tiện ích của việc lắp chuông điện tại một số gia đình.

- Học sinh ghi nhận nhiệm vụ chế tạo chuông điện với yêu cầu: Nhỏ gọn, dễ dàng sử dụng, âm thanh phát ra đủ lớn.

c. Sản phẩm học tập

- Phát biểu lợi ích của nam châm trong việc thu gom, di chuyển các vật liệu bằng sắt thép: Nam châm có tính chất hút được các vật bằng sắt/thép, có thể sử dụng để di chuyển các vật làm bằng sắt/thép.

- Ghi nhận về cách sử dụng nam châm vĩnh cửu để hút và tách các kim kẹp sách, vì kẹp sách làm bằng thép, đồng thời nhận ra sự bất tiện của nam châm vĩnh cửu khi cần lấy các kẹp sách ra. Từ đó đặt ra câu hỏi: Sau khi nam châm đã hút các vật bằng sắt/thép (cụ thể trong tình huống là kim kẹp sách) thì làm thế nào để tách các vật liệu này ra khỏi nam châm mà không cần dùng tay?

- Bài ghi về nhiệm vụ cần thực hiện: Chế tạo thiết bị thu gom đinh sắt/thép và chuông điện.

d. Tổ chức thực hiện

Nhóm 1

- Giáo viên yêu cầu học sinh quan sát một số hình ảnh cần cẩu phế liệu sắt thép để nhận thấy các cần cẩu này không cần cánh tay gắp vẫn có thể thu gom được phế thải ở dưới lên. Học sinh suy nghĩ trả lời các câu hỏi:

+ Các cần cẩu này chỉ thu gom được phế liệu bằng chất liệu gì?

+ Bộ phận quan trọng nhất của các loại cần cẩu này là gì?

- Giáo viên yêu cầu học sinh thực hiện thử thách giải quyết tình huống: Di chuyển các ghim kẹp sách lẫn trong đĩa chứa các mảnh kim loại khác nhau đến một chiếc hộp khác mà không trực tiếp dùng tay.

- Học sinh nêu các ý tưởng, trong đó học sinh có đề xuất sử dụng nam châm vì nam châm có tính chất từ nên có thể hút các kẹp sách (nếu học sinh không đề xuất được dùng nam châm thì giáo viên có thể gợi ý ghim kẹp sách được làm bằng thép).

- Học sinh sử dụng nam châm để thực hiện hút và di chuyển các kẹp sách trong đống vật liệu. Học sinh nhận ra vấn đề là có thể dễ dàng dùng nam châm hút và di chuyển kẹp sách nhưng để thả kẹp sách xuống thì phải dùng tay.

- Giáo viên giao nhiệm vụ cho học sinh: Thiết kế và chế tạo thiết bị thu gom đinh sắt/thép sao cho thuận tiện sử dụng, không cần dùng tay để gỡ đinh và có thể hút được nhiều đinh sắt nhất trong khoảng thời gian nhất định.

Nhóm 2: Giải quyết tình huống: Khi đến nhà bạn để cùng học nhóm, bạn ở trong nhà nhưng gọi bạn không thể nghe. Sử dụng kiến thức đã học để chế tạo thiết bị tạo ra âm thanh.

- Học sinh nêu các ý tưởng sử dụng nam châm điện để tạo ra chuông điện gắn tại cổng mỗi gia đình.

Giáo viên giao nhiệm vụ cho học sinh chế tạo chuông điện với yêu cầu nhỏ gọn, âm thanh phát ra đủ lớn, dễ dàng sử dụng.

2. Hoạt động 2. Nghiên cứu kiến thức nền và đề xuất giải pháp

a. Mục tiêu

- Trình bày được cấu tạo và tính chất của nam châm điện.

- Nhận ra nam châm điện có thể được sử dụng để làm thiết bị thu gom đinh sắt/thép., chuông điện

- Hiểu được có thể thay đổi từ trường của nam châm điện bằng cách thay đổi dòng điện qua cuộn dây của nam châm điện.

- Đề xuất được giải pháp thiết kế thiết bị thu gom đinh sắt/thép, chuông điện.

- Tích cực trao đổi và làm việc với các thành viên khác trong quá trình nghiên cứu kiến thức nền và đề xuất giải pháp.

b. Nội dung hoạt động

- Học sinh đọc tài liệu về nam châm điện (chương VI - bài 20- SGK KHTN lớp 7 và tham khảo chương II - bài 25- SGK lớp 9 - chương trình 2006) để trả lời các câu hỏi, ghi nhận các câu trả lời vào vở.

Nội dung câu hỏi:

+ Nam châm điện có cấu tạo như thế nào?

+ Nguyên tắc hoạt động của nam châm điện ra sao?

Học sinh thực hiện thí nghiệm khảo sát từ trường của nam châm điện phụ thuộc vào dòng điện (với dụng cụ do giáo viên cung cấp); từ đó nhận ra có thể thay đổi độ mạnh yếu từ trường của nam châm điện bằng cách thay đổi dòng điện chạy qua ống dây của nam châm. Học sinh cũng đồng thời nhận ra nếu dòng điện lớn qua nam châm điện thì sẽ khiến nam châm điện bị nóng, từ đó dễ bị cháy.

.........................

Mời các bạn tham khảo các bài viết khác trong chuyên mục Dành cho giáo viên của Hoatieu.