Bài 14: Ngăn ngừa lũ lụt - Dự án khoa học bộ Lego Wedo 2.0 - Robot Milo 45300
Thiết kế một cửa xả lũ bằng Lego Wedo để kiểm soát mực nước trên sông, nhằm hạn chế lũ lụt. Cùng Đồ Chơi STEM tìm hiểu về chủ đề khoa học Ngăn ngữa lũ lụt với bộ Lego Wedo 2.0
Ngăn ngừa lũ lụt - Dự án khoa học bộ Lego Wedo 2.0 - Robot Milo 45300
1. Chuẩn bị (15 - 30 phút)
- Đọc phần chuẩn bị chung trong chương “Quản lý lớp học”.
- Đọc về dự án để bạn có ý tưởng tốt về những việc cần làm.
- Xác định cách bạn muốn giới thiệu dự án này: Sử dụng video được cung cấp trong dự án trong Phần mềm WeDo 2.0 hoặc sử dụng tài liệu bạn chọn.
- Xác định kết quả cuối cùng của dự án này: các thông số để trình bày và tạo ra tài liệu.
- Đảm bảo thời gian cho phép đáp ứng các kỳ vọng.
Quan trọng
Dự án này là một bản tóm tắt thiết kế. Vui lòng tham khảo chương “WeDo 2.0 trong Chương trình giảng dạy” để biết thêm giải thích về các thực hành thiết kế.
2. Giai đoạn khám phá ( 60 phút)
Xem Video giới thiệu trong phần mềm đi kèm. Video có thể tạo tiền đề cho các ý tưởng sau đây được xem xét và thảo luận với học sinh cho dự án này.
Video giới thiệu
Qua nhiều thế kỷ, con người đã tạo ra các thiết bị ngăn nước làm ngập các khu dân cư:
- Thời tiết mang đến nhiều loại mưa khác nhau trong năm.
- Đôi khi, nước nhiều đến nỗi sông suối không thể chứa hết được.
- Xói mòn là một hiện tượng tự nhiên thường xảy ra ở những khu vực có nhiều mưa.
- Các thiết bị ngăn lũ là thiết bị cho phép nước chảy xuống hạ lưu trong các kênh hoặc sông.
- Khi có lượng mưa thường xuyên, các cửa xả lũ sẽ mở ra để giữ mực nước hồ chứa ở mức thấp.
- Trong thời gian lượng mưa lớn, các cửa lũ được đóng lại để lấp đầy hồ chứa với lượng nước bổ sung.
Bạn có thể so sánh ý tưởng về việc xả lũ với việc làm đầy bồn tắm:
• Mở cửa sẽ cho phép nhiều nước từ thượng nguồn chảy xuống hoặc từ vòi vào bồn tắm rồi đến cống thoát nước.
• Đóng hoàn toàn các cửa xả lũ sẽ ngăn không cho nước rút đi và sẽ tạo ra lũ ngược dòng — hoặc làm đầy bồn tắm của bạn.
Ngăn ngừa lũ lụt - Dự án khoa học bộ Lego Wedo 2.0 - Robot Milo 45300
Câu hỏi thảo luận
- Mô tả mức độ mưa cho từng mùa trong khu vực của bạn bằng biểu đồ thanh.
Trả lời: Câu trả lời cho câu hỏi này sẽ khác nhau tùy theo vị trí của bạn. Sử dụng các từ miêu tả như mùa mưa lớn, mùa mưa thấp và lũ lụt. Thanh phải hiển thị lượng mưa cao, thấp hoặc trung bình. - Lượng mưa ảnh hưởng đến mực nước sông như thế nào?
Trả lời: Lượng mưa không phải là yếu tố duy nhất ảnh hưởng đến mực nước sông, nhưng nhìn chung:
• Lượng mưa cao làm tăng mực nước.
• Lượng mưa thấp làm giảm mực nước. - Liệt kê các cách có thể ngăn chặn lũ lụt.
Trả lời: Có nhiều cách con người ngăn chặn lũ lụt: đắp đê, đập, đào hào, trồng rừng, v.v. - Hãy tưởng tượng một thiết bị có thể ngăn lũ lụt xảy ra.
Trả lời: Câu trả lời cho câu hỏi này sẽ hướng dẫn sinh viên đến quá trình thiết kế. - Xói mòn do nước là gì?
Trả lời: Xói mòn do nước là một quá trình tự nhiên mà nước làm thay đổi hình dạng của đất. - Biểu đồ thanh này khác với biểu đồ trong khu vực của bạn như thế nào?
Trả lời: Câu trả lời cho câu hỏi này sẽ khác nhau tùy theo vị trí của học sinh.
Yêu cầu học sinh của bạn thu thập câu trả lời của họ bằng văn bản hoặc hình ảnh trong công cụ Tài liệu.
3. Giai đoạn Tạo sản phẩm (60 phút).
Xây dựng và lập trình một cửa chống ngập
Học sinh sẽ làm theo hướng dẫn xây dựng để tạo một cửa chống ngập. Cổng này có thể được đóng và mở bằng động cơ.
1. Xây dựng một cửa xả lũ.
Mô-đun được sử dụng trong dự án sử dụng một bánh răng côn. Bánh răng côn này có thể thay đổi trục quay, cho phép cửa xả lũ đóng mở.
Ngăn ngừa lũ lụt - Dự án khoa học bộ Lego Wedo 2.0 - Robot Milo 45300
Chương trình này sẽ hiển thị hình ảnh của lượng mưa và quay động cơ theo một chiều trong 2 giây. Sau đó, nó sẽ hiển thị hình ảnh của mặt trời và quay động cơ theo hướng khác trong 2 giây.
Ngăn ngừa lũ lụt - Dự án khoa học bộ Lego Wedo 2.0 - Robot Milo 45300
Quan trọng
Việc sử dụng biểu đồ thanh sẽ giúp học sinh giải thích lý do tại sao họ cần đóng hoặc mở cửa xả lũ.
Đề xuất
Trước khi sinh viên của bạn bắt đầu thiết kế các giải pháp, hãy yêu cầu họ thay đổi các tham số của chương trình để họ hiểu đầy đủ về nó.
Tự động hóa cửa xả lũ
Sử dụng mô hình này, học sinh có thể thêm các cảm biến vào mô hình để làm cho cửa xả lũ phản ứng với môi trường của nó. Họ nên xem xét ít nhất một trong những lựa chọn sau:
1. Thêm tay cầm Cảm biến nghiêng để vận hành cổng.
Tay cầm Cảm biến Nghiêng sẽ cho phép người vận hành trên mặt đất mở và đóng cửa.
2. Thêm Cảm biến chuyển động để phát hiện nước dâng.
Cảm biến chuyển động sẽ cho phép bạn đóng mở cửa theo mực nước. Dùng tay hoặc các viên gạch LEGO để mô phỏng các mực nước khác nhau.
3. Thêm đầu vào cảm biến âm thanh để kích hoạt giao thức khẩn cấp.
Giao thức khẩn cấp có thể được sử dụng để phát âm thanh, nháy đèn, gửi tin nhắn văn bản hoặc đóng cửa lũ.
Quan trọng
Điều quan trọng cần lưu ý là vì mô hình học sinh sẽ thay đổi tùy theo sự lựa chọn của học sinh, không có hướng dẫn xây dựng hoặc chương trình mẫu nào được cung cấp cho học sinh cho phần này của dự án.
Thiết kế các giải pháp bổ sung (tùy chọn, 45-60 phút)
Sử dụng phần “Thiết kế các giải pháp bổ sung” của dự án sinh viên như một phần mở rộng tùy chọn. Hãy nhớ rằng những nhiệm vụ này mở rộng dựa trên những nhiệm vụ của phần trước và được thiết kế cho học sinh lớn hơn hoặc cao cấp hơn.
Lũ lụt và xói mòn không chỉ xảy ra ở bất cứ đâu.
1. Vẽ bản đồ vị trí cửa lũ, bao gồm khu vực đất liền và sông:
• Yêu cầu học sinh tạo bản đồ hoặc hiển thị dòng sông với các yếu tố khác, chẳng hạn như núi, thung lũng, thành phố, v.v.
• Yêu cầu học sinh mô tả nơi có thể sử dụng cổng lũ.
• Yêu cầu họ minh họa nước đến từ đâu và nước chảy đi đâu.
2. Tìm các cách sử dụng khác cho cổng lũ.
Bạn có thể sử dụng cổng lũ trong các tình huống khác ngoài lũ lụt. Yêu cầu học sinh của bạn nghĩ về cổng hoặc một cánh cửa nói chung.
Đề xuất hợp tác
Cửa xả lũ cũng có thể được sử dụng trong kịch bản điều hướng kênh. Ghép nối các nhóm để họ có thể minh họa những gì có thể xảy ra trong trình tự vận chuyển bằng thuyền.
3. Lập trình hai trạm xả lũ để kiểm soát sự chuyển hướng của nước vào và ra khỏi một đoạn sông.
Yêu cầu học sinh của bạn mô tả và lập trình trình tự vận hành các cống.
4. Giai đoạn chia sẻ ( 45 phút)
Hoàn thành tài liệu
Yêu cầu học sinh ghi lại các dự án của mình theo nhiều cách khác nhau:
• Yêu cầu học sinh chụp ảnh từng phiên bản mà các em tạo ra. Yêu cầu họ giải thích đâu là giải pháp tốt nhất và cung cấp bằng chứng cho lý do của họ.
• Yêu cầu học sinh so sánh những hình ảnh này với hình ảnh ngoài đời thực.
• Yêu cầu học sinh quay video mô tả các dự án của họ.
Trình bày kết quả
Trong dự án cụ thể này, yêu cầu học sinh trình bày cách hoạt động của cửa xả lũ với việc sử dụng một cảm biến.
Để nâng cao khả năng thuyết trình của học sinh:
• Đảm bảo rằng các em có thể giải thích tại sao lũ lụt có thể ngăn nước làm thay đổi hình dạng của đất.
• Yêu cầu họ đưa lời giải thích của họ vào ngữ cảnh: Điều này đang xảy ra ở đâu?
Vào mùa nào? Dưới những điều kiện nào?
----------------------
Đánh giá dự án
Các chỉ số đánh giá dự án NGSS
Bạn có thể sử dụng các thước đo đánh giá này với lưới đánh giá quan sát mà bạn sẽ tìm thấy trong chương “Đánh giá với WeDo 2.0”.
Giai đoạn khám phá
Trong giai đoạn khám phá, hãy đảm bảo học sinh tham gia tích cực vào cuộc thảo luận, hỏi và trả lời câu hỏi, đồng thời có thể tạo biểu đồ lượng mưa cho mỗi mùa.
- Học sinh không thể cung cấp câu trả lời cho các câu hỏi hoặc tham gia thảo luận đầy đủ hoặc tạo biểu đồ lượng mưa cho mỗi mùa.
- Học sinh có thể, với sự nhắc nhở, cung cấp câu trả lời cho các câu hỏi hoặc tham gia vào các cuộc thảo luận một cách đầy đủ hoặc với sự trợ giúp và tạo biểu đồ lượng mưa cho mỗi mùa.
- Học sinh có thể trả lời đầy đủ cho các câu hỏi và tham gia thảo luận trong lớp và lập biểu đồ lượng mưa cho mỗi mùa.
- Học sinh có thể mở rộng các giải thích trong thảo luận và lập biểu đồ lượng mưa cho mỗi mùa.
Giai đoạn tạo
Trong giai đoạn Tạo, hãy đảm bảo rằng học sinh làm việc tốt trong một nhóm, đưa ra giải pháp tốt nhất của mình và sử dụng thông tin thu thập được trong giai đoạn Khám phá.
- Học sinh không thể làm việc nhóm tốt, đưa ra các giải pháp và sử dụng thông tin thu thập được để phát triển hơn nữa.
- Học sinh có thể làm việc theo nhóm, thu thập và sử dụng thông tin với sự hướng dẫn, hoặc với sự giúp đỡ, để đưa ra các giải pháp.
- Học sinh có thể làm việc theo nhóm và đóng góp vào các cuộc thảo luận của nhóm, đưa ra các giải pháp cũng như thu thập và sử dụng thông tin về nội dung.
- Học sinh có thể làm việc theo nhóm và đóng vai trò là trưởng nhóm, biện minh và thảo luận về các giải pháp cho phép thu thập và sử dụng thông tin.
Giai đoạn Chia sẻ
Trong giai đoạn Chia sẻ, hãy đảm bảo rằng học sinh có thể giải thích cách thiết kế mới cho cửa xả lũ được tạo ra, đã sử dụng các cảm biến để điều khiển cửa xả lũ và có thể sử dụng thông tin quan trọng từ dự án để tạo báo cáo cuối cùng.
- Sinh viên không thể tham gia vào các cuộc thảo luận về thiết kế hoặc giải thích mô hình bằng cách sử dụng các cảm biến và sử dụng thông tin để tạo ra một dự án cuối cùng.
- Học sinh có thể, với sự gợi ý, tham gia vào các cuộc thảo luận về thiết kế cửa xả lũ và việc sử dụng các cảm biến và sử dụng thông tin hạn chế để tạo ra một dự án cuối cùng.
- Học sinh có thể tham gia vào các cuộc thảo luận về thiết kế của cửa xả lũ và việc sử dụng các cảm biến và sử dụng thông tin thu thập được để tạo ra một dự án cuối cùng.
- Học sinh có thể tham gia nhiều vào các cuộc thảo luận trong lớp về chủ đề và sử dụng thông tin thu thập được để tạo ra một dự án cuối cùng bao gồm các yếu tố cần thiết bổ sung.
Các tiêu chuẩn đánh giá dự án ELA
Bạn có thể sử dụng các tiêu chuẩn đánh giá này với lưới đánh giá quan sát mà bạn sẽ tìm thấy trong chương “Đánh giá với WeDo 2.0”.
Giai đoạn khám phá
Trong giai đoạn khám phá, hãy đảm bảo rằng học sinh có thể giải thích một cách hiệu quả các ý tưởng và hiểu biết của mình liên quan đến các câu hỏi được đặt ra.
- Học sinh không thể chia sẻ ý kiến của mình liên quan đến các câu hỏi được đặt ra trong giai đoạn Khám phá.
- Học sinh có thể, với sự gợi ý, chia sẻ ý tưởng của mình liên quan đến các câu hỏi được đặt ra trong giai đoạn Khám phá.
- Học sinh thể hiện đầy đủ ý tưởng của mình liên quan đến các câu hỏi được đặt ra trong giai đoạn Khám phá.
- Học sinh sử dụng các chi tiết để mở rộng giải thích về các ý tưởng của mình liên quan đến các câu hỏi được đặt ra trong giai đoạn Khám phá.
Giai đoạn tạo
Trong giai đoạn Tạo, hãy đảm bảo rằng học sinh đưa ra các lựa chọn thích hợp (tức là chụp màn hình, hình ảnh, video, văn bản) và tuân theo các kỳ vọng đã thiết lập đối với các phát hiện tài liệu.
- Học sinh không ghi lại những phát hiện trong suốt cuộc điều tra.
- Học sinh thu thập tài liệu về những phát hiện của mình, nhưng tài liệu không đầy đủ hoặc không tuân theo tất cả các kỳ vọng đã thiết lập.
- Học sinh ghi lại đầy đủ các phát hiện cho mỗi thành phần của cuộc điều tra và đưa ra các lựa chọn thích hợp trong các lựa chọn.
- Học sinh sử dụng nhiều phương pháp thích hợp để lập tài liệu và vượt quá những mong đợi đã thiết lập.
Giai đoạn Chia sẻ
Trong giai đoạn Chia sẻ, hãy đảm bảo rằng học sinh sử dụng bằng chứng từ những phát hiện của chính mình trong quá trình điều tra để biện minh cho lý do của mình. Học sinh tuân thủ các nguyên tắc đã được thiết lập để trình bày kết quả cho khán giả.
- Học sinh không sử dụng bằng chứng từ những phát hiện của mình liên quan đến những ý tưởng được chia sẻ trong bài thuyết trình. Học sinh không tuân theo các hướng dẫn đã được thiết lập.
- Học sinh sử dụng một số bằng chứng từ những phát hiện của mình, nhưng sự biện minh còn hạn chế. Các hướng dẫn đã được thiết lập thường được tuân thủ nhưng có thể thiếu một hoặc nhiều lĩnh vực.
- Học sinh cung cấp đầy đủ bằng chứng để biện minh cho những phát hiện của mình và tuân theo các hướng dẫn đã được thiết lập để trình bày.
- Học sinh thảo luận đầy đủ những phát hiện của mình và sử dụng triệt để bằng chứng thích hợp để biện minh cho lý lẽ của mình trong khi tuân theo tất cả các hướng dẫn đã được thiết lập.
5. Sự khác biệt
Để đảm bảo thành công, hãy cân nhắc hướng dẫn thêm về xây dựng và lập trình, chẳng hạn như:
• Giải thích cách sử dụng cảm biến.
• Cùng học sinh xác định các loại mưa trong mỗi mùa và giúp các em xác định nên tập trung vào loại mưa nào.
• Giải thích thiết kế dựa trên kỹ thuật.
Ngoài ra, hãy nói cụ thể về cách bạn muốn họ trình bày và ghi lại những phát hiện của họ, chẳng hạn như với một buổi chia sẻ giữa các nhóm chẳng hạn.
Đề xuất
Đối với những sinh viên có kinh nghiệm hơn, bạn có thể muốn cho họ thêm thời gian để xây dựng và lập trình để cho phép họ tạo ra các loại thiết bị khác nhau và đa dạng hơn. Yêu cầu họ sử dụng quy trình thiết kế để giải thích tất cả các phiên bản mà họ đã thực hiện.
Thiết kế các giải pháp khác
Để thiết kế các giải pháp khác, yêu cầu học sinh sử dụng kiến thức của họ về cửa lũ và các nguồn nước khác nhau để mô tả dòng nước mà họ đang cố gắng kiểm soát và vị trí của núi, thành phố và hồ. Cung cấp cho họ các cơ hội để mở rộng quy trình thiết kế để đưa vào các ý tưởng khác về cách hoạt động của cửa chống ngập hoặc các loại cửa tự động khác.
Quan niệm sai lầm của học sinh
Học sinh có xu hướng coi trái đất là tĩnh, ổn định và không thay đổi. Họ thường khó tin rằng đá có thể thay đổi hoặc bị mài mòn qua quá trình phong hóa. Họ thường khó hiểu vai trò của một con đập hoặc cửa xả lũ trong việc bảo vệ các khối đất.
Đặt mua ngay bộ sản phẩm Lego Wedo 2.0 tại Đồ Chơi STEM
|
|
|
Xem thêm