Tài liệu Skkn giảng dạy bộ môn công nghệ theo phƣơng pháp dạy học dự án

BM 01-Bia SKKN SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐỒNG NAI TRƢỜNG THPT VÕ TRƢỜNG TOẢN Mã số: ................................ (Do HĐKH Sở GD&ĐT ghi) SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM GIẢNG DẠY BỘ MÔN CÔNG NGHỆ THEO PHƢƠNG PHÁP DẠY HỌC DỰ ÁN Người thực hiện: NGUYỄN TRẦN KIM KIỀU Lĩnh vực nghiên cứu: - Quản lý giáo dục  - Phương pháp dạy học bộ môn: Công nghệ  (Ghi rõ tên bộ môn) - Lĩnh vực khác: .......................................................  (Ghi rõ tên lĩnh vực) Có đính kèm: Các sản phẩm không thể hiện trong bản in SKKN  Mô hình  Đĩa CD (DVD)  Phim ảnh  Hiện vật khác (các phim, ảnh, sản phẩm phần mềm) Năm học: 2016 - 2017 BM02-LLKHSKKN SƠ LƢỢC LÝ LỊCH KHOA HỌC –––––––––––––––––– I. THÔNG TIN CHUNG VỀ CÁ NHÂN 1. Họ và tên: Nguyễn Trần Kim Kiều 2. Ngày tháng năm sinh: Ngày 26 tháng 03 năm 1988 3. Nam, nữ: Nữ 4. Địa chỉ: Trường THPT Võ Trường Toản – Cẩm Mỹ - Đồng Nai 5. Điện thoại: 0613749688 (CQ)/ (NR); ĐTDĐ: 01694885004 6. Fax: E-mail: [email protected] 7. Chức vụ: Giáo viên 8. Nhiệm vụ được giao (quản lý, đoàn thể, công việc hành chính, công việc chuyên môn, giảng dạy môn, lớp, chủ nhiệm lớp,…): Giảng dạy môn Công nghệ 9. Đơn vị công tác: Trường THPT Võ Trường Toản II. TRÌNH ĐỘ ĐÀO TẠO - Học vị (hoặc trình độ chuyên môn, nghiệp vụ) cao nhất: Cử nhân - Năm nhận bằng: 2011 - Chuyên ngành đào tạo: Sư phạm kỹ thuật Công – Nông nghiệp III. KINH NGHIỆM KHOA HỌC - Lĩnh vực chuyên môn có kinh nghiệm: Giảng dạy môn Công nghệ Số năm có kinh nghiệm: 06 - Các sáng kiến kinh nghiệm đã có trong 5 năm gần đây: + Thiết kế và sử dụng phương pháp Graph trong dạy học môn Công nghệ 11. + Ứng dụng phần mềm ActivInspire để thiết kế bài giảng môn Công nghệ 11 nhằm nâng cao hiệu quả giảng dạy. Sáng kiến kinh nghiệm năm học 2016 – 2017 Trường THPT Võ Trường Toản GIẢNG DẠY BỘ MÔN CÔNG NGHỆ THEO PHƢƠNG PHÁP DẠY HỌC DỰ ÁN I. LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI Trong nền kinh tế hiện đại như ngày nay, hầu hết các nước trên thế giới đang có những cuộc cải cách giáo dục để tiếp cận với nền giáo dục hiện đại. Trước mặt bằng chung đó, giáo dục nước ta đã phát triển nhanh chóng về quy mô và đã đóng góp đáng kể cho sự phát triển kinh tế, xã hội, quốc phòng, an ninh, ổn định chính trị của đất nước. Từ Nghị quyết Trung ương 4 khóa VII, Nghị quyết Trung ương 2 Khóa VIII đến Nghị quyết Đại hội IX, Đại hội X, Đảng ta đã coi giáo dục, khoa học và công nghệ là quốc sách hàng đầu, nguồn lực con người là yếu tố cơ bản để phát triển xã hội, tăng trưởng kinh tế và bền vững. Đổi mới phương pháp dạy – học là một trong những mục tiêu lớn ngành giáo dục và đào tạo đặt ra trong giai đoạn hiện nay. Người thầy từ việc truyền đạt kiến thức thành người hướng dẫn học sinh tìm đến kiến thức, rèn luyện cho học sinh có thói quen tư duy sáng tạo. Xu hướng dạy học “lấy người thầy làm trung tâm” giai đoạn hiện nay không còn phù hợp nữa và đang được chuyển đổi thành “lấy người học làm trung tâm”. Trong quá trình dạy học, người giáo viên cần từng bước áp dụng các phương pháp, phương tiện tiên tiến vào quá trình dạy và học. Khuyến khích và phát triển kỹ năng tự học của học sinh. Cùng theo đó là sự phát triển và bùng nổ một khối lượng thông tin, kiến thức khổng lồ đòi hỏi người học phải rất cố gắng để lĩnh hội. Kiến thức nhân loại là vô bờ bến và thường xuyên phát triển. Chương trình học ngày càng nặng nề hơn. Điều đó đặt ra cho người dạy một câu hỏi lớn: Làm thế nào để học sinh có thể học tập một cách say mê và hiệu quả? Để làm được điều này chúng ta cần phải đổi mới toàn diện các nhiệm vụ dạy học như nội dung, phương tiện, phương pháp… Và một trong những phương pháp dạy học tích cực hiện nay có thể nói đến là dạy học theo dự án. Đây là phương pháp lấy học sinh làm trung tâm, chính vì vậy nó sẽ làm cho học sinh tham gia tích cực vào bài học, làm thay đổi vai trò của giáo viên và học sinh. Giáo viên giờ đây chỉ là người hướng dẫn cho học sinh tự tìm ra tri thức cho mình. Bên cạnh đó, môn Công nghệ là một môn học gắn với thực tiễn sản xuất và đời sống. Việc để học sinh khái quát, sơ đồ hóa nội dung một cách hệ thống, dễ nhớ, lôi cuốn, và phát huy tính sáng tạo là một vấn đề cần thiết. Xuất phát từ các lý do trên, tôi đã quyết định nghiên cứu đề tài “Giảng dạy bộ môn Công nghệ theo phương pháp dạy học dự án”. GV: Nguyễn Trần Kim Kiều Trang 1 Sáng kiến kinh nghiệm năm học 2016 – 2017 Trường THPT Võ Trường Toản II. CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN 1. Cơ sở lý luận 1.1. Khái niệm dạy học dự án Dạy học dự án là một hình thức dạy học hay phương pháp dạy học phức hợp, trong đó dưới sự hướng dẫn của giáo viên, người học tiếp thu kiến thức và hình thành kỹ năng thông qua việc giải quyết một bài tập tình huống (dự án) có thật trong đời sống, theo sát chương trình học, có sự kết hợp giữa lý thuyết với thực hành và tạo ra các sản phẩm cụ thể. 1.2. Bản chất của dạy học dự án - Học sinh được đóng vai để lĩnh hội kiến thức và kĩ năng thông qua quá trình giải quyết tình huống gắn với thực tiễn (dự án). - Kết thúc dự án sẽ cho ra sản phẩm. 1.3. Mục tiêu của dạy học dự án - Hướng tới các vấn đề của thực tiễn, gắn kết nội dung học với cuộc sống thực tế. - Phát triển cho học sinh kĩ năng phát hiện và giải quyết vấn đề; kĩ năng tư duy bậc cao (phân tích, tổng hợp, đánh giá). - Rèn luyện nhiều kĩ năng (tổ chức kiến thức, kĩ năng sống, kĩ năng làm việc theo nhóm, giao tiếp…) - Cho phép học sinh làm việc một cách độc lập để hình thành kiến thức và cho ra những kết quả thực tế. - Nâng cao kĩ năng sử dụng công nghệ thông tin vào quá trình học tập và tạo ra sản phẩm. 1.4. Vai trò của dạy học dự án Dạy học theo dự án giúp học sinh chuyển: - Từ hình thức học thụ động sang hình thức học chủ động có định hướng. - Từ thụ động ghi nhớ, lặp lại sang khám phá, tích hợp và trình bày. - Từ nghe và đáp ứng sang truyền đạt và dám chịu trách nhiệm. - Từ kiến thức đơn thuần về sự kiện, thuật ngữ, nội dung sang hiểu rõ quá trình. - Từ lý thuyết sang vận dụng lý thuyết vào thực tiễn cuộc sống. - Từ phụ thuộc vào giáo viên sang chủ động tổ chức hoạt động nhóm. GV: Nguyễn Trần Kim Kiều Trang 2 Sáng kiến kinh nghiệm năm học 2016 – 2017 Trường THPT Võ Trường Toản 2. Cơ sở thực tiễn 2.1 Về phía học sinh - Hầu hết học sinh chỉ coi môn học là một nhiệm vụ, tỉ lệ học sinh không hứng thú chiếm 8% (16/200 HS), học sinh say mê môn học chiếm tỉ lệ 9% (16/200 HS), học sinh yêu thích môn học này chiếm tỉ lệ 22% (44/200 HS). Về phương pháp học tập: Số học sinh hiểu sâu kiến thức, có phương pháp học tập chủ động sáng tạo chiếm tỉ lệ rất thấp, phần lớn vẫn là phương pháp học thụ động. Phần lớn học sinh chưa đầu tư thời gian và công sức vào việc tìm hiểu, cũng như chưa thấy rõ tầm quan trọng của môn học, mặc dù môn Công nghệ sẽ được vận dụng rất nhiều trong cuộc sống. - Nguyên nhân là đa số học sinh chưa có ý thức việc học môn Công nghệ, xem môn học là môn phụ vì không thi tốt nghiệp và đại học. Vì thế, học sinh thiếu sự đầu tư thời gian và công sức vào việc học mà chỉ mang tính chất đối phó với các giờ kiểm tra. 2.2 Về phía giáo viên - Đa số giáo viên dạy theo kinh nghiệm vốn có của bản thân, cố gắng truyền thụ hết các kiến thức có trong giáo trình theo kiểu thuyết trình minh họa nên không khơi dạy được tiềm năng sáng tạo, phát huy tính tích cực nhận thức của người học. - Số lượng giáo viên dạy học theo phương pháp tích cực còn ít, mặc dù phần lớn xác định được rằng phương pháp này thực sự lôi cuốn học sinh, giúp học sinh chủ động nắm vững kiến thức. - Nguyên nhân là do ảnh hưởng của lối dạy học truyền thống nên không thể một lúc mà thay đổi nhận thức của giáo viên về phương pháp dạy học, phương pháp dạy học phổ biến hiện nay vẫn là thuyết trình giảng giải xen kẽ vấn đáp tái hiện, biểu diễn trực quan minh họa. Cũng có những giáo viên sử dụng một số biện pháp tích cực hóa hoạt động của người học nhưng chủ yếu là trong các giờ thao giảng. Chính vì vậy, giáo viên ít sử dụng các phương pháp dạy học tích cực vào dạy học Công nghệ, trong đó có việc ứng dụng công nghệ thông tin vào dạy học. Tóm lại: Giảng dạy môn Công nghệ theo phương pháp dạy học dự án là cần thiết và thiết thực. Từ đó, tác giả xác định cần phải đưa ra giải pháp thay thế một phần giải pháp đã có dựa trên các quan điểm nghiên cứu khoa học và thực tiễn của bản thân người thực hiện sáng kiến kinh nghiệm với mục đích để có sáng kiến, cải tiến nâng cao chất lượng giảng dạy hoặc giáo dục học sinh. GV: Nguyễn Trần Kim Kiều Trang 3 Sáng kiến kinh nghiệm năm học 2016 – 2017 Trường THPT Võ Trường Toản III. TỔ CHỨC CÁC GIẢI PHÁP THỰC HIỆN “GIẢNG DẠY BỘ MÔN CÔNG NGHỆ THEO PHƢƠNG PHÁP DẠY HỌC DỰ ÁN” 1. Xây dựng quy trình dạy học dự án trong dạy học Công nghệ (đối với những dự án được tổ chức dạy học trên lớp) - Chọn dự án: Trước hết giáo viên phải giải thích cho học sinh hiểu sự cần thiết cũng như mục tiêu của dự án trước khi lựa chọn một chủ đề cụ thể. Sau đó từng học sinh hay cả nhóm có thể lựa chọn dự án. - Lập kế hoạch dự án: Để đạt được mục đích của dự án, học sinh phải lập kế hoạch. Trong kế hoạch này, học sinh cần phải xem xét dự án của mình có phù hợp với khóa học, kết quả thu được từ dự án có khích lệ họ trong học tập hay không. Bên cạnh đó, phương pháp tiến hành, tài liệu tham khảo hay các phương tiện để hoàn thành cũng cần phải được cân nhắc kỹ. - Thực hiện dự án: Học sinh ở các cấp học cao có thể thực hiện các hoạt động của dự án mà không cần nhiều sự hướng dẫn hay giám sát của giáo viên. Ngược lại học sinh cấp dưới lại cần có sự hướng dẫn cụ thể. Trong quá trình thực hiện dự án, học sinh có thể tổ chức các buổi thảo luận để tìm kiếm các giải pháp. - Đánh giá dự án: Khi dự án đến giai đoạn kết thúc, giáo viên và học sinh cùng nhau đánh giá những gì đã đạt được và rút kinh nghiệm để lần sau làm tốt hơn. Chọn dự án Lập kế hoạch dự án Tổ chức nhóm, phân vai Giao nhiệm vụ cho học sinh Phát tài liệu hỗ trợ cho học sinh Thực hiện dự án Theo dõi, đôn đốc kịp thời Xử lí thông tin phản hồi Trình bày sản phẩm Góp ý, nhận xét Đánh giá dự án Đánh giá, cho điểm Hình 1. Quy trình dạy học theo dự án trong giảng dạy môn Công nghệ GV: Nguyễn Trần Kim Kiều Trang 4 Sáng kiến kinh nghiệm năm học 2016 – 2017 Trường THPT Võ Trường Toản 2. Xây dựng quy trình dạy học môn Công nghệ theo dự án nghiên cứu kỹ thuật (đối với những dự án được tổ chức ngoài giờ lên lớp) - Xác định vấn đề: Dự án kỹ thuật cũng luôn được bắt đầu bằng một câu hỏi về vấn đề mà người nghiên cứu quan sát được. Ví dụ như: Vấn đề ở đây là gì, Điều gì là cần thiết, Ai cần gì, Tại sao cần phải giải quyết, Có cách nào tốt hơn không, Cải tiến nó như thế nào… Trên cơ sở đó, đề xuất việc nghiên cứu tìm ra một quy trình, giải pháp kỹ thuật tối ưu hay chế tạo, cải tiến một sản phẩm kỹ thuật nào đó. - Nghiên cứu tổng quan: Việc nghiên cứu tổng quan sẽ thừa hưởng kinh nghiệm của người khác, tránh được các sai lầm khi nghiên cứu. Có hai vấn đề chính cần tìm hiểu và nghiên cứu trong giai đoạn này là: ý kiến của người sử dụng (hay khách hàng) và các ưu nhược điểm của các quy trình, giải pháp kỹ thuật hay thiết bị, sản phẩm đã có. - Xác định yêu cầu: Nội dung của giai đoạn là đề xuất những yêu cầu, tiêu chí thiết kế cần phải đạt được. Một trong những cách xây dựng đề xuất tiêu chí là dựa vào sự phân tích các quy trình, giải pháp hay các sản phẩm đang có. Yêu cầu, tiêu chí cần được xác định và phát biểu rõ ràng. - Đề xuất các giải pháp: Với yêu cầu và tiêu chí đã đặt ra, luôn luôn có nhiều giải pháp tốt để giải quyết. Nếu chỉ tập trung vào một giải pháp, rất có thể đã bỏ qua các giải pháp tốt hơn. Do vậy, trong giai đoạn này, người nghiên cứu tìm cách đề xuất số lượng tối đa các giải pháp có thể, bám sát với yêu cầu, tiêu chí đã nêu. - Lựa chọn giải pháp: Trên cơ sở các giải pháp đã đề xuất, cần xem xét và đánh giá một cách toàn diện về mức độ phù hợp với yêu cầu, tiêu chí đã đặt ra cho sản phẩm. Trên cơ sở đó, lựa chọn giải pháp tốt nhất và phù hợp nhất với yêu cầu đặt ra. Việc lựa chọn giải pháp cũng cần căn cứ vào bối cảnh về điều kiện kinh tế, công nghệ, trang thiết bị và nhân lực thực hiện dự án kỹ thuật. - Hoàn thiện giải pháp: Mặc dù đã được chọn, giải pháp thực hiện cũng cần xem xét lại để cải tiến, hoàn thiện. Đây là một việc quan trọng và cần được xem xét thường xuyên. Ngay cả khi hoàn thiện và đưa tới khách hàng vẫn có thể nghĩ tới việc hoàn thiện nó trong những nghiên cứu tiếp theo. Trong bước này, cần tự đặt và trả lời các câu hỏi dạng như: ưu điểm lớn nhất của giải pháp là gì, hạn chế còn tồn tại của giải pháp là gì, có cách nào khắc phục hạn chế đó… - Xây dựng mẫu: Mẫu sản phẩm được xem như là phiên bản “hoạt động” dựa trên giải pháp. Thường thì nó được chế tạo bởi các vật liệu không giống với sản phẩm cuối cùng, và lẽ đương nhiên, chưa cần quan tâm tới tính mỹ thuật của sản phẩm. Mẫu này sẽ được xem xét, đánh giá, kiểm tra có đáp ứng các yêu cầu, tiêu chí đã đặt ra cho sản phẩm hay chưa. - Đánh giá và hoàn thiện thiết kế: Quá trình hoàn thiện thiết kế liên quan tới các hoạt động có tính lặp lại hướng tới việc có một sản phẩm tốt nhất. Một trong số đó là: Đánh giá giải pháp – tìm kiếm lỗi và thay đổi – Đánh giá giải pháp mới – tìm kiếm lỗi mới và thay đổi…, trước khi kết luận về bản thiết kế cuối cùng. GV: Nguyễn Trần Kim Kiều Trang 5 Sáng kiến kinh nghiệm năm học 2016 – 2017 Trường THPT Võ Trường Toản Xác định vấn đề Lựa chọn giải pháp Nghiên cứu tổng quan Hoàn thiện giải pháp Xác định yêu cầu Xây dựng mẫu Đề xuất các giải pháp Đánh giá và hoàn thiện thiết kế Hình 2. Quy trình thực hiện dự án nghiên cứu khoa học kỹ thuật 3. Thiết kế cách tổ chức giảng dạy môn Công nghệ theo phƣơng pháp dạy học dự án 3.1. Thiết kế cách tổ chức giảng dạy dự án “Dạy học tích hợp môn Vật lý, Hóa học, Sinh học, Lịch sử, Địa lý, Giáo dục Công dân vào bài 16 – Công nghệ chế tạo phôi (Tiết 1)” BÀI 16 – CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO PHÔI (TIẾT 1) I. Mục tiêu bài học 1. Kiến thức - Biết được bản chất của công nghệ chế tạo phôi bằng phương pháp đúc. - Hiểu được công nghệ chế tạo phôi bằng phương pháp đúc trong khuôn cát. 2. Kĩ năng - Có kĩ năng thu thập thông tin, vận dụng kiến thức các môn học khác nhau để giải quyết các vấn đề thực tế gặp phải trong cuộc sống hằng ngày. - Rèn luyện kĩ năng làm việc theo nhóm, nâng cao tinh thần hợp tác, giúp đỡ nhau trong học tập. - Rèn luyện tính cẩn thận và ý thức trách nhiệm khi thực hiện công việc được giao. - Phát triển kĩ năng phân tích, tổng hợp, kĩ năng tính toán. 3. Thái độ - Cẩn thận, trung thực, hợp tác trong các hoạt động. Có ý thức tự giác, tinh thần trách nhiệm cao trong hợp tác nhóm để nghiên cứu bài học. - Có ý thức bảo vệ môi trường và nâng cao chất lượng cuộc sống. GV: Nguyễn Trần Kim Kiều Trang 6 Sáng kiến kinh nghiệm năm học 2016 – 2017 Trường THPT Võ Trường Toản 4. Những kiến thức liên môn đƣợc tích hợp Môn học Bài học Hóa học Bài 19: Kim loại và hợp kim Lớp Tầm quan trọng trong liên môn kiến thức 12 - Hiểu được bản chất của công nghệ chế tạo phôi bằng phương pháp đúc. - Giải thích được các nguyên nhân gây ra khuyết tật ở sản phẩm đúc như rỗ khí, rỗ xỉ, không điền đầy hết lòng khuôn… Bài 45: Hóa học và vấn đề môi trường 12 Biết được các chất thải vào không khí gây độc hại cho sức khỏe con người và môi trường sống. Bài 17: Silic và hợp chất của silic 11 Biết được thành phần và công thức hóa học của hỗn hợp khuôn cát. Bài 12: Lực đàn hồi 10 Biết được tính lún, tính bền nhiệt của khuôn đúc trong quá trình đúc. Bài 35: Biến dạng cơ của vật rắn 10 Biết được tính dẻo, tính thông hơi của khuôn đúc trong quá trình đúc. Bài 36: Sự nở vì nhiệt của chất rắn 10 Biết được độ co, ngót của kim loại trong quá trình đúc. Bài 42: Sự chảy thành dòng của chất lỏng và chất khí 10 Hiểu được tác động cơ học của lực thủy tĩnh do dòng kim loại lỏng, tác động nhiệt của kim loại trong quá trình đúc. Lịch sử Bài 13: Việt Nam thời nguyên thủy 10 Hiểu được lịch sử hình thành và phát triển của nghề đúc ở Việt Nam. Sinh học Bài thực hành: Quản lý và sử dụng bền vững tài nguyên thiên nhiên 12 Biết được vấn đề ô nhiễm môi trường trong các xưởng đúc. GDCD Bài 12: Chính sách tài nguyên và bảo vệ môi trường 11 Hiểu được ô nhiễm môi trường do các hợp chất gây độc hại, ô nhiễm môi trường không khí do khói, bụi từ các lò nấu kim loại khi đúc thải ra. Địa lý Bài 27: Đọc bản đồ Việt Nam 8 Biết được các làng nghề đúc nổi tiếng ở Việt Nam Vật lý GV: Nguyễn Trần Kim Kiều Trang 7 Sáng kiến kinh nghiệm năm học 2016 – 2017 Trường THPT Võ Trường Toản II. Chuẩn bị - Giáo viên: + Các tranh vẽ, hình ảnh của công nghệ chế tạo phôi bằng phương pháp đúc. + Các tranh vẽ, hình ảnh của công nghệ chế tạo phôi bằng phương pháp đúc trong khuôn cát. + Sản phẩm đúc: quả tạ. + Phiếu học tập, các video clip (quá trình đúc trong khuôn cát, sự chảy loãng của kim loại và flash nguyên nhân gây ra rỗ khí, rỗ xỉ, nứt, không điền đầy hết lòng khuôn). + Loa, micro, máy tính laptop Laptop GV: Nguyễn Trần Kim Kiều Thước và micro Loa Trang 8 Sáng kiến kinh nghiệm năm học 2016 – 2017 Trường THPT Võ Trường Toản + Thiết bị Activote , ActiHub dùng để trả lời câu hỏi trắc nghiệm. Activote ActiHub - Học sinh: + Đọc trước bài 16 “Công nghệ chế tạo phôi” + Sưu tầm một số vật được chế tạo bằng phương pháp đúc. + Phân công nhiệm vụ các thành viên trong nhóm theo nhóm của dự án và hoàn thành nhiệm vụ giáo viên đã giao ở tiết trước. + Sưu tầm tranh, ảnh, tài liệu có liên quan đến dự án III. Tiến trình tổ chức dạy – học theo dự án KHỞI ĐỘNG/ ĐẶT VẤN ĐỀ  Mục tiêu: - Tìm hiểu về công nghệ chế tạo phôi bằng phương pháp đúc. - Vận dụng kiến thức môn Lịch sử ôn lại quá trình hình thành và phát triển nghề Đúc ở Việt Nam. - Vận dụng kiến thức môn Địa lý để biết được các làng nghề Đúc nổi tiếng ở Việt Nam.  Chuẩn bị: Giáo viên hướng dẫn học sinh về nhà tìm hiểu các kiến thức liên quan đến nghề đúc.  Tiến trình: Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh - GV yêu cầu HS lên trình bày hiểu biết của mình - Đại diện HS lên trình bày về nghề đúc. - Tổ chức cho HS thảo luận các câu hỏi liên quan - HS thảo luận, đưa ra quan đến nghề đúc: điểm của mình về các câu hỏi liên quan đến nghề đúc: + Em hãy cho biết ở Việt Nam, con người đã biết + Người Việt Nam đã biết đúc đúc từ khi nào? Kể tên các vật đúc cổ ở Việt cách đây khoảng hơn 4000 năm GV: Nguyễn Trần Kim Kiều Trang 9 Sáng kiến kinh nghiệm năm học 2016 – 2017 Nam? (Tích hợp môn Lịch sử) Trường THPT Võ Trường Toản các nhà khảo cổ học đã tìm được các vật dụng cần thiết như: Lưỡi rìu, mũi tên, trống đồng Đông Sơn. + Các làng nghề đúc nổi tiếng ở Việt Nam? + Làng nghề đúc nổi tiếng như: (Tích hợp môn Địa lý) Làng Đại Bái – Gia Bình – Bắc Ninh; Làng Tống Xá – Ý Yên – Nam Định; Phường Đúc – Huế; - Trình chiếu tư liệu phim “Lịch sử hình thành và phát triển của nghề đúc Đồng ở Cố Đô Huế” Làng Phước Kiều – Quảng Nam.  Vì sao người ta lại sử dụng phương pháp đúc để chế tạo phôi? Bản chất của đúc là gì? Ưu, nhược điểm của đúc là gì? Quá trình đúc trong khuôn cát diễn ra như thế nào? Để trả lời cho những câu hỏi đó thì tiết học ngày hôm nay, chúng ta sẽ tìm hiểu công nghệ chế tạo phôi bằng phương pháp đúc. Video: Lịch sử hình thành và phát triển của nghề đúc Đồng ở Cố Đô Huế GV: Nguyễn Trần Kim Kiều Trang 10 Sáng kiến kinh nghiệm năm học 2016 – 2017 Trường THPT Võ Trường Toản GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ Nội dung 1: Tìm hiểu bản chất của công nghệ chế tạo phôi bằng phƣơng pháp đúc Mục tiêu: - Hiểu được bản chất của công nghệ chế tạo phôi bằng phương pháp đúc. - Vận dụng kiến thức môn Hóa học biết được khi nấu chảy kim loại sẽ có các chất độc hại thải vào không khí. Vật liệu: - Tranh vẽ, hình ảnh về bản chất công nghệ chế tạo phôi bằng phương pháp đúc, mẫu vật đúc thật (quả tạ), phiếu học tập số 1. - Các đoạn video mô phỏng về công nghệ chế tạo phôi bằng phương pháp đúc. Tiến trình: Hoạt động của giáo viên và học sinh Nội dung cần đạt Bƣớc 1: Hãy kể tên một số sản phẩm đúc trong 1. Bản chất của công nghệ thực tế mà em biết? chế tạo phôi bằng phƣơng pháp đúc  Tượng đồng, trống đồng, chuông đồng… Bƣớc 2: GV trình chiếu video mô phỏng về công - Đúc là rót kim loại lỏng vào khuôn, sau khi kim loại lỏng nghệ chế tạo phôi bằng phương pháp đúc. kết tinh và nguội ta nhận được vật đúc có hình dạng và kích thước của lòng khuôn. - Có nhiều phương pháp đúc khác nhau như đúc trong khuôn cát, đúc trong khuôn kim loại… Bƣớc 3: Hướng dẫn HS quan sát, phân tích tư liệu. Bƣớc 4: GV tóm tắt nội dung dữ liệu đoạn video 1. Nung nóng kim loại từ trạng thái rắn sang trạng thái lỏng GV: Nguyễn Trần Kim Kiều Trang 11 Sáng kiến kinh nghiệm năm học 2016 – 2017 Trường THPT Võ Trường Toản 2. Rót kim loại lỏng vào khuôn mẫu 3. Sau khi kim loại kết tinh và nguội ta thu được vật đúc có hình dạng và kích thước như lòng khuôn Bƣớc 5: GV gọi đại diện nhóm 1 trình bày kết quả thảo luận. Các nhóm khác nhận xét, góp ý và đặt câu hỏi thắc mắc. PHIẾU HỌC TẬP SỐ 1 Nhóm….. Lớp… Yêu cầu: Quan sát video, ghi nhận dữ liệu, thảo luận nhóm. Câu hỏi: - Nêu bản chất của CNCTP bằng phương pháp đúc? - Trong thực tế có những phương pháp đúc nào? Bƣớc 6: GV nhận xét, kết luận và cho điểm Bƣớc 7: Đặt vấn đề bổ sung (Tích hợp Hóa học) - Hãy cho biết khi nấu chảy kim loại có các chất thải nào thải vào không khí?  Các chất thải vào không khí gây độc hại như khí N2, SO2, CO, CO2… Ngoài ra còn có khói, bụi. Nội dung 2: Tìm hiểu ƣu, nhƣợc điểm của công nghệ chế tạo phôi bằng phƣơng pháp đúc Mục tiêu: - Biết được ưu, nhược điểm của công nghệ chế tạo phôi bằng phương pháp đúc. - Nhận diện được các khuyết tật như rỗ khí, rỗ xỉ, nứt, không điền đầy lòng khuôn mà phương pháp đúc thường gặp. GV: Nguyễn Trần Kim Kiều Trang 12 Sáng kiến kinh nghiệm năm học 2016 – 2017 Trường THPT Võ Trường Toản - Vận dụng kiến thức môn Hóa học để giải thích được vì sao khi đúc vật đúc lại gây nên những khuyết tật như rỗ khí, rỗ xỉ. - Vận dụng kiến thức môn Vật lý để giải thích được vì sao khi đúc vật đúc lại gây nên những khuyết tật như không điền đầy hết lòng khuôn. - Biết cách người ta dùng để khắc phục khuyết tật rỗ khí, rỗ xỉ, không điền đầy lòng khuôn. Vật liệu: - Hình ảnh sản phẩm đúc bị khuyết tật rỗ khí, rỗ xỉ, nứt, không điền đầy lòng khuôn. - Flash nguyên nhân gây ra khuyết tật rỗ khí. - Phiếu học tập số 2 Tiến trình: Hoạt động của giáo viên và học sinh Nội dung cần đạt Bƣớc 1: GV trình chiếu hình ảnh về một số sản phẩm mà phương pháp đúc có thể thực hiện được và một số hình ảnh khuyết tật mà phương pháp đúc thường gặp. 2. Ƣu, nhƣợc điểm của công nghệ chế tạo phôi bằng phƣơng pháp đúc a. Ưu điểm Bƣớc 2: Hướng dẫn HS quan sát, phân tích tư liệu. - Đúc được tất cả các kim Bƣớc 3: GV gọi đại diện nhóm 2 trình bày kết quả loại, hợp kim khác nhau. thảo luận. Các nhóm khác nhận xét, góp ý và đặt - Đúc được các vật có khối câu hỏi thắc mắc. lượng, kích thước rất lớn và PHIẾU HỌC TẬP SỐ 2 Nhóm….. Lớp… Yêu cầu: Quan sát hình ảnh, ghi nhận dữ liệu, thảo luận nhóm. rất nhỏ. - Tạo ra được các hình dạng mà các phương pháp khác không tạo ra được. Trình bày ưu, nhược điểm của công nghệ chế tạo - Nhiều phương pháp đúc hiện đại có độ chính xác và năng suất cao, góp phần hạ thấp chi phí sản xuất. phôi bằng phương pháp đúc b. Nhược điểm Câu hỏi: Bƣớc 4: GV nhận xét, kết luận và cho điểm Bƣớc 5: Đặt vấn đề bổ sung (Tích hợp hóa học,Vật lý) - Rỗ khí, rỗ xỉ, nứt, không điền đầy hết lòng khuôn… - Dựa vào kiến thức môn Hóa học, em hãy giải thích tại sao khi đúc thì vật đúc lại gây nên những khuyết tật như rỗ khí, rỗ xỉ? (Chiếu Flash nguyên GV: Nguyễn Trần Kim Kiều Trang 13 Sáng kiến kinh nghiệm năm học 2016 – 2017 Trường THPT Võ Trường Toản nhân gây ra khuyết tật rỗ khí cho HS quan sát)  Kim loại sau khi nóng chảy có hấp phụ một lượng khí nhất định như Oxi (O), Hiđro (H), Nitơ (N); nhiệt độ càng cao lượng khí này càng nhiều khi rót kim loại lỏng lượng khí này hòa tan theo kim loại đi vào khuôn khi đông đặc không thoát ra ngoài được tồn tại bên trong vật đúc gây nên những khuyết tật gọi là rỗ khí, rỗ xỉ. - Người ta khắc phục rỗ khí, rỗ xỉ bằng cách nào?  Người ta đặt đậu hơi ở chỗ cao nhất của vật đúc. - Dựa vào kiến thức vật lý, em hãy giải thích tại sao khi đúc vật đúc lại gây nên những khuyết tật như không điền đầy hết lòng khuôn? (Tích hợp môn Vật lý)  Độ co của kim loại phụ thuộc vào nhiệt độ, trong quá trình kết tinh và đông đặc độ co này gây nên sự thiếu hụt kim loại bên trong vật đúc nếu không được bổ sung thêm kim loại lỏng những chỗ đó thì sẽ xảy ra những khuyết tật như không điền đầy hết lòng khuôn. - Người ta khắc phục những khuyết tật như không điền đầy lòng khuôn bằng cách nào?  Người ta đặt đậu ngót ở chỗ cao nhất của vật đúc nhằm bổ sung kim loại lỏng thiếu hụt do co trong quá trình đông đặc. Nội dung 3: Tìm hiểu công nghệ chế tạo phôi bằng phƣơng pháp đúc trong khuôn cát Mục tiêu: - Hiểu được công nghệ chế tạo phôi bằng phương pháp đúc trong khuôn cát. - Vận dụng kiến thức môn Hóa học: + Biết được thành phần và công thức hóa học của hỗn hợp làm khuôn đúc. + Biết được khi rót kim loại lỏng vào khuôn sẽ có phản ứng hóa học xảy ra. - Vận dụng kiến thức môn Vật lý: + Biết được khuôn đúc cần có độ bền đủ lớn, tính lún tốt, tính bền nhiệt tốt. + Biết được khi rót kim loại lỏng vào khuôn sẽ chịu sự tác động cơ học, nhiệt. Vật liệu: GV: Nguyễn Trần Kim Kiều Trang 14 Sáng kiến kinh nghiệm năm học 2016 – 2017 Trường THPT Võ Trường Toản - Tranh vẽ quy trình đúc trong khuôn cát. - Phiếu học tập số 3, video mô phỏng quá trình đúc gang trong khuôn cát. Tiến trình: Hoạt động của giáo viên và học sinh Nội dung cần đạt Bƣớc 1: GV cho HS xem đoạn phim mô phỏng các 3. Công nghệ chế tạo phôi bước tiến hành đúc trong khuôn cát. bằng phƣơng pháp đúc trong khuôn cát a. Sơ đồ quy trình đúc trong khuôn cát (SGK) b. Nội dung các bƣớc Bƣớc 2: Hướng dẫn HS quan sát, phân tích tư liệu. - Bước 1: Chuẩn bị vật liệu làm khuôn Bƣớc 4: GV gọi đại diện nhóm 3 trình bày kết quả Thành phần của khuôn cát thảo luận. Các nhóm khác nhận xét, góp ý và đặt gồm: câu hỏi thắc mắc. + Vật liệu: cát= 70 – 80% PHIẾU HỌC TẬP SỐ 3 Nhóm….. Lớp… Yêu cầu: Quan sát video, ghi nhận dữ liệu, thảo luận nhóm. Câu hỏi: - Em hãy cho biết CNCTP bằng phương pháp đúc trong khuôn cát gồm mấy bước? - Mẫu được làm bằng vật liệu gì? Có hình dạng và kích thước như thế nào? - Thành phần của khuôn cát gồm những chất gì? Viết công thức hóa học của hỗn hợp làm khuôn? - Quy trình làm khuôn tiến hành thế nào? Khuôn đúc phải đảm bảo những yêu cầu nào? - Vật liệu nấu gồm các chất gì? - Quá trình nấu chảy và rót kim loại lỏng vào + Chất dính kết: 10 – 20% + Nước - Bước 2: Tiến hành làm khuôn - Bước 3: Chuẩn bị vật liệu nấu Gang, than đá, chất trợ dung theo tỉ lệ xác định. - Bước 4: Nấu chảy và rót kim loại lỏng vào khuôn * Lưu ý: - Vật đúc có thể sử dụng ngay gọi là chi tiết đúc. VD: Quả tạ dùng luyện tập ném tạ. - Vật đúc phải tiếp tục gia công gọi là phôi đúc. VD: Phôi đúc để gia công bánh răng. khuôn được thực hiện như thế nào? Khi rót kim loại lỏng vào khuôn sẽ xảy ra hiện tượng gì? GV: Nguyễn Trần Kim Kiều Trang 15 Sáng kiến kinh nghiệm năm học 2016 – 2017 Trường THPT Võ Trường Toản Bƣớc 5: GV nhận xét, kết luận và cho điểm Bước 1 Giai đoạn Đặc điểm Chuẩn bị - Vật liệu: Làm bằng gỗ mẫu và vật hoặc nhôm. liệu làm - Kích thước: Giống như khuôn kích thước của vật đúc. - Thành phần của khuôn cát gồm cát (70 – 80%), chất kết dính (10 – 20%), nước. - Công thức hóa học của hỗn hợp làm khuôn: SiO2 + Al2O3 + H2O 2 Tiến hành - Quy trình làm khuôn: làm khuôn Đặt mẫu vào trong và chèn cát để khô, tháo khuôn, lấy vật mẫu ra được khuôn giống như mẫu. - Khuôn đúc phải đảm bảo: + Độ bền đủ lớn: Để khi vận chuyển khuôn và chứa vật đúc trong quá trình đông đặc không bị phá hỏng khuôn và làm vật đúc biến dạng. + Tính lún tốt: Tạo điều kiện cho vật đúc co dãn tự do tránh cho vật đúc bị rạn nứt. + Tính bền nhiệt tốt: Để nó không bị chảy, không cháy dính với kim loại. 3 Chuẩn bị vật liệu nấu Vật liệu nấu gồm các chất: Gang, than đá, chất trợ dung (thường là đá vôi) theo tỉ lệ nhất định. GV: Nguyễn Trần Kim Kiều Trang 16 Sáng kiến kinh nghiệm năm học 2016 – 2017 4 Nấu chảy và rót gang lỏng vào khuôn Trường THPT Võ Trường Toản - Quá trình nấu chảy và rót kim loại lỏng vào khuôn: + Kim loại được nấu chảy  rót kim loại lỏng vào khuôn  khi kim loại kết tinh  nguội phá khuôn  thu được vật đúc. - Khi rót kim loại lỏng vào khuôn sẽ xảy ra sự tác động qua lại giữa kim loại lỏng và khuôn: - Tác động cơ học: Dưới tác động của lực thủy tĩnh do dòng kim loại lỏng gây ra, khuôn chịu lực cơ học. Khối lượng riêng của kim loại lỏng càng cao, lực này càng lớn, khuôn đúc càng cao lực này càng lớn. + Thế năng: Chiều cao của dòng kim lỏng từ đáy khuôn tới vị trí miệng thùng rót + Động năng: Tốc độ rơi của kim loại lỏng - Tác động nhiệt: Do khuôn phải tiếp xúc trực tiếp với kim loại lỏng nên khuôn đúc cũng được đun nóng lên Bƣớc 7: Đặt vấn đề bổ sung - Vật đúc có thể sử dụng ngay gọi là chi tiết đúc. VD: Quả tạ dùng luyện tập ném tạ. - Vật đúc phải tiếp tục gia công gọi là phôi đúc. VD: Phôi đúc để gia công bánh răng. GV: Nguyễn Trần Kim Kiều Trang 17 Sáng kiến kinh nghiệm năm học 2016 – 2017 Trường THPT Võ Trường Toản Nội dung 4: Tìm hiểu ô nhiễm môi trƣờng trong sản xuất nghề đúc Mục tiêu: - Vận dụng kiến thức môn Sinh học: Biết được các chất thải trong quá trình đúc sẽ gây ô nhiễm môi trường nước, không khí; cách xử lí hỗn hợp làm khuôn đúc còn thừa để không làm ô nhiễm môi trường. - Vận dụng kiến thức môn Giáo dục Công dân hiểu được ô nhiễm môi trường do các chất gây độc hại, ô nhiễm môi trường không khí do khói, bụi từ các lò nấu kim loại khi đúc thải ra. Từ đó nâng cao ý thức bảo vệ môi trường. Vật liệu: - Các hình ảnh ô nhiễm môi trường nước, không khí, đất đai do nghề đúc gây ra. - Hình ảnh về các biện pháp xử lí ô nhiễm môi trường do nghề đúc mang lại. Tiến trình: Hoạt động của giáo viên và học sinh Nội dung cần đạt Bƣớc 1: GV trình chiếu hình ảnh về ô nhiễm môi 4. Ô nhiễm môi trƣờng trường trong sản xuất của ngành đúc. trong sản xuất của ngành đúc - Ô nhiễm môi trường không khí tại làng nghề có nguồn gốc chủ yếu từ sử dụng than làm nhiên liệu (phổ biến là than chất lượng thấp), sử dụng nguyên vật liệu và hóa chất trong dây chuyền công nghệ sản xuất do khí thải chứa các thành phần đặc trưng là bụi, CO2, CO, SO2..., chất hữu cơ bay hơi. Ngoài ra, quá trình tái chế và gia công cũng gây phát sinh các khí độc như hơi a-xít, kiềm, ô-xít kim loại và ô nhiễm nhiệt. - Ô nhiễm môi trường nguồn nước và đất: Các chất phế thải sau khi được đúc, cán như: xỉ Bƣớc 2: Hướng dẫn HS quan sát, phân tích tư liệu. than, bã nhôm, đồng không được thu hồi mà đổ ra môi Bƣớc 3: GV gọi đại diện nhóm 4 trình bày kết quả trường xung quanh. Nước thải thảo luận. Các nhóm khác nhận xét, góp ý và đặt của các hộ làng nghề có sử câu hỏi thắc mắc. dụng hóa chất như axit, sút… GV: Nguyễn Trần Kim Kiều Trang 18