TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG THIẾT KẾ, CHẾ TẠO QUẠT TẢN NHIỆT CHO SMARTPHONE THEO ĐỊNH HƯỚNG GIÁO DỤC STEM Hoàng Phước Muội 1 Tóm tắt Hoạt động thiết kế, chế tạo

Bản ghi

1 TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG THIẾT KẾ, CHẾ TẠO QUẠT TẢN NHIỆT CHO SMARTPHONE THEO ĐỊNH HƯỚNG GIÁO DỤC STEM Hoàng Phước Muội 1 Tóm tắt Hoạt động thiết kế, chế tạo quạt tản nhiệt cho smartphone là hoạt động theo định hướng giáo dục STEM. Học sinh vận dụng các kiến thức về động cơ điện, mạch điện một chiều, truyền nhiệt, để nghiên cứu nhằm chế tạo quạt tản nhiệt cho smartphone, là vấn đề gắn liền với thực tiễn. Hoạt động này nằm trong chuỗi các hoạt động của CLB Mô hình sáng tạo, góp phần hình thành và phát triển năng lực HS, đặc biệt là năng lực thực hành và tư duy kĩ thuật. Bài viết này giới thiệu kết quả thực nghiệm diễn ra ở trường THCS THPT Hoa Sen. 1. Đặt vấn đề Tổ chức các hoạt động theo định hướng giáo dục STEM trong nhà trường trung học là một trong các định hướng đổi mới giáo dục, góp phần phát triển năng lực học sinh. Trong đó, hình thức sinh hoạt câu lạc bộ Mô hình sáng tạo, nội dung sinh hoạt chủ yếu tập trung thiết kế, chế tạo mô hình được xếp trong chuỗi các hoạt động định hướng giáo dục STEM. Hoạt động định hướng giáo dục STEM sẽ có ý nghĩa khi các hoạt động gắn với thực tiễn, là các vấn đề gần gũi, phục vụ được cho cuộc sống. Nhiều hoạt động bổ ích như: chế tạo máy lạnh mini khi trời nắng nóng; làm quạt máy cầm tay giảm nhiệt khi sinh hoạt đầu tuần; chế tạo dụng cụ bắt muỗi Bên cạnh đó, ngày nay, smartphone đang ngày trở nên thông dụng, chứa nhiều tính năng tiện ích, trong đó có tính năng xem phim. Tuy nhiên, khi thường xuyên xem phim với thời gian kéo dài thì smartphone thường bị nóng làm ảnh hưởng đến tuổi thọ, cần tìm biện pháp để tản nhiệt cho smartphone. Nhận thấy vấn đề trên có nhiều bổ ích, có thể ứng dụng trực tiếp trong cuộc sống nên chúng tôi nghiên cứu và tổ chức hoạt động thiết kế, chế tạo quạt tản nhiệt cho smartphone theo định hướng giáo dục STEM và tiến hành thực nghiệm tại câu lạc bộ Mô hình sáng tạo trường THCS THPT Hoa Sen. 2. Quạt tản nhiệt cho smartphone Quạt tản nhiệt cho smartphone là thiết bị tự làm đơn giản, gồm động cơ cánh quạt một chiều và bộ phận cung cấp nguồn điện, tạo gió thổi. Gió được thổi vào smartphone và đem đi một nhiệt lượng nhất định nhờ đó làm giảm nhiệt cho smartphone. Trong thiết kế, cần lưu ý đến kích thước của smartphone để gia công giá đỡ smartphone phù hợp. 1 Chủ nhiệm câu lạc bộ Mô hình sáng tạo, phụ trách phòng thí nghiệm vật lí, trường THCS THPT Hoa Sen 1

2 Hình 1. Quạt tản nhiệt cho smartphone Kinh phí thực hiện chế tạo 01 quạt tản nhiệt cho smartphone Tổng kinh phí thực hiện gia công, chế tạo 01 quạt tản nhiệt cho smartphone là VND, được trình bày chi tiết trong bảng 1, như sau: Bảng 1. Kinh phí thực hiện gia công, chế tạo quạt tản nhiệt cho smartphone STT Tên dụng cụ, vật liệu Số lượng Đơn giá Thành tiền VND 1 DC fan Pin 9V Camelion Công tắc Nắp pin 9V Keo súng loại nhỏ Que đè lưỡi Tổng Ưu điểm của quạt tản nhiệt cho smartphone - Phương án thiết kế đơn giản, dễ gia công và an toàn; - Vật liệu dễ mua được ở các tiệm điện, điện tử; - Chi phí mua vật liệu, dụng cụ thấp, dưới VND; - Hoạt động tương đối ổn định, có tính ứng dụng thực tiễn. 3. Tổ chức hoạt động thiết kế, chế tạo quạt tản nhiệt cho smartphone smartphone 3.1. Tiến trình tổ chức hoạt động thiết kế, chế tạo quạt tản nhiệt cho Hoạt động thiết kế, chế tạo quạt tản nhiệt cho smartphone được xây dựng theo định hướng giáo dục STEM, với định hướng sản phẩm, tức là nhóm HS phải gia công, chế tạo được quạt tản nhiệt cho smartphone. Với định hướng trên, chúng tôi đã nghiên cứu và xây dựng tiến trình tổ chức hoạt động thiết kế, chế tạo quạt tản nhiệt cho smartphone, được cụ thể như sơ đồ 1. 2

3 Nêu vấn đề - Chuyển giao nhiệm vụ Nhiệm vụ thiết kế, chế tạo quạt tản nhiệt cho smartphone Thiết kế phương án Phân tích phương án thiết kế, lựa chọn vật liệu cần thiết Gia công, chế tạo quạt tản nhiệt cho smartphone Vận hành thử nghiệm quạt tản nhiệt cho smartphone Đạt yêu cầu: nộp sản phẩm Không đạt yêu cầu: gia công, chế tạo lại Nhận xét, đánh giá hoạt động thiết kế, chế tạo quạt tản nhiệt cho smartphone Sơ đồ 01. Tiến trình tổ chức hoạt động thiết kế, chế tạo quạt tản nhiệt cho smartphone 3.2. Thực nghiệm hoạt động thiết kế, chế tạo quạt tản nhiệt cho smartphone Ngày 05/09/2017, chúng tôi tiến hành thực nghiệm hoạt động thiết kế, chế tạo quạt tản nhiệt cho smartphone tại câu lạc bộ Mô hình sáng tạo, trường THCS THPT Hoa Sen. HS tham gia gồm 20 HS đến từ khối 10. Hình thức sinh hoạt theo nhóm, với 04 nhóm. Quá trình thực nghiệm được chúng tôi phân tích cụ thể như sau Nêu vấn đề - chuyển giao nhiệm vụ thiết kế, chế tạo quạt tản nhiệt cho smartphone Kết quả thống kê nhanh cho biết: hơn 70% thành viên CLB đang sử dụng smartphone và hơn 50% thành viên thường xuyên sử dụng smartphone để xem phim, lướt Web. Các thành viên đều xác nhận, khi sử dụng smartphone kéo dài thường làm smartphone nóng và các thành viên có nhu cầu làm giảm nhiệt cho smartphone. Từ nhu cầu này, các thành viên tự nảy sinh nhiệm vụ: thiết kế, chế tạo quạt tản nhiệt cho smartphone. Theo đánh giá ban đầu của các nhóm, nhiệm vụ trên không quá khó, có thể hoàn thành trong thời gian 30 phút Tổ chức hoạt động thiết kế phương án chế tạo quạt tản nhiệt cho smartphone Các nhóm tự đề xuất được phương án thiết kế, trong đó các nhóm lựa chọn vật liệu cần thiết như sau: DC fan, pin 9V, công tắc, nắp pin, hộp nhựa, que đè lưỡi, Thực nghiệm cho thấy, các nhóm HS tự đề xuất được phương án phù hợp với các vật liệu, dụng cụ có sẵn. Đây là sự tiến bộ đáng ghi nhận của các nhóm sau nhiều hoạt động tương tự trước đó. 3

4 Tổ chức hoạt động thiết kế, chế tạo quạt tản nhiệt cho smartphone Sau khi thống nhất phương án thiết kế, các nhóm nhận dụng cụ, vật liệu từ chủ nhiệm CLB và tiến hành quá trình gia công, chế tạo. Các nhóm mất khoảng gần 30 phút để hoàn thành quạt tản nhiệt cho smartphone. Nhìn chung, các nhóm không gặp nhiều khó khăn trong quá trình gia công, chế tạo. Về nối mạch điện cho DC fan, 04 nhóm đều tự nối được mạch điện, tự bố trí và lắp rắp được sản phẩm hoàn chỉnh. Các nhóm nhanh chóng hoàn thành được nhiệm vụ, một phần là do nhiệm vụ không quá khó và các nhóm phần lớn đã quen thuộc với quá trình gia công, chế tạo khi thao tác với mạch điện có DC fan. Hình 02. Các nhóm gia công, chế tạo quạt tản nhiệt cho smartphone Để các nhóm hoàn thành được nhiệm vụ, cần xây dựng biện pháp hợp lí. Mỗi nhóm cần một thành viên có năng lực tốt về thực hành, tư duy kĩ thuật tốt, đóng vai trò như trợ giảng, hỗ trợ chủ nhiệm CLB hướng dẫn các thành viên còn lại cùng hoàn thành nhiệm vụ. Trong CLB Mô hình sáng tạo, một số thành viên ưu tú được phân phối trong các nhóm như: nhóm 01 bạn T. Đạt, nhóm 04 bạn B. Long, Thực nghiệm chỉ ra vấn đề cần nghiên cứu thêm, đó là sự quan tâm và tham gia quá trình gia công, chế tạo của các thành viên nữ còn nhiều hạn chế hay một số thành viên ưu tú thường gánh hết công việc, thiếu sự phối hợp giữa các thành viên trong nhóm. Không khí buổi sinh hoạt diễn ra vui vẻ, hầu hết các thành viên đều tích cực tham gia các hoạt động, tập trung và cố gắng hoàn thành quạt tản nhiệt cho smartphone. Hoạt động đã thu hút được hơn 80% thành viên tham gia tích cực. Kết quả cuối cùng, các nhóm đã vận hành thử nghiệm thành công 04 quạt tản nhiệt cho smartphone. Hình 3. Quạt tản nhiệt cho smartphone của các nhóm 4

5 Trong các sản phẩm của các nhóm, nhóm 01 và 03 có sản phẩm tương tự nhau. Nhóm 02 và nhóm 04 có thiết kế khác, trong đó phải kể đến thiết kế của nhóm 04. Nhóm 04 sử dụng các dây điện đồng 01 lõi đính trên đế hộp nhựa đen (hình 1), làm bộ phận nối giữa giá đỡ smartphone với đế. Với thiết kế này, sản phẩm của nhóm có thể thay đổi góc nghiêng, tương tự như gập mở màn hình laptop, thuận lợi hơn trong quá trình sử dụng. Đây là những sáng tạo của chính các thành viên nhóm 04 và được chúng tôi phân tích, khen thưởng trước toàn thể thành viên CLB. Với các hoạt động tương đối tương giản như thiết kế, chế tạo quạt tản nhiệt cho smartphone, cần tạo điều kiện cho các thành viên tự do xây dựng ý tưởng, tự do gia công, chế tạo. Đó là biện pháp để các thành viên phát huy được tính sáng tạo, tư duy kĩ thuật trong khi thực hiện nhiệm vụ. 4. Kết luận Nhiệm vụ thiết kế, chế tạo quạt tản nhiệt cho smartphone là hoạt động thiết kế, chế tạo đơn giản, phù hợp với các nhóm. Trong hoạt động này, thành viên CLB cần được tạo sự tự do trong các khâu: đề xuất ý tưởng phương án thiết kế, quá trình gia công, chế tạo, nhằm phát huy tính sáng tạo, tư duy kĩ thuật. Hoạt động này nằm trong chuỗi các hoạt động của CLB Mô hình sáng tạo, định hướng gắn với thực tiễn, định hướng sản phẩm, nhằm từng bước hình thành và phát triển năng lực cho các thành viên CLB. Định hướng trên sẽ được tiếp nối trong các buổi sinh hoạt tiếp theo của CLB Mô hình sáng tạo. 5

6 Tài liệu tham khảo 1. Lê Xuân Quang (2016), Một số vấn đề trong dạy học môn Công nghệ theo định hướng giáo dục STEM, Tạp chí khoa học Trường Đại học Sư phạm Hà Nội, 61(6B), tr Lê Xuân Quang (2017), Cơ sở khoa học của dạy học môn Công nghệ theo định hướng giáo dục STEM, Tạp chí khoa học dạy nghề, số 43 44/2017, tr Lê Xuân Quang (2017), Dạy học môn công nghệ phổ thông theo định hướng giáo dục STEM, Luận án tiến sĩ KHGD, trường Đại học Sư phạm Hà Nội. 4. Nguyễn Ngọc Hưng (2009), Thí nghiệm Vật lí với dụng cụ tự làm từ chai nhựa và vỏ lon (Cơ học chất điểm và vật rắn Dao động và sóng cơ), tập 1, Nhà xuất bản Đại học Sư phạm. 5. Nguyễn Văn Biên, Hoàng Phước Muội (2016), Thiết kế, chế tạo thí nghiệm đơn giản phần cơ học lớp 10 từ cây tre, Tạp chí thiết bị Giáo dục, 134, tr