Chủ đề STEM: TANGRAM 3D

Môn học chủ đạo: Toán

Thời lượng 3 tiết

Thời điểm tổ chức

Khi dạy nội dung Hình phẳng và hình khối (mạch nội dung Hình học và đo lường của môn Toán)

Mô tả bài học

  • Nội dung môn Toán có các yêu cầu cần đạt như sau:
    • Nhận biết được hình khai triển của hình lập phương, hình hộp chữ nhật.
    • Giải quyết được một số vấn đề về đo, vẽ, lắp ghép, tạo hình gắn với một số hình phẳng và hình khối đã học.
  • Để đạt được các yêu cầu này, trong bài học STEM Tangram 3D, học sinh sẽ dựa vào cách tạo ra hình hộp chữ nhật để làm một bộ gồm 7 hình khối có đáy là hình vuông, hình tam giác (vuông) và hình bình hành. (Lưu ý là bộ tangram này còn có thể được sử dụng khi học sinh tham gia hoạt động thực hành trải nghiệm trong môn toán như gợi ý của chương trình môn Toán lớp Năm:
    • Tổ chức các hoạt động ngoài giờ chính khoá (ví dụ: trò chơi “Bảy mảnh nghìn hình (tangram)” hoặc các hoạt động “Học vui - Vui học”,...) liên quan đến ôn tập, củng cố các kiến thức toán hoặc giải quyết vấn đề nảy sinh trong tình huống thực tiễn.)

Nội dung chủ đạo và tích hợp trong bài học

Môn học chủ đạo

Toán

  • Nhận biết được hình khai triển của hình hộp chữ nhật.
  • Giải quyết được một số vấn đề về đo, vẽ, lắp ghép, tạo hình gắn với một số hình phẳng và hình khối đã học.
Môn học tích hợp

Mĩ thuật

  • Phối hợp được một số kĩ năng: cắt, dán, xếp, gắn, vẽ,… (trong thực hành sáng tạo sản phẩm mĩ thuật 3D).
  • Phân biệt được vật liệu tự nhiên, vật liệu nhân tạo, vật liệu sưu tầm, tái sử dụng ở sản phẩm thủ công.

Công nghệ

  • Thiết kế được một sản phẩm thủ công kĩ thuật đơn giản theo hướng dẫn.

I. Yêu cầu cần đạt

  • Nhận biết được hình khai triển của hình hộp chữ nhật.
  • Quan sát, nhận ra được tính chất đặc trưng của các điểm, đoạn thẳng, hình học trong hình mẫu tangram, từ đó vẽ được hình tương tự (có kích thước khác).
  • Thực hiện được các bước trong thực hành để tạo hình hộp chữ nhật. Vận dụng cách tạo hình hộp chữ nhật để tạo ra các hình khối khác tương tự hình hộp chữ nhật nhưng có đáy là hình bình hành, tam giác vuông có hai cạnh bằng nhau (tam giác vuông cân).
  • Nêu được tên một số công cụ (kéo, thước, bút,…), vật liệu (giấy bìa cứng, keo, màu sắc,…) và sử dụng đúng cách, an toàn để thực hành làm bộ tangram 3D.
  • Trưng bày, chia sẻ được cảm nhận và ý định sử dụng bộ tangram 3D là dùng để ghép và tạo hình (các con vật, xe, máy bay, tư thế của người,... )
  • Hợp tác được với các thành viên trong nhóm khi thực hiện các nhiệm vụ học tập.
  • Tích cực, chủ động nêu ý kiến cá nhân, lắng nghe, góp ý và đưa ra các kết luận hay điều chỉnh trong quá trình làm việc nhóm, đóng góp ý kiến cá nhân để hoàn thiện sản phẩm của nhóm mình và các nhóm khác.

II. Đồ dùng học tập

1. Chuẩn bị của Giáo viên

- Các phiếu học tập và phiếu đánh giá.

- Học liệu số mô phỏng hình trải phẳng của hình hộp chữ nhật:

Nguồn https://www.geogebra.org/m/bp5zxjdd

Hình 1. . Giao diện của học liệu số hỗ trợ dạy học hình trải phẳng của hình hộp chữ nhật

- Các video hướng dẫn học sinh xếp hình tangram:

- Nguyên vật liệu giáo viên cung cấp các nhóm học sinh:

STT Thiết bị/ Học liệu Số lượng Hình ảnh minh hoạ
1 Bìa roki, màu trắng, kích thước 50cm x 50cm 1 tờ/nhóm
2 Giấy milimet kích thước A4 1 tờ/nhóm
3 Phiếu học tập 1, 2, Tangram tạo hình 1 phiếu/nhóm

2. Chuẩn bị của học sinh

- Mỗi nhóm (4 học sinh) tự chuẩn bị một số nguyên vật liệu như sau:

STT Thiết bị/ Học liệu Số lượng Hình ảnh minh hoạ
1 4 màu acrylic khác nhau: đỏ, vàng, xanh dương, trắng. 1 bộ/nhóm
2 Cọ vẽ, dạng bẹt 3 cọ/nhóm
3 Khay pha màu 1 khay/nhóm
4 Băng keo trong (rộng 1,5-2cm) 1 cuộn/nhóm
5 Kẹp bướm 1,5 cm 10 kẹp/nhóm
6 Kéo cắt giấy, thước thẳng 20cm, bút 1 bộ/nhóm

III. Các hoạt động dạy học chủ yếu

1. Hoạt động 1: Mở đầu (Xác định vấn đề)

a. Khởi động:

- Học sinh được giáo viên cho xem video dùng các mảnh của tangram xếp mô phỏng hình con chó (xem từ 0:00 đến 1:18)).

- Học sinh cũng được quan sát hình mẫu tangram 2D (giáo viên cho mỗi nhóm 1 Phiếu học tập 1) và khám phá các mảnh ghép của tangram gồm: 5 tam giác vuông (số 1, 2, 3, 4, 5), 1 hình vuông (số 6) và 1 hình bình hành (số 7).

Hình 2. Bảy mảnh của bộ tangram 2D

- Học sinh được gợi ý để nhận ra rằng nếu sử dụng bộ tangram 2D, mỗi lần lấy các hình lên để xếp và tạo hình mới thì bất tiện, chậm (nhất là khi có 1 bộ bằng giấy bìa mỏng). Từ đây, học sinh được đặt vấn đề là cần làm thế nào để tạo ra bộ tangram gồm những hình khối thay vì hình phẳng.

b. Giao nhiệm vụ

- Học sinh được xem hình bộ tangram bằng khối gỗ:

- Các nhóm học sinh nhận nhiệm vụ thiết kế một bộ tangram 3D với các yêu cầu sau:

  • (1) Đáy của các khối trong bộ tangram 3D khi ghép lại thành hình vuông thì nó có cạnh là 16cm.
  • (2) Mỗi khối tangram đều có chiều cao là 3cm.
  • (3) Chỉ dùng 4 màu được cho sẵn để tô thành 7 khối tangram có màu sắc khác nhau hoàn toàn và đẹp.
  • (4) Hình được xếp xong từ các khối tangram 3D phải đứng được (không chỉ xếp trải trên mặt bàn).

- Học sinh được dẫn dắt để nhận ra rằng muốn làm được bộ tangram 3D theo yêu cầu trên, cần tìm hiểu các kiến thức nền ở hoạt động tiếp theo.

2. Hoạt động 2: Hình thành kiến thức mới (Nghiên cứu kiến thức nền)

a. Khám phá hình hộp chữ nhật

- Học sinh quan sát mô hình hình hộp chữ nhật (giáo viên chuẩn bị sẵn) và ghi nhận các thông tin về đỉnh, cạnh, mặt (gồm tên, số lượng, và tính chất) dựa trên các câu hỏi và giáo viên đặt ra:

  • + Hình hộp chữ nhật có bao nhiêu đỉnh, cạnh và mặt?
  • + Mỗi mặt là hình gì?
  • + Các mặt đối diện có kích thước như thế nào với nhau?

- Học sinh được giáo viên chốt các kiến thức:

  • Hình hộp chữ nhật có:
  • + 8 đỉnh là: đỉnh A, đỉnh B, đỉnh C, đỉnh D, đỉnh E, đỉnh F, đỉnh G, đỉnh H.
  • + 12 cạnh là: cạnh AB, cạnh BC, cạnh CD, cạnh DA, cạnh EF, cạnh FG, cạnh GH, cạnh HE, cạnh AE, cạnh BF, cạnh CG, cạnh DH.
  • + 6 mặt là các hình chữ nhật: hình chữ nhật ABCD, hình chữ nhật EFGF, hình chữ nhật ABFE, BCGF, hình chữ nhật CDHG, hình chữ nhật DAEH.

b. Tìm hiểu hình trải phẳng của hình hộp chữ nhật

- Học sinh quan sát hình động về khai triển phẳng của hình hộp chữ nhật (giáo viên chiếu cho cả lớp xem từ nguồn https://www.geogebra.org/m/bp5zxjdd hoặc đưa cho cả lớp xem mô hình hình hộp chữ nhật có thể mở và trải phẳng ra ra được).

- Học sinh trả lời câu hỏi và thực hiện nhiệm vụ giáo viên đặt ra:

  • + Hình trải phẳng của hình hộp chữ nhật gồm bao nhiêu hình chữ nhật?
  • + Đánh dấu các mặt đối diện trên hình trải phẳng của hình hộp chữ nhật.

- Học sinh nêu được nhận xét là hình trải phẳng của hình hộp chữ nhật gồm có hai đáy là 2 hình chữ nhật và bốn mặt bên là 4 hình chữ nhật; các mặt đối diện là các cặp hình chữ nhật bằng nhau, đó là 1 và 2, 3 và 4, 5 và 6 (xem hình bên dưới).

Hình 3. Hình hộp chữ nhật - Hình trải phẳng của hình hộp chữ nhật

3. Hoạt động 3: Luyện tập và vận dụng (Tìm giải pháp, chế tạo và chia sẻ)

a. Đề xuất và lựa chọn giải pháp

- Học sinh thực hành trải nghiệm theo nhóm (4-6 học sinh) tạo lập hình hộp chữ nhật (không có nắp), có đáy là hình vuông theo yêu cầu trong Phiếu học tập 2.

- Học sinh thảo luận nhóm để đề xuất giải pháp, vật liệu, dụng cụ cần sử dụng và ghi phân công vào Phiếu học tập 3, dựa trên các câu hỏi định hướng như sau:

  • + Cần làm bao nhiêu khối tangram 3D?
  • + Các khối có đáy như thế nào thì có thể ghép được thành hình vuông có cạnh 16cm?
  • + Làm thế nào để đánh dấu mẫu tangram lên bìa roki làm mô hình?
  • + Từ cách làm hình hộp chữ nhật có đáy là hình vuông ở Phiếu học tập 2, làm thế nào để tạo một hình khối có đáy là tam giác? Vẽ phác thảo hình khai triển phẳng.
  • + Tương tự, làm thế nào để tạo được một hình khối có đáy là hình bình hành? Vẽ phác thảo hình khai triển phẳng.
  • + Làm thế nào để tạo ra màu mới từ 4 màu đỏ, vàng, xanh dương và trắng?
  • + Sử dụng kẹp bướm như thế nào để bộ xếp hình tangram “đứng được” sau khi ghép xong?

- Sau khi các nhóm hoàn thành nhiệm vụ trong Phiếu học tập 3, một nhóm học sinh đại diện chia sẻ về kết quả làm việc của nhóm mình (xung phong hoặc do giáo viên đề nghị). Các nhóm còn lại lắng nghe và có thể đặt thêm câu hỏi cho nhóm bạn (nếu có).

- Giáo viên có thể đặt thêm một số câu hỏi gợi ý nếu học sinh chưa biết cách làm hoặc giải đáp thắc mắc.

- Giáo viên giao nhiệm vụ cho mỗi nhóm thực hành với yêu cầu: Dựa vào bản vẽ minh họa sản phẩm tangram 3D ở Phiếu học tập 3, các thành viên trong nhóm theo phân chia nhiệm vụ và thực hành làm bộ tangram 3D. Hoặc nếu có điều chỉnh so với bản vẽ ban đầu thì ghi chú lại và giải thích cho sự điều chỉnh đó.

b. Chế tạo mẫu, thử nghiệm và đánh giá

- Nhóm trưởng phân chia nhiệm vụ cho các thành viên: vẽ 7 mảnh của tangram từ một hình vuông có cạnh là 16cm trên giấy milimet, vẽ hình khai triển phẳng cho mỗi khối, cắt, gấp, dán, pha màu, tô màu,…

- Học sinh làm sản phẩm theo nhóm, giáo viên quan sát, hỗ trợ, ghi nhận tinh thần làm việc của nhóm.

- Học sinh thử nghiệm dùng bộ tangram 3D để tạo hình theo mẫu được cung cấp (Phụ lục).

c. Chia sẻ, thảo luận và điều chỉnh

- Giáo viên tổ chức cho các nhóm cử đại diện lên giới thiệu sản phẩm của nhóm mình, nói cách sử dụng, biểu diễn sử dụng bộ tangram 3D để xếp thành một con vật/đồ vật bất kì trong bộ mẫu (giáo viên hoặc lớp chỉ định).

- Học sinh quan sát sản phẩm của nhóm bạn rồi nêu nhận xét, bình chọn nhóm có bộ tangram 3D đẹp, dễ sử dụng nhất.

- Giáo viên nhận xét, tuyên dương.

IV. Phụ lục

1. Phiếu học tập

PHIẾU HỌC TẬP 1

Khám phá hình mẫu tangram

- Quan sát hình vuông bên trái, ghi chú (lên hình này) tính chất các điểm có mũi tên hướng vào và nêu cách vẽ các điểm này.

- Đánh dấu các điểm lên hình vuông bên phải rồi vẽ thêm các đoạn thẳng còn thiếu để được một hình tương tự như hình mẫu bên trái.

Hình mẫu tangram

Hình vuông

- Nếu cắt hình vuông thành các mẩu nhỏ theo đường vẽ, hãy cho biết về các hình nhận được:

• Tổng số hình:

• Hình vuông ……………………………… Số lượng:………………………

• Hình……………………………………… Số lượng:………………………

• Hình……………………………………… Số lượng:………………………

PHIẾU HỌC TẬP 2

Hình hộp chữ nhật không có nắp

- Đáy hộp: vẽ 1 hình vuông có cạnh bằng 4cm.

- Cạnh hộp: trên mỗi cạnh của hình vuông, vẽ ra phía bên ngoài 1 hình chữ nhật có chiều rộng bằng 2cm.

- Tạo hộp: cắt và giữ lại phần hình đã vẽ (phần có màu nền sậm), gấp theo 4 cạnh hình vuông (về cùng 1 phía), dán băng keo để được một hình hộp chữ nhật (không có nắp)

Hình mẫu tangram

Hình vuông

PHIẾU HỌC TẬP 3

1. Nhiệm vụ 1 (theo nhóm)

- Vẽ mẫu tangram từ hình vuông có cạnh 16cm trên giấy mi-li-mét. Sau đó đánh số từ 1 đến 7 lên mỗi mẩu hình và cắt rời.

2. Nhiệm vụ 2 (theo nhóm)

- Vẽ phác thảo hình khai triển phẳng của khối có đáy là một tam giác vuông

- Vẽ phác thảo hình khai triển phẳng của khối có đáy là hình bình hành

3. Phân công

Thành viên Nhiệm vụ
Bạn ............................ sẽ
Bạn ............................ sẽ
Bạn ............................ sẽ
Bạn ............................ sẽ
Bạn ............................ sẽ

2. Phiếu đánh giá

PHIẾU ĐÁNH GIÁ SẢN PHẨM TANGRAM 3D

Đánh dấu [x] vào mức độ đạt được của sản phẩm ở mỗi tiêu chí.

Tiêu chí Có Không
1 Đáy của các khối trong bộ tangram 3D khi ghép lại thành hình vuông thì nó có cạnh là 16cm.
2 Mỗi khối tangram đều có chiều cao là 3cm.
3 Chỉ dùng 4 màu được cho sẵn để tô thành 7 khối tangram có màu sắc khác nhau hoàn toàn và đẹp.
4 Hình được xếp xong từ các khối tangram 3D phải đứng được (không chỉ xếp hình trên mặt bàn).
TANGRAM TẠO HÌNH

3. Sản phẩm minh họa

Video hướng dẫn sử dụng