Chương 1. CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THYC TIEN 1-1. Khái niệm cơ bản về "mô hình" và nội dung dạy học về Nguyên tử 1. Khái niệm "mô hình" 'Theo từ điển Tiếng Việt năm 2003 định nghĩa "Mô hình là vật cùng hình dạng những âm thu nhỏ ại nhiễu, mô hình phỏng cấ tạo và hoạt động của một vật khác để trình bày, nghiên cứu, Ví dụ như mô hình máy bay,.
Ngoài ra, Đặng Thể Hưng còn nhận dịnh "Mô hình (Model là đồ vật thay thể hay ý niệm (tư duy cổ chủ inh) phan ánh một sự vật hay quá trình có thật đang tin tại hoặc có thể xuất hiện tong thể giới,cho biết những thuộc tỉnh bản chất nhất, những nguyên lý cơ bản nhất, những đặc điểm nỗ bật nhất hiện có hoặc sẽ có của nó một cách tỉnh giản, khái quit và minh bạch” [9] 112, dung dạy học Nguyên tử trong môn Khoa học tự nhiên 7 Chủ để "Nguyên tử" môn Khoa học tự nhiên lớp 7 là chủ đẻ đầu tiên của Chất và sự biển đổi của chất. Thông qua nội dung "Nguyên tí", học sinh sẽ được tìm hiểu về mô hình sắp xếp electron trong các lớp electron ở vỏ nguyên tử theo mô hình nguyên tử Ruthertord - Bohr; Khối lượng của một nguyên tử (heo đơn vị qu Khái niệm về nguyên tổ hoá học và kí hiệu nguyên tổ hoá học của 20 nguyên tổ đầu tiên. Những kiến thức nền tảng về nguyên tử giúp học sinh có thẻ nêu được các nguyên tắc xây dựng bảng tần hoàn cúc nguyên tổ hoá học, “Theo sách giáo khoa Khoa học tự nhiên 7 - Chân trời sáng tạo, "Nguyên tử có. kích thước vô cũng nhỏ, tạo nên các chất" [I0], Tuy nhiên, Đảo Đỉnh Thức côn cho rằng: "Nguyên từ là phần tử nhỏ nhất của một nguyên tổ hoá học còn mang tính chất hoá học của nguyên tổ đó" [11].
"Theo Emest Rutherford (1871 - 1937), nguyén tir có cầu tạo gồm hạt nhânở bên trong và võ tao bởi một hay nhiều cleetron " [I0]. "Sau nay, dya trén mé hinh cua Rutherford, Neils Bohr (1885 - 1962) đã phát triển một mô. hình hoàn chỉnh hơn đẻ mô tả Š nguyên tử. Theo ông, nguyên tử gỗm các electron được sắp xếp thành từng lớp và chuyển động xung quanh hạt nhân theo quỹ đạo tương tự như hành tính trong hệ Mặt Trời.
Mô hình này được goi la Rutherford - Bohr” [10]. Dưới đây là hình 1.1 thể hiện các giai đoạn hình thành nguyên tử, Jahn Dakon JesehbhnTionson EmevfRubefo eso @ @® 7 7 193 TH mm mg =—=———___—___. ‘Phat in ra ce ‘Phat hina hat fateeton ———_nhinngoenti Hink 11, Lich sic Bhim phi va nghi cửu cầu a0 nguyen (10). Tổng quan lịch sử nghiên cứu vẫn để học cụ Nguyên tir trong day học 1.
Nghiên cứu về học cụ Nguyên tử trên thế giới “Theo Mahlatse Nkadimeng, Piet Mankiewiez đã sử dụng phần mm tr chơi Minecraft Edu tao trỏ chơi điện tứ làm công cụ dạy học cấu trúc nguyên tử cụ thể và đề hiểu hơn bằng cách kết hợp hình ảnh cung cấp nhiều chỉ tiết hơn và hấp dẫn học. sinh Trung học cơ sở. Nghiên cứu đã kiến nghị sử dụng kết hợp thêm mô phỏng PhET và video Youtube [12]. Mô hình Electronium có thé liên kết các bài hóa học và kết hợp mô hình vỏ không gian.
Tắt cả trạng thi thuộc về một số lượng từ chính n được hiểu là một lớp vỏ [3] Trên phần mm dạy học PhET có mô phỏng tạo dưng một nguyễn từ có thể giảng dạy trên các chủ đề liên quan đến nguyên từ bằng cách sử dụng các proton, neutron và eleetron để tạo ra mô hình của một nguyên tử rồi xác định nguyên tổ, khối lượng và điện tích của nó, vai. Ngoài ra, video hướng dẫn thiết kế mô hình nguyên tử chuyển động lơ lửng mà không sử dụng pin hoặc điện được thiết kế bằng. những quà bóng bằng xếp mút, kẽm, dây và trụ bằng kim loại giúp giữ cân bằng cho nguyên tử di chuyển trên Youtube [15], Nhiing dé ding day hoe duge cdc nhém tic gia trên thiết kế thường sử dụng các. phần mềm công nghệ để dạy học, hình ảnh sẽ trực quan.
Nhưng bên cạnh những ưu điểm thì có những mặt hạn chế như: giáo dục phổ thông ở Việt Nam tùy theo từng. địa phương, từng trường học mà cơ sở vật chất sẽ khác nhau. Hiện nay, vẫn còn rit nhiều trường chưa được đầu tư cơ sở vật chất đầy đủ như máy chiếu, màn hình chiếu hay tivi cổ kết nỗi imernet để thực hiện đạy học trực tp kết hợp, đi dạy học rực tuyển ti lớp. Giáo viên vẫn chưa tiếp cận được phương pháp dạy học ích cực mới cho môn Khoa học tự nhiên.
Nghiên cứu về học cụ Nguyên tử trong nước Tác giả Nguyễn Thanh Thủy, Nguyễn Minh Hải, Đặng Thị Thuận An đã sử. dụng ảnh về u trúc của nguyên từ hay phân từ rong phương pháp dạy học trayén thing va ứng dụng Powerpoint rong day học biểu điễn một số mô hình cấu trúc nguyên tử [16]. Ngoài ra theo thông tư 38/2021/TT-BGDĐT về danh mục thiết bị dạy học tối thiêu cắp Trung học phổ thông đã sử dụng phần mềm mô phỏng 3D về mô hình nguyên tử của Rutherford - Bohr, phần mm cho phép thấy sự chênh lệch. gần chính xác kích thước giữa các hạt, quan sắt sự sắp xếp theo lớp và di chuyên của electron [5].
Tác giả Nguyễn Hải Phước đã day học mô hình nguyên từ Rutherford - Bohr bằng đất sốt đĩa giấy trong môn Khoa họctự nhiên 7 tại lớp7.3 trường THCS Nguyễn Du, Quận 01 (17]. Thông qua thực hiện sản phẩm. học sinh hiểu rõ hơn về cấu tạo. của nguyên tứ.
Còn trong đề tài sảng kiến kinh nghiệm "Sử dụng mô bình phân tử trong day hoc Hỏa học hữu cơ lớp 1 I ở trường THPT”, mô hình phân tử chỉ xây dựng. hệ thống mô hình phân tử theo công thức phân tử bằng những dụng cụ như quả cầu, thanh đài, keo dán. Tuy nhiên, mô hình phân tử này chưa đề cập cấu tạo của mô. hình nguyên tử đơn giản theo các thuyết Rutherford - Bobr [3] Ngoài rụ thị trường còn lưu hành một học cụ mô hình phân tử dạng rồng của Nhà xuất bản giáo dục Việt Nam Công ty phin sách và thiết bị trường học Thành phố Hồ Chi Minh [IS].
Bộ dụng cụ gồm những quả cầu cha thành 8 mẫu và kích thước khác nhau với đặc trưng cho từng nguyên tử như Hydrogen, Carbon, Nitrogen,. cùng các thanh nỗi đặc trưng cho các liên kết đôi, liên kết đơn, liên kết ba và có độ dai khác nhau. Và bộ mô hình phân tử dạng đặc sẽ khác với mô hình phân tử dạng rỗng ở những quả cầu có cấu tạo khác nhau [19] Một số sản phẩm học cụ được đăng trên Internet, bài báo khoa hoc, cic sin phẩm được bn tại các trang thương mại điện từ và cả nhà xuất bản thiết bị giáo đục, youtube,. ov thể như sau: Trường Trang học Phố thông Ngô Sỉ Liên, tỉnh Bắc Giang đã tổ chức dạy học STEM với chủ đề cấu tạo nguyên tử.
Các nhóm thiết kế mô hình nguyên tử trên phần mềm Tinkercad, xây dựng mô hình nguyên tử dạng 3D. Ngoài ra, HS kết hợp của các hình khối trong tạo hình để thực hiện các mô hình bằng kẽm, hạt nhựa trong không gian 3 chiều [7], Ở trường Trung học cơ sở Thanh Mj. igo vién đ tổ chúc it hge STEM về làm mô hình nguyên từ từ bia carton, đất sét, thanh gổ,. để học sinh sảng tạ thiết kế [20] "Như vậy, chương trình giáo dục phổ thông 2018 - môn Khoa học tự ni nội dung Nguyễn tử, các đ tài vỀ học cụ dạy bọc còn kh ít, đa phần dạy học về lắp ráp nguyên tử hay phân tử, hoặc được dạy học theo định hướng STEM đều mang tính.
trực quan và sinh động. Bên cạnh đó, những học cụ trên còn tn tại những mặt hạn chế như: học cụ còn mang tính riêng lẻ, việc lắp đặt mang tính ôn, các bộ học cụ không thể ti sử dụng cho các năm học sau [7]. Tổng quan về quy trình EDP. Đề tải Khoá luận tốt nghiệp này được nghiền cứu và tuân thủ theo quy tình thiết kế kỹ thuật EDP, ~ Quy tình EDP (Engineering Designe Proeess) là quy trình được phỏng theo quả trình thiết kế sản phẩm kỹ thuật của các kỹ sư 21].
Ngoài ra, quy trình EDP cũng được ứng dụng rộng rãi trong việc đạy học theo định hưởng STEM và có mối liên hệ mật thiết với quy trình SE trong dạy hoe [22] ~ Năm 2003, nhóm các nghiên cứu Cunningham và Lachapelle thuộc Bao ting Khoa học Boston bắt đầu phát triển chương tình giảng dạy và quy trình thiết kế kỹ thuật với Š bước: Đặt câu hỏi (Ask), Tưởng tượng các ý tưởng (Imagine); Lập kế hoạch, lên phương án thiết ế (Plan); Chế tạo (Create); Cai thign và khắc phục lỗi trong thiết kế (Improve) [23] Hình L2. 5v đồ quy mình EDP [24) Chương 2. THIET KE, CHE TAO VA THU NGHIEM BQ HQC CỤ ya trên quy trình EDP, xuất phát từ các câu hỏi nghién ea (Ask) đã nêu trên để hình thành những suy nghĩ và đề xuất cấu trúc bộ học cụ ban du (imagine) gdm hạt nhân (proton, neutron) vi lop vỏ electron gm nb eleetron được trình bảy trên mặt phẳng để dễ quan sát số lượng các hat. Tuy nhiên, theo ding lich st, ching ta thấy có rất nhiều thuyết, mô hình nghiên cứu về nguyên tử, cầu tạo nguyên tứ nên để úp học sinh hiểu được sâu sắc hơn thì mô hình Nguyên tử 3D có thể quan sát trong, không gian 3 chiều và quan sát được sự chuyển động các hạt bên trong.
Học cụ mô hình Nguyên tử Rutherford Bobr trên mặt phẳng 3. Mô tả chung. Mô hình Nguyên từ Rutherforá - Bor trên mặt phẳng được it kế và chế tạo nhẳm mục tiêu đáp ứng được yêu cầu cần đạt: "Trinh bay được mô hình nguyên từ của Rutherford - Bohr (mô hình sắp xép electron trong các lớp vỏ nguyên tử) io Bước 3 của EDP được thể hiện qua việc lên kế hoạch, thí kế (Plan) mé hình biểu diễn các electron chuyển động trên những quỳ đạo hình tròn xác định xung quanh hạt nhân, gồm: proton và neutron trên mặt phẳng Hình 31. Hah mỏ mô hàh Ngên tứ Rshrfrd- Boh én mit phn [25] 2.
Nguyên liệu thiết kế AMô hình Nguyên từ Rutheyforl¬ Bolr trên mặt phẳng gồm những lớpclecron bằng xếp được cắt thành những vòng tròn đồng tâm có kích thước cách nhau và 3 loại nam châm khác màu tượng trưng cho 3 loại hạt: neutron, proton, electron, 2. Các bước thực hiện. Quy tinh chi tao he cu (Create) được thể hiện qua các bước sau: Bude 1; Thiét kế bản vẽ các đường tròn đồng tâm trên Lightburn, bán kính các lớp electron lẫn lượt 25cm; 23,5em; 20cm; 17.