TỔ CHỨC CÁC HOẠT ĐỘNG VỚI XE CHUYỂN ĐỘNG NHỜ BONG BÓNG

Tóm tắt

     Xe chuyển động nhờ bong bóng là đồ chơi vật lí tự tạo đơn giản, thích hợp tổ chức nhiều hoạt động học tập, thi đua như: thi gia công, chế tạo xe; thi đua xe giữa các nhóm; thi điều khiển xe về đích; thi điều khiển xe về đích có tải vật;…các hoạt động này làm học sinh thích thú, là động lực giúp học sinh quan tâm, say mê học môn vật lí. Đồng thời, thông qua các hoạt động học sinh phát triển được năng lực thực hành, làm việc nhóm, tư duy sáng tạo,…chính hoạt động gia công, chế tạo đơn giản này làm học sinh vượt qua rào cản e ngại khi đối mặt với các nhiệm vụ thực hành. Bài viết trình bày những nét chính về Xe chuyển động nhờ bong bóng và kết quả tổ chức thực nghiệm một số hoạt động với Xe chuyển động nhờ bong bóng tại trường THCS – THPT Hoa Sen, Quận 9 – Tp. Hồ Chí Minh.

1. Đặt vấn đề

     Học tập là một quá trình, học không chỉ có từ sách vở, từ nghe giảng,… mà còn học thông qua các hoạt động thi đua, trò chơi,…dưới hình thức “Chơi mà học”. Học không những lí thuyết mà còn thực hành. Các nghiên cứu lí luận dạy học khẳng định: thi đua và trò chơi là một trong các biện pháp hiệu quả để tích cực hóa hoạt động nhận thức của học sinh. Tuy nhiên, hoạt động thi đua phải được xây dựng theo nhóm, các nhiệm vụ của các nhóm cần vừa sức với học sinh, sao cho trong thời gian giới hạn, nhóm học sinh/ đội chơi hoàn thành được nhiệm vụ. Trong các hoạt động thi đua, trò chơi ở trường trung học, chúng tôi nhận thấy tổ chức các hoạt động với Xe chuyển động nhờ bong bóng là hoạt động phù hợp, vừa sức với học sinh trung học.

     Bài viết này giới thiệu về Xe chuyển động nhờ bong bóng và một số hoạt động với Xe chuyển động nhờ bong bóng, được tổ chức tại trường THCS – THPT Hoa Sen.

2. Xe chuyển động nhờ bong bóng

     Xe chuyển động nhờ bong bóng là một đồ chơi vật lí tự tạo, hoạt động dựa trên nguyên lí chuyển động phản lực. Xe có thiết kế và quá trình gia công, chế tạo đơn giản. Các vật liệu chính đơn giản, dễ tìm và có chi phí thấp. Bên cạnh đó, xe chuyển động nhờ bong bóng có nhiều hình dạng và cách thiết kế khác nhau, tùy thuộc vào vật liệu, sở thích của người gia công, chế tạo,… (hình 1).

Hình 1. Một số hình ảnh xe chuyển động nhờ bong bóng đã chế tạo

2.1. Mục đích

     Vận dụng kiến thức chuyển động phản lực để gia công, chế tạo được xe chuyển động nhờ bong bóng.

2.2. Dụng cụ và vật liệu

     Giấy from; nắp chai; que xiêm; ống hút; bong bóng; súng bắn keo; keo silicon; dao rọc giấy; kéo; ống nước;…

2.3. Ưu điểm

• Đơn giản, dễ gia công, chế tạo;
• Sử dụng các vật liệu tái chế, vật liệu dễ mua như bong bóng, giấy from,… nên có giá thành thấp.

3. Tổ chức hoạt động ngoại khóa với Xe chuyển động nhờ bong bóng

     Hoạt động ngoại khóa là một hình thức dạy học ở trường trung học, trong các nghiên cứu lí luận dạy học có nhiều định nghĩa khác nhau, trong bài viết này sử dụng định nghĩa của tác giả Hoàng Phước Muội (2016):

“Hoạt động ngoại khóa vật lí là một hình thức dạy học, trong đó GV và HS không bị giới hạn về không gian và thời gian nhờ đó tạo điều kiện HS vận dụng kiến thức vật lí vào các vấn đề thực tiễn nhằm mục đích củng cố và mở rộng kiến thức cho HS” [1, tr. 22].

     Chúng tôi tổ chức hoạt động ngoại khóa với Xe chuyển động nhờ bong bóng cho khoảng 90 HS trường THCS – THPT Hoa Sen, khóa hè 2017, ngày 23/06/2017. Các hoạt động chính gồm có: thi thiết kế Xe chuyển động nhờ bong bóng, thi đua xe Chạy xa và xa hơn nữa, thi Xe về đích. Nội dung cụ thể và tiến trình diễn biến cụ thể như sau:

3.1. Hoạt động 1. Thi chế tạo Xe chuyển động nhờ bong bóng

     Bước 1. Người quản trò trình diễn (vận hành) mẫu xe Xe chuyển động nhờ bóng bóng trước toàn thể HS.

     Bước 2. Công bố luật chơi                             

     Các đội chơi có 1 phút để quan sát mẫu xe mẫu. Sau đó, các đội chơi được cung cấp các dụng cụ sau: súng bắn keo, giấy From đã gia công, nắp chai, ống hút, bong bóng,…Yêu cầu các đội chơi chế tạo Xe chuyển động nhờ bong bóng. Đội gia công, chế tạo xe thành công sớm nhất là đội chiến thắng.

     Bước 3. Các đội chơi chế tạo Xe chuyển động nhờ bong bóng và vận hành thử.

     Tham gia cuộc thi gồm 4 đội chơi (mỗi đội chơi gồm 3 thành viên), các đội chơi được Ban tổ chức cung cấp các dụng cụ và vật liệu như nhau. Sau khi quan sát mẫu xe, các đội chơi nhanh chóng bắt tay gia công, chế tạo. Do tính chất thi đua, các đội chơi đều rất tập trung cố gắng hoàn thành xe trong thời gian sớm nhất (hình 2).

Hình 2. Các đội chơi tham gia chế tạo, gia công xe chuyển động nhờ bong bóng

     Trong khi các đội chơi gia công, chế tạo xe, Ban tổ chức mở nhạc để không khí thi đua càng thêm sôi động. Bên cạnh đó, người quản trò giới thiệu về Xe chuyển động nhờ bong bóng, mời một số học sinh tham gia vận hành mẫu xe của Ban tổ chức. Đồng thời, Ban tổ chức cho một số học sinh tham gia thử một số trò chơi liên quan đến Xe chuyển động nhờ bong bóng nhằm thu hút sự chú ý, quan tâm của học sinh.

     Sau khoảng thời gian 15 phút, đội chơi lớp 11A (hình 3) hoàn thành xe đầu tiên, ngay lập tức đội chơi tiến hành thử nghiệm xe, tuy nhiên xe của đội bị kẹt bánh nên không di chuyển được và nhóm phải tiến hành gia công lại. Tuy nhiên, đội 11A vẫn là đội hoàn thành xe đầu tiên. Sau khi thông báo hoàn thành xe của đội với Ban tổ chức, đội vẫn tiếp tục gọt bỏ bớt khung xe để làm giảm khối lượng tối đa. Thậm chí, đội 11A còn nhờ giáo viên chủ nhiệm tư vấn, hướng dẫn. Trong các đội chơi, đội 678 là đội chơi phải thử nghiệm và gia công lại nhiều nhất. Bởi vì, khi gia công, lắp ráp đội chơi không làm cho các bánh xe cân đối, các bánh xe sát với khung xe làm xe bị kẹt. Các mẫu xe của đội 10A và 9A không xảy ra vấn đề nhưng không có tính đột phá so với xe mẫu của Ban tổ chức. Dù vậy, tốc độ gia công của đội 10A và 9A chậm hơn so với hai đội chơi còn lại.

Hình 3. Đội chơi 11A gia công, lắp ráp xe chuyển động nhờ bong bóng

     Ban đầu, hầu hết thiết kế xe của các nhóm tương tự với xe mẫu. Tuy nhiên, sau khi vận hành thử, các đội chơi phát hiện các nhược điểm của xe, tiến hành chỉnh sửa như: cắt gọt bớt khung xe để giảm khối lượng; lắp thêm đuôi xe cho đẹp;… nên xe của các đội chơi đã khác với xe mẫu. Đặc biệt, đội 11A là đội có sự quan tâm đến thẩm mĩ của xe, đội đã cắt các phầm dư của giấy From để trang trí cho xe của đội.

     Khi tham gia cuộc thi, các đội chơi đã vận dụng chiến thuật hợp lí: phân chia công vệc cho các thành viên gia công các bộ phận, hợp sức lắp ráp và nhanh chóng vận hành và cải tiến. Tuy nhiên, một số đội chơi khá lúng túng khi gia công, lắp ráp hệ thống bánh xe, hệ thống động lực học,… các đội chơi phải quan sát thường xuyên xe mẫu, có đội chơi đem cả xe mẫu về vị trí của đội.

     Trong khoảng 20 phút, bốn đội chơi đã hoàn thành nhiệm vụ của cuộc thi (trong khoảng thời gian dự kiến của Ban tổ chức), sản phẩm của mỗi nhóm là một chiếc Xe chuyển động nhờ bong bóng. Trước khi báo cáo hoàn thành với Ban tổ chức, các đội chơi đều đã vận hành thử xe và đảm bảo xe vận hành được, hầu hết các đội chơi đều phải sửa chữa, cải tiến lại xe của đội sau lần vận hành thử đầu tiên.

     Trong cuộc thi trên, tính sáng tạo của học sinh còn nhiều hạn chế, chưa được phát huy. Chính xe mẫu của Ban tổ chức đã tạo thành rào cản tâm lí, ý tưởng, khiến các đội chơi khi bắt đầu gia công, chế tạo không xây dựng được bản thiết kế theo riêng ý của đội, thiếu đi sự độc đáo, mới mẻ. Tuy nhiên, một số đội chơi đã sáng tạo để trang trí, cải tiến sau khi hoàn thành xe của đội.

     Bước 4. Ghi nhận kết quả cuộc thi.

     Về nhất: đội 11A; về nhì: đội 10A; về ba: đội 678; về cuối: đội 9A.

3.2. Hoạt động 2. Cuộc thi Chạy xa và xa hơn nữa

          Bước 1. Công bố luật chơi

     Các đội chơi sử dụng Xe chuyển động nhờ bong bóng đã chế tạo để tham gia cuộc thi. Các đội chơi cho xe xuất phát tại cũng một vị trí, đội chơi có xe chuyển động xa nhất (theo đường thẳng vuông góc) sẽ là đội chiến thắng. Cuộc thi được tổ chức thành 3 lượt. Các đội chơi có một lượt thi  nháp.

     Bước 2. Tổ chức cuộc thi Chạy xa hơn và xa hơn nữa

     Cuộc thi Chạy xa hơn và xa hơn nữa diễn ra trong không khí sôi nổi, hào hứng (hình 4). Các đội chơi điều khiển xe cạnh tranh quyết liệt qua các lượt chơi. Đây là trò chơi đòi hỏi các đội chơi phải biết cân bằng giữa việc đưa lượng không khí vào bong bóng so với khối lượng xe, sao cho xe vừa có thể đi xa nhưng không bị lật hay chạy thành vòng tròn. Để đạt thành tích tốt, các đội chơi phải có chiến thuật, ví dụ: chuyển động của xe bị lệch sang trái thì khi mới bắt đầu cần điều chỉnh hướng bánh xe hơi lệch sang bên phải; thổi bong bóng vừa phải tránh cản gió,… Cuộc thi thu hút được sự chú ý, quan tâm của đa số học sinh phía dưới. Không những thế, các em còn cổ vũ nhiệt tình, làm không khí cuộc thi sôi động hẳn lên, hòa lẫn trong tiếng hò reo cổ vũ là sự phấn khích của đội chơi khi xe tiến về đích.

 Hình 4. Các đội chơi tham gia cuộc thi Chay xa và xa hơn nữa

          Quan sát cuộc thi, chúng tôi nhận thấy xe của các nhóm đều chuyển động không thẳng về phía trước và cùng chuyển động nghiêng về phía bên trái. Như vậy, xe của các nhóm chưa thật tốt về mặt kĩ thuật, nếu có thời gian, các nhóm cần gia công, sửa chữa lại xe. Sau khi tham gia cuộc thi Chạy xa và xa hơn nữa, các đội chơi 9A, 10A đã tiến hành gia công lại xe của đội. Vấn đề lớn của các đội chơi là xe không di chuyển thẳng mà bị lệch.

          Theo đánh giá của một số học sinh, cuộc thi diễn ra thật sự kịch tính và hồi hộp và tạo ra sự phấn khích nhẹ. Bên cạnh đó, một số học sinh không ngần ngại đưa ra nguyên lí chuyển động của xe, tìm thấy nhược điểm của xe các đội chơi và đưa ra được một số biện pháp xử lí phù hợp,… Thậm chí, nhiều học sinh đứng lên để quan sát được diễn biến của cuộc thi.

     Bước 3. Ghi nhận kết quả

     Đội chiến thắng chung cuộc là 10A.

3.3. Hoạt động 3. Cuộc thi Xe về đích

          Bước 1. Công bố luật chơi

      Các đội chơi sử dụng Xe chuyển động nhờ bong bóng đã chế tạo để tham gia cuộc thi.

     Các đội chơi điều khiển xe chuyển động về đích (cột cờ) cách vạch xuất phát 3 m  => 5 m. Có ba lượt chơi, đội chơi có khoảng cách gần cờ nhất là đội chiến thắng. Các đội chơi có 1 lượt thi thử.

            Bước 2. Tổ chức cuộc thi Xe về đích

     Đây là cuộc thi đòi hỏi sử tính toán, thử nghiệm nhiều lần của các đội chơi. Các đội chơi phải cân chỉnh khối lượng không khí đưa vào bong bóng sao cho xe đến gần cột cờ nhất, điều chỉnh hướng xuất phát của xe,…Có thể nói, cuộc thi Xe về đích đòi hỏi kĩ thuật cao hơn so với cuộc thi Chạy xa hơn và xa hơn nữa. Do đó, ngay từ đầu, nhiều đội chơi đã nắm bắt được yếu tố này, nhanh chóng thử nghiệm và xác định được một số yếu tố cần thiết.

     Lượt chơi thứ nhất, các đội chơi đều hoàn thành khá tốt, tuy nhiên khoảng cách từ xe các đội chơi đến cột cờ đều hơn 20 cm, khoảng cách này thật sự không ấn tượng. Trong khi đó, xe của đội 9A và 10A phải gia công lại. Bước sang lượt chơi thứ hai, các đội chơi đã rút ra được nhiều kinh nghiệm, trong đó đội  11A đã lập được kết quả cực kì ấn tượng: khoảng cách từ xe đến cờ là 5 cm và đây cũng là kỉ lục của cuộc thi (hình 5). Ở lượt thi thứ ba, đội 11A vẫn tiếp tục chứng minh năng lực vượt trội của nhóm khi về đích cách cột cờ 10 cm. Bên cạnh đó, sự thất bại của đội 678, sau khi gia công lại xe, xe chỉ di chuyển được một quãng đường rất ngắn. Cuộc thi Xe về đích tạo ra sự hồi hộp, mong đợi và phấn khích rất lớn từ các đội chơi cũng như khán giả. Người quản trò đã dẫn dắt học sinh dự đoán kết quả cuộc thi, khiến nhiều học sinh quan tâm, chú ý hơn đến diễn biến cuộc thi. Khi xe đội 11A về đích chỉ các cột cờ 5 cm, không khí thật sự rất phấn khích và sôi nổi. Bên cạnh đó, các đội chơi khác cũng rất cố gắng để đạt thành tích tốt nhất. Trong thời gian các đội khác đang thi, các đội chơi liên tục gia công lại xe nhằm cải thiện thành tích. 

Hình 5. Xe của đội 11A lập kỉ lục với khoảng cách 5 cm

     Bước 3. Ghi nhận kết quả

     Sau 3 lượt chơi, đội 11A là đội chiến thắng, một chiến thắng đầy ấn tượng.

4. Kết luận

     Tổ chức các hoạt động với Xe chuyển động nhờ bong bóng đã đem lại sự mới mẻ trong sinh hoạt ngoại khóa tại trường THCS – THPT Hoa Sen. Các kết quả thực nghiệm cho thấy, các hoạt động trên là khả thi, thu hút được nhiều học sinh quan tâm, phát huy được tính tích cực của học sinh.

Tài liệu tham khảo

1. Hoàng Phước Muôi (2016), Thiết kế, chế tạo đồ dùng dạy học phần cơ học vật lí 10 làm từ cây tre, Luận văn thạc sĩ Khoa học giáo dục, Trường Đại học Sư phạm Tp. Hồ Chí Minh.
2. 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.
3. Nguyễn Ngọc Nhi, Hoàng Văn Sơn (1981), Hội vui vật lý, Nhà xuất bản Giáo dục.
4. 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. 9-11.
5. Nguyễn Văn Phán (2009), “Nghiên cứu việc tổ chức một số buổi học ngoại khóa về Dao động điện – Dòng điện xoay chiều cho học sinh lớp 12 trung học phổ thông”, Tạp chí khoa học Đại học Sư phạm Hà Nội, 54 (4), tr.29-36.