2 kế hoạch bài dạy thiết kế ngôi nhà thông minh sử dụng bộ công cụ vi điều khiển

Mục tiêu: * Kiến thức: - Trình bày và vận dụng được các bước thiết kế và lập bản vẽ kĩ thuật - Viết được khái niệm bản vẽ xây dựng, bản vẽ nhà và các hình biểu diễn của ngôi nhà - Lập đư

GIÁO ÁN THIẾT KẾ NGÔI NHÀ THÔNG MINH

SỬ DỤNG BỘ CÔNG CỤ VI ĐIỀU KHIỂN

1 Tên chủ đề:

THIẾT KẾ MÔ HÌNH NHÀ THÔNG MINH

(Số tiết: 03 tiết – Lớp 10)

2 Mô tả chủ đề:

Công nghệ phát triển, nhà thông minh theo đó cũng sẽ xuất hiện nhiều hơn Tuy nhiên, không phải ai cũng có khả năng biết tới nó Nếu đã tìm hiểu về nhà thông minh, hẳn bạn cũng thấy rằng nhà thông minh là một sản phẩm của nền cách mạng công nghiệp 4.0 Và với một căn hộ bạn sẽ cần gì để làm nhà thông minh là kiểu nhà được lắp đặt các thiết bị điện, điện tử có thể được điều khiển hoặc tự động hoá hoặc bán tự động Thay thế con người trong thực hiện một hoặc một số thao tác quản lý, điều khiển

Hệ thống điện tử này giao tiếp với người dùng thông qua bảng điện tử đặt trong nhà, ứng dụng trên điện thoại di động, máy tính bảng hoặc một giao diện web

3 Mục tiêu:

* Kiến thức:

- Trình bày và vận dụng được các bước thiết kế và lập bản vẽ kĩ thuật

- Viết được khái niệm bản vẽ xây dựng, bản vẽ nhà và các hình biểu diễn của ngôi nhà

- Lập được bản vẽ nhà đơn giản gồm mặt bằng, mặt đứng của ngôi nhà

* Kĩ năng:

- Học sinh vận dụng các kiến thức về bản xây dựng để lập ra bản vẽ nhà

- Từ bản vẽ tạo ra mô hình nhà thông minh

- Kĩ năng trình bày và bảo vệ các sản phẩm của mình và phản biện ý kiến của người khác

- Hợp tác trong nhóm để cùng thực hiện nhiệm vụ học tập

* Phát triển phẩm chất:

- Có thái độ tích cực và tinh thần trách nhiệm, có ý thức hợp tác trong làm việc nhóm;

- Yêu thích, say mê nghiên cứu khoa học thông qua các mạch cảm biến ánh sáng;

- Có ý thức bảo vệ tài nguyên môi trường;

- Có ý thức trong sử dụng năng lượng an toàn và tiết kiệm

*Định hướng phát triển năng lực:

- Phát triển cho HS năng lực thực nghiệm, nghiên cứu kiến thức về Thiết kế và BVKT và Bản vẽ xây dựng;

- Năng lực giải quyết vấn đề chế tạo được ngôi nhà thông minh sử dụng các vật liệu đơn giản và rẻ tiền;

- Năng lực giao tiếp và hợp tác nhóm đề xuất thống nhất phương án thiết kế và thực hiện thiết kế;

- Năng lực vận dụng thông minh các thành tựu của KHKT và an toàn trong sử dụng năng lượng

4 Thiết bị và học liệu:

Bảng 1 Danh mục thiết bị, vật liệu cần thiết

loại

1 Cảm biến chuyển động,

cảm biến hồng ngoại

Tùy mua

Tùy nhóm Thiết kế điện thông minh

cho ngôi nhà

Chủ đề có thể thực hiện thông qua kết hợp nội dung bài dạy môn Công Nghệ 10:

- Thiết kế và Bản vẽ kĩ thuật

- Bài “Bản vẽ xây dựng”

- Bài “Thực hành bản vẽ xây dựng”

- Bản vẽ xây dựng

- Ứng dụng bản vẽ kĩ thuật

10

Tính toán và thiết kế hoàn thiện ngôi nhà

Bảng 2 Tiêu chí đánh giá sản phẩm

- Đánh giá bản vẽ nhà:

Phiếu đánh giá số 1

1 Trình bày bản vẽ “MÔ HÌNH NHÀ THÔNG

MINH”

2

3 Nêu rõ được vai trò của sản phẩm Đánh giá

được các ưu điểm của sản phẩm

3

- Đánh giá sản phẩm: Mô hình nhà thông minh:

Phiếu đánh giá số 2.

1 Sử dụng các vật dụng đơn

giản, dễ kiếm

Sử dụng các vật dụng phức tạp, dễ kiếm

Sử dụng các vật dụng phức tạp, khó kiếm

2 Nhà có độ thông minh cao

và sử dụng nhiều cảm

biến

Nhà có độ thông minh cao nhưng chỉ có 1 cảm biến

Nhà chưa có độ thông minh

3 Sản phẩm gọn, đẹp và

đảm bảo các yêu cầu 1 và

2

Sản phẩm đáp ứng các yêu cầu 1 và 2 nhưng chưa thẩm mỹ

Sản phẩm chưa đảm bảo yêu cầu 1 và 2

4 Chi phí để làm ra hệ

thống là dưới 100.000 đ

Chi phí để làm ra hệ thống từ 100.000- 150.000 đ

Chi phí để làm ra hệ thống là trên

150.000 đ- 200.000đ

- Lưu ý an toàn trong thiết kế

1 Sử dụng dao, kéo Chú ý an toàn và không trêu chọc, tranh cướp,

cãi vã nhau để tránh va chạm

2 Sử dụng súng bắn keo Chú ý nhiệt và an toàn khi gắn kết

3 Sử dụng cảm biến Đọc kĩ hướng dẫn và cách lắp mạch an toàn

tham khảo ý kiến giáo viên

Bảng 3 Kế hoạch thực hiện chủ đề:

Hoạt động 2: Nghiên cứu kiến thức nền và

chuẩn bị bản thiết kế sản phẩm để báo cáo

1 tuần (HS tự học ở nhà theo nhóm)

Hoạt động 3: Báo cáo phương án thiết kế Tiết 2, Qua bản vẽ thiết kế GV chốt

kiến thức nền cho HS Hoạt động 4: Chế tạo, thử nghiệm sản phẩm 1 tuần (HS tự làm ở nhà theo nhóm)

5 Tiến trình dạy học:

Hoạt động 1 XÁC ĐỊNH YÊU CẦU THIẾT KẾ MÔ HÌNH NHÀ THÔNG MINH.

(T1 - 45 phút)

a Mục đích hoạt động:

- Giúp học sinh bước đầu hình thành ý tưởng thiết kế bản vẽ nhà

- HS xác định được vấn đề cần giải quyết đó là: Lập ra bản vẽ nhà,

- HS sử dụng vật liệu và thiết kế ra được ngôi nhà có sử dụng linh kiện thông minh

b Nội dung hoạt động:

- Hiện nay sự phát triển của khoa học kĩ thuật thời đại 4.0 đã đến vì vậy trong nhà mình có thể sử dụng các thiết bị thông minh từ KHKT

- GV giao nhiệm vụ Thiết kế nhà thông minh dựa trên các kiến thức về bản vẽ kĩ thuật trong đó là bản vẽ xây dựng để thiết kế bản vẽ nhà và hoàn thành sản phẩm ngôi nhà thông minh

c Dự kiến sản phầm:

Kết thúc hoạt động, học sinh cần đạt được các sản phẩm sau:

- Một bảng kê các loại vật liệu cần thiết

- Một bản ghi chép xác định nhiệm vụ phải làm của từng nhóm: Thiết kế nhà thông minh

- Bảng tiêu chí đánh giá bản thiết kế sản phẩm và bảng tiêu chí đánh giá mô hình sản phầm

- Kế hoạch thực hiện dự án với các mốc thời gian và nhiệm vụ rõ ràng

d Cách thực tổ chức hoạt động:

Bước 1: Đặt vấn đề

- Giáo viên cho học sinh xem video nhà thông minh Lumi

- Học sinh trả lời, giáo viên hướng dẫn cách thức thiết kế

Bước 2: Giao nhiệm vụ cho học sinh và xác lập tiêu chí đánh giá sản phẩm

- Giáo viên nêu vấn đề: Dựa vào nhu cầu thực tiễn của người dân hiện đại, các

em thiết kế cho họ ngôi nhà có khả năng thông minh?

- Giáo viên yêu cầu về dự án: Thiết kế một mô hình ngôi nhà thông minh

- Các sản phẩm thỏa mã tiêu chí sau:

a Lập bản vẽ của mặt đứng, mặt bằng của ngôi nhà (có thể có phối cảnh)

b Xây dựng mô hình sản phẩm

+ Sử dụng vật liệu đơn giản

+ Có khả năng tự bật đèn khi có người mở cửa

+ Nhà thiết kế gọn đẹp và đầy đủ

+ Chi phí hợp lý nhất

- Sử dụng phiếu đánh giá số 1 và số 2

Bước 3: Giáo viên thống nhất kế hoạch triển khai tiếp theo:

Hoạt động 2: Nghiên cứu kiến thức nền và

chuẩn bị bản thiết kế sản phẩm để báo cáo

1 tuần (HS tự học ở nhà theo nhóm)

Hoạt động 3: Báo cáo phương án thiết kế Tiết 2, Qua bản vẽ thiết kế GV chốt

kiến thức nền cho HS Hoạt động 4: Chế tạo, thử nghiệm sản phẩm 1 tuần (HS tự làm ở nhà theo nhóm).

- GV nhấn mạnh là các nhóm có 1 tuần tiếp theo để nghiên cứu kiến thức liên quan, (Xem Hồ sơ học tập của nhóm với các bài tập hướng dẫn HS tự học ở nhà)

- Các nhóm triển khai xây dựng bản thiết kế sản phẩm để báo cáo với “nhà đầu tư” trong tuần tiếp theo (Bản vẽ thiết kế)

- Bài trình bày bản thiết kế sẽ được đánh giá theo các tiêu chí trong Phiếu đánh giá số 1

Hoạt động 2 NGHIÊN CỨU KIẾN THỨC VỀ THIẾT KẾ VÀ BẢN VẼ KĨ THUẬT, BẢN VẼ XÂY DỰNG VÀ BẢN VẼ NHÀ

(HS tự học, tự nghiên cứu và xây dựng bản thiết kế ở nhà trong 1 Tuần)

a Mục đích:

- Giúp HS xác định được cơ sở khoa học của việc thiết kế nhà thông minh dựa trên cơ sở của việc sử dụng các cảm biến trong điều khiển hệ thống điện

- Biết được các bước khi tiến hành thiết kế Bản vẽ xây dựng của công trình xây dựng là NHÀ THÔNG MINH

b Nội dung:

- Từ yêu cầu/tiêu chí đánh giá sản phẩm, HS tự tìm hiểu các kiến thức nền liên quan từ sách giáo khoa, tài liệu tham khảo hay tìm hiểu trên internet nhằm hoàn thành câu hỏi, bài tập được giao và từ đó có kiến thức để thiết kế Nhà thông minh

- Học sinh sẽ trình bày những kiến thức mình tự học được thông qua việc trình bày báo cáo về bản thiết kế sản phẩm đáp ứng các tiêu chí đánh giá trong Phiếu đánh giá số 2

c Dự kiến sản phẩm hoạt động của học sinh:

Kết thúc hoạt động, học sinh cần đạt được các sản phẩm sau:

- Bản ghi chép những kiến thức nền về Bản vẽ xây dựng; Bản vẽ mặt bằng, mặt đứng và phối cảnh (nếu có)

- Hồ sơ thiết kế:

+ Sơ đồ ngôi nhà thông minh (Bản vẽ phối cảnh)

+ Bản thiết kế sản phẩm là bản vẽ nhà và danh mục vật liệu đi kèm được trình bày trên giấy A0 hoặc trên PowerPoint

d Phương thức tổ chức hoạt động:

- Học sinh theo nhóm tự đọc Bài 8, 11 và 12- Công nghệ 10 và hoàn thành câu hỏi, bài tập trong Hồ sơ học tập của nhóm;

- Học sinh vận dụng kiến thức vê bản vẽ xây dựng và bản vẽ nhà để phác thảo ý định xây dựng ngôi nhà

- Học sinh trao đổi và tìm sự hỗ trợ của giáo viên các bộ môn liên quan:

+ Giáo viên hướng dẫn học sinh cách đọc tài liệu, đọc sách giáo khoa, tìm kiếm thêm tài liệu từ các nguồn thông tin khác nhau Kết nối học sinh với những giáo viên bộ môn khác để hỗ trợ học sinh khi cần thiết Giáo viên yêu cầu học sinh ghi những kiến thức cơ bản vào vở

+ Giáo viên hỗ trợ, gợi ý học sinh những ý tưởng về mặt nguyên lý và ý tưởng thiết kế sản phẩm Khuyến khích học sinh nêu thắc mắc và hỗ trợ học sinh tìm hiểu, giải đáp thắc mắc

- Học sinh tự hoàn thiện bản báo cáo về thiết kế nhà thông minh trên giấy A0 hoặc bằng bài trình bày trên PowerPoint và tập luyện cách thức trình bày; chuẩn bị câu hỏi và câu trả lời để bảo vệ quan điểm của nhóm

Hoạt động 3 TRÌNH BÀY VÀ BẢO VỆ GIẢI PHÁP – THIẾT KẾ MÔ HÌNH NHÀ THÔNG MINH.

(Tiết 2 – 45 phút)

a Mục đích:

- Học sinh trình bày được kiến thức về bản vẽ xây dựng: Mặt đứng, mặt bằng, mặt cắt, ý nghĩa của bản vẽ xây dựng trong thiết kế

- Học sinh thực hành kĩ năng thiết kế và thuyết trình, phản biện, hình thành ý thức về cải tiến, phát triển bản thiết kế sản phẩm

b Nội dung:

- Giáo viên yêu cầu các nhóm lần lượt trình bày phương án thiết kế (đã chuẩn bị

ở nhà) và giải thích được ý tưởng của nhóm

- Giáo viên tổ chức học sinh thảo luận, bình luận, nêu câu hỏi và bảo vệ ý kiến về

bản thiết kế; tiếp thu và điều chỉnh bản thiết kế (nếu cần).

- Giáo viên chuẩn hoá các kiến thức nền liên quan cho học sinh; yêu cầu học sinh chỉnh sửa, ghi lại các kiến thức này vào vở

c Dự kiến sản phẩm hoạt động của học sinh:

Kết thúc hoạt động, học sinh cần đạt được các sản phẩm sau:

- Hồ sơ thiết kế nhà thông minh đã hoàn thiện theo góp ý

- Bài ghi kiến thức liên quan được chuẩn hoá trong vở của HS về: Bản vẽ xây dựng, Các hình biểu diễn của ngôi nhà

d Cách thức tổ chức hoạt động:

Bước 1 Giáo viên tổ chức cho từng nhóm báo cáo phương án thiết kế;

Bước 2 Các nhóm khác nhận xét, nêu câu hỏi

Bước 3 Giáo viên nhận xét, đánh giá các bài báo cáo (theo phiếu đánh giá 2)

Tổng kết, chuẩn hoá các kiến thức liên quan

Bước 4 Giáo viên giao nhiệm vụ cho các nhóm về nhà triển khai thiết kế sản

phẩm theo bản thiết kế; ghi lại các điều chỉnh (nếu có) của bản thiết kế sau khi đã hoàn thành sản phẩm và ghi giải thích; gợi ý các nhóm tham khảo thêm các tài liệu phục vụ cho việc chế tạo thử nghiệm sản phẩm (SGK, internet ) và tham khảo thêm ý kiến tư vấn của GV bộ môn (nếu thấy cần thiết)

Hoạt động 4 CHẾ TẠO VÀ THỬ NGHIỆM “MÔ HÌNH NHÀ THÔNG MINH”.

(Học sinh tự nghiên cứu và xây dựng bản thiết kế ở nhà trong 01 tuần)

a Mục đích:

- Học sinh chế tạo được NHÀ THÔNG MINH căn cứ trên bản vẽ thiết kế đã được thông qua

- Học sinh học được quy trình, phương pháp nghiên cứu thực nghiệm thông qua việc xác định các vật liệu phù hợp, đảm bảo đúng hồ sơ thiết kế với giá thành hợp lí;

- Học sinh học được các nguyên tắc an toàn trong chế tạo lắp đặt sản phẩm

b Nội dung:

- Học sinh làm việc theo nhóm ở nhà để cùng chế tạo sản phẩm, ghi chép các công việc của các thành viên, các điều chỉnh của bản thiết kế (nếu có) có lí do điều chỉnh

- Giáo viên đôn đốc hỗ trợ học sinh trong quá trình chế tạo sản phẩm

c Dự kiến sản phẩm hoạt động của học sinh:

Kết thúc hoạt động, HS cần đạt được các sản phẩm sau:

- NHÀ THÔNG MINH đúng yêu cầu, đáp ứng các tiêu chí đánh giá trong phiếu đánh giá số 2

d Cách thức tổ chức hoạt động:

Bước 1 Học sinh tìm kiếm, chuẩn bị vật liệu theo dự kiến;

Bước 2 Học sinh lắp ghép và chế tác theo bản thiết kế bằng vật liệu đã có.

Bước 3 Học sinh thử nghiệm ngôi nhà, so sánh với các tiêu chí đánh giá sản

phẩm (Phiếu đánh giá số 02)

Bước 4 Học sinh điều chỉnh vật liệu và thiết kế, ghi lại nội dung điều chỉnh và

giải thích lý do (nếu có)

Bước 5 Học sinh hoàn thiện bảng ghi danh mục các vật liệu và tính giá sản phẩm

của ngôi nhà

Bước 6 Học sinh chuẩn bị sản phẩm và bản thuyết trình giới thiệu sản phẩm

NHÀ THÔNG MINH của nhóm để báo cáo

Hoạt động 5 TRÌNH BÀY SẢN PHẨM “MÔ HÌNH NHÀ THÔNG MINH” VÀ THẢO LUẬN

(T3 – 45 phút)

a Mục đích:

- Học sinh giới thiệu và vận hành được sản phẩm NHÀ THÔNG MINH để chứng minh sự phù hợp của sản phẩm với điều kiện thực tế cũng như đáp ứng được các tiêu chí đánh giá sản phẩm đã đặt ra (Phiếu đánh giá số 2)

- Học sinh thực hành được kỹ năng thuyết trình và phản biện kiến thức liên quan;

- Học sinh rèn luyện được thói quen giữ gìn vệ sinh, an toàn trong lắp đặt và thu hồi sản phẩm;

- Học sinh hình thành ý thức về cải tiến, phát triển sản phẩm

b Nội dung:

- Các nhóm học sinh trình diễn hoạt động của NHÀ THÔNG MINH đã được thiết kế, giới thiệu về cách thức hoạt động, vận hành của sản phẩm kết hợp với việc giải thích kiến thức các môn học liên quan

- Giáo viên và học sinh đặt câu hỏi để làm rõ nội dung

c Dự kiến sản phẩm hoạt động của học sinh:

Kết thúc hoạt động, HS cần đạt được các sản phẩm sau:

- NHÀ THÔNG MINH theo đúng tiêu chí đánh giá

d Cách thức tổ chức hoạt động:

Bước 1 Các nhóm lần lượt báo cáo, trình diễn sản phẩm NHÀ THÔNG MINH.

- Nhóm trình bày về cách thức hoạt động của ngôi nhà; những điều chỉnh trong quá trình chế tạo và giải thích lí do (nếu có); giải thích cách tính giá thành sản phẩm;

- Đồng thời, “Nhà đầu tư” (các giáo viên) và học sinh cùng kiểm tra tiêu chuẩn kĩ thuật: tính đúng đắn của ngôi nhà, hình thức gọn, đẹp,

Bước 2 “Nhà đầu tư” đặt câu hỏi, nhận xét và công bố kết quả chấm sản phẩm

theo tiêu chí của phiếu đánh giá số 2

Bước 3 GV gợi mở về việc tìm hiểu kiến thức và mở rộng, nâng cấp sản phẩm

cho HS Ví dụ:

* Với nguyên lí trên em có thể thiết kế ngôi nhà mơ ước của mình trong tương lai?

HỒ SƠ HỌC TẬP DỰ ÁN:

THIẾT KẾ MÔ HÌNH NHÀ THÔNG MINH

Tên nhóm:……….

Lớp:………

GV hướng dẫn:

Tổ chuyên môn:

PHIẾU HỌC TẬP SỐ 1

Tên nhóm

Danh sách và vị trí nhân sự: Vị trí Mô tả nhiệm vụ Tên thành viên Nhóm trưởng Quản lý các thành viên trong nhóm,hướng dẫn, góp ý, đôn đốc các thành viên trong nhóm hoàn thành nhiệm vụ ……….

Thư ký ……… ………

Thành viên ………

1,……… 2,

3, 4, 5, 6, 7, 8,

…

PHIẾU HỌC TẬP SỐ 2

Các em hãy tìm hiểu thông tin trong các bài ở SGK Công nghệ 10; SGK Vật lí 10 cũng như thông tin có liên quan từ Internet để trả lời các câu hỏi sau:

1 Khái niệm bản vẽ xây dựng và bản vẽ nhà:

………

………

………

………

2 Thế nào là bản vẽ mặt bằng tổng thể, định hướng trên bản vẽ mặt bằng: ………

………

………

………

3 Bản vẽ mặt bằng: ………

………

………

………

4 Bản vẽ mặt đứng: ………

………

………

………

5 Bản vẽ mặt cắt: ………

………

………

………

PHIẾU HỌC TẬP SỐ 3

(Hoàn thiện ở nhà)

Đọc các bản vẽ nhà ở Sách giáo khoa

PHIẾU HỌC TẬP SỐ 4 Trình bày nguyên lý hoạt động của NHÀ THÔNG MINH

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

PHIẾU HỌC TẬP SỐ 5 DỰ KIẾN BÁO CÁO CHÀO HÀNG SẢN PHẨM ………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

Phiếu đánh giá của giáo viên dành cho mỗi phần trình bày của học sinh.

Các em hãy tham khảo những tiêu chí này để hoàn thiện sản phẩm

của nhóm mình một cách tốt nhất.

Phiếu đánh giá số 1: Đánh giá bản thiết kế

Phiếu này được sử dụng để đánh giá nhóm khi báo cáo phương án thiết kế sản phẩm

đa

Điểm đạt được

1 Trình bày bản vẽ thiết kế: “MÔ HÌNH NHÀ THÔNG

MINH”

2

2 Bản vẽ nhà đầy đủ và đúng tiêu chuẩn 3

3 Nêu rõ được vai trò của sản phẩm Đánh giá được các ưu

điểm của sản phẩm

3

4 Trình bày báo cáo sinh động, hấp dẫn 2

Phiếu đánh giá số 2: Đánh giá sản phẩm

Phiếu này được sử dụng để đánh giá nhóm khi giới thiệu sản phẩm

1 Sử dụng các vật dụng

đơn giản, dễ kiếm

Sử dụng các vật dụng phức tạp, dễ kiếm

Sử dụng các vật dụng phức tạp, khó kiếm

2 Nhà có độ thông minh

cao và sử dụng nhiều

cảm biến

Nhà có độ thông minh cao nhưng chỉ có 1 cảm biến

Nhà chưa có độ thông minh

3 Sản phẩm gọn, đẹp và

đảm bảo các yêu cầu 1

và 2

Sản phẩm đáp ứng các yêu cầu 1 và 2 nhưng chưa thẩm mỹ

Sản phẩm chưa đảm bảo yêu cầu 1 và 2