Tổ chức dạy – học trên lớp và hoạt động trải nghiệm theo định hướng giáo dục STEM ở môn tin học nhằm phát huy năng lực sáng tạo của học sinh THPT

STEM là cách tổ chức chương trình dạy học thực tế có sự tích hợp kiến thức của nhiều lĩnh vực Khoa học – Công nghệ – Kĩ thuật – Toán học, trong đó bộ môn Tin học có vai trò then chốt, kế

SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM

TỔ CHỨC DẠY - HỌC TRÊN LỚP VÀ HOẠT ĐỘNG TRẢI NGHIỆM THEO ĐỊNH HƯỚNG GIÁO DỤC STEM

Ở MÔN TIN HỌC NHẰM PHÁT HUY

Môn: Tin học

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO NGHỆ AN TRƯỜNG THPT HÀ HUY TẬP

SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM

TỔ CHỨC DẠY - HỌC TRÊN LỚP VÀ HOẠT ĐỘNG TRẢI NGHIỆM THEO ĐỊNH HƯỚNG GIÁO DỤC STEM

Ở MÔN TIN HỌC NHẰM PHÁT HUY

Chương một

CƠ SƠ LÝ LUẬN VÀ CƠ SỞ THỰC TIỄN

1.1 Xuất phát từ chủ trương đổi mới phương pháp dạy học của Đảng,

1.3 Xuất phát từ nhận thức đúng đắn về việc phát huy năng lực sáng tạo

1.3.2 Dạy học các môn khoa học theo phương thức giáo dục STEM nhằm

phát huy năng lực sáng tạo của học sinh

1.3.5 Cách thu thập dữ liệu và đánh giá năng lực sáng tạo của học sinh khi

TỔ CHỨC DẠY - HỌC TRÊN LỚP VÀ HOẠT ĐỘNG TRẢI NGHIỆM

THEO ĐỊNH HƯỚNG GIÁO DỤC STEM Ở MÔN TIN HỌC NHẰM

PHÁT HUY NĂNG LỰC SÁNG TẠO CỦA HỌC SINH THPT

1.1 Xây dựng chủ đề STEM trong dạy và học môn Tin học 13

1.1.1 Tiêu chí và quy trình xây dựng chủ đề STEM trong dạy học môn Tin

học

13

1.1.2 Xây dựng một số chủ đề STEM trong dạy và học môn Tin học 13

1.1.2.1 Một số chủ đề STEM thực hiện trong giờ học chính khóa 14

1.1.2.2 Một số chủ đề STEM thực hiện trong câu lạc bộ STEM Robotics 16

1.2 Tổ chức dạy học trên lớp theo phương thức giáo dục STEM 19

1.3 Tổ chức trải nghiệm thực tế qua sinh hoạt câu lạc bộ STEM Robotics

tạo sân chơi bổ ích, gây hứng thú học tập cho học sinh 33

1.3.1 Thành lập Câu lạc bộ STEM Robotics ở trường THPT Hà Huy Tập 33

1.3.2 Mục đích, nguyên tắc hoạt động, nội quy, nội dung sinh hoạt của Câu

1.3.3 Hoạt động trải nghiệm tại câu lạc bộ STEM Robotics ở trường

1.3.4 Tổ chức ngày hội STEM 44

1.3.4.1 Tham gia "Cuộc đua Vinfast - F1" năm học 2019 – 2020 44

2 Kết quả bước đầu của việc dạy học STEM ở trường THPT Hà Huy Tập 50

Phần III KẾT LUẬN

2 Nhận định về việc áp dụng sáng kiến kinh nghiệm và khả năng mở

rộng đề tài

54

Phần I ĐẶT VẤN ĐỀ

1 Lí do chọn đề tài

Những năm gần đây giáo dục STEM đang trở thành xu hướng chính ở các nước phát triển bởi tính ưu việt của nó Cách thức dạy học mới đáp ứng được yêu cầu của dạy học hiện đại, giúp học sinh tư duy đa chiều, trang bị cho các em kiến thức, kĩ năng cần thiết để giải quyết những vấn đề trong cuộc sống cũng như định hình nghề nghiệp trong tương lai

Giáo dục STEM được Bộ Giáo dục và Đào tạo chỉ đạo từ nhiều năm trước với phương pháp "tích hợp, liên môn", nhiều chủ đề thuộc lĩnh vực khoa học tự nhiên và

xã hội được giáo viên thực hiện theo định hướng mới đã đạt được những kết quả tích cực Tuy vậy, việc dạy học trong trường phổ thông hiện nay vẫn còn nặng về lí thuyết, ít chú trọng thực hành, dẫn đến tình trạng học vẹt, thuộc lý thuyết nhưng không ứng dụng được vào thực tế, dẫn đến học sinh học thụ động, chán học, lười học, chưa nắm được bản chất của sự kiện, hiện tượng

STEM là cách tổ chức chương trình dạy học thực tế có sự tích hợp kiến thức của nhiều lĩnh vực Khoa học – Công nghệ – Kĩ thuật – Toán học, trong đó bộ môn Tin học có vai trò then chốt, kết nối các ngành thuộc mô hình STEM, giúp học sinh tiếp nhận và mở rộng tri thức, rèn luyện tư duy đa chiều, giải quyết tận gốc vấn đề, phát huy năng lực sáng tạo trong thời đại công nghệ số, giúp giáo viên dễ dàng triển khai phương pháp giáo dục mới và nâng cao trình độ chuyên môn, nghiệp vụ Để đẩy mạnh ứng dụng thành tựu của cách mạng công nghệ 4.0, nâng cao chất lượng giáo dục trong nhà trường phổ thông, trước hết cần đổi mới dạy học môn Tin theo định hướng STEM

Từ năm học 2016 – 2017, thực hiện công văn của Bộ Giáo dục và Đào tạo về đổi mới dạy học theo định hướng giáo dục STEM, Sở Giáo dục và Đạo tạo tổ chức các buổi tập huấn về giáo dục STEM, nhà trường cũng hướng dẫn các tổ chuyên môn thực hiện đổi mới phương pháp giảng dạy, tăng cường thời gian thực hành và trải nghiệm thực tế, các tổ bộ môn cũng xây dựng và tổ chức nhiều tiết dạy minh họa thu được những kết quả khả quan

Bản thân là giáo viên dạy môn Tin học, tôi đã tích cực nghiên cứu và dạy thử nghiệm một số chủ đề theo định hướng STEM, tổ chức học sinh hoạt động ngoài giờ lên lớp, hướng nghiệp, dạy nghề bằng hình thức câu lạc bộ trải nghiệm giáo dục STEM, thu được những hiệu ứng tích cực

Đặc biệt, trong dịp hè năm học 2018 – 2019, đầu năm học 2019 – 2020, tôi trực tiếp tham gia dạy học chương trình Lego Education Wedo 2.0 cho học sinh tiểu học với kết quả hai học sinh dự thi sáng tạo Robot tỉnh Nghệ An lần thứ nhất đạt được giải nhì Cũng vào đầu năm học này, thực hiện chủ trương của Trường THPT Hà Huy Tập, nhóm Tin cùng Đoàn trường thành lập câu lạc bộ STEM Robotics, tổ chức sinh

hoạt 2 buổi/tuần, gồm các thành viên là học sinh tham gia với tinh thần tự nguyện, bước đầu đã gây hứng thú cho học sinh

Tháng 11– 2019, tôi được nhà trường cử tham dự tập huấn về giáo dục STEM theo “Chương trình hỗ trợ đưa giáo dục STEM tới học sinh THPT” tại Đại học Bách Khoa Hà Nội do Tập đoàn Vingroup tài trợ, qua tập huấn tôi càng hiểu hơn về những

ưu điểm của giáo dục STEM đồng thời có điều kiện nâng cao trình độ chuyên môn, nghiệp vụ và kĩ năng dạy học theo định hướng mới, giúp tôi tự tin hơn trong công tác giảng dạy

Vì những lý do trên, tôi quyết định chọn nghiên cứu đề tài “Tổ chức dạy – học trên lớp và hoạt động trải nghiệm theo định hướng giáo dục STEM ở môn Tin học nhằm phát huy năng lực sáng tạo của học sinh THPT” với mong muốn được trao

đổi những kinh nghiệm của bản thân với các đồng nghiệp và nhận được sự góp ý, xây dựng để đề tài được hoàn thiện

2 Mục đích nghiên cứu

- Nghiên cứu và đề xuất một số giải pháp dạy và học theo định hướng giáo dục STEM, giúp giáo viên nhận thức đúng đắn về giáo dục STEM, có kế hoạch tự học, tự bồi dưỡng nhằm nâng cao trình độ chuyên môn, thực hành đáp ứng yêu cầu của chương trình phổ thông mới

- Qua dạy học STEM truyền đạt kiến thức cơ bản, rèn luyện các kĩ năng tư duy và kĩ năng thực hành cho học sinh nhằm phát huy tính sáng tạo và tính hiệu quả trong học tập

3 Nhiệm vụ nghiên cứu

- Xác định cơ sở lí luận của đề tài: Xuất phát từ chủ trường của Đảng, Nhà nước và các cấp về đổi mới căn bản, toàn diện giáo dục đào tạo, về giáo dục STEM; xuất phát từ ưu thế của giáo dục STEM trong thời đại cách mạng công nghiệp 4.0

- Phân tích thực trạng việc dạy và học STEM trong các trường phổ thông nói chung và trường THPT Hà Huy Tập những năm gần đây

- Đề ra những giải pháp hợp lý giúp giáo viên và học sinh tiếp cận dễ dàng với cách dạy và học theo định hướng STEM

4 Phương pháp nghiên cứu

- Phương pháp lí luận: Căn cứ vào chủ trương, chính sách của Đảng và Nhà nước, của Bộ Giáo dục và Đào tạo, Sở Giáo dục và Đào tạo về đổi mới phương pháp dạy học, về định hướng giáo dục STEM

- Phương pháp nghiên cứu thực tiễn: quan sát, điều tra, thực nghiệm, so sánh,

tổng hợp nhằm đưa ra giải pháp mới

5 Điểm mới của đề tài

- Giúp giáo viên nhận thức đúng đắn về giáo dục STEM và tính ưu việt của dạy – học theo định hướng STEM, từ đó có kế hoạch tự bồi dưỡng, tự nghiên cứu để đáp ứng yêu cầu mới của giáo dục, đào tạo

- Giúp giáo viên xây dựng chủ đề STEM, thiết kế giáo án hợp lý, vận dụng tốt các kiến thức liên môn theo cách dạy học STEM, kết hợp học đi đôi với hành, dạy – học gắn liền với thực tiễn

- Tạo sân chơi trí tuệ, sáng tạo và bổ ích cho học sinh, tạo cơ hội cho các em được tham gia các hoạt động có tính khoa học, hiện đại

- Rèn luyện tư duy máy tính, tư duy logic, tư duy phản biện, khả năng tập trung, kĩ năng lập trình, kĩ năng làm việc nhóm, kĩ năng diễn giải, giải quyết vấn đề, phản biện, đánh giá, nhận xét… cho cả giáo viên và học sinh

6 Cấu trúc của đề tài

Phần I Đặt vấn đề

1 Lí do chọn đề tài

2 Mục đích nghiên cứu

3 Nhiệm vụ nghiên cứu

4 Phương pháp nghiên cứu

5 Điểm mới của đề tài

6 Cấu trúc của đề tài

Phần II Nội dung

Chương 1 Cơ sở lí luận và cơ sở thực tiễn

1 Cơ sở lí luận

2 Cơ sở thực tiễn

Chương 2 Tổ chức dạy – học trên lớp và hoạt động trải nghiệm theo định hướng giáo dục STEM ở môn Tin học nhằm phát huy năng lực sáng tạo của học sinh THPT

1 Một số giải pháp

2 Kết quả bước đầu của việc dạy học STEM ở trường THPT Hà Huy Tập

Phần III Kết luận

1 Hiệu quả của đề tài

2 Nhận định về áp dụng sáng kiến kinh nghiệm và khả năng mở rộng đề tài

3 Bài học kinh nghiệm và đề xuất

Phần II: NỘI DUNG

Đại hội Đảng lần thứ XII (2016) nhấn mạnh: “Giáo dục là quốc sách hàng

đầu, phát triển giáo dục và đào tạo nhằm nâng cao dân trí, đào tạo nhân lực, bồi dưỡng nhân tài Chuyển mạnh quá trình giáo dục chủ yếu từ trang bị kiến thức sang phát triển toàn diện năng lực và phẩm chất người học; học đi đôi với hành, lý luận gắn với thực tiễn Phát triển giáo dục và đào tạo phải gắn với nhu cầu phát triển kinh tế – xã hội”

Chỉ thị số 16/CT-TTg của Thủ tướng Chính phủ ngày 4 – 5 – 2017 nêu rõ:

“Thay đổi mạnh mẽ các chính sách, nội dung, phương pháp giáo dục và dạy nghề

nhằm tạo ra nguồn nhân lực có khả năng tiếp nhận các xu thế công nghệ sản xuất mới, trong đó cần tập trung vào thúc đẩy đào tạo về Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật

và Toán học (STEM), ngoại ngữ, tin học trong chương trình giáo dục phổ thông…”

Trên cơ sở đó, Việt Nam đã chính thức ban hành chính sách thúc đẩy giáo dục STEM trong chương trình giáo dục phổ thông

Thông tư số 32/2018/TT-BGDĐT của Bộ Giáo dục và Đào tạo ban hành

Chương trình giáo dục phổ thông khẳng định “Giáo dục STEM là một hướng đang

được quan tâm phát triển trên thế giới, cũng như ở Việt Nam, góp phần đáp ứng yêu cầu cung cấp nguồn nhân lực trẻ cho giai đoạn công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước; đồng thời nhấn mạnh vai trò thúc đẩy giáo dục STEM trong nhà trường của các môn Toán, Công nghệ, Tin học, Khoa học tự nhiên”

Công văn số 3892/BGDĐT- GDTrH về việc hướng dẫn thực hiện nhiệm vụ

giáo dục trung học năm học 2019 – 2020 quán triệt:“Xây dựng kế hoạch bài học theo

hướng tăng cường, phát huy tính chủ động, tích cực, tự học của học sinh thông qua việc thiết kế tiến trình dạy học thành các hoạt động học để thực hiện cả ở trên lớp và ngoài lớp học Tiếp tục quán triệt tinh thần giáo dục tích hợp Khoa học – Công nghệ

– Kĩ thuật – Toán trong việc thực hiện chương trình giáo dục phổ thông ở những môn

học liên quan”

1.2 Giáo dục STEM trong trường trung học

1.2.1 Hiểu đúng về giáo dục STEM

STEM là viết tắt của các từ Science (Khoa học), Technology (Công nghệ), Engineering (Kĩ thuật) và Math (Toán học), trong đó Science là quy trình sáng tạo ra kiến thức khoa học; Engineering là quy trình sử dụng kiến thức khoa học để thiết kế

công nghệ mới nhằm giải quyết các vấn đề; Toán là công cụ được sử dụng để thu nhận kết quả và chia sẻ kết quả đó với những người khác Giáo dục STEM là trang bị cho người học những kiến thức và kĩ năng cần thiết liên quan đến các lĩnh vực Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học Những kiến thức và kĩ năng này phải được tích hợp, lồng ghép và bổ trợ cho nhau giúp học sinh không chỉ hiểu biết về nguyên

lý mà còn có thể áp dụng để thực hành và tạo ra được những sản phẩm trong cuộc sống hằng ngày

Giáo dục STEM đề cao phong cách học tập sáng tạo Đặt người học vào vai trò của một nhà phát minh, người học sẽ phải hiểu thực chất của các kiến thức được trang bị, biết cách mở rộng kiến thức, biết cách sửa chữa, chế biến lại chúng cho phù hợp Ngày nay, quan điểm mới của dạy học STEM không chỉ phát triển các năng lực người học trong lĩnh vực tự nhiên mà cả các lĩnh vực xã hội

Giáo dục STEM vận dụng phương pháp học tập chủ yếu dựa trên thực hành và các hoạt động trải nghiệm sáng tạo, các phương pháp giáo dục tiến bộ, linh hoạt nhất như học theo chủ đề, học qua trò chơi, học kết hợp với hành Hiện nay, dạy học Công nghệ, học Robotics là các môn học điển hình của dạy học STEM, thông qua việc lập trình và lắp ráp robot, học sinh có thể học được nguyên lý cơ bản về lập trình và các công nghệ mới, tiếp thu được các kỹ thuật lắp ráp, phát triển tư duy sáng tạo

Các mức độ áp dụng giáo dục STEM trong giáo dục phổ thông như sau:

- Dạy học các môn học theo phương thức giáo dục STEM

Đây là hình thức tổ chức giáo dục STEM chủ yếu trong nhà trường Theo cách này, các bài học, hoạt động giáo dục STEM được triển khai ngay trong quá trình dạy học các môn học STEM theo tiếp cận liên môn Các chủ đề, bài học, hoạt động STEM bám sát chương trình của các môn học thành phần Hình thức giáo dục STEM này không làm phát sinh thêm thời gian học tập

- Tổ chức các hoạt động trải nghiệm STEM

Trong hoạt động trải nghiệm STEM, học sinh được khám phá các ứng dụng khoa học, kĩ thuật trong thực tiễn đời sống Qua đó, nhận biết được ý nghĩa của khoa học, công nghệ, kĩ thuật và toán học đối với đời sống con người, nâng cao hứng thú học tập các môn học STEM Đây cũng là cách thức để thu hút sự quan tâm của xã hội tới

giáo dục STEM

Để tổ chức thành công các hoạt động trải nghiệm STEM, cần có sự tham gia, hợp tác của các bên liên quan như trường trung học, cơ sở giáo dục nghề nghiệp, các trường đại học, doanh nghiệp Trải nghiệm STEM còn có thể được thực hiện thông qua sự hợp tác giữa trường trung học với các cơ sở giáo dục đại học, giáo dục nghề nghiệp Theo cách này, sẽ kết hợp được thực tiễn phổ thông với ưu thế về cơ sở vật chất của giáo dục đại học và giáo dục nghề nghiệp Các trường trung học có thể triển khai giáo dục STEM thông qua hình thức câu lạc bộ Tham gia câu lạc bộ STEM, học sinh được học tập nâng cao trình độ, triển khai các dự án nghiên cứu, tìm hiểu các

ngành nghề thuộc lĩnh vực STEM Đây là hoạt động theo sở thích, năng khiếu của học sinh

- Tổ chức hoạt động nghiên cứu khoa học, kĩ thuật

Giáo dục STEM có thể được triển khai thông qua hoạt động nghiên cứu khoa học

và tổ chức các cuộc thi sáng tạo khoa học kĩ thuật Hoạt động này không mang tính đại trà mà dành cho những học sinh có năng lực, sở thích và hứng thú với các hoạt động tìm tòi, khám phá khoa học, kĩ thuật giải quyết các vấn đề thực tiễn

1.2.2 Các quy trình dạy học theo định hướng giáo dục STEM

Để mang lại hiệu quả cao trong dạy học theo định hướng giáo dục STEM, chúng

ta có thể vận dụng một số quy trình dạy học sau:

- Quy trình 5E: Engage (Gắn kết), Explore (Khảo sát), Explain (Giải thích), Elaborate (Áp dụng cụ thể) và Evaluate (Đánh giá) Quy trình 5E dựa trên thuyết kiến tạo nhận thức của quá trình học, theo đó học sinh xây dựng các kiến thức mới dựa trên các kiến thức hoặc trải nghiệm đã biết trước đó Có thể sử dụng quy trình 5E trong toàn bộ chương trình, cho một chương hay một bài

- Quy trình tiếp cận nghiên cứu khoa học: gồm 6 bước: đặt câu hỏi nghiên cứu;

đề xuất giả thuyết; trải nghiệm; quan sát; phân tích; chia sẻ kết quả Quy trình này dựa trên các câu hỏi, giả thuyết khoa học làm nền tảng cho quá trình nhận thức của học sinh Quy trình này phù hợp với hình thức dạy học khoa học, nghiên cứu khoa học hay sinh hoạt câu lạc bộ

- Quy trình thiết kế kĩ thuật (EDP): được sử dụng như một phương tiện hợp lí, hiệu quả để chính thức hoá việc phát triển các bài học STEM Quy trình thiết kế kĩ thuật bao gồm các bước sau: xác định vấn đề; xác định giải pháp; lựa chọn giải pháp; thực hiện; đánh giá; chia sẻ Giáo viên có thể sử dụng EDP dựa trên các vấn đề và tìm giải pháp cho các vấn đề cần giải quyết

Nhìn chung, các quy trình trên đều có một số đặc điểm tương đồng với nhau Đầu tiên, học sinh được đặt trước các vấn đề thực tiễn xã hội cần giải quyết, học sinh thảo luận để hình thành các ý tưởng và đề xuất giải pháp để giải quyết các vấn đề đặt

ra Trên cơ sở các ý tưởng và giải pháp ban đầu, học sinh tiến hành thực nghiệm giải pháp và phân tích những yếu tố thành phần có liên quan, nhằm xây dựng giải pháp thực nghiệm tối ưu nhất Sau đó, các học sinh cùng đánh giá tính hiệu quả của giải pháp, cùng chia sẻ, phản biện để xây dựng một giải pháp hiệu quả hơn, từ đó xây dựng các ý tưởng cải tiến quy trình và sản phẩm đã đề ra Từ các hoạt động trên, nhiệm vụ giải quyết vấn đề của học sinh xem như hoàn thành, đồng thời xây dựng những vấn đề mới, có tính khái quát, mới mẻ và hiệu quả hơn

1.2.3 Tính ưu việt của giáo dục STEM

Việc đưa giáo dục STEM vào trường trung học mang lại nhiều ý nghĩa, phù hợp với định hướng đổi mới giáo dục phổ thông

- Rút ngắn khoảng cách giữa lý thuyết và thực tiễn: Học sinh vừa học được

kiến thức khoa học, vừa học được cách vận dụng kiến thức đó vào thực tiễn, xóa bỏ

ngăn cách giữa hàn lâm và thực tiễn, tạo ra những con người có năng lực làm việc

“tức thì”, có tính sáng tạo cao

- Rèn luyện kĩ năng cho giáo viên và học sinh: Kĩ năng quan sát; hợp tác, chia

sẻ, diễn giải, phản biện, giải quyết vấn đề kĩ năng thực hành…

- Nâng cao hứng thú học tập, tạo ra phong cách học tập tích cực, sáng tạo cho

người học: người học trở thành nhà sáng chế, nhà phát minh, hiểu được bản chất của

các sự kiện, hiện tượng, biết tìm tòi, mở rộng kiến thức, biết chế tạo, sửa chữa các sản phẩm theo nguyên lý đã học một cách khoa học và hữu dụng nhất

- Bồi dưỡng khả năng học tập và làm việc vượt trội cho học sinh: học sinh có

kiến thức khoa học tự nhiên và xã hội chắc chắn, biết sắp xếp công việc và học tập một cách khoa học, bình tĩnh giải quyết các tình huống bất ngờ xảy ra trong học tập, nghiên cứu và thực tiễn cuộc sống

- Ảnh hưởng tích cực đến việc hướng nghiệp, chọn nghề của học sinh: Qua

việc làm ra các sản phẩm, qua trải nghiệm thực tế, học sinh sẽ dần định hướng cho mình con đường tương lai và quyết tâm phấn đấu để đạt được ước mơ đó

- Kết nối trường học với cộng đồng, thúc đẩy công tác xã hội hóa giáo dục:

Giáo dục STEM không chỉ thực hiện trên lớp mà còn thực hiện ngoài giờ lên lớp như câu lạc bộ, trải nghiệm ở nhà máy, công xưởng… đem lại hiệu quả tích cực, học sinh chăm lo học tập, giáo viên đầu tư nhiều hơn trong giảng dạy nên được phụ huynh và các lực lượng xã hội đồng tình ủng hộ

1.3 Xuất phát từ nhận thức đúng đắn về việc phát huy năng lực sáng tạo của học sinh

1.3.1 Sáng tạo và năng lực sáng tạo

Sáng tạo là sự say mê nghiên cứu, tìm tòi, học hỏi để tạo ra những giá trị mới

về vật chất, tinh thần hoặc tìm ra cái mới, cách giải quyết mới có tính ứng dụng cao, năng suất cao, tiết kiệm nguyên vật liệu, tiền bạc, thân thiện với môi trường Sáng tạo không chỉ hướng tới mục tiêu tạo ra cái mới, mà còn phải mang tính hữu dụng, đem lại lợi ích cho con người, cho cộng đồng

Năng lực sáng tạo là khả năng tạo ra cái mới, hoặc giải quyết vấn đề một cách mới mẻ, có giá trị phục vụ đời sống con người Năng lực sáng tạo gắn viền với khả năng tư duy sáng tạo, động cơ sáng tạo, ý chí và nghị lực của cá nhân vì sự phát triển của cộng đồng, của xã hội

Năng lực sáng tạo được thể hiện ở khả năng quan sát, so sánh điểm giống nhau, khác nhau giữa các sự vật, hiện tượng, từ đó có sự tưởng tượng, hình dung ra những cấu trúc mới, thiết kế mới hữu ích, tiện lợi so với trước

Người có năng lực sáng tạo có khả năng phát hiện ra những điểm bất hợp lý của cuộc sống hoặc những hiện tượng mang tính quy luật trong tự nhiên và xã hội, từ đó đưa ra cách giải quyết đúng đắn nhằm thúc đẩy sự phát triển

Người có năng lực sáng tạo còn biết giải quyết vấn đề bằng nhiều giải pháp, cách thức khác nhau, có ý chí, nghị lực vượt qua mọi khó khăn, thách thức để vươn lên, không chấp nhận sự thất bại, sự tụt hậu

1.3.2 Dạy học các môn khoa học theo phương thức giáo dục STEM nhằm phát huy năng lực sáng tạo của học sinh

Từ quy trình dạy học theo định hướng giáo dục STEM đã nêu ở mục 1.2.2, tôi nhận thấy, giáo dục STEM có nhiều đặc điểm để phát triển năng lực sáng tạo cho học sinh

Mỗi bài học STEM trong chương trình giáo dục phổ thông đề cập đến một vấn

đề tương đối trọn vẹn, đòi hỏi học sinh phải học và sử dụng kiến thức thuộc các môn học trong chương trình để sử dụng vào giải quyết vấn đề đó

Tiến trình mỗi bài học STEM được thực hiện phỏng theo quy trình thiết kế kĩ thuật, được mô tả chi tiết qua sơ đồ sau:

Sơ đồ: Tiến trình bài học STEM

Việc "Nghiên cứu kiến thức nền" (background research) trong tiến trình dạy học mỗi bài học STEM chính là việc học để chiếm lĩnh nội dung kiến thức trong chương trình giáo dục phổ thông tương ứng với vấn đề cần giải quyết của bài học, trong đó học sinh là người chủ động nghiên cứu sách giáo khoa, tài liệu bổ trợ, tiến hành các thí nghiệm theo chương trình học (nếu có) dưới sự hướng dẫn của giáo viên; vận dụng kiến thức đã học để đề xuất, lựa chọn giải pháp giải quyết vấn đề; thực hành

Xác định vấn đề

Toán Lý Hóa Sinh

Nghiên cứu kiến thức nền

Tin CN

Đề xuất các giải pháp/bản thiết kế Lựa chọn giải pháp/bản thiết kế Chế tạo mô hình (nguyên mẫu) Thử nghiệm và đánh giá Chia sẻ và thảo luận Điều chỉnh thiết kế

thiết kế, chế tạo, thử nghiệm mẫu sản phẩm; chia sẻ, thảo luận, điều chỉnh thiết kế Thông qua quá trình học tập đó, học sinh được rèn luyện nhiều kĩ năng để phát triển phẩm chất, năng lực đặc biệt là năng lực sáng tạo

Tiến trình bài học STEM tuân theo quy trình kĩ thuật nêu trên nhưng các "bước" trong quy trình không được thực hiện một cách tuyến tính (hết bước nọ mới sang bước kia) mà có những bước được thực hiện song hành, tương hỗ lẫn nhau Cụ thể là việc "Nghiên cứu kiến thức nền" được thực hiện đồng thời với "Đề xuất giải pháp";

"Chế tạo mô hình" được thực hiện đồng thời với "Thử nghiệm và đánh giá", trong đó bước này vừa là mục tiêu vừa là điều kiện để thực hiện bước kia

1.3.3 Tiêu chí xây dựng bài học STEM nhằm phát huy năng lực sáng tạo của học sinh

- Tiêu chí 1: Chủ đề bài học STEM tập trung vào các vấn đề của thực tiễn

Trong các bài học STEM, học sinh được đặt vào các vấn đề thực tiễn xã hội, kinh

tế, môi trường và yêu cầu tìm các giải pháp

- Tiêu chí 2: Cấu trúc bài học STEM theo quy trình thiết kế kĩ thuật

Quy trình thiết kế kĩ thuật cung cấp một tiến trình linh hoạt đưa học sinh từ việc xác định một vấn đề – hoặc một yêu cầu thiết kế – đến sáng tạo và phát triển một giải pháp Theo quy trình này, học sinh thực hiện các bước theo sơ đồ đã trình bày ở mục 1.3.2, các nhóm học sinh thử nghiệm các ý tưởng dựa nghiên cứu của mình, sử dụng nhiều cách tiếp cận khác nhau, mắc sai lầm, chấp nhận và học từ sai lầm, thử lại; sự tập trung của học sinh là phát triển các giải pháp để giải quyết vấn đề đặt ra, nhờ đó học và vận dụng được kiến thức mới trong chương trình giáo dục

- Tiêu chí 3: Phương pháp dạy học bài học STEM đưa học sinh vào hoạt động

tìm tòi và khám phá, định hướng hành động, trải nghiệm và sản phẩm

Trong các bài học STEM, hoạt động học của học sinh được thực hiện theo hướng mở có "khuôn khổ" về các điều kiện mà học sinh được sử dụng Hoạt động học của học sinh là hoạt động được chuyển giao và hợp tác; các quyết định về giải pháp giải quyết vấn đề là của chính học sinh Học sinh thực hiện các hoạt động trao đổi thông tin để chia sẻ ý tưởng và tái thiết kế nguyên mẫu của mình nếu cần Học sinh tự điều chỉnh các ý tưởng của mình và thiết kế hoạt động tìm tòi, khám phá của bản thân

- Tiêu chí 4: Hình thức tổ chức bài học STEM lôi cuốn học sinh vào hoạt động

nhóm kiến tạo

Giúp học sinh làm việc trong một nhóm kiến tạo là một việc khó khăn, đòi hỏi tất

cả giáo viên STEM ở trường làm việc cùng nhau để áp dụng phương thức dạy học theo nhóm, sử dụng cùng một ngôn ngữ, tiến trình và yêu cầu về sản phẩm học tập

mà học sinh phải hoàn thành Làm việc nhóm trong thực hiện các hoạt động của bài học STEM là cơ sở phát triển năng lực giao tiếp và hợp tác cho học sinh

- Tiêu chí 5: Nội dung bài học STEM áp dụng chủ yếu từ nội dung khoa học và

toán mà học sinh đã và đang học

Trong các bài học STEM, giáo viên cần kết nối và tích hợp một cách có mục đích nội dung từ các chương trình Khoa học, Công nghệ, Tin học và Toán

Lập kế hoạch để hợp tác với các giáo viên Toán, Công nghệ, Tin học và Khoa học để các mục tiêu có thể tích hợp trong một bài học đã cho Từ đó, học sinh dần thấy rằng Khoa học, Công nghệ, Tin học và Toán không phải là các môn học độc lập,

mà chúng liên kết với nhau để giải quyết các vần đề

- Tiêu chí 6: Tiến trình bài học STEM tính đến có nhiều đáp án đúng và coi sự

thất bại như là một phần cần thiết trong học tập

Một câu hỏi nghiên cứu đặt ra, có thể đề xuất nhiều giả thuyết khoa học; một vấn

đề cần giải quyết, có thể đề xuất nhiều phương án và lựa chọn phương án tối ưu Trong các giả thuyết khoa học, chỉ có một giả thuyết đúng Ngược lại, các phương án giải quyết vấn đề đều khả thi, chỉ khác nhau ở mức độ tối ưu khi giải quyết vấn đề Tiêu chí này cho thấy vai trò quan trọng của năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo trong dạy học STEM

1.3.4 Tiêu chí đánh giá năng lực sáng tạo của học sinh trong dạy học STEM

Đánh giá năng lực sáng tạo của học sinh theo các mức độ tốt (rất rõ ràng), khá (rõ ràng), trung bình (không rõ ràng), yếu (không có) qua các tiêu chí sau:

- Tìm ra vấn đề mới, tình huống mới trong thực tiễn, đề xuất phương án giải quyết hợp lý, hiệu quả

- Thiết kế sơ đồ, bản vẽ thể hiện nguyên lý cấu tạo, nguyên lý hoạt động, vận hành, chỉ ra được tính mới, tính hiệu quả so với cái cũ

- Tìm ra giải pháp khảo sát, đo đạc mới, đảm bảo tính hiệu quả, chính xác, dễ thực hiện

- Tìm ra các thiết bị, vật liệu mới thay thế cho thiết bị, vật liệu cũ nhưng vẫn đảm bảo tính hiệu quả cao và tiết kiệm

- Đề xuất giải pháp thiết kế mới cho hệ thống kỹ thuật đã có, thay đổi một số chi tiết thiết kế nhằm tăng hiệu quả cho hệ thống kỹ thuật

- Lập được nhiều phương án giải quyết cho một vấn đề thực tiễn và mang lại kết quả tối ưu

Trong mỗi chủ đề, giáo viên có thể lựa chọn một số tiêu chí đánh giá năng lực sáng tạo của học sinh sao cho phù hợp với thực tiễn của chủ đề STEM, phù hợp với bối cảnh thực tế và năng lực của từng học sinh

1.3.5 Cách thu thập dữ liệu và đánh giá năng lực sáng tạo của học sinh khi dạy học theo định hướng giáo dục STEM

Năng lực học sinh thường chỉ được xác định ở một số thời điểm trong những hoạt động dạy học nhất định Bên cạnh đó, dạy học theo định hướng giáo dục STEM thường đòi hỏi quỹ thời gian khá dài, giáo viên khó có thể đánh giá một cách chính

xác năng lực của học sinh Do đó, để đánh giá một cách chính xác và cụ thể hơn năng lực sáng tạo của học sinh, tôi tiến hành thu thập dữ liệu và đánh giá qua một số công

cụ cần thiết như:

+ Hồ sơ học tập (sổ tay cá nhân, sổ tay hoạt động nhóm, các bài báo cáo): Sổ tay được thiết kế để học sinh ghi phân công nhiệm vụ trong nhóm, trình bày những nội dung đã chuẩn bị và báo cáo, các kiến thức, kĩ năng đã lựa chọn và đề xuất phương án giải quyết vấn đề mà cá nhân đề xuất và nhóm lựa chọn, trình bày các quy trình thực nghiệm của nhóm, đồng thời trình bày những vật liệu, kĩ thuật mà nhóm đã thực hiện và đề xuất các phương án cải tiến Thông qua hồ sơ học tập, giáo viên dễ dàng đánh giá được các mức độ tốt, khá, trung bình, yếu theo các tiêu chí đã đề ra

+ Bảng trả lời câu hỏi định hướng: bao gồm các câu hỏi định hướng để học sinh nghiên cứu các kiến thức nền và các câu hỏi định hướng thực hiện sản phẩm, thông qua các câu hỏi định hướng, học sinh có thể xác định được các kiến thức và kĩ năng trọng tâm, cần thiết cho chủ đề, từ đó, học sinh đề xuất được phương án tối ưu

+ Bảng quan sát của giáo viên (sổ tay, hình ảnh, video): Là dụng cụ giúp giáo viên có thể ghi lại những quan sát của mình trong hoạt động dạy học, từ đó có thể đánh giá được các biểu hiện của năng lực sáng tạo của học sinh

- Đội ngũ giáo viên có trình độ đạt chuẩn trở lên, đa số giáo viên có năng lực chuyên môn, mỗi trường đều có đội ngũ giáo viên cốt cán có trình độ cao, ham học hỏi, tìm tòi cái mới, tích cực đổi mới phương pháp dạy học

- STEM là phương pháp dạy - học gắn kiến thức khoa học với thực tiễn, học sinh ham thích thực hành, thí nghiệm, chế tạo sản phẩm ứng dụng trong cuộc sống… nên dạy học STEM gây tò mò, hứng thú cho học sinh trong học tập

- Dạy học STEM tạo ra cách học sáng tạo, tâm lý thoải mái cho học sinh, quan

hệ thầy – trò cũng gần gũi, thân thiện hơn

- Dạy học STEM được các nhà khoa học, các giáo sư, tiến sĩ trình bày ở nhiều bài viết trên mạng internet, việc tổ chức ngày hội STEM, tập huấn của các sở, các trường ít nhiều giúp giáo viên hiểu về STEM

2.1.2 Khó khăn

- Dạy học STEM cần phải có nhiều thời gian trong khi học sinh vẫn phải tập trung học đảm bảo chương trình chính thống, học thêm phục vụ thi cử, đánh giá cuối năm học

- Dạy học STEM kết hợp lý thuyết với thực hành, làm ra sản phẩm, việc thi cử hiện nay theo đề thi trắc nghiệm lý thuyết là chủ yếu nên chưa khuyến khích được giáo viên và học sinh

- Giáo viên, phụ huynh chưa hiểu thấu đáo về STEM, cho rằng STEM chỉ là lắp ráp, điều khiển robot tự động, không gắn với các môn học chính thống của học sinh nên chưa quan tâm đến phương pháp mới

- Giáo viên chưa được tập huấn nhiều về giáo dục STEM, việc soạn bài và dạy học trên lớp theo định hướng STEM còn gặp nhiều vướng mắc

- Dạy học STEM đòi hỏi tài chính, thời gian, công sức, chất xám lớn, trong khi

cơ sở vật chất và thiết bị dạy học ở các trường hiện nay còn khó khăn

2.2 Thực trạng dạy học STEM ở trường THPT những năm gần đây

Tháng 5 năm 2017, Thủ tướng Chính phủ ký Chỉ thị số 16 yêu cầu Bộ Giáo dục và Đào tạo triển khai giáo dục về Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật và Toán học (STEM) trong chương trình giáo dục phổ thông, tổ chức thí điểm tại một số trường phổ thông ngay từ năm học 2017 – 2018

Từ năm 2017 trở đi, được sự quan tâm của Đảng, Chính phủ, ngành và các tập đoàn, doanh nghiệp, các trường, trong đó có Đại học VinUni đã triển khai dự án

“chương trình STEM” cho giáo viên THPT góp phần thúc đẩy phong trào dạy học STEM ở trường phổ thông

Trong những năm qua, dạy học STEM thực tế chỉ mới được thực hiện ở một

số trường đại học tốp đầu trong nước và một số trường phổ thông chuyên, một số trường tiểu học và THCS tiếp cận STEM chủ yếu thông qua hình thức câu lạc bộ Ở các trường phổ thông đại trà, giáo dục STEM mới chỉ được nhà trường thử nghiệm qua một số chuyên đề dạy học trên lớp hoặc thành lập các câu lạc bộ

Tại Nghệ An ngày 23/11/2020 Sở Giáo dục và Đào tạo Nghệ An tổ chức hội thảo khoa học “Giáo dục STEM và triển khai chương trình giáo dục STEM trong các trường phổ thông” Đây là diễn đàn để các chuyên gia, cán bộ quản lí giáo dục, giáo viên, nhà đầu tư và các bên liên quan cùng trao đổi, thảo luận về việc triển khai chương trình giáo dục STEM trong bối cảnh hiện nay

Tại trường THPT Hà Huy Tập, thành phố Vinh, Tỉnh Nghệ An, từ năm 2015 –

2016, nhà trường đã đẩy mạnh việc triển khai dạy học liên môn; từ năm 2017 – 2018, nhà trường bắt đầu triển khai dạy học STEM ở một số môn tự nhiên như Toán, Lý, Hóa, nhất là Tin học; năm học 2018 – 2019 nhà trường có kế hoạch thành lập câu lạc

bộ STEM; đầu năm học 2019 – 2020, câu lạc bộ STEM Robotics Trường THPT Hà Huy Tập chính thức thành lập và hoạt động

Việc triển khai dạy học STEM đạt được một số kết quả, học sinh được tiếp cận bài học một cách trực quan sinh động, được khám phá, làm ra sản phẩm nên hứng thú, say mê học tập, nhất là chương trình robot giáo dục thu hút sự quan tâm của học sinh và phụ huynh

1.1 Xây dựng chủ đề STEM trong dạy và học môn Tin học

1.1.1 Tiêu chí và quy trình xây dựng chủ đề STEM trong dạy học môn Tin học

- Tiêu chí

+ Kiến thức trong chủ đề STEM phải đảm bảo tính chính xác, khoa học, phải

có mối quan hệ thống nhất với các liên môn như Toán, Lý, Hóa, Công nghệ… Đây chính là cơ sở lý thuyết để giải quyết những vấn đề trong thực tiễn

+ Chủ đề STEM luôn phải hướng tới thực tiễn, có thể vận dụng lý thuyết, kĩ năng lập trình… để sáng tạo ra sản phẩm có tính ứng dụng, mang đến lợi ích thực sự cho đời sống và sản xuất

+ Phương pháp và kĩ thuật dạy học phải hợp lý với từng mục của chủ đề nhằm hướng dẫn học sinh tích cực học tập qua đó rèn luyện kĩ năng tư duy sáng tạo và kĩ năng thực hành cho học sinh

- Quy trình

+ Bước 1, lựa chọn và đặt tên chủ đề STEM: căn cứ vào nội dung kiến thức

trong chương trình Tin học của từng khối lớp, vào mối quan hệ giữa các bài học và những vấn đề thực tiễn để lựa chọn, xây dựng những chủ đề STEM hợp lý Có thể xuất phát từ vấn đề thực tiễn, từ yêu cầu của cuộc sống để lựa chọn chủ đề hoặc khuyến khích học sinh tìm hiểu một số vấn đề thực tiễn có thể giải quyết được sau khi học xong lý thuyết trên lớp từ đó đặt tên cho chủ đề STEM

+ Bước 2, xác định mục tiêu của chủ đề STEM gồm kiến thức, kĩ năng, thái độ

đạt được của học sinh qua chủ đề, xác định rõ định hướng phát triển năng lực STEM trong các lĩnh vực Khoa học (S), Công Nghệ (T), Kĩ thuật (E), Toán học (M) Học sinh có thể vận dụng kiến thức của cả bốn lĩnh vực trên để xây dựng chủ đề STEM, hoặc ít nhất là vận dụng hai lĩnh vực để giải quyết vấn đề

+ Bước 3, xác định phương pháp và kĩ thuật dạy học có tính tích cực, sáng tạo

phù hợp từng chủ đề

+ Bước 4, xây dựng bộ câu hỏi định hướng, xác định tính thực tiễn, giá trị ứng

dụng vào đời sống và sản xuất của chủ đề, xác định rõ sản phẩm cần chế tạo

1.1.2 Xây dựng một số chủ đề STEM trong dạy và học môn Tin học

Sản phẩm tạo ra trong quá trình học tập chủ đề STEM được sử dụng từ bộ

công cụ học tập Robot giáo dục KCBot sử dụng board mạch Arduino được sử dụng phổ biến hiện nay và phần mềm lập trình Kidscode được phát triển dựa trên cơ sở

Scratch 2.0 giúp học sinh dễ dàng tiếp cận với việc học lập trình và sáng tạo cho

riêng mình các sản phẩm điện tử khác nhau

1.1.2.1 Một số chủ đề STEM thực hiện trong giờ học chính khóa

Năm học 2019 – 2020, 2020 – 2021 nhóm Tin đã xây dựng trong phân phối chương trình có 3 chủ đề dạy học theo định hướng STEM ở 3 khối lớp, giáo viên hướng dẫn học sinh học tập vào giờ chính khóa trên lớp, miễn sao không vượt số tiết quy định Cụ thể:

Chủ đề 1 Cấu trúc rẽ nhánh và đèn led cảm biến chuyển động

- Bồi dưỡng kĩ năng lập trình, kĩ năng hợp tác, trao đổi, óc tư duy sáng tạo… cho học sinh

+ Kiến thức Tin học về cấu trúc và câu lệnh rẽ nhánh

+ Kiến thức Vật lí về mạch điện một chiều, board mạch điện tử, cấu tạo

và cơ chế hoạt động, thông số kĩ thuật của đèn led, cảm biến chuyển động…

- Để lắp ráp đèn led tự động sáng, tắt cần sử dụng những thiết bị nào?

- Cơ chế hoạt động của cảm biến chuyển động SR505

- Sơ đồ kết nối các thiết bị điện trở, đèn led, cảm biến chuyển động với mạch điều khiển

- Sơ đồ thuật toán thể hiện hoạt động của đèn led bằng cảm biến chuyển động

- Cấu trúc và câu lệnh lập trình để điều khiển thiết bị hoạt động theo sơ

đồ thuật toán

Chủ đề 2 Cấu trúc lặp và hệ thống chuông báo tự động trong nhà trường

- Một số rủi ro có thể xảy ra như đánh trống sai giờ, chậm giờ, nhiều phòng học ở xa nghe không rõ…

- Việc lắp đặt hệ thống chuông báo giờ tự động trong nhà trường là yêu cầu cần thiết

chương trình chuông báo giờ tự động (giờ vào lớp, giờ ra chơi, giờ

chuyển tiết, giờ ra về)

- Bồi dưỡng kĩ năng lập trình, kĩ năng hợp tác, trao đổi, óc tư duy sáng tạo, rèn luyện tính kiên trì, nghiêm túc, không bỏ cuộc

- Nêu cơ chế hoạt động của chuông báo

- Thiết kế hình dạng, kích thước của hệ thống chuông báo giúp hệ thống hoạt động ổn định

- Các nguyên vật liệu và thiết bị sử dụng trong hệ thống chuông báo

- Thiết kế sơ đồ mạch điện hoạt động của hệ thống chuông báo

- Thiết kế sơ đồ thuật toán của hệ thống chuông báo

- Cấu trúc và câu lệnh lập trình để điều khiển hệ thống chuông báo

Chủ đề 3 Thiết kế biểu mẫu cho bài toán quản lí thư viện (lớp 12)

Mô tả

chủ đề

- Việc thiết kế các giao diện thuận tiện giao tiếp giữa người dùng và cơ

sở dữ liệu là một yêu cầu quan trọng trong các bài toán quản lí

- Học sinh được tiếp xúc với các bài toán quản lí ngay trong nhà trường giúp các em có định hướng đúng đắn trong việc chọn nghề trong tương

- Bồi dưỡng tính tự học, kĩ năng hợp tác, trao đổi, hoạt động nhóm, tư duy sáng tạo

Kiến thức

STEM

trong

chủ đề

- Khoa học (S): Kiến thức cơ bản về CSDL

- Công nghệ (T): Sử dụng hệ QT CSDL Access; thiết kế giao diện

- Kĩ thuật (E): Biết cách thiết kế các giao diện giữa người dùng và CSDL…

- Toán học (M): Các thao tác phép toán sử dụng trong thiết kế biểu mẫu, thực hiện phân tích và xử lí số liệu

Bộ câu

hỏi định

hướng

hoạt động

- Cách quản lí sách trong thư viện nhà trường

- Các hoạt động chính của thư viện

- Các đối tượng cần quản lí khi xây dựng CSDL quản lí sách

- Thiết kế các giao diện giao tiếp giữa người dùng và CSDL cho bài toán quản lí sách

1.1.2.2 Một số chủ đề STEM thực hiện trong câu lạc bộ STEM Robotics

Bên cạnh dạy học trên lớp, các chủ đề STEM thực hiện ngoài giờ lên lớp, trong đó có hình thức câu lạc bộ đem lại hiệu quả cao vì quỹ thời gian nhiều hơn, không gian rộng rãi hơn, không khí học tập thoải mái đem lại nhiều cảm hứng cho học sinh Sau đây là các chủ đề đã được xây dựng và hướng dẫn học sinh thực hiện tại câu lạc bộ STEM Robotics trường THPT Hà Huy Tập

Mô tả

chủ đề

- Trong thời đại công nghệ 4.0, có thể tạo ra xe tự hành di chuyển trên đường tránh được vật cản, tránh tai nạn, sử dụng nhiên liệu an toàn cho môi trường

- Việc tạo ra robot xe tự hành thông minh thỏa mãn tính tò mò, sáng tạo, ham hiểu biết của học sinh, giúp học sinh lĩnh hội kiến thức lập trình đơn giản, tính vận tốc, lực ma sát, chuyển động của động cơ

Mục tiêu

chủ đề

- Củng cố kiến thức Tin đã học như thuật toán, cấu trúc rẽ nhánh, cấu trúc lặp để xử lí các tình huống của xe thông minh như đi đúng đường, tránh được vật cản…

- Nắm kiến thức Vật Lí về dòng điện một chiều, vận tốc, thời gian, lực

ma sát, động cơ, kết nối mạch điện, điều khiển tự động, còi chíp, đèn led, cảm biến siêu âm, cảm biến hồng ngoại

- Tính khoảng cách từ xe đến vật cản, vận tốc xe, giá trị trung bình của mắt đọc dò đường

- Rèn luyện kĩ năng làm việc nhóm, xử lí tình huống, phản biện và tư duy sáng tạo, thái độ học tập nghiêm túc, tích cực

- Công nghệ (T): Phần mềm lập trình Kidscode và điều khiển tự động

- Kĩ thuật (E): Cách sử dụng thiết bị cơ điện và thiết kế sơ đồ mạch điện,

lắp ráp và vận hành xe thông minh tham gia giao thông

- Toán học (M): Tính toán các lực cơ học, vận tốc, khoảng cách tới vật cản, giá trị dò đường cho cảm biến hồng ngoại , phân tích và xử lí số liệu

- Em hiểu thế nào là xe thông minh?

- Muốn xe tự động xử lý khi gặp vật cản, cần sử dụng biện pháp gì?

- Nêu nguyên tắc cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của xe tự hành

- Xe tự hành có thể thực hiện những tình huống cụ thể nào khi di chuyển?

- Sơ đồ thuật toán hoạt động xe thông minh tham gia giao thông

- Cấu trúc lập trình và câu lệnh được sử dụng để lập trình điều khiển xe

thông minh trong phần mềm lập trình Kidscode

Mô tả

chủ đề

- Trong những buổi sinh hoạt tập trung dưới sân trường, tham quan học

tập khi thời tiết nóng bức, khi đi tàu xe nếu có quạt mini tự động cầm tay hết sức tiện lợi

- Trên thị trường hiện nay có nhiều loại quạt sạc mini cầm tay hay để bàn thuận lợi cho học sinh quạt mát khi đi học, đi chơi

- Với những kiến thức Tin học, Vật lý, Công nghệ, Kĩ thuật, Toán, học sinh có thể sáng chế quạt mini tự động bằng vật liệu tái chế với kích

thước nhỏ gọn theo mẫu mã riêng

- Hình thành và phát triển năng lực tư duy phản biện, làm việc nhóm, giải quyết vấn đề, giao tiếp và hợp tác, năng lực sáng tạo, khả năng áp

dụng thực tế, thái độ học tập nghiêm túc, kiên trì

- Công nghệ (T): Sử dụng động cơ điện 1 chiều, cánh quạt, phần mềm lập trình Kidscode và điều khiển tự động

- Kĩ thuật (E): Bản vẽ và quy trình lắp ráp quạt điện mini, động cơ điện, thiết kế cánh quạt

- Toán học (M): đo đạc kích thước cánh quạt, chiều cao, tính toán kích thước các bộ phận đảm bảo sự cân đối khi quạt vận hành

Bộ câu

hỏi định

hướng

- Nhu cầu cần thiết khi hoạt động ngoài trời nắng của học sinh

- Nêu các thiết bị cần thiết để lắp ráp quạt điện mini

- Hãy thiết kế bản vẽ mạch điều khiển quạt điệt mini

hoạt động - Cánh quạt mini thiết kế như thế nào để tạo nhiều gió nhất

- Cấu trúc lập trình và câu lệnh để lập trình hoạt động quạt mini trong phần mềm lập trình Kidscode

- Vận hành, thử nghiệm, thay đổi thiết kế quạt điện mini

Chủ đề 3 Hệ thống cảm biến thu thập dữ liệu nước sinh hoạt

Mô tả

chủ đề

- Vấn đề ô nhiễm môi trường đã và đang ảnh hưởng trực tiếp tới đời sống, sức khỏe người dân tại nhiều địa phương trên cả nước, trong đó có

ô nhiễm môi trường nước

- Việc thu thập mẫu nước sinh hoạt để kịp thời xử lý tình trạng ô nhiễm nguồn nước là yêu cầu thực tế hiện nay

- Thiết kế hệ thống cảm biến thu thập dữ liệu nước sinh hoạt góp phần

giải quyết yêu cầu trên, giúp học sinh hiểu về cảm biến TDS dùng đo chỉ

số chất lượng nước và phương thức thu thập dữ liệu, sử dụng kết nối IoT

- Chủ đề hướng đến việc phát triển năng lực khoa học, năng lực sáng tạo, tư duy phản biện, hoạt động nhóm, đồng thời thông qua đó, học sinh

sẽ có thể sử dụng các cảm biến khác để tự thiết lập các dự án nghiên cứu

về môi trường

Mục tiêu

chủ đề

- Học sinh nắm vững kiến thức Tin lập trình cơ bản

- Nắm kiến thức Vật lí về độ dẫn điện của nước và ảnh hưởng của các chất hòa tan lên độ dẫn điện của nước, cấu tạo cơ chế hoạt động của cảm biến TDS…

- Hiểu được các chất điện li trong nước trong môn Hóa học

- Rèn luyện kĩ năng làm việc nhóm, xử lý tình huống, phản biện và tư duy sáng tạo, rèn luyện thái độ học tập tích cực, nghiêm túc, khám phá cái mới

- Công nghệ (T): Sử dụng phần mềm lập trình Kidscode và điều khiển tự động, quy trình đo chỉ số TDS sử dụng cảm biến TDS, ứng dụng kết nối IoT lên Thingspeak

- Kĩ thuật (E): Cách thức bố trí, sử dụng thiết bị cảm biến TDS, thiết kế

sơ đồ mạch điện, lắp ráp và vận hành hệ thống cảm biến thu thập dữ liệu nước sinh hoạt, gửi dữ liệu lên Thingspeak qua kết nối IoT

- Toán học (M): Thu thập các dữ liệu thu thập được từ các nguồn nước khác nhau, phân tích và xử lí số liệu

- So sánh dữ liệu thu thập được từ các nguồn nước khác nhau

1.2 Tổ chức dạy học trên lớp theo phương thức giáo dục STEM

1.2.1 Định hướng thiết kế giáo án

- Mô tả chủ đề bài học

- Kiến thức STEM trong chủ đề

- Mục tiêu chủ đề: Đảm bảo chuẩn kiến thức và kĩ năng theo chương trình hiện

hành trên quan điểm phát triển năng lực học sinh

- Chuẩn bị của giáo viên và học sinh:

+ Giáo viên chuẩn bị sách giáo khoa, bài tập, máy tính, máy chiếu, bảng phụ, thiết bị, đồ dùng dạy học phù hợp, chuẩn bị bộ câu hỏi và bài tập định hướng, cấu trúc sản phẩm cần làm

+ Học sinh vệ sinh và sắp xếp bàn ghế trong phòng học hợp lý, hoàn thành nhiệm vụ được giáo viên giao từ trước như thiết kế, lắp ráp sản phẩm, chuẩn bị báo cáo, cử người thuyết trình, vận hành sản phẩm

- Tổ chức các hoạt động dạy học trên lớp qua 5 hoạt động:

+ Hoạt động 1: Xác định vấn đề

Nhiệm vụ: Giáo viên giao cho học sinh nhiệm vụ học tập chứa đựng vấn đề, học sinh phải hoàn thành một sản phẩm có tiêu chí cụ thể cụ thể với điều kiện sử dụng kiến thức mới trong bài để đề xuất, xây dựng giải pháp và thiết kế nguyên mẫu sản phẩm Tiêu chí của sản phẩm rất quan trọng, đó chính là "tính mới" buộc học sinh phải nắm vững kiến thức mới có thể thực hiện được

Mục đích: Xác định tiêu chí sản phẩm; phát hiện vấn đề/nhu cầu

Nội dung: Tìm hiểu và đánh giá về hiện tượng, sản phẩm, công nghệ

Dự kiến sản phẩm hoạt động của học sinh: Các mức độ hoàn thành nội dung (bài ghi chép thông tin về hiện tượng, sản phẩm, công nghệ; đánh giá, đặt câu hỏi về hiện tượng, sản phẩm, công nghệ)

Cách thức tổ chức hoạt động: Giáo viên giao nhiệm vụ (nội dung, phương tiện, cách thực hiện, yêu cầu sản phẩm phải hoàn thành); học sinh thực hiện nhiệm vụ (qua thực tế, tài liệu, video; cá nhân hoặc nhóm); báo cáo, thảo luận (thời gian, địa điểm, cách thức); phát hiện/phát biểu vấn đề (giáo viên hỗ trợ)

+ Hoạt động 2: Nghiên cứu kiến thức nền và đề xuất giải pháp

Nhiệm vụ: Học sinh cần thể hiện thái độ học tập tích cực, tự lực dưới sự hướng dẫn của giáo viên Học sinh tự tìm tòi, chiếm lĩnh kiến thức để đề xuất, thiết kế sản phẩm Khi học sinh hoàn thành bản thiết kế đồng thời học sinh cũng đã nắm được kiến thức mới theo chương trình môn học tương ứng

Mục đích: Hình thành kiến thức mới và đề xuất giải pháp

Nội dung: Nghiên cứu nội dung sách giáo khoa, tài liệu, thí nghiệm để tiếp nhận, hình thành kiến thức mới và đề xuất giải pháp/thiết kế

Dự kiến sản phẩm hoạt động của học sinh: Các mức độ hoàn thành nội dung (Xác định và ghi được thông tin, dữ liệu, kiến thức mới, giải pháp/thiết kế)

Cách thức tổ chức hoạt động: Giáo viên giao nhiệm vụ (nêu rõ yêu cầu đọc/nghe/nhìn/làm để xác định và ghi được thông tin, dữ liệu, giải thích, kiến thức mới); học sinh nghiên cứu sách giáo khoa, tài liệu, làm thí nghiệm (cá nhân, nhóm); báo cáo, thảo luận; giáo viên điều hành, “chốt” kiến thức mới và hỗ trợ HS đề xuất giải pháp/thiết kế mẫu thử nghiệm

+ Hoạt động 3: Lựa chọn giải pháp

Nhiệm vụ: Học sinh được tổ chức để trình bày, giải thích và bảo vệ bản thiết kế kèm theo thuyết minh (sử dụng kiến thức mới học và kiến thức đã có) Dưới sự trao đổi, góp ý của các bạn và giáo viên, học sinh tiếp tục hoàn thiện bản thiết kế trước khi tiến hành chế tạo, thử nghiệm

Mục đích: Lựa chọn giải pháp/bản thiết kế

Nội dung: Trình bày, giải thích, bảo vệ giải pháp/thiết kế để lựa chọn và hoàn thiện

Dự kiến sản phẩm hoạt động của học sinh: Giải pháp/bản thiết kế được lựa chọn/hoàn thiện

Cách thức tổ chức hoạt động: Giáo viên giao nhiệm vụ (nêu rõ yêu cầu HS trình bày, báo cáo, giải thích, bảo vệ giải pháp/thiết kế); học sinh báo cáo, thảo luận; giáo viên điều hành, nhận xét, đánh giá và hỗ trợ HS lựa chọn giải pháp/thiết kế mẫu thử nghiệm

+ Hoạt động 4: Chế tạo mẫu, thử nghiệm và đánh giá

Nhiệm vụ: Học sinh tiến hành chế tạo mẫu theo bản thiết kế đã hoàn thiện sau bước 3, trong quá trình chế tạo phải đồng thời tiến hành thử nghiệm và đánh giá Trong quá trình này, học sinh cũng có thể phải điều chỉnh thiết kế ban đầu để bảo đảm mẫu chế tạo là khả thi

Mục đích: Chế tạo và thử nghiệm mẫu thiết kế

Nội dung: Lựa chọn dụng cụ/thiết bị thí nghiệm, chế tạo mẫu theo thiết kế, thử nghiệm và điều chỉnh

Dự kiến sản phẩm hoạt động của học sinh: Dụng cụ/thiết bị/mô hình/đồ vật… đã chế tạo và thử nghiệm, đánh giá

Cách thức tổ chức hoạt động: Giáo viên giao nhiệm vụ (lựa chọn dụng cụ/thiết bị

thí nghiệm để chế tạp, lắp ráp…); học sinh thực hành chế tạo, lắp ráp và thử nghiệm; giáo viên hỗ trợ học sinh trong quá trình thực hiện

+ Hoạt động 5: Chia sẻ, thảo luận, điều chỉnh

Nhiệm vụ: Học sinh trình bày sản phẩm học tập đã hoàn thành, trao đổi, thảo luận, đánh giá để tiếp tục điều chỉnh và hoàn thiện sản phẩm

Mục đích: Trình bày, chia sẻ, đánh giá sản phẩm nghiên cứu

Nội dung: Trình bày và thảo luận

Dự kiến sản phẩm hoạt động của học sinh: Dụng cụ/thiết bị/mô hình/đồ vật đã chế tạo được và bản báo cáo

Cách thức tổ chức hoạt động: Giáo viên giao nhiệm vụ (mô tả rõ yêu cầu và sản phẩm trình bày); học sinh báo cáo, thảo luận (bài báo cáo, trình chiếu, video, dung cụ/thiết bị/mô hình/đồ vật đã chế tạo…) theo các hình thức phù hợp (trưng bày, triển lãm, sân khấu hóa); giáo viên đánh giá, kết luận, cho điểm và định hướng tiếp tục hoàn thiện

1.2.2 Giáo án minh họa

Chủ đề: Cấu trúc lặp và hệ thống chuông báo tự động trong nhà trường

(Chương trình Tin học 11 – THPT)

I Mô tả chủ đề

Tiếng trống trường báo giờ học là âm thanh quen thuộc mang nhiều kỉ niệm của tuổi học trò Tuy nhiên, việc báo giờ bằng tiếng trống cần con người trực tiếp thực hiện, phụ thuộc vào ý thức, trách nhiệm của con người, một số rủi ro có thể xảy

ra như đánh trống sai giờ, chậm giờ, nhiều phòng học ở xa nghe không rõ…

Trong thời đại công nghệ 4.0, việc lắp đặt hệ thống chuông báo giờ học tự động trong nhà trường là việc cần làm nhằm đảm bảo giờ giấc, giảm được nhân lực, xây dựng nề nếp, tác phong làm việc chính xác, linh hoạt

Học sinh tìm hiểu và vận dụng kiến thức về câu lệnh lặp (Bài 10 – Tin học 11)

để thiết kế và chế tạo hệ thống chuông báo tự động trong nhà trường với những tiêu

chí cụ thể Sau khi hoàn thành, học sinh sẽ được thử nghiệm vận hành mô hình và tiến hành đánh giá chất lượng sản phẩm

II Kiến thức STEM trong chủ đề

- Khoa học (S): Kiến thức Tin học về cấu trúc lặp; kiến thức Vật Lí về cơ học

và điện để tìm hiểu mạch điện một chiều, cấu tạo, cơ chế hoạt động, thông số kĩ thuật của một số thiết bị như còi chíp, điện trở, mạch điều khiển

- Công nghệ (T): Sử dụng mạch điều khiển KCBot, phần mềm lập trình Kidscode

- Kĩ thuật (E): Cách sử dụng các thiết bị cơ điện, cơ chế điều khiển tự động của chuông báo, quy trình lắp ráp và vận hành bộ chuông báo tự động

- Toán học (M): Tính toán thiết lập chế độ hoạt động của chuông báo, phân tích và xử lí số liệu

III Mục tiêu chủ đề

1 Kiến thức

- Học sinh hiểu nhu cầu của cấu trúc lặp trong biểu diễn thuật toán; hiểu được

2 dạng lặp (lặp với số lần biết trước và lặp với số lần chưa biết trước); nắm vững ý nghĩa và cú pháp của câu lệnh lặp ở cả 2 dạng; hiểu cách sử dụng câu lệnh lặp cả 2 dạng trong lập trình C++

- Học sinh sử dụng cấu trúc lặp trong mô tả thuật toán của một số bài toán đơn giản; viết được đúng cú pháp câu lệnh lặp và áp dụng để thể hiện thuật toán của một

số bài toán đơn giản bằng ngôn ngữ lập trình C++

- Học sinh vận dụng được các kiến thức về lĩnh vực cơ học và điện học để tìm hiểu cấu tạo, cơ chế hoạt động, cơ chế điều khiển tự động của một số thiết bị quen thuộc như còi chíp, điện trở, board test, dây nối

- Học sinh tìm hiểu bo mạch điều khiển KCBot, phần mềm lập trình Kidscode

để thiết lập chế độ hoạt động tự động của hệ thống chuông báo

- Học sinh vận dụng được các kiến thức về câu lệnh lặp để chế tạo hệ thống chuông báo tự động trong nhà trường theo yêu cầu, tiêu chí cụ thể

- Học sinh vận dụng kiến thức lập trình về cấu trúc lặp để chỉ dẫn máy tính giải quyết các vấn đề thực tế tương tự một cách sáng tạo

2 Kĩ năng

- Tính toán, vẽ được bản thiết kế đảm bảo các tiêu chí đề ra

- Lập kế hoạch cá nhân/nhóm chế tạo và thử nghiệm dựa trên bản thiết kế

- Rèn luyện kĩ năng lập trình, thực hành lắp ráp và vận hành sản phẩm

- Rèn luyện kĩ năng hoạt động nhóm, tự nhận xét, đánh giá được quá trình làm

việc cá nhân và nhóm, kĩ năng phân tích, diễn giải, phản biện, kĩ năng giải quyết những tình huống xuất hiện trong quá trình học tập và thiết kế sản phẩm

- Rèn luyện cho học sinh các năng lực tư duy phản biện, giải quyết vấn đề, sự sáng tạo, giao tiếp và hợp tác, trình bày, bảo vệ được bản thiết kế và sản phẩm của mình, phản biện được các ý kiến thảo luận, tích hợp công nghệ và áp dụng thực tế

3 Thái độ

- Giúp học sinh yêu thích lập trình, say mê học tập, khám phá cái mới, tìm tòi

và vận dụng các kiến thức đã học giải quyết nhiệm vụ được giao

- Rèn luyện thái độ học tập nghiêm túc, chủ động, tích cực hoạt động học tập của học sinh, xây dựng tinh thần trách nhiệm, đoàn kết, hỗ trợ nhau học tập

- Có ý thức tuân thủ các tiêu chuẩn kĩ thuật và giữ gìn vệ sinh chung khi thực nghiệm tạo ra sản phẩm

4 Định hướng phát triển năng lực

- Năng lực chung: Giải quyết vấn đề, hợp tác, sáng tạo

- Tìm hiểu khoa học, cụ thể về các ứng dụng của câu lệnh lặp

- Thiết kế và chế tạo hệ thống chuông báo tự động một cách sáng tạo

- Thống nhất bản thiết kế và phân công thành viên của nhóm thực hiện

- Tự nghiên cứu kiến thức, lên kế hoạch thiết kế, chế tạo, thử nghiệm và đánh giá, vận dụng các kiến thức đã học vào cuộc sống

IV Chuẩn bị

Giáo viên: Chuẩn bị máy tính, máy chiếu, bài giảng, tài liệu bài cấu trúc lặp, tài

liệu bài điều khiển còi chíp Máy tính có cài đặt sẵn phần mềm CodeBlocks và phần mềm lập trình Kidscode Chuẩn bị các thiết bị và nguyên vật liệu như mẫu bản kế hoạch, mạch KcBot, còi chíp, pin, điện trở, board test, dây cáp kết nối, giấy A0, kéo, thước, bút, băng dính, keo…

Học sinh: Chuẩn bị vở ghi chép, sách giáo khoa Tin học lớp 11, tài liệu bài

cấu trúc lặp, mỗi nhóm một máy tính xách tay (4 nhóm) có cài đặt sẵn phần mềm CodeBlocks và phần mềm lập trình Kidscode Chuẩn bị các nguyên vật liệu như giấy

A0, giấy bìa cứng, tấm nhựa, thanh gỗ, tấm tôn, kéo, thước, bút, băng dính, keo

dán…

V Tổ chức hoạt động dạy học

Hoạt động 1 Xác định yêu cầu thiết kế và chế tạo hệ thống

chuông báo tự động trong nhà trường

(1 tiết – tại lớp)

a Mục đích của hoạt động

- Học sinh nắm vững yêu cầu "Thiết kế và chế tạo hệ thống chuông báo tự

động trong nhà trường” bằng còi chíp do giáo viên cung cấp theo các tiêu chí: Hệ

thống chạy ổn định và đảm bảo hoạt động đúng nguyên lý

- Học sinh tìm hiểu cấu trúc, hoạt động của chuông báo, tìm hiểu các nguyên

vật liệu, dụng cụ để chế tạo ra sản phẩm hệ thống chuông báo tự động

- Học sinh thảo luận đề xuất cách thức thiết kế mô hình chuông báo tự động và cách thức hoạt động của chuông báo trong nhà trường

b Nội dung hoạt động

- Học sinh tìm hiểu một số hoạt động của chuông báo trong thực tế để xác định kiến thức về lệnh lặp được ứng dụng trong hệ thống chuông báo tự động

- Xác định nhiệm vụ chế tạo hệ thống chuông báo tự động bằng mạch KCBot

và còi chíp với các tiêu chí:

+ Hệ thống chuông báo tự động trong nhà trường hoạt động như sau: chuông kêu trong 30 giây, dừng lại 45 phút, chuông kêu 30 giây, dừng 5 phút, quá trình này lặp đi lặp lại 5 lần trong một ngày, cuối cùng là chuông kêu 1 phút

+ Hệ thống có tính ổn định cao khi hoạt động ngoài trời

+ Công suất thấp không tốn điện nhiều, dễ dàng lắp đặt

+ Có biện pháp giảm sai số khi hệ thống sử dụng pin để hoạt động

c Dự kiến sản phẩm học tập của học sinh

- Mô tả và giải thích được một cách định tính về nguyên lí hoạt động của hệ thống chuông báo tự động

- Xác định được kiến thức cần sử dụng để thiết kế, chế tạo hệ thống chuông báo tự động theo các tiêu chí đã cho

d Cách thức tổ chức hoạt động

- Giáo viên giao cho học sinh tìm hiểu về hệ thống chuông báo tự động (mô tả, xem hình ảnh, video…) với yêu cầu: mô tả đặc điểm, hình dạng của hệ thống chuông báo; giải thích hoạt động của chuông báo trong hoạt động của trường học (chuông báo đầu giờ vào học, báo hết tiết học đến giờ ra chơi, báo vào tiết học tiếp theo,… quá trình này lặp đi lặp lại)

- Các nhóm tìm hiểu, thảo luận hoạt động của chuông báo trong trường học Học sinh trao đổi với bạn (nhóm đôi hoặc 4 học sinh), ghi lời mô tả và giải thích vào

vở cá nhân

- Giáo viên xác nhận kiến thức cần sử dụng là câu lệnh lặp và giao nhiệm vụ cho học sinh tìm hiểu sách giáo khoa để giải thích thông qua việc thiết kế, chế tạo hệ thống chuông báo với các tiêu chí đã cho

- Để chuẩn bị cho buổi học tại nhà của các nhóm, giáo viên đưa ra bộ câu hỏi định hướng gợi ý cho học sinh:

+ Nêu cơ chế hoạt động của chuông báo

+ Trình bày thiết kế hình dạng, kích thước của hệ thống chuông báo giúp hệ thống hoạt động ổn định

+ Các nguyên vật liệu và thiết bị sử dụng trong hệ thống chuông báo

+ Thiết kế sơ đồ mạch điện hoạt động của hệ thống chuông báo

+ Thiết kế sơ đồ thuật toán của hệ thống chuông báo

+ Cấu trúc và câu lệnh để lập trình điều khiển hệ thống chuông báo tự động

Các nhóm học sinh thảo luận mô tả và giải thích

nguyên lí hoạt động của hệ thống chuông báo

Nhóm học sinh nêu và giải thích hoạt động của

Hoạt động 2 Tìm hiểu kiến thức trọng tâm và xây dựng bản thiết kế chuông báo tự động trong nhà trường

(ở nhà)

a Mục đích của hoạt động

- Học sinh hình thành kiến thức mới về cấu trúc lặp

- Học sinh tìm hiểu các kiến thức về cấu tạo, cơ chế hoạt động của mạch điều khiển KCBot, còi chíp, điện trở, board test, dây nối, cách kết nối các thiết bị trên mạch KCBot

- Học sinh tìm hiểu phần mềm lập trình Kidscode

- Học sinh đề xuất giải pháp và xây dựng bản thiết kế chuông báo tự động

b Nội dung hoạt động

- Học sinh nghiên cứu sách giáo khoa và tài liệu tham khảo về các kiến thức trọng tâm sau:

+ Bài 10 – Cấu trúc lặp (Tin học 11)

+ Bài điều khiển còi chíp và phần mềm lập trình Kidscode (do giáo viên cung cấp và tìm hiểu thêm trên mạng intenet)

- Học sinh thảo luận nhóm chuẩn bị cho buổi trình bày trước lớp bằng hình thức thuyết trình, poster, powerpoint các nội dung kiến thức dựa trên bộ câu hỏi định hướng:

+ Lặp, cấu trúc lặp, các dạng lặp, cú pháp câu lệnh lặp;

+ Khối câu lệnh lặp sử dụng trong phần mềm lập trình Kidscode;

+ Đề xuất giải pháp và xây dựng bản thiết kế chuông báo tự động;

+ Các nguyên vật liệu và thiết bị sử dụng trong hệ thống chuông báo;

+ Cấu tạo, cơ chế hoạt động của mạch điều khiển KCBot, còi chíp, điện trở, board test, dây nối,…

+ Sơ đồ mạch điện và cách kết nối các thiết bị trên mạch KCBot;

+ Sơ đồ thuật toán và cấu trúc lập trình thể hiện hoạt động của hệ thống chuông báo;

- Các nhóm hoàn thành bản thiết kế và nộp cho giáo viên:

+ Bản thiết kế chi tiết có kèm hình ảnh, mô tả rõ kích thước, hình dạng và các nguyên vật liệu sử dụng…

+ Có nội dung trình bày, giải thích và phương án bảo vệ bản thiết kế

c Dự kiến sản phẩm của học sinh

- Học sinh xác định và ghi được thông tin, kiến thức về cấu trúc lặp

- Học sinh nắm được khối câu lệnh lặp sử dụng trong phần mềm lập trình Kidscode

- Các nhóm hoàn thành nội dung dựa theo bộ câu hỏi định hướng đã chuẩn bị báo cáo trước lớp bằng hình thức thuyết trình, poster, powerpoint…

- Học sinh đề xuất và xây dựng được bản thiết kế hệ thống chuông báo đảm bảo các tiêu chí

d Cách thức tổ chức hoạt động

- Các nhóm phân công nhiệm vụ cho từng thành viên trong nhóm

- Các nhóm học sinh thực hiện tại nhà các nội dung giáo viên gợi ý trong hoạt động 1

+ Tự đọc và nghiên cứu sách giáo khoa, tài liệu tham khảo, Internet…

+ Tìm hiểu, thảo luận và chia sẻ nội dung kiến thức nền trọng tâm

+ Đề xuất và thảo luận các ý tưởng ban đầu, thống nhất phương án thiết kế + Xây dựng và hoàn thiện bản thiết kế

+ Lựa chọn hình thức và chuẩn bị nội dung báo cáo

- Giáo viên hỗ trợ học sinh khi cần thiết

Học sinh họp nhóm tại nhà tìm hiểu kiến thức cấu trúc lặp, các kiến thức điều khiển còi chíp, phần mềm lập trình Kidcode, xây dựng bản thiết kế hệ thống chuông báo tự động

Hoạt động 3 Trình bày bản thiết kế hệ thống còi báo trong nhà trường

(1 tiết – tại lớp)

Các nhóm học sinh hoàn thiện bản thiết kế hệ thống chuông báo tự động

b Nội dung hoạt động

- Các nhóm học sinh trình bày nội dung đã chuẩn bị ở nhà bằng hình thức

thuyết trình, poster, powerpoint…

- Các nhóm đề xuất giải pháp và xây dựng bản thiết kế chuông báo tự động, trình bày, giải thích, bảo vệ bản thiết kế theo các tiêu chí đề ra

- Thảo luận, đặt câu hỏi và phản biện các ý kiến về bản thiết kế, ghi lại các nhận xét, góp ý, tiếp thu và điều chỉnh bản thiết kế nếu cần

- Các nhóm phân công công việc, lên kế hoạch chế tạo và thử nghiệm sản phẩm hệ thống chuông báo tự động

c Dự kiến sản phẩm của học sinh

Bản thiết kế hệ thống chuông báo tự động sau khi được điều chỉnh và hoàn thiện

d Cách thức tổ chức hoạt động

- Giáo viên đưa ra yêu cầu về nội dung cần trình bày, thời lượng báo cáo, cách thức trình bày bản thiết kế

- Các nhóm học sinh cử đại diện báo cáo, sau đó thảo luận, góp ý

- Giáo viên điều hành, nhận xét, góp ý và hỗ trợ học sinh

Nhóm học sinh trình bày kiến thức cấu trúc lặp Nhóm học sinh trình bày cấu trúc câu lệnh

lặp trên phần mềm Kidscode

Các nhóm học sinh trình bày cấu tạo, cơ chế hoạt động của mạch điều khiển KCBot, còi chíp;…

cách kết nối các thiết bị trên mạch KCBot

Nhóm học sinh trình bày hoạt động của hệ thống chuông báo tự động

Nhóm học sinh trình bày sơ đồ mạch điện của

hệ thống chuông báo.

Nhóm học sinh trình bày thiết kế và tiêu chí hoạt động của hệ thống chuông báo

Các nhóm trao đổi, thảo luận, phản biện về bản thiết kế chuông báo

Hoạt động 4 Chế tạo và thử nghiệm hoạt động của hệ thống