Đang tải... (xem toàn văn)
1. Tên chủ đề: THIẾT KẾ MẠCH ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN ĐƠN GIẢN Chủ đề: “Thiết kế mạch điện tử điều khiển đơn giản” được biên soạn với ý tưởng sẽ sử dụng phương pháp dạy học tích cực theo định hướng phát triển năng lực học sinh (HS). HS vận dụng lí thuyết để áp dụng ngay vào các bài thực hành có ứng dụng rộng rãi trong đời sống hiện nay, giúp học sinh làm quen với cách thức nghiên cứu KHKT, đồng thời khơi dậy niềm đam mê kỹ thuật điện tử ở các em HS nhằm góp phần tạo ra nguồn nhân lực chất lượng cao phục vụ cho cuộc cách mạng công nghiệp 4.0 đang diễn ra hiện nay. Xu thế chung hiện nay trong sản xuất là không ngừng nâng cao năng suất và chất lượng sản phẩm, muốn vậy phải nâng cao mức độ tự động hóa của các máy móc, thiết bị. Hiện nay, những loại máy móc như thế đòi hỏi độ chính xác cao, tác động nhanh…Để đáp ứng được yêu cầu về tự động hóa cần có các mạch điện tử điều khiển. Do đó việc thiết kế các mạch điện tử điều khiển là hết sức thiết thực và đem lại hiệu quả kinh tế cao. Trong chủ đề này, HS sẽ thực hiện dự án thiết kế và chế tạo được 1 mạch điện tử điều khiển đơn giản… Theo đó HS sẽ phải tìm hiểu và ôn lại các kiến thức: Cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của các linh kiện như điốt, điện trở, tụ điện, quang trở, triac… Vẽ sơ đồ nguyên lí và sơ đồ lắp ráp mạch điện tử điều khiển đơn giản. Chương 3: Một số mạch điện tử điều khiển đơn giản (Công nghệ 12) Quy trình thiết kế một sản phẩm kĩ thuật (Các giai đoạn thiết kế Công nghệ 11) Chương dòng điện không đổi (Vật lí 11): Định luật ôm đối với toàn mạch, công suất định mức, hiệu điện thế định mức. Đồng thời các kiến thức cũ đã được học trong các năm học trước: + Sơ đồ mạch điện điện (kín, hở) vật lí 7 3. Mục tiêu a) Về kiến thức: Hiểu được cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của mạch điện kín. Vận dụng được biểu thức định luật ôm đối với mạch điện. Nhận biết và phân loại được điện trở, tụ điện, cuộn cảm. Đọc được số liệu kĩ thuật của điện trở, tụ điện Biết được cấu tạo, kí hiệu, phân loại và công dụng của một số linh kiện bán dẫn và IC. Xác định các điện cực anôt và catôt của các linh kiện Xác định loại tốt hay xấu các linh kiện và triac. Biết được khái niệm, phân loại mạch điện tử. Hiểu được chức năng, nắm được sơ đồ của các mạch chỉnh lưu, mạch nguồn 1 chiều thực tế. Nắm được chức năng các linh kiện có trong mạch tương ứng, chức năng các khối trong mạch. Biết được nguyên tắc chung và các bước thiết kế mạch điện tử. Thiết kế được 1 mạch điện tử đơn giản. b) Về năng lực: Nhận thức công nghệ: Học sinh nhận biết được các linh kiện điện tử thực tế cần để lắp ráp trong mạch điện và đọc được các thông số trên các linh kiện đó. Nêu được biểu thức và công thức tính hiệu điện thế, công suất của mạch điện. Nêu được cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của các linh kiện điện tử và máy biến áp Giao tiếp công nghệ: Học sinh thiết kế được mạch điện tử điều khiển một thiết bị nào đó. Trình bày, bảo vệ được ý kiến của mình và phản biện ý kiến của người khác. Sử dụng công nghệ: Học sinh vận hành được sản phẩm mạch một cách an toàn và hiệu quả; Sử dụng được hoạt động trình chiếu trên powerpoint và ứng dụng được một số phần mền công nghệ thông tin. Năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo khi thực hiện chủ đề. Năng lực giao tiếp và hợp tác: Thống nhất bản thiết kế và phân công thực hiện từng phần nhiệm vụ cụ thể. Năng lực tự chủ và tự học: Học sinh tự nghiên cứu kiến thức nền và vận dụng kiến thức nền để xây dựng bản thiết kế. c) Về phẩm chất: Chăm chỉ, say mê nghiên cứu khoa học. Trung thực trong công việc thiết kế và chế tạo sản phẩm. Có tinh thần trách nhiệm với nhiệm vụ được phân công. Có ý thức bảo vệ môi trường. Có thái độ tích cực, hợp tác trong làm việc nhóm. Có ý thức tuân thủ các tiêu chuẩn kĩ thuật. 4. Thiết bị dạy học và học liệu: a. Thiết bị dạy học: Pin, điện trở, keo nến, bảng điện. Đồng hồ đo vạn năng, điện trở, tranzito, triac C1815, tụ điện, biến trở, quang trở, cảm biến, dây dẫn, mỏ hàn, bo mạch… b. Học liệu: Bài 2, bài 4, bài 6, bài 7, bài 9, bài 13 SGK Công nghệ 12. Bài 8 SGK Công nghệ 11. Chương dòng điện không đổi (Vật lí 11): Định luật ôm đối với toàn mạch, công suất định mức, hiệu điện thế định mức. Sơ đồ mạch điện (kín, hở) vật lí 7 5. Tiến trình dạy học: Hoạt động chính Thời lượng Hoạt động 1: Xác định vấn đề, giao nhiệm vụ. Tiết 1 Hoạt động 2: Nghiên cứu kiến thức nền và chuẩn bị bản thiết kế sản phẩm để báo cáo. HS nhà làm việc ở Hoạt động 3: Trình bày và bảo vệ phương án thiết kế Tiết 2 Hoạt động 4: Chế tạo, thử nghiệm sản phẩm HS làm việc ở nhà Hoạt động 5: Triển lãm, giới thiệu sản phẩm Tiết 3 Hoạt động 1: Xác định vấn đề, giao nhiệm vụ a. Mục đích của hoạt động Giúp học sinh bước đầu hình thành được ý tưởng thiết kế mạch điện tử điều khiển, xác định được vấn đề chính cần giải quyết đó là: Sử dụng các linh kiện điện tử, các cảm biến để tạo ra mạch điện tử có chức năng điều khiển, tức là thay đổi trạng thái của các tín hiệu. b. Nội dung hoạt động Tình huống đặt ra: Xu thế chung hiện nay trong sản xuất là không ngừng nâng cao năng suất và chất lượng sản phẩm và giảm thiểu sức lao động cho con người, muốn vậy phải nâng cao mức độ tự động hóa của các máy móc. Những loại máy móc như thế đòi hỏi độ chính xác cao, tác động nhanh…Để đáp ứng được yêu cầu về tự động hóa cần có các mạch điện tử điều khiển. Hôm nay các em sẽ tìm hiểu rõ hơn về cách thiết kế và chế tạo mạch điện tử điều khiển cơ bản thông qua chủ đề dạy học Stem đó là “THIẾT KẾ MẠCH ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN ĐƠN GIẢN”. c. Dự kiến sản phẩm Sản phẩm là các mạch điện tử điều khiển, bản báo cáo kết quả làm việc và thảo luận nhóm trả lời câu hỏi. d. Cách thức tổ chức hoạt động Giáo viên hướng dẫn việc chia nhóm thảo luận. Ban đầu, mỗi thành viên trong nhóm làm việc cá nhân, ghi câu trả lời ra giấy nháp. Sau đó, thống nhất ý kiến trong nhóm. Báo cáo, thảo luận. GV kết luận Hoạt động 2: Nghiên cứu lí thuyết nền và chuẩn bị bản thiết kế sản phẩm để báo cáo. a. Mục đích của hoạt động Hoạt động này giúp học sinh xác định được cơ sở khoa học của việc thiết kế cảm biến nhận biết độ ẩm của đất. Qua nội dung này, học sinh cần rút ra kết luận: Đất có khả năng dẫn điện, điện trở của đất phụ thuộc chủ yếu vào độ ẩm của đất. Vậy có thể thiết kế được cảm biến xác định độ ẩm đất thông qua tính chất dẫn điện của đất. Nội dung tìm hiểu cấu tạo, công dụng của các linh kiện điện tử cùng nguyên lý làm việc của mô đun rơ le giúp học sinh bước đầu hình dung được các thành phần cơ bản trong thiết kế hệ thống b. Nội dung hoạt động: Các thành viên trong nhóm tìm hiểu nghiên cứu: Môn công nghệ Cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của các linh kiện như tranzito, điện trở, các loại cảm biến, nguồn điện 1 chiều…(Công nghệ 12) Thiết kế mạch điện tử đơn giản (Công nghệ 12) Chương 3: Một số mạch điện tử điều khiển đơn giản (Công nghệ 12) Quy trình thiết kế một sản phẩm kĩ thuật (Các giai đoạn thiết kế Công nghệ 11) Môn vật lí: Chương dòng điện không đổi (Vật lí 11): Định luật ôm đối với toàn mạch, công suất định mức, hiệu điện thế định mức. Dòng điện trong các môi trường (Vật lí 11) Đồng thời các kiến thức cũ đã được học trong các năm học trước và các kiến thức trên mạng internet: Sơ đồ mạch điện điện (kín, hở) vật lí 7 Chất dẫn điện chất cách điện: vật lí 7 Chia sẻ với các thành viên khác trong nhóm về kiến thức đã tìm hiểu được. Ghi tóm tắt lại các kiến thức vào vở cá nhân. Thảo luận thống nhất câu trả lời theo nhóm vào phiếu học tập 2, 3; báo cáo kết quả làm việc nhóm theo yêu cầu của giáo viên c. Dự kiến sản phẩm: Bản báo cáo và kết quả làm việc của các nhóm. d) Tổ chức thực hiện: Chuyển giao nhiệm vụ: GV chia HS thành nhóm, các nhóm bầu nhóm trưởng, thư kí. Thực hiện nhiệm vụ: Các thành viên trong nhóm nghiên cứu kiến thức nền; chia sẻ với các thành viên khác trong nhóm về kiến thức đã tìm hiểu được. Ghi tóm tắt lại các kiến thức vào vở cá nhân. Thảo luận thống nhất câu trả lời theo nhóm vào phiếu học tập 1, 2. Báo cáo kết quả làm việc của nhóm, thảo luận, phản biện. Khi báo cáo phương án thiết kế sản phẩm học sinh phải vận dụng kiến thức nền để giải thích, trình bày các bước để tạo ra sản phẩm Giáo viên chốt kiến thức. Hoạt động 3: Trình bày và bảo vệ phương án thiết kế. Đề xuất các giải pháp khả dĩ a. Mục đích của hoạt động Từ các kết quả nghiên cứu, các nhóm đề xuất giải pháp thiết kế mạch cảm biến. Đề xuất các vật liệu thiết bị cần thiết hoàn thành dự án. b. Nội dung hoạt động Từ những nghiên cứu trên đây, các nhóm đề xuất giải pháp thiết kế cảm biến nhận biết độ ẩm của đất. Vẽ sơ đồ khối thiết kế hệ thống đảm bảo yêu cầu Mô tả cách thiết kế. c. Dự kiến sản phẩm Bản báo cáo kết quả làm việc của các nhóm d. Cách thức tổ chức hoạt động Thảo luận thống nhất kết quả theo nhóm, báo cáo với giáo viên khi có yêu cầu 5.3.2 Chọn giải pháp tốt nhất a. Mục đích của hoạt động Thông qua sự góp ý của giáo viên, các nhóm chốt lại phương án thiết kế hệ thống. b. Nội dung hoạt động Liệt kê những nguyên vật liệu cần thiết cho việc thiết kế mạch điện. Vẽ dây kết nối mạch điện và hệ thống. c. Dự kiến sản phẩm Bản vẽ sơ đồ đi dây kết nối hệ thống của các nhóm d. Cách thức tổ chức hoạt động Làm việc, thảo luận và thống nhất kết quả theo nhóm. Giáo viên cần góp ý, hướng dẫn các nhóm chốt giải pháp, đảm bảo tính khả thi trong thiết kế của các nhóm Giáo viên cần phê duyệt bản vẽ đi dây thiết kế hệ thống của các nhóm, nếu đạt thì nhóm mới thực hiện bước tiếp theo. Hoạt động 4: Chế tạo và thử nghiệm a. Mục tiêu: HS lắp ráp được mạch căn cứ trên bản vẽ thiết kế đã được thông qua. Học được quy trình, phương pháp nghiên cứu thực nghiệm thông qua việc xác định các vật liệu phù hợp, đảm bảo đúng sơ đồ mạch điện với giá thành hợp lí. Học được nguyên tắc an toàn trong chế tạo, lắp đặt sản phẩm. Bổ sung thêm kiến thức nền thông qua việc giải quyết những vấn đề nảy sinh trong quá trình chế tạo sản phẩm. Có năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo khi thực hiện lắp ráp mạch điện. Chăm chỉ, say mê nghiên cứu khoa học. Trung thực trong công việc chế tạo sản phẩm. Có tinh thần trách nhiệm với nhiệm vụ được phân công. Có ý thức bảo vệ môi trường. Có thái độ tích cực, hợp tác trong làm việc nhóm. Có ý thức tuân thủ các tiêu chuẩn kĩ thuật. Hiểu rõ ý nghĩa của tiết kiệm đối với sự phát triển bền vững; có ý thức tiết kiệm tài nguyên thiên nhiên. b. Nội dung: HS làm việc theo nhóm ở nhà hoặc trên phòng thí nghiệm để cùng chế tạo sản phẩm; ghi chép lại công việc của từng thành viên, các điều chỉnh của bản thiết kế (nếu có) và giải thích lí do điều chỉnh (khuyến khích sử dụng công nghệ để ghi hình quá trình chế tạo sản phẩm). GV đôn đốc, hỗ trợ HS (nếu cần) trong quá trình các nhóm chế tạo sản phẩm. c. Dự kiến sản phẩm hoạt động của học sinh: Kết thúc hoạt động, HS cần tạo ra được sản phẩm hoạt động đúng các yêu cầu trong phiếu đánh giá. d. Cách thức tổ chức hoạt động: Bước 1. HS tìm kiếm, chuẩn bị các vật liệu dự kiến; Bước 2. HS lắp ráp theo bản thiết kế; Bước 3. HS thử nghiệm làm, so sánh với các tiêu chí đánh giá sản phẩm (Phiếu đánh giá). HS điều chỉnh lại thiết kế, ghi lại nội dung điều chỉnh và giải thích lý do (nếu cần phải điều chỉnh); HS hoàn thiện bảng ghi danh mục các vật liệu và tính giá thành chế tạo sản phẩm; Bước 4. HS hoàn thiện sản phẩm; chuẩn bị bài giới thiệu sản phẩm. GV đôn đốc, hỗ trợ các nhóm trong quá trình hoàn thiện các sản phẩm. Hoạt động 5: Triển lãm, giới thiệu sản phẩm. a. Mục tiêu: Giúp học sinh thực hiện được các công đoạn cần thiết để báo cáo một sản phẩm khoa học. Chia sẻ, học hỏi hoàn thiện thiết kế của nhóm HS thực hành được kỹ năng thuyết trình và phản biện kiến thức liên quan; rèn luyện được thói quen giữ gìn vệ sinh, an toàn trong lắp đặt và thu hồi sản phẩm; hình thành ý thức về cải tiến, phát triển sản phẩm. HS hoàn thiện kiến thức nền sau khi đã có thực nghiệm. Trung thực trong công việc giới thiệu sản phẩm. Có tinh thần trách nhiệm với nhiệm vụ được phân công. Có ý thức bảo vệ môi trường. Có thái độ tích cực, hợp tác trong làm việc nhóm. Có ý thức tuân thủ các tiêu chuẩn kĩ thuật. b. Nội dung: Các nhóm trưng bày sản phẩm trước lớp; Mỗi nhóm có 10 phút trình bày. Tập trung vào các điểm sau: Cơ sở khoa học của việc thiết kế mạch điện, cấu tạo, nguyên lý làm việc của mạch điện. Các nhóm lần lượt báo cáo sản phẩm và trả lời các câu hỏi của GV và các nhóm bạn. Đề xuất phương án cải tiến sản phẩm. c. Dự kiến sản phẩm hoạt động của học sinh: Kết thúc hoạt động, HS cần đạt được sản phẩm sau: Mạch điện tạo ra có khả năng điều khiển: Sự tắtsáng của bóng đèn, đóngngắt động cơ bơm nước. d. Cách thức tổ chức hoạt động: Bước 1. Nhắc lại cho học sinh về các qui định an toàn khi chế tạo và triển lãm sản phẩm (1) Không đùa giỡn, có thái độ nghiêm túc trong suốt quá trình chế tạo cũng như báo cáo sản phẩm. (2) Phải kiểm tra lại mạch, các mối nối, kiểm tra nguyên lí làm việc của mạch trước khi cấp nguồn. (3) Khi cấp nguồn để thử lần đầu tất cả học sinh trong nhóm đứng cách xa mạch điện, quan sát vị trí ngắt nguồn khi gặp sự cố. (4) Người cấp nguồn phải mang dép, không tiếp xúc trực tiếp với nền nhà hoặc tường. Bước 2. Trình bày các tiêu chí đánh giá sản phẩm của các nhóm và nhắc nhở học sinh cách đánh giá, cũng như quy trình đánh giá. Bảng tiêu chí đánh giá: Phiếu đánh giá số 1: Đánh giá bản thiết kế (dành cho học sinh) Nhóm đánh giá…………………………………………… TT Tiêu chí Điểm tối đa điểm đạt được 1 Bản thiết kế của mô hình được vẽ rõ ràng, đúng nguyên lí. 20 2 Giải thích rõ nguyên lí hoạt động và cách sử dụng 20 3 Nêu rõ được vai trò, đặc điểm các bộ phận của hệ thống. 20 4 Trình bày báo cáo sinh động, hấp dẫn. 20 5 Tính ứng dụng rộng rãi trong thực tế và khả thi. 10 6 Tính sáng tạo trong thiết kế 10 Tổng điểm 100 Đóng góp của nhóm dành cho nhóm bạn đang trình bày Phiếu đánh giá 2: Đánh giá sản phẩm (dành cho học sinh) Phiếu này dược sử dụng để đánh giá nhóm khi giới thiệu sản phẩm Nhóm đánh giá:………………………………………………. Tiêu chí Điể m tối đa Nhóm 1 Nhóm 2 Điểm đạt được Điểm đạt được Hình thức đẹp, nhỏ gọn… 10 Hoạt động được 20 Nguyên liệu dễ tìm, giá thành rẻ 10 Trình bày hấp dẫn 10 Sáng tạo trong lắp ráp, cách bố trí các linh kiện phù hợp 20 Tính hợp tác trong làm việc nhóm 10 Mạch điện được đấu nối đúng nguyên lý, chắc chắn, an toàn, gọn và đẹp 20 Tổng điểm 100 Theo em, sản phẩm của nhóm bạn đã tốt chưa? Cần thay đổi, bổ sung thêm gì? Bước 3. Yêu cầu HS đưa các sản phẩm lên bàn và cấp nguồn. Trên các sản phẩm có dán tên của nhóm mì
GIÁO ÁN CHỦ ĐỀ STEM: THIẾT KẾ MẠCH ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN ĐƠN GIẢN Tên chủ đề: THIẾT KẾ MẠCH ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN ĐƠN GIẢN Chủ đề: “Thiết kế mạch điện tử điều khiển đơn giản” biên soạn với ý tưởng sử dụng phương pháp dạy học tích cực theo định hướng phát triển lực học sinh (HS) HS vận dụng lí thuyết để áp dụng vào thực hành có ứng dụng rộng rãi đời sống nay, giúp học sinh làm quen với cách thức nghiên cứu KHKT, đồng thời khơi dậy niềm đam mê kỹ thuật điện tử em HS nhằm góp phần tạo nguồn nhân lực chất lượng cao phục vụ cho cách mạng công nghiệp 4.0 diễn Xu chung sản xuất không ngừng nâng cao suất chất lượng sản phẩm, muốn phải nâng cao mức độ tự động hóa máy móc, thiết bị Hiện nay, loại máy móc địi hỏi độ xác cao, tác động nhanh… Để đáp ứng yêu cầu tự động hóa cần có mạch điện tử điều khiển Do việc thiết kế mạch điện tử điều khiển thiết thực đem lại hiệu kinh tế cao Trong chủ đề này, HS thực dự án thiết kế chế tạo mạch điện tử điều khiển đơn giản… Theo HS phải tìm hiểu ơn lại kiến thức: - Cấu tạo nguyên tắc hoạt động linh kiện đi-ốt, điện trở, tụ điện, quang trở, triac… - Vẽ sơ đồ nguyên lí sơ đồ lắp ráp mạch điện tử điều khiển đơn giản - Chương 3: Một số mạch điện tử điều khiển đơn giản (Cơng nghệ 12) - Quy trình thiết kế sản phẩm kĩ thuật (Các giai đoạn thiết kế - Cơng nghệ 11) - Chương dịng điện khơng đổi (Vật lí 11): Định luật ơm tồn mạch, cơng suất định mức, hiệu điện định mức Đồng thời kiến thức cũ học năm học trước: + Sơ đồ mạch điện điện (kín, hở) vật lí Mục tiêu a) Về kiến thức: - Hiểu cấu tạo nguyên tắc hoạt động mạch điện kín - Vận dụng biểu thức định luật ôm mạch điện - Nhận biết phân loại điện trở, tụ điện, cuộn cảm - Đọc số liệu kĩ thuật điện trở, tụ điện - Biết cấu tạo, kí hiệu, phân loại công dụng số linh kiện bán dẫn IC - Xác định điện cực anôt catôt linh kiện - Xác định loại tốt hay xấu linh kiện triac - Biết khái niệm, phân loại mạch điện tử Hiểu chức năng, nắm sơ đồ mạch chỉnh lưu, mạch nguồn chiều thực tế Nắm chức linh kiện có mạch tương ứng, chức khối mạch - Biết nguyên tắc chung bước thiết kế mạch điện tử Thiết kế mạch điện tử đơn giản b) Về lực: - Nhận thức công nghệ: Học sinh nhận biết linh kiện điện tử thực tế cần để lắp ráp mạch điện đọc thơng số linh kiện Nêu biểu thức cơng thức tính hiệu điện thế, cơng suất mạch điện Nêu cấu tạo nguyên tắc hoạt động linh kiện điện tử máy biến áp - Giao tiếp công nghệ: Học sinh thiết kế mạch điện tử điều khiển thiết bị Trình bày, bảo vệ ý kiến phản biện ý kiến người khác - Sử dụng công nghệ: Học sinh vận hành sản phẩm mạch cách an toàn hiệu quả; Sử dụng hoạt động trình chiếu powerpoint ứng dụng số phần mền công nghệ thông tin - Năng lực giải vấn đề sáng tạo thực chủ đề - Năng lực giao tiếp hợp tác: Thống thiết kế phân công thực phần nhiệm vụ cụ thể - Năng lực tự chủ tự học: Học sinh tự nghiên cứu kiến thức vận dụng kiến thức để xây dựng thiết kế c) Về phẩm chất: - Chăm chỉ, say mê nghiên cứu khoa học - Trung thực công việc thiết kế chế tạo sản phẩm - Có tinh thần trách nhiệm với nhiệm vụ phân cơng - Có ý thức bảo vệ mơi trường - Có thái độ tích cực, hợp tác làm việc nhóm - Có ý thức tuân thủ tiêu chuẩn kĩ thuật Thiết bị dạy học học liệu: a Thiết bị dạy học: - Pin, điện trở, keo nến, bảng điện - Đồng hồ đo vạn năng, điện trở, tranzito, triac C1815, tụ điện, biến trở, quang trở, cảm biến, dây dẫn, mỏ hàn, bo mạch… b Học liệu: - Bài 2, 4, 6, 7, 9, 13 SGK Công nghệ 12 - Bài SGK Công nghệ 11 - Chương dịng điện khơng đổi (Vật lí 11): Định luật ôm toàn mạch, công suất định mức, hiệu điện định mức - Sơ đồ mạch điện (kín, hở) vật lí Tiến trình dạy học: Hoạt động Thời lượng Hoạt động 1: Xác định vấn đề, giao nhiệm vụ Tiết Hoạt động 2: Nghiên cứu kiến thức chuẩn bị thiết kế sản phẩm để báo cáo HS làm việc nhà Hoạt động 3: Trình bày bảo vệ phương án thiết kế Tiết Hoạt động 4: Chế tạo, thử nghiệm sản phẩm HS làm việc nhà Hoạt động 5: Triển lãm, giới thiệu sản phẩm Tiết Hoạt động 1: Xác định vấn đề, giao nhiệm vụ a Mục đích hoạt động Giúp học sinh bước đầu hình thành ý tưởng thiết kế mạch điện tử điều khiển, xác định vấn đề cần giải là: Sử dụng linh kiện điện tử, cảm biến để tạo mạch điện tử có chức điều khiển, tức thay đổi trạng thái tín hiệu b Nội dung hoạt động Tình đặt ra: Xu chung sản xuất không ngừng nâng cao suất chất lượng sản phẩm giảm thiểu sức lao động cho người, muốn phải nâng cao mức độ tự động hóa máy móc Những loại máy móc địi hỏi độ xác cao, tác động nhanh…Để đáp ứng yêu cầu tự động hóa cần có mạch điện tử điều khiển Hơm em tìm hiểu rõ cách thiết kế chế tạo mạch điện tử điều khiển thơng qua chủ đề dạy học Stem “THIẾT KẾ MẠCH ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN ĐƠN GIẢN” c Dự kiến sản phẩm Sản phẩm mạch điện tử điều khiển, báo cáo kết làm việc thảo luận nhóm trả lời câu hỏi d Cách thức tổ chức hoạt động - Giáo viên hướng dẫn việc chia nhóm thảo luận - Ban đầu, thành viên nhóm làm việc cá nhân, ghi câu trả lời giấy nháp Sau đó, thống ý kiến nhóm - Báo cáo, thảo luận - GV kết luận Hoạt động 2: Nghiên cứu lí thuyết chuẩn bị thiết kế sản phẩm để báo cáo a Mục đích hoạt động - Hoạt động giúp học sinh xác định sở khoa học việc thiết kế cảm biến nhận biết độ ẩm đất Qua nội dung này, học sinh cần rút kết luận: Đất có khả dẫn điện, điện trở đất phụ thuộc chủ yếu vào độ ẩm đất Vậy thiết kế cảm biến xác định độ ẩm đất thơng qua tính chất dẫn điện đất - Nội dung tìm hiểu cấu tạo, công dụng linh kiện điện tử nguyên lý làm việc mô đun rơ le giúp học sinh bước đầu hình dung thành phần thiết kế hệ thống b Nội dung hoạt động: Các thành viên nhóm tìm hiểu nghiên cứu: Môn công nghệ - Cấu tạo nguyên tắc hoạt động linh kiện tranzito, điện trở, loại cảm biến, nguồn điện chiều…(Công nghệ 12) - Thiết kế mạch điện tử đơn giản (Công nghệ 12) - Chương 3: Một số mạch điện tử điều khiển đơn giản (Cơng nghệ 12) - Quy trình thiết kế sản phẩm kĩ thuật (Các giai đoạn thiết kế - Cơng nghệ 11) Mơn vật lí: - Chương dịng điện khơng đổi (Vật lí 11): Định luật ơm tồn mạch, cơng suất định mức, hiệu điện định mức - Dịng điện mơi trường (Vật lí 11) Đồng thời kiến thức cũ học năm học trước kiến thức mạng internet: - Sơ đồ mạch điện điện (kín, hở) vật lí - Chất dẫn điện chất cách điện: vật lí Chia sẻ với thành viên khác nhóm kiến thức tìm hiểu Ghi tóm tắt lại kiến thức vào cá nhân Thảo luận thống câu trả lời theo nhóm vào phiếu học tập 2, 3; báo cáo kết làm việc nhóm theo yêu cầu giáo viên c Dự kiến sản phẩm: Bản báo cáo kết làm việc nhóm d) Tổ chức thực hiện: - Chuyển giao nhiệm vụ: GV chia HS thành nhóm, nhóm bầu nhóm trưởng, thư kí - Thực nhiệm vụ: Các thành viên nhóm nghiên cứu kiến thức nền; chia sẻ với thành viên khác nhóm kiến thức tìm hiểu Ghi tóm tắt lại kiến thức vào cá nhân Thảo luận thống câu trả lời theo nhóm vào phiếu học tập 1, - Báo cáo kết làm việc nhóm, thảo luận, phản biện Khi báo cáo phương án thiết kế sản phẩm học sinh phải vận dụng kiến thức để giải thích, trình bày bước để tạo sản phẩm - Giáo viên chốt kiến thức Hoạt động 3: Trình bày bảo vệ phương án thiết kế Đề xuất giải pháp a Mục đích hoạt động Từ kết nghiên cứu, nhóm đề xuất giải pháp thiết kế mạch cảm biến Đề xuất vật liệu thiết bị cần thiết hoàn thành dự án b Nội dung hoạt động - Từ nghiên cứu đây, nhóm đề xuất giải pháp thiết kế cảm biến nhận biết độ ẩm đất - Vẽ sơ đồ khối thiết kế hệ thống đảm bảo yêu cầu - Mô tả cách thiết kế c Dự kiến sản phẩm Bản báo cáo kết làm việc nhóm d Cách thức tổ chức hoạt động - Thảo luận thống kết theo nhóm, báo cáo với giáo viên có yêu cầu 5.3.2 Chọn giải pháp tốt a Mục đích hoạt động Thơng qua góp ý giáo viên, nhóm chốt lại phương án thiết kế hệ thống b Nội dung hoạt động - Liệt kê nguyên vật liệu cần thiết cho việc thiết kế mạch điện - Vẽ dây kết nối mạch điện hệ thống c Dự kiến sản phẩm Bản vẽ sơ đồ dây kết nối hệ thống nhóm d Cách thức tổ chức hoạt động - Làm việc, thảo luận thống kết theo nhóm - Giáo viên cần góp ý, hướng dẫn nhóm chốt giải pháp, đảm bảo tính khả thi thiết kế nhóm - Giáo viên cần phê duyệt vẽ dây thiết kế hệ thống nhóm, đạt nhóm thực bước Hoạt động 4: Chế tạo thử nghiệm a Mục tiêu: - HS lắp ráp mạch vẽ thiết kế thông qua - Học quy trình, phương pháp nghiên cứu thực nghiệm thông qua việc xác định vật liệu phù hợp, đảm bảo sơ đồ mạch điện với giá thành hợp lí - Học ngun tắc an tồn chế tạo, lắp đặt sản phẩm - Bổ sung thêm kiến thức thông qua việc giải vấn đề nảy sinh trình chế tạo sản phẩm - Có lực giải vấn đề sáng tạo thực lắp ráp mạch điện - Chăm chỉ, say mê nghiên cứu khoa học - Trung thực cơng việc chế tạo sản phẩm - Có tinh thần trách nhiệm với nhiệm vụ phân công - Có ý thức bảo vệ mơi trường - Có thái độ tích cực, hợp tác làm việc nhóm - Có ý thức tuân thủ tiêu chuẩn kĩ thuật - Hiểu rõ ý nghĩa tiết kiệm phát triển bền vững; có ý thức tiết kiệm tài nguyên thiên nhiên b Nội dung: - HS làm việc theo nhóm nhà phịng thí nghiệm để chế tạo sản phẩm; ghi chép lại công việc thành viên, điều chỉnh thiết kế (nếu có) giải thích lí điều chỉnh (khuyến khích sử dụng cơng nghệ để ghi hình q trình chế tạo sản phẩm) - GV đơn đốc, hỗ trợ HS (nếu cần) trình nhóm chế tạo sản phẩm c Dự kiến sản phẩm hoạt động học sinh: Kết thúc hoạt động, HS cần tạo sản phẩm hoạt động yêu cầu phiếu đánh giá d Cách thức tổ chức hoạt động: Bước HS tìm kiếm, chuẩn bị vật liệu dự kiến; Bước HS lắp ráp theo thiết kế; Bước HS thử nghiệm làm, so sánh với tiêu chí đánh giá sản phẩm (Phiếu đánh giá) HS điều chỉnh lại thiết kế, ghi lại nội dung điều chỉnh giải thích lý (nếu cần phải điều chỉnh); HS hoàn thiện bảng ghi danh mục vật liệu tính giá thành chế tạo sản phẩm; Bước HS hoàn thiện sản phẩm; chuẩn bị giới thiệu sản phẩm GV đôn đốc, hỗ trợ nhóm q trình hồn thiện sản phẩm Hoạt động 5: Triển lãm, giới thiệu sản phẩm a Mục tiêu: Giúp học sinh thực công đoạn cần thiết để báo cáo sản phẩm khoa học - Chia sẻ, học hỏi hoàn thiện thiết kế nhóm - HS thực hành kỹ thuyết trình phản biện kiến thức liên quan; rèn luyện thói quen giữ gìn vệ sinh, an tồn lắp đặt thu hồi sản phẩm; hình thành ý thức cải tiến, phát triển sản phẩm - HS hoàn thiện kiến thức sau có thực nghiệm - Trung thực cơng việc giới thiệu sản phẩm - Có tinh thần trách nhiệm với nhiệm vụ phân cơng - Có ý thức bảo vệ mơi trường - Có thái độ tích cực, hợp tác làm việc nhóm - Có ý thức tuân thủ tiêu chuẩn kĩ thuật b Nội dung: - Các nhóm trưng bày sản phẩm trước lớp; - Mỗi nhóm có 10 phút trình bày Tập trung vào điểm sau: Cơ sở khoa học việc thiết kế mạch điện, cấu tạo, nguyên lý làm việc mạch điện - Các nhóm báo cáo sản phẩm trả lời câu hỏi GV nhóm bạn - Đề xuất phương án cải tiến sản phẩm c Dự kiến sản phẩm hoạt động học sinh: Kết thúc hoạt động, HS cần đạt sản phẩm sau: Mạch điện tạo có khả điều khiển: Sự tắt/sáng bóng đèn, đóng/ngắt động bơm nước d Cách thức tổ chức hoạt động: Bước Nhắc lại cho học sinh qui định an toàn chế tạo triển lãm sản phẩm (1) Khơng đùa giỡn, có thái độ nghiêm túc suốt trình chế tạo báo cáo sản phẩm (2) Phải kiểm tra lại mạch, mối nối, kiểm tra nguyên lí làm việc mạch trước cấp nguồn (3) Khi cấp nguồn để thử lần đầu tất học sinh nhóm đứng cách xa mạch điện, quan sát vị trí ngắt nguồn gặp cố (4) Người cấp nguồn phải mang dép, không tiếp xúc trực tiếp với nhà tường Bước Trình bày tiêu chí đánh giá sản phẩm nhóm nhắc nhở học sinh cách đánh giá, quy trình đánh giá Bảng tiêu chí đánh giá: Phiếu đánh giá số 1: Đánh giá thiết kế (dành cho học sinh) Nhóm đánh giá…………………………………………… Điểm TT Tiêu chí tối điểm đạt đa Bản thiết kế mơ hình vẽ rõ ràng, 20 ngun lí Giải thích rõ nguyên lí hoạt động cách sử 20 dụng Nêu rõ vai trò, đặc điểm phận 20 hệ thống Trình bày báo cáo sinh động, hấp dẫn 20 Tính ứng dụng rộng rãi thực tế khả 10 thi Tính sáng tạo thiết kế 10 Tổng điểm 100 Đóng góp nhóm dành cho nhóm bạn trình bày Phiếu đánh giá 2: Đánh giá sản phẩm (dành cho học sinh) Phiếu dược sử dụng để đánh giá nhóm giới thiệu sản phẩm Nhóm đánh giá:……………………………………………… Điể Nhóm Nhóm m tối Điểm đạt Điểm Tiêu chí đạt đa Hình thức đẹp, nhỏ gọn… 10 Hoạt động 20 Nguyên liệu dễ tìm, giá thành rẻ Trình bày hấp dẫn Sáng tạo lắp ráp, cách bố trí linh kiện phù hợp Tính hợp tác làm việc nhóm Mạch điện đấu nối nguyên lý, chắn, an toàn, gọn đẹp Tổng điểm 10 10 20 10 20 100 Theo em, sản phẩm nhóm bạn tốt chưa? Cần thay đổi, bổ sung thêm gì? Bước Yêu cầu HS đưa sản phẩm lên bàn cấp nguồn Trên sản phẩm có dán tên nhóm (Có thể thực chơi tiết) Bước Các nhóm báo cáo, trình diễn hoạt động mạch điện: Tổ chức báo cáo dự án nhóm nhóm - Dự án nhóm 1: “ Thiết kế mạch cảm biến ánh sáng” - Dự án nhóm 2: “Thiết kế mạch cảm biến độ ẩm” Bước QUY TRÌNH THỰC HIỆN DỰ ÁN Hoạt động GV Hoạt động HS Chuẩn bị - Xây dựng câu hỏi - Làm việc nhóm để lựa định hướng xuất phát từ chọn chủ đề dự án - Xây dựng ý tưởng nội dung học mục tiêu - Xây dựng kế hoạch dự - Lựa chọn chủ đề cần đạt án: xác định công - Lập kế hoạch nhiệm - Thiết kế dự án: xác định việc cần làm, thời gian vụ học tập lĩnh vực thực tiễn ứng dự kiến, vật liệu, kinh phí, dụng nội dung học, phương pháp tiến hành cần, ý tưởng lên dự phân công công việc án nhóm - Thiết kế nhiệm vụ - Chuẩn bị nguồn cho HS: làm để thông tin đáng tin cậy để HS thực xong chuẩn bị thực dự án câu hỏi giải mục tiêu đồng thời - Cùng GV thống tiêu chí đánh giá dự đạt án - Chuẩn bị tài liệu hỗ trợ GV HS điều kiện thực dự án thực tế Thực dự án - Thu thập thông tin - Thực điều tra - Thảo luận với thành viên khác - Tham vấn giáo viên hướng dẫn - Theo dõi, hướng dẫn, - Phân công nhiệm vụ đánh giá HS q thành viên nhóm trình thực dự án thực dự án theo kế hoạch - Liên hệ sở, khách mời cần thiết cho - Tiến hành thu thập, xử HS lý thông tin thu - Chuẩn bị sở vật chất, - Xây dựng sản phẩm tạo điều kiện thuận lợi báo cáo cho em thực dự - Liên hệ, tìm nguồn giúp án đỡ cần - Bước đầu thông qua sản - Thường xuyên phản phẩm cuối nhóm hồi, thơng báo thơng tin HS cho GV nhóm khác 3 Kết thúc dự án - Tổng hợp kết - Xây dựng sản phẩm - Trình bày kết - Phản ánh lại trình học tập - Chuẩn bị sở vật chất cho buổi báo cáo dự án - Chuẩn bị tiến hành giới thiệu sản phẩm - Theo dõi, đánh giá sản - Tiến hành giới thiệu sản phẩm dự án phẩm nhóm - Tự đánh giá sản phẩm dự án nhóm - Đánh giá sản phẩm dự án nhóm khác theo tiêu chí đưa – Nhóm trình bày cách thức hoạt động sản phẩm; điều chỉnh q trình chế tạo sản phẩm giải thích lí (nếu có); giải thích cách tính giá thành sản phẩm; – Đồng thời, GV HS kiểm tra tiêu chuẩn kĩ thuật Trong thời gian này, nhóm HS khác hồn thành phiếu đánh giá cho điểm dành cho HS Bước Các GV nhóm khác đặt câu hỏi, nhận xét GV cơng bố kết chấm sản phẩm theo tiêu chí đánh giá bảng đánh giá sản phẩm (nếu thời gian) - GV tổng kết nhận xét kết chung nhóm GV cần lưu ý hạn chế, điểm cịn bất cập, chưa xác nhóm, đặc biệt lưu ý nhóm khai thác giải thích kiến thức giới thiệu sản phẩm ghi chép phiếu học tập Bước - GV gợi mở việc tìm hiểu kiến thức mở rộng, nâng cấp sản phẩm cho HS - GV nêu câu hỏi lấy thông tin phản hồi: + Các em học kiến thức kỹ trình triển khai dự án này? + Điều làm em ấn tượng nhất/nhớ triển khai dự án này? - GV gợi mở việc tìm hiểu kiến thức mở rộng, nâng cấp sản phẩm cho HS Ví dụ: + Trong sơ đồ đấu mạch điện trên, phận gọi đầu vào, phận gọi đầu phận có vai trị phận xử lí? + Với nguyên lí đấu mạch điện trên, theo em, phát triển tiếp dự án nào? HỒ SƠ HỌC TẬP BẢNG PHÂN CƠNG NHIỆM VỤ Nhóm: Danh sách vị trí nhân sự: TT Vị trí Mơ tả nhiệm vụ Nhóm Quản lý thành viên nhóm, trưởng hướng dẫn, góp ý, đơn đốc thành viên nhóm hồn thành nhiệm vụ Thư kí Thành viên Thành viên Thành viên Thành viên Thành viên Thành viên Thành viên 10 Thành viên 11 Thành viên 12 Thành viên 13 Thành viên 14 Thành viên 15 Thành viên 16 Thành viên Tên thành viên PHIẾU HỌC TẬP SỐ Em kể tên dụng cụ, linh kiện, vật liệu mà em biết với đặc điểm sau: Cho dòng điện chạy qua Khơng cho dịng điện chạy qua Có thể tạo dòng điện Tiêu thụ điện PHIẾU HỌC TẬP SỐ Câu 1: Trình bày nguyên tắc thiết kế mạch điện tử điều khiển? Câu 2: Nêu cấu tạo nguyên tắc hoạt động linh kiện điện tử có mạch điện tử mà nhóm em thiết kế, chế tạo? Câu 3: Thế mạch điện kín? Câu 4: Định luật ơm tồn mạch, cơng suất định mức, hiệu điện định mức Tên nguyên vật liệu PHIẾU HỌC TẬP SỐ Vai trò (dùng làm gì?) Hình vẽ sơ đồ thiết kế Sơ đồ mạch điện: Sơ đồ mơ hình: PHỤ LỤC Phiếu đánh giá số 1: Đánh giá thiết kế (dành cho học sinh) Nhóm đánh giá…………………………………………… Điểm tối TT Tiêu chí điểm đạt đa Bản thiết kế mơ hình vẽ rõ ràng, 20 nguyên lí Giải thích rõ nguyên lí hoạt động cách sử 20 dụng Nêu rõ vai trò, đặc điểm phận 20 hệ thống Trình bày báo cáo sinh động, hấp dẫn 20 Tính ứng dụng rộng rãi thực tế khả 10 thi Tính sáng tạo thiết kế 10 Tổng điểm 100 Đóng góp nhóm dành cho nhóm bạn trình bày Phiếu đánh giá 2: Đánh giá sản phẩm (dành cho học sinh) Phiếu dược sử dụng để đánh giá nhóm giới thiệu sản phẩm Nhóm đánh giá:……………………………………………… Nhóm Điểm Nhóm tối đa Điểm đạt Điểm Tiêu chí đạt Hình thức đẹp, nhỏ gọn… 10 Hoạt động 20 Nguyên liệu dễ tìm, giá thành rẻ Trình bày hấp dẫn Sáng tạo lắp ráp, cách bố trí linh kiện phù hợp Tính hợp tác làm việc nhóm Mạch điện đấu nối nguyên lý, chắn, an toàn, gọn đẹp Tổng điểm Theo em, sản phẩm nhóm bạn tốt chưa? Cần thay đổi, bổ sung thêm gì? 10 10 20 10 20 100 Phiếu đánh giá số 3: Đánh giá triển khai dự án Ngày, tháng, năm Cơng việc nhóm dự định hồn thành Thực tế hoàn thành Ghi Lý giải chú/thay thay đổi đổi nhóm Chưa Đạt đạt Tốt Tốt: Hoàn thành tiến độ, hiệu cao Đạt Hoàn thành tiến độ, hiệu Chưa đạt: Khơng hồn thành thời hạn - Một số cảm nhận nhóm sau làm xong dự án: …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… - Hướng phát triển dự án: …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… ... tự động hóa cần có mạch điện tử điều khiển Hơm em tìm hiểu rõ cách thiết kế chế tạo mạch điện tử điều khiển thông qua chủ đề dạy học Stem “THIẾT KẾ MẠCH ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN ĐƠN GIẢN” c Dự kiến sản... điện trở, loại cảm biến, nguồn điện chiều…(Công nghệ 12) - Thiết kế mạch điện tử đơn giản (Công nghệ 12) - Chương 3: Một số mạch điện tử điều khiển đơn giản (Công nghệ 12) - Quy trình thiết kế. .. nguyên tắc chung bước thiết kế mạch điện tử Thiết kế mạch điện tử đơn giản b) Về lực: - Nhận thức công nghệ: Học sinh nhận biết linh kiện điện tử thực tế cần để lắp ráp mạch điện đọc thông số linh