(Skkn 2023) góp phần phát triển phẩm chất, năng lực cho học sinh thpt thanh chương 3 thông qua một số hoạt động của câu lạc bộ stem

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO NGHỆ AN TRƯỜNG THPT THANH CHƯƠNG - SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM: GÓP PHẦN PHÁT TRIỂN PHẨM CHẤT, NĂNG LỰC CHO HỌC SINH THPT THANH CHƯƠNG THÔNG QUA MỘT SỐ HOẠT ĐỘNG CỦA CÂU LẠC BỘ STEM Nhóm tác giả: Trịnh Văn Thạch Trần Xuân Tuấn Đơn vị: THPT Thanh Chương Lĩnh vực: Quản lý Nghệ An, tháng 12 năm 2022 MỤC LỤC A MỞ ĐẦU I LÍ DO CHỌN ĐỀ TÀI II MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU III NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU IV ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI NGHIÊN CỨU V PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VI ĐÓNG GÓP MỚI CỦA ĐỀ TÀI B NỘI DUNG NGHIÊN CỨU .2 I CƠ SỞ KHOA HỌC 1.1 Cơ sở lý luận .2 1.1.1 Giáo dục STEM trường THPT 1.1.2 Vai trò câu lạc STEM việc phát triển phẩm chất, lực cho học sinh 1.1.3 Một số phương pháp xây dựng quản lý đội nhóm, câu lạc 1.2 Cơ sở thực tiễn 1.2.1 Khảo sát tính cấp thiết tính khả thi đề tài 1.2.2 Kết khảo sát .7 II NỘI DUNG ĐỀ TÀI 2.1 Xây dựng tổ chức hoạt động CLB STEM .8 2.1.1 Xây dựng câu lạc STEM 2.1.2 Tổ chức hoạt động CLB STEM THPT Thanh Chương .9 2.2 Một số dự án thực câu lạc thời gian qua 19 2.2.1 Dự án tính lượng mưa 19 2.2.2 Dự án Tạo bot Quote of the day 24 2.2.3 Dự án: Thiết kế nhà cho Chim sẻ ngói trường THPT Thanh Chương 29 2.2.4 Dự án phần mềm quản lý mượn trả sách câu lạc Sách Hành động Thanh Chương 33 2.3 Hướng dẫn học sinh nghiên cứu khoa học kỹ thuật .37 2.3.1 Tổ chức buổi tập huấn nghiên cứu khoa học kỹ thuật 37 2.3.2 Các bước thực đề tài khoa học kỹ thuật 40 2.3.3 Dự án “Thiết bị hỗ trợ phòng chống cận thị, gù lưng cho người học” 40 C KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 55 I KẾT LUẬN 55 II KIẾN NGHỊ .55 TÀI LIỆU THAM KHẢO .55 A MỞ ĐẦU I LÍ DO CHỌN ĐỀ TÀI Ngày 04/05/2017, Thủ tướng Chính phủ ban hành Chỉ thị số 16/CT-TTg việc tăng cường lực tiếp cận cách mạng công nghiệp lần thứ tư Một giải pháp mà thị đề là: “Thay đổi mạnh mẽ sách, nội dung, phương pháp giáo dục dạy nghề nhằm tạo nguồn nhân lực có khả tiếp nhận xu cơng nghệ sản xuất mới, cần tập trung vào thúc đẩy đào tạo khoa học, cơng nghệ, kỹ thuật tốn học (STEM), ngoại ngữ, tin học chương trình giáo dục phổ thơng Trong Chương trình giáo dục phổ thơng năm 2018, giáo dục STEM vừa mang nghĩa thúc đẩy giáo dục lĩnh vực khoa học, cơng nghệ, kĩ thuật tốn học vừa thể phương pháp tiếp cận liên môn, phát triển lực phẩm chất người học Nhằm tạo điều kiện cho học sinh tham gia Hoạt động trải nghiệm STEM, trường THPT Thanh Chương đầu tư sở vật chất phòng học STEM với nhiều trang thiết bị đại hình thành câu lạc STEM Thông qua việc quản lí tổ chức hoạt động trải nghiệm STEM thú vị câu lạc cho bạn học sinh, đúc rút số kinh nghiệm chuyển thể thành đề tài: “Góp phần phát triển phẩm chất, lực cho HS THPT Thanh Chương thông qua số hoạt động CLB STEM” II MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU - Quản lí tổ chức CLB STEM có hiệu - Thực mục tiêu phát triển phẩm chất lực thông qua hoạt động CLB STEM III NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU - Nghiên cứu giáo dục STEM chương trình tổng thể - Nghiên cứu cách thức tổ chức quản lý CLB STEM - Thiết kế số hoạt động trải nghiệm STEM cấp CLB cấp trường IV ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI NGHIÊN CỨU Học sinh trường THPT Thanh Chương Chương trình giáo dục phổ thơng 2018 chương trình giáo dục phổ thông 2006 V PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU - Tìm kiếm tài liệu tham khảo từ nguồn liên quan giáo dục STEM - Trao đổi với đồng nghiệp để đề xuất biện pháp thực - Thực nghiệm biện pháp tổ chức hoạt động CLB STEM VI ĐĨNG GĨP MỚI CỦA ĐỀ TÀI Góp phần hướng dẫn, trải nghiệm giáo dục STEM trường phổ thông Thiết kế số hoạt động trải nghiệm STEM nhằm thơng qua đó, phát triển phẩm chất, lực học sinh B NỘI DUNG NGHIÊN CỨU I CƠ SỞ KHOA HỌC 1.1 Cơ sở lý luận Một số từ viết tắt thường dùng: - STEM viết tắt Science, Technology, Engineering Mathematics, phương pháp giáo dục tập trung vào việc giảng dạy kỹ kiến thức lĩnh vực khoa học, cơng nghệ, kỹ thuật tốn học - HS: học sinh - THPT: trung học phổ thông - KHKT: khoa học kỹ thuật 1.1.1 Giáo dục STEM trường THPT Công văn 3089 Bộ Giáo Dục Đào tạo ban hành năm 2020 rõ: Giáo dục STEM phương thức giáo dục nhằm trang bị cho học sinh kiến thức khoa học gắn liền với ứng dụng chúng thực tiễn Nội dung học theo chủ đề (sau gọi chung học) STEM gắn với việc giải tương đối trọn vẹn vấn đề, học sinh tổ chức tham gia học tập cách tích cực, chủ động biết vận dụng kiến thức vừa học để giải vấn đề đặt ra; thơng qua góp phần hình thành phẩm chất lực cho học sinh Tùy thuộc vào đặc thù môn học điều kiện sở vật chất, trường áp dụng linh hoạt hình thức tổ chức giáo dục STEM sau: Dạy học môn khoa học theo học STEM, Tổ chức hoạt động trải nghiệm STEM, Tổ chức hoạt động nghiên cứu khoa học, kĩ thuật 1.1.1.1 Dạy học môn khoa học theo học STEM - Đây hình thức tổ chức giáo dục STEM chủ yếu nhà trường trung học Giáo viên thiết kế học STEM để triển khai trình dạy học mơn học thuộc chương trình giáo dục phổ thơng theo hướng tiếp cận tích hợp nội mơn tích hợp liên mơn - Nội dung học STEM bám sát nội dung chương trình mơn học nhằm thực chương trình giáo dục phổ thông theo thời lượng quy định môn học chương trình - Học sinh thực học STEM chủ động nghiên cứu sách giáo khoa, tài liệu học tập để tiếp nhận vận dung kiến thức thông qua hoạt động: lựa chọn giải pháp giải vấn đề; thực hành thiết kế, chế tạo, thử nghiệm mẫu thiết kế; chia sẻ, thảo luận, hoàn thiện điều chỉnh mẫu thiết kế hướng dẫn giáo viên 1.1.1.2 Tổ chức hoạt động trải nghiệm STEM - Hoạt động trải nghiệm STEM tổ chức thơng qua hình thức câu lạc hoạt động trải nghiệm thực tế; tổ chức thực theo sở thích, khiếu lựa chọn học sinh cách tự nguyện Nhà trường tổ chức không gian trải nghiệm STEM nhà trường; giới thiệu thư viện học liệu số, thí nghiệm ảo, mô phỏng, phần mềm học tập để học sinh tìm hiểu, khám phá thí nghiệm, ứng dụng khoa học, kỹ thuật thực tiễn đời sống - Hoạt động trải nghiệm STEM tổ chức theo kế hoạch giáo dục hàng năm nhà trường; nội dung buổi trải nghiệm thiết kế thành học cụ thể, mơ tả rõ mục đích, u cầu, tiến trình trải nghiệm dự kiến kết Ưu tiên hoạt động liên quan, hoạt động tiếp nối mức vận dụng (thiết kế, thử nghiệm, thảo luận chỉnh sửa) hoạt động học STEM theo kế hoạch dạy học nhà trường - Tăng cường hợp tác trường trung học với sở giáo dục đại học, sở nghiên cứu, sở giáo dục nghề nghiệp, doanh nghiệp, hộ kinh doanh, thành phần kinh tế - xã hội khác gia đình để tổ chức có hiệu hoạt động trải nghiệm STEM phù hợp với quy định hành 1.1.1.3 Tổ chức hoạt động nghiên cứu khoa học, kĩ thuật - Hoạt động dành cho học sinh có lực, sở thích hứng thú với hoạt động tìm tịi, khám phá khoa học, kỹ thuật giải vấn đề thực tiễn; thơng qua q trình tổ chức dạy học học STEM hoạt động trải nghiệm STEM phát học sinh có khiếu để bồi dưỡng, tạo điều kiện thuận lợi học sinh tham gia nghiên cứu khoa học, kĩ thuật - Hoạt động nghiên cứu khoa học, kĩ thuật thực dạng đề tài/dự án nghiên cứu cá nhân nhóm hai thành viên, hướng dẫn giáo viên nhà khoa học có chun mơn phù hợp - Dựa tình hình thực tiễn, định kỳ tổ chức ngày hội STEM thi khoa học, kỹ thuật đơn vị để đánh giá, biểu dương nỗ lực giáo viên học sinh việc tổ chức dạy học, đồng thời lựa chọn đề tài/dự án nghiên cứu gửi tham gia Cuộc thi khoa học, kỹ thuật cấp 1.1.2 Vai trò câu lạc STEM việc phát triển phẩm chất, lực cho học sinh Câu lạc STEM nơi tuyệt vời để học sinh phát triển lực phẩm chất Các hoạt động câu lạc STEM thường liên quan đến khoa học, cơng nghệ, kỹ thuật tốn học, hoạt động giúp học sinh phát triển kỹ quan trọng như: Năng lực phát giải vấn đề: Các hoạt động câu lạc STEM thường bao gồm giải vấn đề khó khăn cách sử dụng nguyên lý khoa học kỹ thuật Khi tham gia vào hoạt động này, học sinh rèn luyện kỹ giải vấn đề học cách suy nghĩ sáng tạo logic Năng lực giao tiếp hợp tác: Các hoạt động câu lạc STEM thường yêu cầu học sinh làm việc theo nhóm Khi làm việc với nhau, học sinh phải học cách hợp tác tôn trọng ý kiến để đạt mục tiêu chung Năng lực lập luận trình bày: Các hoạt động câu lạc STEM thường yêu cầu học sinh phải lập luận trình bày ý tưởng cách rõ ràng thuyết phục Khi tham gia vào hoạt động này, học sinh phát triển kỹ lập luận trình bày mình, điều giúp họ trở nên tự tin việc nói chuyện trình bày ý tưởng trước công chúng Năng lực tư logic: Các hoạt động câu lạc STEM thường yêu cầu học sinh phải tư logic sử dụng nguyên lý khoa học kỹ thuật để giải vấn đề phức tạp Khi tham gia vào hoạt động này, học sinh phát triển kỹ tư logic mình, điều giúp họ giải vấn đề phức tạp sống sau Ngồi ra, câu lạc STEM cịn giúp học sinh phát triển phẩm chất nhân ái, trách nhiệm, trung thực, kiên trì, đam mê cầu tiến 1.1.3 Một số phương pháp xây dựng quản lý đội nhóm, câu lạc Phương pháp xây dựng quản lý đội nhóm, câu lạc kỹ quan trọng nhiều lĩnh vực Dưới số phương pháp để xây dựng quản lý đội nhóm, câu lạc bộ: Xác định mục tiêu: Mục tiêu đội nhóm, câu lạc cần phải xác định rõ ràng chia sẻ với tất thành viên đội nhóm Mục tiêu nên đảm bảo khả thi, có tính cụ thể, đo lường được, thời hạn xác định rõ ràng, có tính ưu tiên Xác định vai trò nhiệm vụ thành viên: Mỗi thành viên đội nhóm cần phải biết vai trị nhiệm vụ đội nhóm Cần có phân chia cơng việc rõ ràng để thành viên chịu trách nhiệm hồn thành cơng việc cách hiệu Tạo đồng thuận: Đội nhóm cần phải có đồng thuận mục tiêu, nhiệm vụ, phương pháp làm việc Việc tạo đồng thuận giúp tăng khả hợp tác, giảm cạnh tranh xung đột thành viên đội nhóm Phân cơng trưởng nhóm người điều hành: Một thành viên đội nhóm cần chọn làm trưởng nhóm người điều hành để quản lý hướng dẫn thành viên khác Trưởng nhóm người điều hành cần có tính trách nhiệm cao, kỹ lãnh đạo tốt, kiên nhẫn để giải vấn đề trình làm việc Thiết lập thời gian họp: Đội nhóm cần thiết lập thời gian họp định kỳ để đánh giá tiến độ công việc, chia sẻ kinh nghiệm, giải vấn đề phát sinh Thời gian họp nên xác định trước thông báo cho tất thành viên đội nhóm Đánh giá tiến độ cơng việc đội nhóm Xây dựng tiêu chí thi đua để kích thích tinh thần học hỏi, làm việc đội nhóm 1.2 Cơ sở thực tiễn 1.2.1 Khảo sát tính cấp thiết tính khả thi đề tài 1.2.1.1 Mục đích khảo sát - Khảo sát tính cấp thiết đề tài: phát triển phẩm chất lực học sinh thông qua số hoạt động câu lạc STEM - Khảo sát tính khả thi hoạt động câu lạc STEM trường THPT Thanh Chương 1.2.1.2 Nội dung phương pháp khảo sát a Nội dung khảo sát Khảo sát gồm có câu hỏi trắc nghiệm sau: Câu Bạn đánh giá tính cấp thiết hoạt động trải nghiệm STEM trường THPT Thanh Chương theo mức độ nào? A Rất cấp thiết B Cấp thiết C Ít cấp thiết D Khơng cấp thiết Câu Bạn đánh giá tính cấp thiết câu lạc STEM trường THPT Thanh Chương theo mức độ nào? A Rất cấp thiết B Cấp thiết C Ít cấp thiết D Không cấp thiết Câu Bạn đánh giá tính khả thi hoạt động trải nghiệm máy in 3D trường THPT Thanh Chương theo mức độ nào? A Rất khả thi B Khả thi C Ít khả thi D Khơng khả thi Câu Bạn đánh giá tính khả thi hoạt động trải nghiệm lập trình ứng dụng trường THPT Thanh Chương theo mức độ nào? A Rất khả thi B Khả thi C Ít khả thi D Khơng khả thi Câu Bạn đánh giá tính khả thi hoạt động trải nghiệm lập trình IoT Robot trường THPT Thanh Chương theo mức độ nào? A Rất khả thi B Khả thi C Ít khả thi D Không khả thi b Phương pháp khảo sát Phương pháp sử dụng để khảo sát Trao đổi câu hỏi; với thang đánh giá 04 mức (tương ứng với điểm số từ đến 4) Khơng cấp thiết; Ít cấp thiết; Cấp thiết Rất cấp thiết Khơng khả thi; Ít khả thi; Khả thi Rất khả thi Điểm trung bình X tính phần mềm Microsoft Excel c Đối tượng khảo sát Khảo sát thực 125 em học sinh 40 giáo viên môn tự nhiên trường THPT Thanh Chương 3, chủ yếu học sinh học theo khối tự nhiên 1.2.2 Kết khảo sát 1.2.2.1 Sự cấp thiết giải pháp đề xuất chưa? Giải pháp để thực hóa ý tưởng? Thử nghiệm cải tiến nào? Chi phí sản xuất bao nhiêu? Báo cáo tóm tắt dự án: “Thiết bị hỗ trợ phòng chống cận thị, gù lưng cho người học” A- LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI Việc thường xuyên ngồi học sai tư học môi trường thiếu ánh sáng dẫn tới bệnh lý cận thị gù lưng Ngồi sai tư thời gian dài gây tác hại như: ảnh hưởng xấu đến vóc dáng, nguy cận thị cao, tạo cảm giác căng thẳng, mệt mỏi hình thành đau đầu (theo cổng thông tin điện tử sở y tế tỉnh Nam Định) Trẻ em mắc tật cận thị gây nhiều hậu quả, ảnh hưởng đến sống, sinh hoạt hàng ngày: lười vui chơi, vận động, hịa đồng với bạn bè, lâu dần dẫn đến tự kỷ Ngồi trẻ cịn có nguy bị nhược thị dẫn đến thị lực vĩnh viễn ko phát điều trị kịp thời Hiện nay, học sinh (phụ huynh) quan tâm tới sức khỏe thân (con em phụ huynh) nhiều Việc thường xuyên phải nhắc nhở em ngồi học sai tư gây ảnh hưởng tới tâm lý học tập bạn học sinh tốn nhiều thời gian bố mẹ Nhận thức điều chúng em tự hỏi rằng: “Tại không tạo sản phẩm để hỗ trợ học sinh việc phòng cận thị gù lưng” Đó lí chúng em xây dựng dự án: “Thiết bị hỗ trợ phòng chống cận thị, gù lưng cho người học” B- VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU Vấn đề nghiên cứu Một số học sinh ngồi học sai tư học mơi trường thiếu ánh sáng lâu dài dẫn đến tật cận thị gù lưng khơng phụ huynh nhắc nhở kịp thời Nhóm chúng em tạo sản phẩm nhằm mục đích giải vấn đề Tiêu chí cho giải pháp - Giải vấn đề nêu - Sử dụng arduino để lập trình, thực dự án - Nhỏ gọn, tiện dụng - Tiết kiệm chi phí, an toàn vận hành Giả thuyết khoa học Nếu tạo sản phẩm nhận biết thay đổi thể người học Thơng qua phân tích xử lí số liệu nhận biết người có ngồi tư hay không? Khoảng cách từ mắt đến bàn có nằm khoảng cho phép hay khơng? C- THIẾT KẾ VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Đối tượng nghiên cứu Thiết bị hỗ trợ phòng chống cận thị, gù lưng cho người học sử dụng nguồn lượng từ pin kết hợp cảm biến trình vận hành nhằm hỗ trợ giảm thiểu tác hại cận thị gù lưng gây Nền tảng mã nguồn mở Arduino Ý tưởng giải vấn đề Chúng em sử dụng arduino kết hợp với cảm biến để đo khoảng cách cường độ ánh sáng Từ phát tín hiệu nhắc nhở người dùng thơng qua cịi hình Thiết kế Chúng em đề xuất sơ đồ khối sau: Phương pháp nghiên cứu 4.1 Phương pháp điều tra Sử dụng phiếu khảo sát nhằm tìm hiểu khó khăn mà học sinh mắc phải ngồi học sai tư Đồng thời việc tiếp cận, áp dụng sản phẩm công nghệ vào thực tiễn để giúp sửa đổi thói quen xấu 4.2 Phương pháp thống kê tốn học Xử lý kết bảng tính Excel 4.3 Phương pháp nghiên cứu tài liệu Thông qua nội dung, kiến thức học, website thống, tài liệu liên quan nguyên nhân ảnh hưởng bệnh cận thị, nhược thị, vẹo lưng ngồi sai tư biện pháp phòng chống 4.4 Phương pháp thực nghiệm Chạy thử đưa số liệu phân tích sản phẩm rút ưu nhược điểm, điều chỉnh chạy thử lại sản phẩm Tiến trình nghiên cứu Bảng kế hoạch nghiên cứu: Công việc Thời gian thực Xây dựng câu hỏi phiếu khảo sát 9/2022 Xử lí, phân tích liệu thu thập từ khảo sát 9/2022 Chỉnh sửa, hoàn thành chạy thử sản phẩm 10/2022-11/2022 Dự thảo báo cáo nội dung dự án 11/2022 Lấy ý kiến đóng góp cho dự án 11/2022 Hoàn thiện sản phẩm viết báo cáo 11/2022-12/2022 D- TIẾN HÀNH NGHIÊN CỨU VÀ KẾT QUẢ 1.Khảo sát xử lý số liệu Khảo sát tiến hành theo phương pháp khảo sát ý kiến lớp 10D1 (40 bạn), 12A1 (40 bạn) Trường THPT Thanh Chương III 32 phụ huynh lớp 4A, 28 phụ huynh lớp 4C, 30 phụ huynh lớp 4E Trường tiểu học Thanh Mỹ, Huyện Thanh Chương, Tỉnh Nghệ An Có tổng số 170 bạn học sinh phụ huynh khảo sát Kết khảo sát câu hỏi trọng tâm: Câu hỏi 1: “Bạn (con phụ huynh) có mắc tật khúc xạ mắt hay khơng”? Chúng em thu kết sau: *Có 79 bạn (phụ huynh) có câu trả lời “có” *Có 91 bạn (phụ huynh) có câu trả lời “khơng” Kết luận 1: Số học sinh mắc tật khúc xạ mắt chiếm phần trăm lớn, tới gần nửa tổng số học sinh (con phụ huynh) tham gia khảo sát Câu hỏi 2: “Khi ngồi học có bạn (con phụ huynh) vơ tình ngồi sai tư hay không? Chúng em thu kết sau: *131 bạn (phụ huynh) có câu trả lời : “Có” *19 bạn (phụ huynh) có câu trả lời là: “Không” *20 bạn (phụ huynh) “không đánh ô nào” Kết luận 2: Số học sinh ngồi sai tư chiếm phần trăm cao, tỷ lệ số học sinh khơng biết có ngồi tư hay không số bất cập Câu hỏi 3: “Khi ngồi học, theo bạn (phụ huynh) khoảng cách phù hợp từ mắt tới bàn học cho học sinh bao nhiêu”? Chúng em thu kết sau: Học sinh trung học: Đa số bạn chọn 20cm-30cm 30cm-40cm Học sinh tiểu học: Đa số phụ huynh chọn từ 20cm-30cm 15cm-25cm Kết luận 3: Các học sinh (phụ huynh) mơ hồ chưa biết khoảng cách ngồi phạm vi cho phép học sinh Câu hỏi 4: “Theo bạn (phụ huynh) học tập, làm việc ánh sáng yếu có phải tác nhân ảnh hưởng tới tật khúc xạ mắt hay khơng”? Bạn (phụ huynh) cho biết bạn (phụ huynh) chọn ý kiến khơng ạ? Chúng em thu kết sau: Tất học sinh (phụ huynh) cho ánh sáng yếu tác nhân ảnh hưởng tới tật khúc xạ mắt Nhưng số người cho bạn chọn ý kiến đốn cịn mơ hồ tác nhân Hầu hết học sinh (phụ huynh) chưa nghĩ đến ảnh hưởng tác nhân Kiến thức ảnh hưởng ánh sáng yếu gây hại cho mắt cịn rất Câu hỏi 5: “Hiện có sản phẩm hỗ trợ phòng chống cận thị, sai tư thịnh hành thị trường Vậy liệu bạn (phụ huynh) có biết sản phẩm hay khơng”? Chúng em thu kết sau: *Có 97 bạn học sinh (phụ huynh) chọn phương án “Có” *Có 73 bạn học sinh (phụ huynh) chọn phương án “Khơng” Có 57,06% bạn học sinh (phụ huynh) biết tới sản phẩm thịnh hành hỗ trợ phòng chống tật cận thị chống gù lưng cho học sinh thị trường, 42,94% bạn học sinh (phụ huynh) chưa quan tâm tới sản phẩm Kết luận: Đa số bạn học sinh (phụ huynh) chưa thực quan tâm tới việc bảo vệ sức khỏe cho thân (con mình) Câu hỏi 6: “Bạn có bị bố mẹ nhắc nhở (phụ huynh) có phải nhắc nhở việc ngồi học sai tư hay không”? Chúng em thu kết sau: *149 bạn học sinh (phụ huynh) chọn phương án “Có” *21 bạn học sinh (phụ huynh) chọn phương án “Không” Kết luận: Đa số bạn học sinh (phụ huynh) nhắc nhở tư ngồi làm việc Câu hỏi 7: “Bạn (phụ huynh) có cần thiết bị hỗ trợ để nhắc nhở thân ngồi học sai tư cường độ ánh sáng khơng phù hợp hay khơng? Nếu “có” bạn (phụ huynh) mong muốn sản phẩm có chức gì”? Chúng em thu kết sau: *154 bạn học sinh (phụ huynh) chọn phương án “Có” *16 bạn học sinh (phụ huynh) chọn phương án “Khơng” Có 90,6% số người khảo sát muốn sử dụng sản phẩm, lại 9,4% số người cho sản phẩm khơng cần thiết 80 bạn (phụ huynh) đóng góp ý kiến, mong muốn sản phẩm số bất cập Kết luận 7: Qua khảo sát chúng em có kết luận sau: Các bạn học sinh chưa ý quan tâm đến kiến thức bảo vệ sức khỏe học đường Tỷ lệ mà người muốn có sản phẩm :‘Thiết bị hỗ trợ phịng chống cận thị, gù lưng cho người học” cao 90,6%, số người mong muốn sản phẩm có chức cịn thấp (51,94%) Đa số bạn học sinh vơ tình ngồi sai tư Nhu cầu sử dụng mong muốn có sản phẩm “Thiết bị hỗ trợ phòng chống cận thị, gù lưng cho người học” cao 2.Xây dựng sản phẩm 2.1 Một số khái niệm vật liệu sử dụng làm sản phẩm a.Arduino Uno R3 Arduino Uno R3 DIP dòng Arduino hệ thứ giống phiên trước giúp người dùng dễ dàng tiếp cận với lập trình để tạo phần cứng có tính mong muốn cách nhanh chóng với chi phí hợp lý Hiện biết đến cách quen thuộc Việt Nam sức mạnh chúng ngày chứng tỏ theo thời gian với ứng dụng mở (open source) độc đáo chia sẻ rộng rãi LCD 16x2 giao tiếp I2C Hình 6: LCD 16x2 Thơng số kĩ thuật LCD 16x2 LCD 16×2 có 16 chân chân liệu (D0 – D7) chân điều khiển (RS, RW, EN) chân lại dùng để cấp nguồn đèn cho LCD 16×2 Các chân điều khiển giúp ta dễ dàng cấu hình LCD chế độ lệnh chế độ liệu Chúng giúp ta cấu hình chế độ đọc ghi LCD 16×2 sử dụng chế độ bit bit tùy theo ứng dụng ta làm Module I2C Arduino Hình 7: module I2C LCD có q nhiều nhiều chân gây khó khăn q trình đấu nối chiếm dụng nhiều chân vi điều khiển Module I2C LCD đời giải vấn để cho bạn Thay phải chân vi điều khiển để kết nối với LCD 16×2 (RS, EN, D7, D6, D5 D4) module IC2 cần tốn chân (SCL, SDA) để kết nối c Cảm biến siêu âm Hình 8: Cảm biến siêu âm Cảm biến khoảng cách siêu âm HC-SR04 sử dụng phổ biến để xác định khoảng cách Cảm biến sử dụng sóng siêu âm đo khoảng cách khoảng từ -> 300 cm, với độ xác gần phụ thuộc vào cách lập trình d Quang trở Hình 9: Quang trở Quang trở 5mm - cảm biến ánh sáng dùng mạch cảm biến ánh sáng, tự động bật đèn trời tối Quang trở 5mm điện trở có trở kháng thay đổi có thay đổi ánh sáng chiếu vào.Quang trở giảm trở kháng có ánh sáng tăng trở kháng ánh sáng yếu khơng có ánh sáng Giá trị trở kháng đo từ vài trăm Ohm mega Ohm e Cịi buzzer 5V Hình 10: Cịi buzzer Cịi Buzzer 5VDC có tuổi thọ cao, hiệu suất ổn định, chất lượng tốt, sản xuất nhỏ gọn phù hợp thiết kế với mạch còi buzzer nhỏ gọn, mạch báo động i Phần mềm Arduino IDE Arduino IDE phần mềm với mã nguồn mở, sử dụng chủ yếu để viết biên dịch mã vào module Arduino Nó bao gồm phần cứng phần mềm Phần cứng chứa đến 300,000 board mạch thiết kế sẵn với cảm biến, linh kiện Phần mềm giúp bạn sử dụng cảm biến, linh kiện Arduino cách linh hoạt phù hợp với mục đích sử dụng Đây phần mềm Arduino thống, giúp cho việc biên dịch mã trở nên dễ dàng, người bình thường khơng có kiến thức kỹ thuật làm 2.2 Tiến hành thiết kế a Thiết kế sơ đồ mạch điện Sơ đồ mạch điện kết nối cảm biến hình vào mạch Arduino Hình 13: Sơ đồ mạch điện Sơ đồ mạch điện kết nối nút nhấn, còi thơng báo nguồn vào mạch Arduino Hình 14: Sơ đồ mạch điện b Lắp ráp Tiến hành lắp đặt phần vào hộp sơ đồ mạch điện Lắp đặt nguồn cơng tắc Hình 15: Nguồn công tắc Lắp đặt phần khác vào hộp đựng Hình 16: Hình ảnh sản phẩm c Lập trình Để đo khoảng cách ta phát xung ngắn (5 microSeconds) từ chân Trig Sau đó, cảm biến tạo xung HIGH chân Echo nhận lại sóng phản xạ pin Chiều rộng xung với thời gian sóng siêu âm phát từ cảm biển quay trở lại Tốc độ âm khơng khí 340 m/s (hằng số vật lý), tương đương với 29,412 microSeconds/cm (106 / (340*100)) Khi tính thời gian, ta chia cho 29,412 để nhận khoảng cách Khai báo biến thiết lập Hàm đo khoảng cách Hàm phát cảnh báo gán giá trị mặc định Phát ánh sáng yếu Gán giá trị mặc định Phát tư ngồi sai, hành động nhiễu d Cải tiến Qua giai đoạn thử nghiệm, chúng em nhận thấy arduino lập trình hoạt động ổn định xác Có thể nhận biết hành động nhiễu học sinh viết nên độ xác tăng lên Chức sản phẩm Phát cảnh báo điều kiện ánh sáng không đủ, việc ngồi sai tư học sinh, giúp hạn chế bệnh lý mắt cột sống Ở tính cho phép người dùng sử dụng vị trí tùy ý Nguyên lý hoạt động Phát ánh sáng yếu Theo tiêu chuẩn quốc gia TCVN 7114 - : 2008 ISO 8995 - : 2002: Độ rọi phù hợp cho lớp học, phòng học khuyến nghị từ 300 – 500 lux.Vì chúng em sử dụng cảm biến cường độ ánh sáng Lux BH1750, đèn bàn thay đổi cường độ ánh sáng Thay đổi cường độ ánh sáng đèn bàn đến đo 300 lux nhận thấy điện trở đo quang trở 168 kΩ Do thiết bị lập trình để quang trở đo giá trị 168 kΩ phát cảnh báo ánh sáng yếu Cảnh báo tư ngồi Khoảng cách từ mắt đến bàn học cho phép từ: tối thiểu 30cm đến tối đa 70cm tùy vào việc điều chỉnh người dùng cho phù hợp với kích thước, chiều cao thể Khi người sử dụng bắt đầu khom lưng, mắt đặt sát vở, lúc khoảng cách vượt mức cho phép tức nhỏ 20cm Ngay cảnh báo phát buộc người dùng phải ngồi tư Cảm biến thứ hai thiết kế tạo thành góc nghiêng hướng phía người dùng, cho phép đo thay đổi chiều cao đầu, giúp nhận biết tư ngồi thay đổi từ thẳng sang cong lưng, từ cảnh báo để người dùng ngồi tư Hướng dẫn sử dụng Khởi động: Bật công tắc xuống mức ON, ngược lại tắt OFF Tính phát ánh sáng yếu Sau khởi động, tính phát ánh sáng yếu kích hoạt Nếu điều kiện ánh sáng khơng đủ cảnh báo phát Khi đạt đủ điều kiện ánh sáng, chức phát tư ngồi sai sử dụng Tính phát sai tư Sau đặt sản phẩm vị trí cố định, ngồi thẳng lưng vị trí (có thể nhờ phụ huynh người khác chỉnh hộ) sau nhấn nút nhấn phía trên, hệ thống xác nhận khoảng cách mặc định Khi người dùng ngồi sai tư thế, cảnh báo phát Sạc pin Sản phẩm hỗ trợ sạc qua cổng type -C đồng với nhiều thiết bị điện tử gia đình 5.Kết đề tài “Thiết bị hỗ trợ phòng chống cận thị, gù lưng cho người học” dùng cảm biến chế tạo hoàn chỉnh Qua thử nghiệm, thiết bị phát cảnh báo đáp ứng nhu cầu phụ huynh, mong muốn của em học sinh 6.Kết luận Việc sử dụng phương pháp nghiên cứu nêu trên, chúng em hoàn thành đề tài Chúng em làm thành công “Thiết bị hỗ trợ phòng chống cận thị, gù lưng cho người học” Sản phẩm làm giải vấn đề nghiên cứu đặt ra, chứng minh giả thiết khoa học 7.Định hướng phát triển đề tài -Tạo app điện thoại kết nối trực tiếp với thiết bị giúp người dùng kiểm soát liệu, điều chỉnh thiết bị khởi động -Tiến hành cải tiến qua phận cảnh báo giọng nói -Tạo hình vật, hay đồ trang trí để phù hợp với thẩm mỹ -Cài đặt, lắp ráp để sản phẩm giống loa có kết nối bluetooth , để giúp bạn nghe nhạc cần -Lắp đặt camera nhỏ để giúp phụ huynh xem học thơng qua điện thoại thơng minh Trên ví dụ cách thức triển khai thực viết báo cáo dự án nghiên cứu khoa học kỹ thuật Các dự án thường thúc đẩy em học sinh học thêm nhiều thứ khác kiến thức lớp Đặc biệt, thực dự án này, số em phát hướng tương lai nghề nghiệp Qua nhiều năm hướng dẫn học sinh làm đề tài, nhận thấy điều rõ ràng: em làm đề tài KHKT sau trường thường phát triển nghiệp kiếm tiền giỏi Có hai em làm xin đăng kí sinh hoạt với CLB STEM trường vai trò cố vấn công nghệ thông tin nhà tài trợ kinh phí cho dự án câu lạc C KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ I KẾT LUẬN Qua q trình thực đề tài: “Góp phần phát triển phẩm chất, lực cho HS THPT Thanh Chương thông qua số hoạt động CLB STEM” rút số kết luận sau: + Đề tài đáp ứng yêu cầu thiết kế hoạt động trải nghiệm STEM chương trình phổ thơng 2018 + Các dự án đề tài góp phần phát triển lực , phẩm chất định hướng nghề nghiệp cho học sinh + Một số dự án đề tài góp phần định hướng nghề nghiệp cho em học sinh + Một số dự án gieo ý tưởng phát triển bền vững cho em học sinh Đề tài vài dự án dừng mức độ ý tưởng, mong nhận giúp đỡ, góp ý quý thầy cô bạn đọc để triển khai hoạt động câu lạc STEM Thanh Chương ngày hiệu II KIẾN NGHỊ Nhóm tác giả kiến nghị nhà trường, sở phòng giáo dục quan tâm đạo: + Các phòng học STEM cần đầu tư trang bị nhiều thiết bị + Tổ chức buổi trải nghiệm sở nghiên cứu, xưởng sản xuất công nghiệp + Tổ chức ngày hội STEM liên trường thi STEM liên trường TÀI LIỆU THAM KHẢO Sách giáo khoa môn học Tốn, Vật Lý, Hóa học Hướng dẫn xây dựng kế hoạch dạy STEM cấp THPT - -Bộ GD &ĐT Rainwater Harvesting for Dryland and Beyond - Brad Lancaster