(Skkn mới nhất) 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

ki en ki nh ng hi em SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO NGHỆ AN w TRƯỜNG THPT THANH CHƯƠNG n lo - ad th yj uy ip la an lu n va SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM: ll fu 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 oi m at nh z k m co l gm Lĩnh vực: Quản lý jm Đơn vị: THPT Thanh Chương ht Trần Xuân Tuấn vb Trịnh Văn Thạch z Nhóm tác giả: L Nghệ An, tháng 12 năm 2022 ki en ki nh ng hi MỤC LỤC em A MỞ ĐẦU w I LÍ DO CHỌN ĐỀ TÀI n II MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU lo ad III NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU th IV ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI NGHIÊN CỨU yj uy V PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ip VI ĐÓNG GÓP MỚI CỦA ĐỀ TÀI la lu B NỘI DUNG NGHIÊN CỨU .2 an I CƠ SỞ KHOA HỌC va n 1.1 Cơ sở lý luận .2 ll fu 1.1.1 Giáo dục STEM trường THPT m oi 1.1.2 Vai trò câu lạc STEM việc phát triển phẩm chất, lực cho học sinh at nh z 1.1.3 Một số phương pháp xây dựng quản lý đội nhóm, câu lạc z 1.2 Cơ sở thực tiễn vb jm ht 1.2.1 Khảo sát tính cấp thiết tính khả thi đề tài 1.2.2 Kết khảo sát .7 k 2.1 Xây dựng tổ chức hoạt động CLB STEM .8 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 L 2.2 Một số dự án thực câu lạc thời gian qua 19 m 2.1.2 Tổ chức hoạt động CLB STEM THPT Thanh Chương .9 co 2.1.1 Xây dựng câu lạc STEM l gm II NỘI DUNG ĐỀ TÀI ki en ki nh ng hi 2.2.4 Dự án phần mềm quản lý mượn trả sách câu lạc Sách Hành động Thanh Chương 33 em 2.3 Hướng dẫn học sinh nghiên cứu khoa học kỹ thuật .37 w n 2.3.1 Tổ chức buổi tập huấn nghiên cứu khoa học kỹ thuật 37 lo ad 2.3.2 Các bước thực đề tài khoa học kỹ thuật 40 th 2.3.3 Dự án “Thiết bị hỗ trợ phòng chống cận thị, gù lưng cho người học” 40 yj uy ip C KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 55 la I KẾT LUẬN 55 lu KIẾN NGHỊ .55 an II n va TÀI LIỆU THAM KHẢO .55 ll fu oi m at nh z z vb k jm ht m co l gm L ki en ki nh ng hi A MỞ ĐẦU em 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 công nghệ sản xuất mới, cần tập trung vào thúc đẩy đào tạo khoa học, công nghệ, kỹ thuật tốn học (STEM), ngoại ngữ, tin học chương trình giáo dục phổ thông w n lo ad th yj uy ip la an lu Trong Chương trình giáo dục phổ thông năm 2018, giáo dục STEM vừa mang nghĩa thúc đẩy giáo dục lĩnh vực khoa học, công nghệ, kĩ thuật toán 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 Thơng 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: n va ll fu oi m at nh z z “Góp phần phát triển phẩm chất, lực cho HS THPT Thanh Chương thông qua số hoạt động CLB STEM” vb ht k jm 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 L m V PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU co 2006 l gm Chương trình giáo dục phổ thơng 2018 chương trình giáo dục phổ thơng ki en ki nh ng hi - Tìm kiếm tài liệu tham khảo từ nguồn liên quan giáo dục STEM em - Trao đổi với đồng nghiệp để đề xuất biện pháp thực w - Thực nghiệm biện pháp tổ chức hoạt động CLB STEM n lo VI ĐÓNG GĨP MỚI CỦA ĐỀ TÀI ad th Góp phần hướng dẫn, trải nghiệm giáo dục STEM trường phổ thông yj Thiết kế số hoạt động trải nghiệm STEM nhằm thơng qua đó, phát triển phẩm chất, lực học sinh uy ip la an lu n va ll fu B NỘI DUNG NGHIÊN CỨU I CƠ SỞ KHOA HỌC 1.1 Cơ sở lý luận Một số từ viết tắt thường dùng: m oi - 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 at nh z z k L 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 m 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 co 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 l gm 1.1.1 Giáo dục STEM trường THPT Công văn 3089 Bộ Giáo Dục Đào tạo ban hành năm 2020 rõ: jm - KHKT: khoa học kỹ thuật ht - THPT: trung học phổ thông vb - HS: học sinh ki en ki nh ng hi 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 em w - Đây hình thức tổ chức giáo dục STEM chủ yếu nhà trường trung học Giáo viên thiết kế học STEM để triển khai q trình dạy học mơn học thuộc chương trình giáo dục phổ thơng theo hướng tiếp cận tích hợp nội mơn tích hợp liên môn n lo ad th yj uy - 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 ip la lu an - 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 n va ll fu oi m at nh 1.1.1.2 Tổ chức hoạt động trải nghiệm STEM z - 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 khơng gian trải nghiệm STEM nhà trường; giới thiệu thư viện học liệu số, thí nghiệm ảo, mơ phỏng, phần mềm học tập để học sinh tìm hiểu, khám phá thí nghiệm, ứng dụng khoa học, kỹ thuật thực tiễn đời sống z vb k jm ht m co L - 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 l gm - 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 ki en ki nh ng hi 1.1.1.3 Tổ chức hoạt động nghiên cứu khoa học, kĩ thuật em - 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 w n lo ad th yj - 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 uy ip la an lu - 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 n va fu ll 1.1.2 Vai trò câu lạc STEM việc phát triển phẩm chất, lực cho học sinh oi m nh at 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: z z vb ht k jm 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 tơn 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 cơng 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 m co l gm L ki en ki nh ng hi 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 em w n Ngoài ra, câu lạc STEM 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 lo ad th yj 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: uy ip la an lu 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 trị 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 n va ll fu oi m at nh z z vb k jm ht m co l gm L ki en ki nh ng hi 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 em w n - Khảo sát tính cấp thiết đề tài: phát triển phẩm chất lực học sinh thông qua số hoạt động câu lạc STEM lo ad th - Khảo sát tính khả thi hoạt động câu lạc STEM trường THPT Thanh Chương yj uy ip 1.2.1.2 Nội dung phương pháp khảo sát la an lu a Nội dung khảo sát n va Khảo sát gồm có câu hỏi trắc nghiệm sau: ll fu Câu Bạn đánh giá tính cấp thiết hoạt động trải nghiệm STEM trường THPT Thanh Chương theo mức độ nào? A Rất cấp thiết oi m z z vb B Khả thi L 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 m D Không cấp thiết co C Ít cấp thiết l B Cấp thiết gm Câu Bạn đánh giá tính cấp thiết câu lạc STEM trường THPT Thanh Chương theo mức độ nào? A Rất cấp thiết k jm ht D Khơng cấp thiết at C Ít cấp thiết nh B Cấp thiết ki en ki nh ng hi C Ít khả thi em D Không khả thi w 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 n lo ad uy ip la D Không khả thi yj C Ít khả thi th B Khả thi lu an 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 n va oi m z D Khơng khả thi at nh C Ít khả thi ll fu B Khả thi z vb b Phương pháp khảo sát ht k jm 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) 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 L c Đối tượng khảo sát m Điểm trung bình X tính phần mềm Microsoft Excel co Khơng khả thi; Ít khả thi; Khả thi Rất khả thi l gm Không cấp thiết; Ít cấp thiết; Cấp thiết Rất cấp thiết ki en ki nh ng hi 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” em w n lo A- LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI ad th 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 yj uy ip la an lu n va ll fu 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” oi m at nh z z vb Đó lí chúng em xây dựng dự án: “Thiết bị hỗ trợ phòng chống cận thị, gù lưng cho người học” - Nhỏ gọn, tiện dụng - Tiết kiệm chi phí, an toàn vận hành L - Sử dụng arduino để lập trình, thực dự án m - Giải vấn đề nêu co Tiêu chí cho giải pháp l Một số học sinh ngồi học sai tư học môi trường thiếu ánh sáng lâu dài dẫn đến tật cận thị gù lưng không phụ huynh nhắc nhở kịp thời Nhóm chúng em tạo sản phẩm nhằm mục đích giải vấn đề gm Vấn đề nghiên cứu k jm ht B- VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU ki en ki nh ng hi Giả thuyết khoa học em Nếu tạo sản phẩm nhận biết thay đổi thể người học w n Thông 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? lo ad th yj uy C- THIẾT KẾ VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ip 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 la an lu n va ll fu oi m at z Chúng em đề xuất sơ đồ khối sau: nh Thiết kế z vb k jm ht m co l gm 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 toán học Xử lý kết bảng tính Excel L Phương pháp nghiên cứu ki en ki nh ng hi 4.3 Phương pháp nghiên cứu tài liệu em 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 w n lo 4.4 Phương pháp thực nghiệm ad th Chạy thử đưa số liệu phân tích sản phẩm rút ưu nhược điểm, điều chỉnh chạy thử lại sản phẩm yj ip Bảng kế hoạch nghiên cứu: uy Tiến trình nghiên cứu la an lu Công việc ll fu 9/2022 oi m at nh 10/2022-11/2022 z Chỉnh sửa, hoàn thành chạy thử sản phẩm 9/2022 n Xử lí, phân tích liệu thu thập từ khảo sát va Xây dựng câu hỏi phiếu khảo sát Thời gian thực z 11/2022 k jm Lấy ý kiến đóng góp cho dự án ht 11/2022 vb Dự thảo báo cáo nội dung dự án 11/2022-12/2022 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 L 1.Khảo sát xử lý số liệu m D- TIẾN HÀNH NGHIÊN CỨU VÀ KẾT QUẢ co l gm Hoàn thiện sản phẩm viết báo cáo ki en ki nh ng hi Kết khảo sát câu hỏi trọng tâm: em Câu hỏi 1: “Bạn (con phụ huynh) có mắc tật khúc xạ mắt hay không”? Chúng em thu kết sau: w n *Có 79 bạn (phụ huynh) có câu trả lời “có” lo ad *Có 91 bạn (phụ huynh) có câu trả lời “khơng” th 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 yj uy ip Câu hỏi 2: “Khi ngồi học có bạn (con phụ huynh) vơ tình ngồi sai tư hay không? la an lu Chúng em thu kết sau: va *131 bạn (phụ huynh) có câu trả lời : “Có” n *19 bạn (phụ huynh) có câu trả lời là: “Khơng” ll fu oi m *20 bạn (phụ huynh) “không đánh ô nào” at nh 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 z z vb 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: ht L 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 m 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 co 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: l Kết luận 3: Các học sinh (phụ huynh) mơ hồ chưa biết khoảng cách ngồi phạm vi cho phép học sinh gm sinh tiểu học: Đa số phụ huynh chọn từ 20cm-30cm 15cm-25cm k jm Học sinh trung học: Đa số bạn chọn 20cm-30cm 30cm-40cm Học ki en ki nh ng hi Câu hỏi 5: “Hiện có sản phẩm hỗ trợ phịng chống cận thị, sai tư thịnh hành thị trường Vậy liệu bạn (phụ huynh) có biết sản phẩm hay không”? Chúng em thu kết sau: em w *Có 97 bạn học sinh (phụ huynh) chọn phương án “Có” n *Có 73 bạn học sinh (phụ huynh) chọn phương án “Không” lo ad 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) cịn chưa quan tâm tới sản phẩm th yj uy ip la Kết luận: Đa số bạn học sinh (phụ huynh) chưa thực quan tâm tới việc bảo vệ sức khỏe cho thân (con mình) an lu n va 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: ll fu oi m *149 bạn học sinh (phụ huynh) chọn phương án “Có” at nh *21 bạn học sinh (phụ huynh) chọn phương án “Không” z Kết luận: Đa số bạn học sinh (phụ huynh) nhắc nhở tư ngồi làm việc z vb 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 L Các bạn học sinh chưa ý quan tâm đến kiến thức bảo vệ sức khỏe học đường m Kết luận 7: Qua khảo sát chúng em có kết luận sau: co Có 90,6% số người khảo sát muốn sử dụng sản phẩm, lại 9,4% số người cho sản phẩm không cần thiết 80 bạn (phụ huynh) đóng góp ý kiến, mong muốn sản phẩm số bất cập l *16 bạn học sinh (phụ huynh) chọn phương án “Không” gm *154 bạn học sinh (phụ huynh) chọn phương án “Có” k jm ht 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: ki en ki nh ng hi sản phẩm có chức cịn thấp (51,94%) em Đa số bạn học sinh khơng biết vơ tình ngồi sai tư w Nhu cầu sử dụng mong muốn có sản phẩm “Thiết bị hỗ trợ phòng chống cận thị, gù lưng cho người học” cao n lo 2.Xây dựng sản phẩm ad th 2.1 Một số khái niệm vật liệu sử dụng làm sản yj phẩm a.Arduino Uno R3 uy ip la an lu n va ll fu oi m at nh z 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 z vb k jm ht m co l gm L 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) ki en ki nh ng hi 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 cịn 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 em w n lo ad th yj uy ip la an lu Hình 7: module I2C n va LCD có nhiều nhiều chân gây khó khăn 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 ll fu oi m at nh z z vb k jm ht m L Hình 9: Quang trở co d Quang trở l 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 gm Hình 8: Cảm biến siêu âm ki en ki nh ng hi 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 em w n lo ad e Còi buzzer 5V th yj uy ip la an lu Hình 10: Cịi buzzer n va 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 ll fu oi m i Phần mềm Arduino IDE at nh 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 z z vb ht m co L Sơ đồ mạch điện kết nối cảm biến hình vào mạch Arduino l a Thiết kế sơ đồ mạch điện gm 2.2 Tiến hành thiết kế k jm 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 ki en ki nh ng hi em w n lo ad th yj uy ip la an lu n va ll fu oi m Hình 13: Sơ đồ mạch điện at nh Sơ đồ mạch điện kết nối nút nhấn, cịi thơng báo nguồn vào mạch Arduino z z vb k jm ht m co l gm L ki en ki nh ng hi Hình 14: Sơ đồ mạch điện em b Lắp ráp w Tiến hành lắp đặt phần vào hộp sơ đồ mạch điện n lo Lắp đặt nguồn công tắc ad th yj uy ip la an lu Hình 15: Nguồn cơng tắc n va ll fu Lắp đặt phần khác vào hộp đựng oi m at nh z z vb k jm ht L 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 m c Lập trình co l gm Hình 16: Hình ảnh sản phẩm ki en ki nh ng hi em w n lo ad th yj uy ip la an lu n va ll fu oi m Hàm đo khoảng cách at nh Khai báo biến thiết lập z z vb k jm ht m co l gm L Hàm phát cảnh báo gán giá trị mặc định Phát ánh sáng yếu ki en ki nh ng hi em w n lo ad th yj uy Gán giá trị mặc định ip la an lu n va fu ll Phát tư ngồi sai, hành động nhiễu oi m d Cải tiến nh at 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 z z vb ht m co l gm L 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, k jm 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 ki en ki nh ng hi 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 em w n lo ad th yj Khởi động: Bật công tắc xuống mức ON, ngược lại tắt OFF Tính phát ánh sáng yếu uy ip 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 la an lu va n 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 ll fu oi m at nh z Sản phẩm hỗ trợ sạc qua cổng type -C đồng với nhiều thiết bị điện tử gia đình 5.Kết đề tài z vb ht m L -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 co 7.Định hướng phát triển đề tài l Việc sử dụng phương pháp nghiên cứu nêu trên, chúng em hoàn thành đề tài Chúng em làm thành cơng “Thiết bị hỗ trợ phịng chống cận thị, gù lưng cho người học” Sản phẩm làm giải vấn đề nghiên cứu đặt ra, chứng minh giả thiết khoa học gm 6.Kết luận k jm “Thiết bị hỗ trợ phòng chống cận thị, gù lưng cho người học” dùng cảm biến chế tạo hồn chỉnh Qua thử nghiệm, thiết bị phát cảnh báo đáp ứng nhu cầu phụ huynh, mong muốn của em học sinh ki en ki nh ng hi -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 em w n lo ad 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 trị cố vấn cơng nghệ thơng tin nhà tài trợ kinh phí cho dự án câu lạc th yj uy ip la an lu n va ll fu oi m at nh z z vb k jm ht m co l gm L ki en ki nh ng hi C KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ em 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: w n lo ad th + Đề tài đáp ứng yêu cầu thiết kế hoạt động trải nghiệm STEM chương trình phổ thơng 2018 yj uy + Các dự án đề tài góp phần phát triển lực , phẩm chất định hướng nghề nghiệp cho học sinh ip la an lu + Một số dự án đề tài góp phần định hướng nghề nghiệp cho em học sinh va n + Một số dự án gieo ý tưởng phát triển bền vững cho em học sinh ll fu oi m Đề tài vài dự án dừng mức độ ý tưởng, mong nhận giúp đỡ, góp ý q thầy bạn đọc để triển khai hoạt động câu lạc STEM Thanh Chương ngày hiệu at nh z z 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 vb k jm ht m co l gm L 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