Thiết bị đồ dùng dạy học là những phương tiện vật chất giúp cho giáo viên và học sinh tổ chức hợp lý có hiệu quả, quá trình giáo dục, giảng dạy đối với các môn học trong nhà trường nhằm thực hiện chương trình dạy học. Trong quá trình đổi mới phương pháp dạy học, thiết bị đồ dùng dạy học là một trong những điều kiện cơ bản không thể thiếu để giáo viên, học sinh thực hiện mục tiêu dạy học. Hơn nữa thiết bị đồ dùng dạy học tạo điều kiện trực tiếp cho học sinh huy động mọi năng lực hoạt động nhận thức, tiếp cận thực tiễn, nâng cao khả năng tự học, rèn luyện kỹ năng học tập và thực hành. Trong chương trình môn Công nghệ 8 bộ sách kết nối tri thức với cuộc sống, tác giả đưa vào chương IV. Kĩ thuật điện trong đó có sử dụng các mô đun cảm biến mà sách giáo khoa cũ chưa đề cập tới. Đây là các thiết bị mới, hiện đại, phù hợp với sự phát triển về khoa học kĩ thuật ngày nay. Tuy nhiên các thiết bị này có thể là mới đối với cả giáo viên và học sinh. Việc xây dựng thiết bị dạy học là thực sự cần thiết để giáo viên chủ động đưa vào bài giảng phương pháp giảng dạy hợp lí, học sinh được quan sát trực quan sẽ đem lại hiệu quả học tập cao hơn.
GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ
Cơ sở lý luận
1.1 Khái niệm về thiết bị dạy học
Theo PGS TS Vũ Trọng Rỹ, “Thiết bị dạy học hay phương tiện dạy học, đồ dùng dạy học là thuật ngữ chỉ một vật thể hoặc một tập hợp những đối tượng vật chất được giáo viên sử dụng với tư cách là phương tiện để điều khiển hoạt động nhận thức của học sinh Còn đối với học sinh thì đây là nguồn tri thức, là các phương tiện giúp học sinh lĩnh hội các khái niệm, định nghĩa, lý thuyết khoa học, hình thành ở họ những kỹ năng, kỹ xảo, đảm bảo cho việc giáo dục, phục vụ các mục đích dạy học và giáo dục”.
Từ những khái niệm của các nhà khoa học, có thể hiểu: Thiết bị dạy học là một bộ phận của cơ sở vật chất trường học, bao gồm những đối tượng vật chất được thiết kế sư phạm mà Giáo viên sử dụng để điều khiển hoạt động nhận thức của học sinh; đồng thời là nguồn tri thức và phương tiện giúp học sinh lĩnh hội tri thức, hình thành kĩ năng đảm bảo cho việc thực hiện mục tiêu dạy học.
1.2 Vai trò của thiết bị, đồ dùng dạy học
- Thúc đẩy sự giao tiếp, trao đổi thông tin, giúp học sinh học tập có hiệu quả.
- Giúp học sinh tăng cường trí nhớ, làm cho việc học tập được lâu bền.
- Cung cấp thêm kiến thức, kinh nghiệm trực tiếp liên quan đến thực tiễn xã hội và môi trường sống.
- Giúp khắc phục những hạn chế của lớp học bằng cách biến cái không thể tiếp cận thành cái có thể tiếp cận được Điều này thực sự đúng khi sử dụng phim mô phỏng và các phương tiện tương tự.
- Cung cấp kiến thức chung, qua đó học sinh có thể phát triển các hoạt động học tập khác.
- Giúp phát triển mối quan tâm về các lĩnh vực học tập khác và khuyến khích học sinh tham gia chủ động vào quá trình học tập, say mê nghiên cứu khoa học.
1.3 Vai trò và tác dụng của thiết bị, đồ dùng dạy học trong quá trình dạy học
- Thiết bị, đồ dùng dạy học là một bộ phận của nội dung và phương pháp dạy học.
- Lý luận dạy học đã khẳng định quá trình dạy học là một quá trình mà trong đó hoạt động dạy và hoạt động học phải là những hoạt động gắn bó khăng khít giữa các đối tượng xác định và có mục đích nhất định.
Sơ đồ mối quan hệ giữa các thành tố trong quá trình dạy học - Thiết bị, đồ dùng dạy học là phương tiện duy nhất giúp hình thành ở học sinh kĩ năng, kĩ xảo thực hành và tư duy kĩ thuật.
Trong phương pháp "bàn tay nặn bột", thiết bị, đồ dùng dạy học đóng vai trò then chốt Chúng kích thích học sinh chủ động tham gia vào quá trình học, tạo hứng thú tiếp thu kiến thức hiệu quả và sâu sắc.
Trang thiết bị, đồ dùng dạy học được coi như một phương tiện hỗ trợ đắc lực, giúp giáo viên đa dạng hóa phương pháp giảng dạy Khi có đủ các trang thiết bị, đồ dùng theo quy chuẩn, giáo viên có thể linh hoạt lựa chọn nhiều hình thức dạy học khác nhau, từ đó tăng hiệu quả và tính phong phú trong quá trình giáo dục học sinh.
- Thiết bị, đồ dùng dạy học góp phần đảm bảo chất lượng dạy - học.
Thông qua những thiết bị, đồ dùng dạy học mà cung cấp cho học sinh những kiến thức, những thông tin về các sự vật, hiện tượng một cách sinh động, đầy đủ, chính xác và có hệ thống Giúp học sinh liên hệ giữa lí thuyết và đời sống thực tiễn. Đồng thời còn có tác dụng kích thích hứng thú học tập, phát triển tư duy và trí thông minh sáng tạo của học sinh.
- Thiết bị, đồ dùng dạy học rèn luyện kĩ năng thực hành cho học sinh ở môn Công nghệ 8 là một môn kĩ thuật thực nghiệm, nên các kĩ năng thực hành đóng vai trò rất quan trọng, thí nghiệm sẽ làm phát triển ở các em hứng thú nhận thức, tính tích cực tự giác, phát triển tư duy và trí thông minh sáng tạo của học sinh.
Nghiên cứu về vai trò của thiết bị, đồ dùng dạy học, người ta còn dựa trên vai trò của các giác quan trong quá trình nhận thức và chỉ ra rằng:
- Kiến thức thu nhận được qua giác quan theo tỉ lệ: 1,5% qua sờ; 3,5% qua ngửi;
- Tỉ lệ kiến thức nhớ được sau khi học: 20% những gì mà ta nghe được, 30% qua những gì mà người ta nhìn; 50% qua những gì mà người ta nghe và nhìn được;
80% qua những gì mà ta nói được; 90% qua những gì ta nói và làm được.
Những số liệu trên cho thấy để quá trình nhận thức đạt hiệu quả cao cần phải thông qua quá trình nghe – nhìn và thực hành, muốn vậy phải sử dụng thiết bị, đồ dùng dạy học để tác động hỗ trợ quá trình dạy học.
Cơ sở thực tiễn
2.1 Thực trạng việc sử dụng thiết bị, đồ dùng dạy học trong môn Công nghệ 8 tại trường THCS Mỹ Đình 2
Sách Công nghệ 8 mới được đưa vào chương trình học từ đầu năm học 2023 - 2024, do đó các phương tiện đồ dùng dạy học hạn chế và nhiều thiết bị không có.
Phòng thực hành thiếu hụt các bộ đồ dùng thiết thực để học sinh có thể độc lập làm việc theo nhóm Điều này khiến cho việc giảng dạy lý thuyết và thực hành sử dụng thiết bị trở nên kém hiệu quả, không phát huy được khả năng chủ động và sáng tạo của học sinh Mặt khác, đa số học sinh đều yêu thích thực hành, thiết kế và tự sáng tạo đồ dùng học tập.
Các tiết dạy có đồ dùng dạy học, nhất là thiết bị cải tiến và sáng tạo sẽ gây hứng thú, kích thích sự tò mò, hào hứng cho các em học sinh.
- Các giáo viên đã được tập huấn sách giáo khoa mới, đồng thời đều ý thức được việc đổi mới phương pháp dạy học là yêu cầu cần thiết trong giai đoạn hiện nay
Ngoài việc sử dụng các thiết bị thí nghiệm có sẵn trong phòng thí nghiệm thì số lượng giáo viên sử dụng thiết bị tự làm, cải tiến để dễ sử dụng trong dạy học ngày càng nhiều.
- Các cấp quản lý giáo dục có nhiều quan tâm đến hoạt động nâng cao chất lượng dạy học dưới nhiều hình thức phong phú, đa dạng như thi sáng kiến kinh nghiệm,thi giáo viên dạy giỏi, thi làm đồ dùng dạy học, câu lạc bộ Stem… Các hoạt động này mang lại cho giáo viên cơ hội rất tốt để học hỏi, trau dồi kinh nghiệm và nâng cao kiến thức chuyên môn, nghiệp vụ.
Nhiều giáo viên không thể lên lớp hiệu quả chỉ dựa vào giáo án và sách giáo khoa Họ cần có các thiết bị dạy học, thậm chí chỉ là những vật dụng hàng ngày, để minh họa cho bài giảng Bởi hầu hết các kết luận và định luật khoa học đều được đúc kết từ kết quả của các thí nghiệm Những thiết bị này đóng vai trò quan trọng trong việc trực quan hóa khái niệm, giúp học sinh dễ hiểu và tránh tình trạng "dạy chay" - tức là giảng dạy lý thuyết suông mà không có sự hỗ trợ của các ví dụ thực tế.
- Việc bùng nổ mạng Internet cũng là một thuận lợi cho giáo viên và học sinh trong việc tìm kiếm ý tưởng để chế tạo thiết bị dạy học.
- Học sinh không còn thụ động như trước kia, các em đã quen dần với cách làm việc theo nhóm, làm việc cá nhân dưới sự điều khiển của giáo viên Nhiều em đã tích cực tham gia thảo luận trước những vấn đề do giáo viên đặt ra Các em hứng thú với việc tự mình chế tạo các thí nghiệm đơn giản ở nhà và sáng tạo đưa ra các giải pháp sáng tạo khi làm các thiết bị dạy học
2.3 Khó khăn Đối với giáo viên - Sự thay đổi sách giáo khoa mới luôn đi kèm với sự thay đổi về phương pháp tổ chức dạy học, nhưng giáo viên vẫn chưa thay đổi được thói quen dạy học theo lối cũ (thuyết trình, giảng giải, đọc chép) Thói quen giảng giải lí thuyết suông cùng với những yêu cầu cao trong cách tổ chức dạy học cho học sinh (từ khâu chuẩn bị cho đến khâu thực hiện) thực sự đã trở thành những trợ ngại lớn trong việc thực hiện các tiết dạy của giáo viên trong việc nâng cao chất lượng giảng dạy.
- Trên thực tế, các mạch điện có sử dụng mô đun cảm biến đều là các sản phẩm công nghệ mới, đòi hỏi giáo viên phải tìm hiểu kĩ cùng với đó là ứng dụng của các thiết bị thông minh này trong đời sống thực tiễn hiện nay.
-Thời gian để chuẩn bị cho một tiết dạy có thí nghiệm nhiều khi rất mất nhiều thời gian chuẩn bị, lắp đặt, chạy thử và nhập vào với giáo án.
- Kỹ năng sử dụng thí nghiệm của một số giáo viên còn hạn chế
- Cơ sở vật chất kỹ thuật của thiết bị thí nghiệm ở một số trường còn thiếu thốn, hỏng hóc nhiều.
- Việc chế tạo, cải tiến và sáng tạo thiết bị liên quan đến kinh phí, dành nhiều thời gian nên cũng ảnh hưởng đến công việc của giáo viên. Đối với học sinh:
- Các em đa số là chưa được tiếp cận với các mô đun cảm biến và ứng dụng của nó trong đời sống Khi đó yêu cầu về mặt kỹ năng, kiến thức đối với học sinh trong từng bài khá cao.
- Các mạch điều khiển sử dụng mô đun cảm biến thường liên quan đến nhiều kiến thức vật lý và một số kiến thức môn công nghệ từ chương trình lớp 6.
2.4 Vai trò của chế tạo thiết bị trong giảng dạy môn Công nghệ 8 tại trường THCS Mỹ Đình 2 Đối với Giáo viên:
- Thiết bị tự làm giúp giáo viên có đồ dùng dạy học để xây dựng các mô hình dạy và học theo hướng phát triển năng lực cho học sinh Hơn nữa giáo viên có thể áp dụng để dạy học Stem trong nhà trường.
Thiết kế và sáng tạo đồ dùng dạy học môn Công nghệ 8 sử dụng mô đun cảm biến
Cảm biến là thiết bị cảm nhận và biến đổi đại lượng vật lí, hoá học, sinh học… cần đo như nhiệt độ, độ ẩm, ánh sáng, áp suất, nồng độ chất khí…thành tín hiệu điện.
Cảm biến được sử dụng phổ biến trong các mạch điện điều khiển Tên của cảm biến thường được gọi theo đại lượng mà cảm biến đó có thể cảm nhận và biến đổi như: Cảm biến ánh sáng, cảm biến nhiệt độ, cảm biến màu sắc, cảm biến độ ẩm,
3.2 Mô đun cảm biến là gì?
Mô đun cảm biến là mạch điện bao gồm cảm biến và linh kiện phụ trợ giúp người dùng dễ dàng kết nối và sử dụng cảm biến trong các mạch điều khiển Trong một số mô đun cảm biến, linh kiện phụ trợ trong cảm biến có thể bao gồm rơ le hoạt động như một công tắc điện.
Một số loại mô đun cảm biến
- Mô đun cảm biến ánh sáng: là mạch điện được dùng để biến đổi ánh sáng thành tín hiệu điều khiển Mô đun cảm biến ánh sáng thường được sử dụng thiết kế các hệ thống chiếu sáng tự động.
Mô đun cảm biến độ ẩm là một thiết bị điện tử chuyển đổi độ ẩm của môi trường thành tín hiệu điều khiển Chúng đóng vai trò quan trọng trong việc thiết kế hệ thống tưới nước tự động trong các ứng dụng nông nghiệp thông minh Bằng cách đo lường độ ẩm của đất, mô đun cảm biến có thể kích hoạt hệ thống tưới nước chỉ khi cần thiết, tiết kiệm nước và tối ưu hóa hiệu suất cây trồng.
- Mô đun cảm biến nhiệt độ: là mạch điện được dùng để biến đổi nhiệt độ của môi trường thành tín hiệu điều khiển Mô đun cảm biến nhiệt độ thường được sử dụng để thiết kế mạch điều khiển nhiệt độ tự động trong đời sống và sản xuất.
3.3 Mạch điện điều khiển sử dụng mô đun cảm biến
Mạch điều khiển mô đun cảm biến thường gồm có một số thành phần chính như mô đun cảm biến, đối tượng điều khiển và nguồn điện.
Sơ đồ khối của một mạch điện điều khiển sử dụng mô đun cảm biến Khi có nguồn điện cung cấp cho mạch điện, cảm biến trên mô đun thu nhận tín hiệu đầu vào từ môi trường xung quanh và chuyển thành tín hiệu đầu ra điều khiển để đóng hoặc cắt nguồn điện cấp cho đối tượng điều khiển.
3.4 Tiến hành lắp ráp mạch điện điều khiển sử dụng mô đun cảm biến 3.4.1 Các bước tiến hành
Trình tự các bước Nội dung thực hiện
Bước 1: Tìm hiểu về mô đun cảm biến
Xác định vị trí cổng đầu vào nguồn cấp và vị trí cổng đầu ra điều khiển của mô đun
Bước 2: Tìm hiểu về sơ đồ mạch điện Xác định các thành phần chính và cách đầu nối của mạch điện Bước 3: Chuẩn bị Chuẩn bị các dụng cụ, vật liệu và thiết bị theo sơ đồ mạch điện Bước 4: Lắp ráp mạch điện Tiến hành đầu nối theo sơ đồ mạch điệnBước 5: Vận hành mạch điện Cấp nguồn và kiểm tra hoạt động của mạch điện Đánh giá và điều chỉnh
Hoạt động lắp ráp mạch điện điều khiển sử dụng mô đun cảm biến được đánh giá theo các tiêu chí sau:
- Tiến hành đúng trình tự.
- Đầu nối đúng, chắc chắn, an toàn.
- Mạch hoạt động đúng chức năng.
*Lưu ý: Khi lắp mạch phải kiểm tra kĩ cổng vào, cổng ra của từng thiết bị.
Khi mạch điện được lắp hoàn chỉnh và đúng mới đưa vào vận hành thử Luôn đặt tiêu chí về an toàn điện lên hàng đầu.
Mô tả giải pháp thiết kế và sáng tạo 3 thiết bị dạy học sử dụng mô đun cảm biến
4.1 Mô tả giải pháp thiết kế và sáng tạo đèn thông minh tự động bật/tắt sử dụng mô đun cảm biến ánh sáng
Cảm biến ánh sáng là thiết bị quang điện có khả năng chuyển đổi năng lượng ánh sáng (kể cả ánh sáng mà mắt thường nhìn thấy được và tia hồng ngoại) thành tín hiệu điện Nó phát hiện các biến đổi từ môi trường thông qua cảm biến mắt Từ đó sẽ điều chỉnh chiếu sáng phù hợp Hiểu theo cách đơn giản, cảm biến ánh sáng sẽ nhận diện ánh sáng xung quanh và dựa vào lượng ánh sáng mà nó thu được để điều chỉnh hoạt động của các thiết bị điện như đèn, rèm cửa,… theo cài đặt trước đó.
Vai trò của mô đun cảm biến ánh sáng: sử dụng cảm biến ánh sáng để đóng, cắt nguồn điện cho phụ tải điện. Ứng dụng của mô đun cảm biến ánh sáng: Bật, tắt tự động đèn chiếu sáng sân, vườn, đèn đường.
Hệ thống tự động bật/tắt đèn hoạt động dựa trên nguyên lý cảm biến ánh sáng Các mô đun cảm biến này có khả năng nhận biết mức độ sáng/tối trong môi trường và truyền tín hiệu đến công tắc Dựa vào tín hiệu này, công tắc sẽ tự động đóng hoặc ngắt mạch điện để bật hoặc tắt đèn Khi trời tối, cảm biến phát hiện mức độ sáng giảm và gửi tín hiệu đến công tắc, công tắc đóng mạch và đèn trong nhà tự động bật lên Ngược lại, khi trời sáng, cảm biến phát hiện mức độ sáng tăng và công tắc sẽ tự động ngắt mạch, tắt đèn Nhờ đó, không cần phải bật/tắt công tắc đèn nhiều lần trong ngày.
4.1.2 Thiết bị, các bước thực hiện
Bước 1: Tìm hiểu về mô đun cảm biến ánh sáng
Hình 1 Mô đun cảm biến ánh sáng XH M131 Thông số kĩ thuật của mô đun cảm biến ánh sáng Điện áp hoạt động: 5V; 12V + Điện áp hoạt động: 5V; 12V + Ngõ ra: Relay 10A thường mở (NO) và thường đóng (NC) Lưu ý: Tiếp điểm relay dạng công tắc 1 cực, không phải áp ngõ ra.
+ Đèn đỏ: Báo nguồn; Đèn xanh dương: Báo relay hoạt động + Cảm biến ánh sáng: CDS Quang trở
+ Kích thước: 53x31x19mm - Cổng đầu ra điều khiển:
+ Tiếp điểm thường mở (1) + Đầu nối chung (2)
+ Tiếp điểm thường đóng (3) - Cổng nối nguồn cấp cho mô đun:
+ Đầu nối GND để nối với cực (-) của nguồn.
+ Đầu nối VCC để nối với cực (+) của nguồn.
Ngoài ra, trên mô đun còn có gắn biến trở tinh chỉnh để điều chỉnh ngưỡng ánh sáng tác động vào đầu cảm biến.
Bước 2: Tìm hiểu về sơ đồ của mạch điện điều khiển sử dụng mô đun cảm biến ánh sáng
Hình 2 Sơ đồ mạch điện điều khiển đèn LED sử dụng mô đun cảm biến ánh sáng Khi có nguồn cấp cho mạch điện, nếu ánh sáng cấp vào cảm biến ánh sáng thay đổi (sáng hoặc tối), mạch điện có thể tự động điều khiển để bật hoặc tắt đèn LED: trời tối thì đèn tự động bật sáng, trời sáng thì đèn tự động ngắt.
Bước 3: Chuẩn bị Bảng dự trù và chuẩn bị các dụng cụ, vật liệu và thiết bị theo Bảng
TT Tên gọi Đơn vị Số lượng
4 Kìm tuốt dây điện Cái 01
5 Băng dính cách điện Cuộn 01
8 Mô đun cảm biến ánh sáng XH
Bước 4: Lắp ráp mạch điện Bước 5: Vận hành mạch điện - Kiểm tra các vị trí đầu nối đảm bảo đúng, chắc chắn, an toàn.
- Bật công tắc cấp nguồn cho mạch điện.
Kiểm tra hoạt động của mạch điện dựa trên chức năng chính của nó Thay đổi cường độ ánh sáng chiếu vào cảm biến ánh sáng để kiểm tra phản ứng của mạch điện: khi trời sáng, đèn LED tự động tắt; ngược lại, khi trời tối, đèn LED sẽ tự động sáng.
- Đánh giá hoạt động của mạch điện và điều chỉnh
4.1.3 Kết quả của sản phẩm
Qua quá trình lắp ráp GV và HS hoàn thành mô hình đèn thông minh tự động bật/tắt sử dụng mô đun cảm biến ánh sáng.
Hình 3 Đèn thông minh tự động bật/tắt sử dụng mô đun cảm biến ánh sáng.
MỞ RỘNG: Cảm biến ánh sáng trên smartphone
Cảm biến ánh sáng hoạt động trên smartphone là cảm biến ánh sáng xung quanh Cảm biến ánh sáng xung quanh thường gồm máy chiếu ánh sáng và bộ thu ánh sáng.
Bên cạnh đó, camera trước của smartphone thường có một chấm trắng.
Chấm trắng này có công dụng của một thấu kính tập trung ánh sáng xung quanh, sau đó thông qua máy chiếu để truyền đến bộ thu.
Hình 4 Camera trước của smartphoneDựa vào nguyên lý của hiệu ứng quang điện, các tín hiệu ánh sáng khác nhau qua bộ thu ánh sáng sẽ chuyển đổi thành các tín hiệu điện tương ứng Các tín hiệu này sẽ được xử lý tiếp để tạo ra các sự điều khiển, hoạt động bên trong smartphone.
Bên cạnh đó, trên các chip cảm biến ánh sáng sẽ được trang bị một tấm phim có chức năng chặn, loại bỏ sự can thiệp tia hồng ngoại của ánh sáng hồng ngoại, giúp smartphone có thể cảm biến được cường độ của ánh sáng xung quanh một cách chính xác. Đặc biệt, cảm biến ánh sáng còn có thể giảm độ sáng màn hình smartphone một cách tự động để kéo dài thời gian sử dụng khi lượng điện năng do màn hình tiêu thụ quá lớn.
Hình 5 Giao diện trên thanh công cụ của smartphone
4.2 Mô tả giải pháp thiết kế và sáng tạo quạt thông minh tự động bật/tắt sử dụng mô đun cảm biến nhiệt độ
Cảm biến nhiệt độ là thiết bị được dùng để đo lường sự thay đổi về nhiệt độ của các đối tượng cần kiểm soát và ổn định về nhiệt Cảm biến nhiệt có khả năng thực hiện các phép đo nhiệt độ với độ chính xác cao hơn nhiều so các phép đo nhiệt độ thông thường khác Khi sử dụng, cảm biến sẽ phát hiện sự thay đổi nhiệt độ của đối tượng cần đo để đưa ra tín hiệu, xử lý tín hiệu thông báo nhiệt độ tới người dùng thiết bị.
Mô đun cảm biến nhiệt độ đóng vai trò quan trọng trong việc kiểm soát nguồn điện Nó hoạt động dựa trên nguyên lý sử dụng cảm biến nhiệt độ để đóng hoặc cắt nguồn điện cho phụ tải điện Ứng dụng phổ biến của mô đun này là bật, tắt tự động quạt, giúp duy trì nhiệt độ ổn định và tiết kiệm điện năng.
Nguyên lý hoạt động của hệ thống tự động bật/tắt quạt: Nhờ khả năng nhận biết tín hiệu môi trường, mô đun cảm biến nhiệt độ sẽ đo được nhiệt độ môi trường từ đó truyền tín hiệu đến công tắc sẽ có chức năng tự động tắt/bật mạch điện Khi nhiệt độ ≥ 30 0 C (mức nhiệt độ này có thể cài đặt được theo nhu cầu của người sử dụng), quạt tự động bật lên và ngược lại khi nhiệt độ < 30 0 C quạt tự động tắt đi.
Bằng cách này sẽ không cần lo lắng việc phải bật/tắt công tắc quạt nhiều lần trong ngày
4.2.2 Thiết bị, các bước thực hiện
Bước 1: Tìm hiểu về mô đun cảm biến nhiệt độ
Hình 6 Mô đun cảm biến nhiệt độ XH W1209 - Cổng đầu ra điều khiển:
- Cổng nối nguồn cấp cho mô đun:
+ Đầu nối GND để nối với cực (-) của nguồn.
+ Đầu nối +12 V để nối với cực (+) của nguồn.
- Ngoài ra, trên mô đun có màn hình hiển thị số và các nút cài đặt để điều chỉnh tăng hoặc giảm nhiệt độ giới hạn
Hình 7 Màn hình hiển thị số và các nút cài đặt trên mô đun cảm biến nhiệt độBước 2: Tìm hiểu về sơ đồ của mạch điều khiển sử dụng mô đun cảm biến nhiệt độ
Hình 8 Sơ đồ mạch điều khiển quạt điện sử dụng mô đun cảm biến nhiệt độ Khi có nguồn cấp cho mạch điện, cài đặt nhiệt độ giới hạn Thay đổi nhiệt độ cấp vào cảm biến so với mức nhiệt độ đã cài đặt, mạch điện có thể tự động điều khiển để bật hoặc tắt quạt.
Bước 3: Chuẩn bị Bảng dự trù và chuẩn bị các dụng cụ, vật liệu và thiết bị theo Bảng
TT Tên gọi Đơn vị Số lượng
4 Kìm tuốt dây điện Cái 01
5 Băng dính cách điện Cuộn 01
8 Mô đun cảm biến nhiệt độ XH
Bước 4: Lắp ráp mạch điện Bước 5: Vận hành mạch điện - Kiểm tra các vị trí đầu nối đảm bảo đúng, chắc chắn và an toàn.
- Bật công tắc cấp nguồn cho mạch điện.
- Kiểm tra hoạt động của mạch điện theo chức năng:
+ Cài đặt nhiệt độ giới hạn bằng cách sử dụng các nút tăng hoặc giảm trên mô đun.
+ Thay đổi nhiệt độ tác động vào cảm biến nhiệt độ sẽ điều khiển tự động bật hoặc tắt quạt điện.
- Đánh giá hoạt động của mạch điện và điều chỉnh.
4.2.3 Kết quả của sản phẩm
Qua quá trình lắp ráp GV và HS hoàn thành mô hình quạt thông minh tự động bật/tắt sử dụng mô đun cảm biến nhiệt độ.
Hình 9 Quạt thông minh tự động bật/tắt sử dụng mô đun cảm biến nhiệt độ.
Bạn có thể cài đặt bộ điều nhiệt trong ngôi nhà mình theo ngữ cảnh Khi nhiệt độ ngoài trời đạt mức 30 0 C, điều hòa tự động bật ở nhiệt độ 26 0 C, đóng rèm 70% Đem lại cho bạn bầu không khí mát mẻ và thoải mái Khi nhiệt độ ngoài trời từ trên 34 0 C, đóng rèm 100%, điều hòa tăng lên 28 0 C Để tránh sự chênh lệch nhiệt độ quá lớn có thể gây ra tình trạng sốc nhiệt hoặc tệ hơn là nguy cơ gây đột quỵ khi bạn di chuyển giữa hai môi trường trong phòng và ngoài trời
Hình 10 Cảm biến nhiệt độ được tính hợp trong bộ điều nhiệt gắn trong phòng.
KẾT QUẢ VÀ ỨNG DỤNG
Khả năng áp dụng
Sáng kiến có khả năng áp dụng cho quá trình dạy và học bộ môn môn Công nghệ 8 bộ sách kết nối tri thức với cuộc sống, chương IV Kĩ thuật điện trong đó có sử dụng các mô đun cảm biến Hơn nữa, đây là tiền đề để học sinh có thể sáng tạo ra những sản phẩm khoa học kĩ thuật có tính ứng dụng cao trong thực tiễn, đáp ứng nhu cầu của xã hội ngày nay, phát triển máy móc công cụ để giảm sức lao động chân tay của con người.
Sau khi học sinh được quan sát, khám phá giáo viên đưa ra các chú ý cho học sinh và chốt các kiến thức đồng thời khuyến khích các em không ngại tìm tòi nghiên cứu để khơi dậy tính tích cực, tư duy sáng tạo, rèn luyện tinh thần tự giác, chủ động trong học tập để có thể sáng tạo ra những sản phẩm mới hữu ích trong nhiều lĩnh vực khác nhau trong đời sống.
Trong quá trình giảng dạy môn Công nghệ 8, tôi đã sử dụng các phương pháp dạy học kết hợp nghiên cứu các thí nghiệm thực hành để nâng cao chất lượng giờ học, phát triển toàn diện năng lực và phẩm chất người học Học đi đôi với hành, lý luận gắn với thực tiễn. Đối với học sinh đại trà: Nắm được kiến thức cơ bản, tạo niềm tin, hứng thú với bộ môn, các con có thể vẽ mạch, lắp hệ thống mạch điện như giáo viên gợi ý. Đối với học sinh khá, giỏi: Tạo cho các em sự hứng thú yêu thích môn học, phát huy được tính tích cực chủ động trong học môn Công nghệ 8, góp phần phát triển trí tuệ và bồi dưỡng năng lực tư duy sáng tạo cho học sinh Khuyến khích học sinh tìm tòi nhiều cách mắc mạch điện khác nhau, khai thác từ nhu cầu đời sống thực tiễn để sáng tạo những thiết bị hữu ích Học sinh lĩnh hội tri thức nhanh, chắc chắn và chủ động hơn, hiệu quả giờ học cao hơn so với dạy học với các phương tiện thông thường.
Hiệu quả, lợi ích thu được do áp dụng giải pháp
Nâng cao kết quả học tập của học sinh sẽ tiết kiệm được thời gian, công sức của giáo viên và học sinh mà lại mang lại hiệu quả tiếp thu bài tốt.
Tiết kiệm cả về chi phí tài chính: sau khi đã được thiết kế nội dung sử dụng phương pháp trên sẽ được lưu lại sử dụng trong các năm học sau có thể dễ dàng chia sẻ với học sinh và các bạn đồng nghiệp trên mạng internet …
2.2 Hiệu quả về mặt xã hội
Phương pháp này khuyến khích các em không ngại tìm tòi nghiên cứu để khơi dậy tính tích cực, tư duy sáng tạo, rèn luyện tinh thần tự giác, chủ động trong học tập cũng như trong mọi công việc của học sinh Vì vậy, học sinh có được phương pháp học, tăng tính độc lập, chủ động, sáng tạo và phát triển tư duy.
Sử dụng các phương pháp dạy kết hợp tổ chức thí nghiệm hiệu quả làm tăng hứng thú học tập cho học sinh, giúp các em học tập tích cực, hiệu quả hơn Học sinh dễ dàng chiếm lĩnh được các kiến thức khoa học, từ đó các em lòng tin vào khoa học, say mê tìm hiểu khoa học và ứng dụng khoa học đó vào cuộc sống hàng ngày.
Tôi xin đưa ra phân tích sau đây để thấy rõ được những hiệu quả mà sáng kiến kinh nghiệm đem lại.
Sau khi thiết kế bài giảng kết hợp với các đồ dùng dạy học là mô hình thí nghiệm thực hành gắn liền với thực tiễn, tôi khảo sát hiệu quả học tập thông qua những hình thức bài khảo sát trên google form với các câu hỏi, và phiếu lấy ý kiến học sinh và giáo viên (Phụ lục 1)
Kết quả đạt được
* Đối với học sinh khối 8
Kết quả bài kiểm tra thực hành:
Bảng 3.1 Kết quả bài kiểm tra chủ đề
Như vậy, 100% học sinh đều đạt điểm trên trung bình, trong đó tỉ lệ khá giỏi đạt 85% Điều đó cho thấy hiệu quả của áp dụng phương pháp này đã kích thích sự hứng thú học tập của học sinh.
Bảng 3.2 Thái độ của học sinh
Rất thích Thích
Mức độ yêu thích môn Công nghệ 8 200 110 85 5 0
Mức độ yêu thích khi GV sử dung mô hình thí nghiệm thực hành gắn liền với thực tiễn vào bài dạy
Kết quả khảo sát cho thấy 100% học sinh mong muốn được tiếp tục học tập với mô hình thí nghiệm thực hành gắn liền với thực tiễn trong các tiết học tiếp theo.
Trong quá trình, tôi đã cố gắng nghiên cứu chuẩn bị bài chu đáo thông qua các thiết bị dạy học mà mình đã chuẩn bị trước, góp phần bổ sung và làm rõ những kiến thức cơ bản trong sách giáo khoa, khôi phục, tái hiện lại hình ảnh trong sách giáo khoa giúp học sinh hiểu bài tốt hơn.
Khi lên lớp giảng dạy không thiên về lý thuyết, trừu tượng Khiến học sinh học tập tích cực, hăng hái chủ động hơn Từ việc học sinh hăng hái, tích cực, học tập có hiệu quả Đó là nguồn động viên rất lớn giúp giáo viên ham học hỏi, tìm tòi để nâng cao kiến thức chuyên môn nghiệp vụ thêm yêu trò - yêu nghề nhiều hơn nữa.
Trong quá trình sử dụng thiết bị dạy học nhằm phát triển toàn diện, không chỉ có kiến thức sâu rộng về bộ môn, có kĩ năng mà học sinh còn phát huy được sự năng động sáng tạo, khơi gợi học sinh tình yêu môn học Đây chính là những yếu tố cần thiết là hành trang quý giá để con người đáp ứng được những yêu cầu phát triển kinh tế - xã hội của đất nước trong thời kì kinh tế tri thức hiện nay.
Bảng 3.3 Thái độ của Giáo viên với các đồ dùng dạy học môn Công nghệ 8 chương IV Kĩ thuật điện
Thời gian Tổng số Quan tâm Chưa quan tâm Không quan tâm
Thông qua phiếu lấy trưng cầu ý kiến tôi nhận thấy rằng giáo viên rất quan tâm đến đổi mới phương pháp dạy học nhằm phát huy năng lực của học sinh. Đối với phương pháp xây dựng bài dạy kết hợp với đồ dùng dạy học có sử dụng mô đun cảm biến môn Công nghệ 8 được nhiều sự quan tâm của giáo viên
Các thầy/cô cho rằng đối với các dụng cụ có tính ứng dụng cao trong đời sống như vậy, phải lựa chọn phương pháp phù hợp nhằm khơi gợi sự hứng thú của học sinh, giúp học sinh tiếp cận kiến thức một các dễ dàng và hiệu quả nhất, đồng thời phát huy năng lực của học sinh Để làm được điều đó đòi hỏi giáo viên cần phải tìm hiểu về phương pháp dạy học và đưa ra vấn đề trong tổ nhóm chuyên môn để nhận được những lời góp ý giúp thầy/cô hoàn thiện bài dạy của mình.
