SKKN dạy học môn tin học theo định hướng mô hình giáo dục STEM qua ví dụ lắp ghép đèn tự bật tắt khi trời tối sán

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THANH HOÁ TRƯỜNG THPT TRẦN ÂN CHIÊM SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM TÊN ĐỀ TÀI “DẠY HỌC MƠN TIN HỌC THEO ĐỊNH HƯỚNG MƠ HÌNH GIÁO DỤC STEM QUA VÍ DỤ LẮP GHÉP ĐÈN TỰ BẬT/TẮT KHI TRỜI TỐI/SÁNG” Người thực hiện: Hà Thị Hương Chức vụ: Giáo viên SKKN thuộc lĩnh vực (môn): Tin học THANH HOÁ NĂM 2019 Mục lục Mở đầu 1.1 Lí chọn đề tài 1.2 Mục đích nghiên cứu 1.3 Đối tượng nghiên cứu 1.4 Phương pháp nghiên cứu Nội dung sáng kiến kinh nghiệm 2.1 Cơ sở lí luận sáng kiến kinh nghiệm 2.2 Thực trạng vấn đề trước áp dụng sáng kiến kinh nghiệm 2.3 Các sáng kiến kinh nghiệm giải pháp sử dụng để giải vấn đề 2.4 Hiệu sáng kiến kinh nghiệm hoạt động giáo dục, với thân, đồng nghiệp nhà trường 17 Kết luận, kiến nghị 18 3.1 Kết luận 18 3.2 Kiến nghị 18 1 Mở đầu 1.1 Lí chọn đề tài Ngày 19 tháng 01 năm 2018, Bộ Giáo dục đào tạo công bố dự thảo 20 chương trình mơn học phổ thơng mới, có mơn Tin học Với chương trình giáo dục phổ thơng mới, lực Tin học mười lực cốt lõi mà học sinh phổ thơng cần hình thành phát triển Mơn Tin học có sứ mạng giúp học sinh có lực tin học Tuy nhiên không đổi phương pháp dạy học, không tạo hứng thú học tập cho học sinh, khơng có bước chuyển từ chương trình giáo dục tiếp cận nội dung sang tiếp cận lực người học, nghĩa từ chỗ quan tâm đến việc học sinh học đến chỗ quan tâm học sinh vận dụng qua việc học lực tin học học sinh không khác bao Để đảm bảo điều đó, định phải thực thành công việc chuyển từ phương pháp dạy học theo lối "truyền thụ chiều" sang dạy cách học, cách vận dụng kiến thức, rèn luyện kỹ năng, hình thành lực phẩm chất; đồng thời phải chuyển cách đánh giá kết giáo dục từ nặng kiểm tra trí nhớ sang kiểm tra, đánh giá lực vận dụng kiến thức giải vấn đề, coi trọng kiểm tra đánh giá kết học tập với kiểm tra đánh giá q trình học tập để tác động kịp thời nhằm nâng cao chất lượng hoạt động dạy học giáo dục Giáo dục STEM xuất Việt Nam vài năm trở lại đây, bước truyền thơng mang tính thử nghiệm, chưa thực trở thành hoạt động giáo dục thức trường phổ thơng Tuy nhiên, giáo dục STEM với nhiệm vụ cung cấp kiến thức kĩ cần thiết cho học sinh kỉ 21 mơ hình giáo dục diện rộng tương lai gần giới Do vậy, giáo dục STEM cần quan tâm nhận thức toàn xã hội Hiện Việt Nam, STEM giáo dục STEM nói riêng chưa nghiên cứu sâu Các viết, tài liệu giáo dục STEM Việt Nam mang tính chất thơng tin bình luận Hiện chưa có cơng trình bàn sở lí luận giáo dục STEM vận dụng vào dạy học môn Nội hàm môn Tin học môn học cốt lõi, kết nối chặt trẽ định hướng STEM tảng CMCN 4.0, khoa học máy tính có yếu tố tích hợp STEM (Science (Khoa học), Technology (Công nghệ), Engineering (Kĩ thuật) Mathematics (Tốn học)), việc nghiên cứu giáo dục STEM nói chung dạy học mơn Tin học theo định hướng giáo dục STEM nói riêng hồn tồn có sở phù hợp với định hướng đổi giáo dục giai đoạn theo hướng phát triển lực người học nhằm đáp ứng đòi hỏi xã hội đại Với lí tơi chọn đề tài: “Dạy học mơn tin học theo định hướng mơ hình giáo dục STEM qua ví dụ Lắp ghép đèn tự bật/tắt trời tối/sáng ” bước đầu tiếp cận với hình thức dạy học hướng vào lực học sinh mơ hình dạy học STEM trường 1.2 Mục đích nghiên cứu Tiếp cận sở lí luận giáo dục STEM sở lí luận, sở thực tiễn dạy học môn tin học nói chung học số 8, tin học 10 nói riêng theo định hướng giáo dục STEM Xác định quy trình dạy học mơn Tin học theo định hướng giáo dục STEM vận dụng vào dạy học môn Tin học trường phổ thông 1.3 Đối tượng nghiên cứu Học sinh lớp 10C3, 10C4, 10C5, 10C7 trường THPT Trần Ân Chiêm 1.4 Phương pháp nghiên cứu Để nghiên cứu đề tài sử dụng số nhóm phương pháp nghiên cứu sau: - Phương pháp nghiên cứu tài liệu: Thường xuyên sưu tầm tra cứu sách báo tài liệu có liên quan đến nội dung đề tài, qua phân tích tổng hợp hệ thống hóa theo mục đích nghiên cứu - Phương pháp quan sát: Thực quan sát trình giảng dạy đồng nghiệp, video liên quan tới nội dung đề tài internet… Quan sát học sinh trình học tập lớp, học tập, đặc biệt theo dõi thảo luận học sinh nhằm đánh giá thực trạng, tìm hiểu nguyên nhân, giải pháp nhằm nâng cao hiệu việc dạy học tích cực, định hướng phát triển lực cho học sinh - Phương pháp điều tra vấn: Tiến hành thiết lập số câu hỏi dạng trắc nghiệm tự luận cho số nhóm học sinh điều tra qua phiếu liên quan đến việc phân tích đánh giá việc học học sinh, hay thông qua vấn trực tiếp qua nắm bắt thực trạng - Phương pháp nghiên cứu sản phẩm: Thông qua sản phẩm làm học sinh sản phẩm, kết thực hành, tập tự học, làm việc theo nhóm, theo chủ đề, kiểm tra học sinh làm cá nhân nhằm để phân tích, đánh giá sản phẩm nhận định đưa kết luận dạy học - Phương pháp tổng kết kinh nghiệm: Qua hoạt động, Giáo viên ghi chép qua đúc rút kinh nghiệm chưa để tổng hợp đến kết luận - Phương pháp thống kê toán học: Sử dụng phương pháp thống kê tốn học nhằm phân tích thực trạng vấn đề nghiên cứu Nội dung sáng kiến kinh nghiệm 2.1 Cơ sở lí luận sáng kiến kinh nghiệm Đổi tổ chức quản lý hoạt động giáo dục trường THPT theo định hướng phát triển lực học sinh triển khai giai đoạn đến trường THPT toàn quốc, phương pháp phù hợp với mục tiêu phát triển đặc điểm giáo dục nước ta Giáo dục định hướng lực nhằm đảm bảo chất lượng đầu việc dạy học, thực mục tiêu phát triển toàn diện phẩm chất nhân cách, trọng lực vận dụng tri thức tình thực tiễn nhằm chuẩn bị cho người lực giải tình sống nghề nghiệp Chương trình nhấn mạnh vai trị người học với tư cách chủ thể trình nhận thức Ưu điểm chương trình giáo dục định hướng lực tạo điều kiện quản lý chất lượng theo kết đầu quy định, nhấn mạnh lực vận dụng học sinh Tuy nhiên vận dụng cách thiên lệch, không ý đầy đủ đến nội dung dạy học dẫn đến lỗ hổng tri thức tính hệ thống tri thức Ngoài chất lượng giáo dục kết đầu mà cịn phụ thuộc q trình thực Mơ hình giáo dục STEM trang bị cho người học kiến thức kỹ lồng ghép liên quan đến lĩnh vực khoa học, công nghệ, kỹ thuật tốn học, cịn giúp người học khơng hiểu biết ngun lý mà cịn áp dụng để thực hành tạo sản phẩm sống ngày đáp ứng yêu cầu đổi giáo dục 2.2 Thực trạng vấn đề trước áp dụng sáng kiến kinh nghiệm a Thuận lợi: Mơ hình giáo dục tiên tiến giáo dục STEM; tăng cường hoạt động trải nghiệm sáng tạo, nghiên cứu khoa học, luyện kỹ thực hành, vận dụng kiến thức, nâng cao kỹ giải vấn đề thực tiễn cho học sinh, hướng dẫn học sinh phương pháp tự học, tự nghiên cứu “học” qua “hành” giáo dục STEM Do Học sinh đam mê với giảng, hứng thú với môn học Từ năm 2012, Bộ Giáo dục Đào tạo hàng năm tổ chức thi “Vận dụng kiến thức liên môn để giải tình thực tiễn dành cho học sinh trung học” thi “Dạy học theo chủ đề tích hợp dành cho giáo viên trung học” Cuộc thi hội khuyến khích học sinh vận dụng kiến thức môn học khác để giải tình thực tiễn; tăng cường khả vận dụng tổng hợp, khả tự học, tự nghiên cứu học sinh; thúc đẩy việc gắn kiến thức lí thuyết thực hành nhà trường với thực tiễn đời sống; đẩy mạnh thực dạy học theo phương trâm "học đơi với hành"; góp phần đổi hình thức, PPDH đổi kiểm tra, đánh giá kết học tập; thúc đẩy tham gia gia đình, cộng đồng vào cơng tác giáo dục Đối với giáo viên, hội khuyến khích giáo viên sáng tạo, thực dạy học theo chủ đề, chủ điểm có nội dung liên quan đến nhiều môn học gắn liền với thực tiễn; tăng cường hiệu sử dụng thiết bị dạy học; tạo hội giao lưu, trao đổi kinh nghiệm giáo viên trung học toàn quốc giới Về bản, hình thức giáo dục STEM b Khó khăn: Mơ hình giáo dục STEM triển khai thành phố lớn, trường giáo viên chưa tiếp cận với mơ hình giáo dục Giáo viên chưa biết mơ hình dạy học STEM, áp dụng mơn học mình, học với mơ hình STEM Tất kiến thức, điều kiện áp dụng tơi tự học hỏi qua nguồn thông tin Cơ sở vật chất điều kiện kinh tế chi phí cho thiết bị công nghệ cao đắt đỏ Năng lực học sinh có nhiều hạn chế, chưa chủ động tìm hiểu kiến thức Cần nhiều thời gian: tiết học 45 phút đáp ứng nhiệm vụ STEM mức độ trung bình khó, học sinh học thụ động chuyển sang chủ động cần nhiều thời gian để tìm hiểu thơng tin, cách học tập… c Mặt mạnh: - Giáo dục STEM đề cao đến việc hình thành phát triển lực giải vấn đề cho người học Trong học theo chủ đề STEM, em học sinh, sinh viên đặt trước tình có vấn đề thực tiễn cần giải liên quan đến kiến thức khoa học - Giáo dục STEM đề cao phong cách học tập cho người học Đó phong cách học tập sáng tạo Đặt người học vào vai trò nhà phát minh Người học phải hiểu thực chất kiến thức trang bị: + phải biết cách mở rộng kiến thức; + phải biết cách sửa chữa, chế biến lại chúng cho phù hợp với tình có vấn đề mà người học phải giải - Giáo dục STEM phương thức giáo dục tích hợp Nó theo cách tiếp cận liên môn (interdisciplinary) thông qua thực hành, ứng dụng Thay dạy bốn mơn học (Science, Technology, Engineering and Mathematics) đối tượng tách biệt rời rạc, STEM kết hợp chúng thành mơ hình học tập gắn kết dựa ứng dụng thực tế Qua đó, người học vừa học lý thuyết, vừa học cách vận dụng vào thực tiễn - Giáo dục STEM phá khoảng cách hàn lâm thực tiễn Tạo môi trường làm việc với người có tay nghề chuyên nghiệp d mặt yếu: - Nếu đưa giáo dục STEM áp dụng đại trà khó khăn cho trường kinh phí chi phí để tổ chức tiết học, chuyên đề lớn; việc liên hệ cho học sinh thực tế gặp nhiều khó khăn trường học nông thôn; để thực chuyên đề giáo dục theo định hướng STEM giáo viên học sinh vất vả, thời gian, cơng sức chuẩn bị từ trước e Phân tích đánh giá vấn đề mà thực trạng đề tài đề ra: Mơ hình giáo dục STEM, có nhiều điểm ưu thời đại mới, nhiên khơng thể thay hồn tồn mơ hình, phương pháp cũ, cần vận dụng linh hoạt mơ hình vào chương trình dạy học, nhằm nâng cao hiệu dạy học phát triển phẩm chất lực cho học sinh Những điều giáo viên cần biết rèn luyện * Nhận thức đầy đủ cách có hệ thống quan điểm dạy học lấy học sinh làm trung tâm, tổ chức quản lý hoạt động giáo dục theo đinh hướng phát triển lực học sinh mơ hình giáo dục STEM - Là đặt người học vào trung tâm trình dạy học, tạo hội tới mức tối đa để học sinh tham gia tích cực vào q trình học tập thơng qua hoạt động lớp Đây cách học có hiệu Học qua hình thức sau: - Trải nghiệm: Học qua thực tế, học từ kinh nghiệm thông qua việc làm (thực hành) qua khám phá tìm tịi em - Giao tiếp: Thông qua trao đổi, tranh luận em chia sẻ cho biết được, học cách học cho bạn bè “Học thầy không tày học bạn” - Học qua tương tác: (Sự qua lại) Chia sẻ với bạn bè kinh nghiệm học kinh nghiệm từ bạn bè người lớn - Rút kinh nghiệm: Sau lần thất bại, em cố gắng làm lại lần nữa, lần sau sẻ tốt lần trước Từ kinh nghiệm học tập đó, em áp dụng vào tình khác * Biết tầm quan trọng ích lợi mơ hình dạy học STEM Hiểu STEM nào? * Hiện thuật ngữ STEM dùng hai ngữ cảnh khác ngữ cảnh giáo dục ngữ cảnh nghề nghiệp - Trong ngữ cảnh giáo dục, nói đến STEM muốn nhấn mạnh đến quan tâm giáo dục môn Khoa học, Cơng nghệ, Kĩ thuật Tốn học Quan tâm đến việc tích hợp mơn học gắn với thực tiễn để 17 cao lực cho người học Giáo dục STEM hiểu diễn giải nhiều cấp độ như: sách STEM, chương trình STEM, nhà trường STEM, mơn học STEM, học STEM hay hoạt động STEM - Trong ngữ cảnh nghề nghiệp, STEM hiểu nghề nghiệp thuộc lĩnh vực Khoa học, Cơng nghệ, Kĩ thuật Tốn học, ví dụ: Nhóm ngành nghề CNTT; Y sinh; Kĩ thuật, Điện tử Truyền thông… Tùy ngữ cảnh khác mà STEM hiểu môn học hay lĩnh vực Quy trình giáo dục STEM: Quy trình giai đoạn chuỗi trình dạy học: Quy trình tiếp cận theo lí thuyết thiết kế kĩ thuật: Hình 1a Mơ hình giai đoạn hướng dẫn tích hợp STEM Hình 1b Vịng lặp thiết kế giáo dục STEM 2.3 Các sáng kiến kinh nghiệm giải pháp sử dụng để giải vấn đề a Mục tiêu: Mơ hình giáo dục STEM nhằm: - Phát triển lực đặc thù môn học thuộc STEM cho học sinh - Phát triển lực cốt lõi cho học sinh - Định hướng nghề nghiệp cho học sinh Với mơ hình học tập STEM giáo viên học sinh có đặc điểm chủ yếu: Học sinh: chủ động, tích cực, sáng tạo, tự học, tự tin, tự đánh giá, có khơng gian mở để phát triển kỹ Học sinh có hội để tự đặt vào tình đời sống thực tế, quan sát, trải nghiệm, thảo luận giải vấn đề theo suy nghĩ cá nhân Từ đó, tự tìm tịi kiến thức, kĩ mới, khơng rập theo khn mẫu sẵn có, phát huy tiềm tư sáng tạo Giáo viên: giáo viên đóng vai trị tổ chức, hướng dẫn học sinh, hướng tới việc hoạt động hóa, tích cực hóa, áp dụng tri thức vào thực tiễn, đem lại niềm vui, hứng thú học hỏi cho học sinh giáo viên cần phải thật kiên trì, nỗ lực, xây dựng phương pháp học chủ động từ thấp lên cao, cho em học sinh thích ứng dần Trong trình giảng dạy, cần tác động tinh thần học tập em, khuyến khích động viên nhiều hình thức thi đua khác Qua rèn cho em phương pháp tự học, tự tìm tịi khám phá kiến thức nhằm phát huy tính tự giác học tập Bên cạnh đó, việc sử dụng trò chơi tổ chức thi ứng dụng kiến thức học để tạo sản phẩm đơn giản giảng dạy xem phương pháp hiệu quả, đóng vai trị quan trọng làm tăng động học tập, khích lệ học sinh, đồng thời tạo hứng thú giúp học sinh yêu thích việc ngiên cứu sáng tạo khoa học kỹ thuật b Các giải pháp, biện pháp Dạy Mơ hình lớp học học sinh giáo viên có kỹ sau : Kỹ xây dựng, định hướng, đánh giá chủ đề STEM: Kỹ đòi hỏi giáo viên phải học hỏi, vận dụng sáng tạo chuyên môn Kỹ giao tiếp, tương tác học sinh với học sính + Biết lắng nghe trình bày ý kiến cách rõ ràng + Biết lắng nghe biết thừa nhận ý kiến người khác + Biết ngắt lời cách hợp lí + Biết phản đối cách lịch đáp lại lời phản đối + Biết thuyết phục người khác đáp lại thuyết phục Kỹ tạo môi trường hợp tác Đây ảnh hưởng qua lại, gắn kết thành viên Kỹ xây dựng niềm tin Đây kỹ tránh mặc cảm đối tượng học sinh có khó khăn học Kỹ giải mâu thuẫn Đây kỹ giúp học sinh tránh từ ngữ dễ gây lịng Vì thế, thảo luận cần tránh từ ngữ đúng, sai mà cần thay vào cụm từ như: tốt hơn, tìm giải pháp hợp lý hơn… c Nội dung cách thức thực hiện: Nội dung áp dụng: - Theo chủ đề mơn tích hợp liên môn phạm vi áp dụng: - Dạy chương trình khóa mơn học STEM - Nhiệm vụ học tập nhà - Tổ chức chức theo hình thức câu lạc - Hoạt động nghiên cứu khoa học Các mức độ dạy học môn Tin học theo định hướng giáo dục STEM - Lồng ghép phận - Lồng ghép toàn phần - Dạy học STEM sở phối hợp nhiều Quy trình dạy học: Hình Quy trình dạy học môn Tin học theo định hướng giáo dục STEM Bước 1: Xây dựng chủ đề: Hình Quy trình xây dựng chủ đề giáo dục STEM Một số tiêu chí nhằm xác định chủ đề giáo dục STEM Chủ đề STEM hướng tới giải vấn đề giới thực Vận dụng kiến thức STEM để giải vấn đề thực tiễn mục tiêu dạy học theo quan điểm STEM Chủ đề STEM phải hướng tới việc học sinh vận dụng kiến thức lĩnh vực STEM để giải Tiêu chí nhằm đảm bảo theo tinh thần giáo dục STEM, qua phát triển lực chuyên môn liên quan Chủ đề STEM định hướng thực hành Chủ đề STEM khuyến khích làm việc nhóm học sinh Bước Xây dựng nội dung học tập: Đây giai đoạn giáo viên cụ thể hóa mục tiêu kiến thức chủ đề học tập, hướng tới hình thành lực chung lực chuyên biệt Căn vào thời gian dự kiến, mục tiêu đặc điểm tâm sinh lí, yếu tố vùng miền để xây dựng nội dung cho phù hợp Ở đây, cần trả lời vấn đề: Chủ đề có hoạt động gì? Các hoạt động nhằm đạt tới mục tiêu gì? Nội dung dạy học có liên quan với mục tiêu nội dung môn Công nghệ giáo dục STEM? Biểu thực tế mối liên hệ đó? Bước Thiết kế thành chủ đề STEM: Có thể chia chủ đề STEM sau: Hình Chủ đề STEM dạy mơn học Hình Chủ đề STEM dạy nhiều mơn học 10 Hình Chủ đề STEM nhiều môn phối hợp Thiết kế nhiệm vụ Trên sở nội dung chủ đề, xây dựng nhiệm vụ học tập tương ứng Cần xác định rõ người thực nhiệm vụ, làm cá nhân hay nhóm, nhiệm vụ thực giai đoạn nào, thời gian bao lâu… Một số loại hình nhiệm vụ như: thu thập thơng tin, thiết kế, trình bày… Khi xây dựng nhiệm vụ cần hướng đến hình thành lực giải vấn đề, lực hợp tác, lực tự học, lực quản lí, sáng tạo, giao tiếp lực chuyên biệt xác định cho môn Công nghệ THPT Bước Tổ chức thực hiện: Đây bước triển khai nội dung học tập tới toàn thể học sinh Gồm giai đoạn sau (Hình ): * Giới thiệu: Ở giai đoạn giáo viên, nêu rõ mục tiêu cụ thể hoạt động (cần hồn thành cơng việc gì? Hình thành kĩ gì? Thời gian mức độ cần hoàn thành? Điều kiện thực hiện? Cách đánh giá? Các quy định an toàn vệ sinh lao động ) - Kiểm tra, hồi phục lại kiến thức - kĩ Đây sở để đưa giải pháp, giải nhiệm vụ học tập, cung cấp hiểu biết hướng dẫn cần thiết - Nêu khái qt trình tự cơng việc, phương tiện, cách thức tiến hành, thao tác, động tác * Trải nghiệm: Đây giai đoạn giáo viên tổ chức cho học sinh vận dụng kiến thức học để thiết kế sản phẩm Một số cơng việc triển khai phân nhóm, giao nhiệm vụ, phân chia dụng cụ, vật liệu… giáo viên theo dõi, uốn nắn, hướng dẫn thường xuyên kiểm tra bước, phần công việc học sinh Đặc biệt ý hướng dẫn học sinh tự kiểm tra điều chỉnh hành động 11 * Kết thúc: học sinh dừng hoạt động trải nghiệm, hoàn thiện nội dung để báo cáo, giới thiệu sản phẩm Dọn dẹp dụng cụ, vệ sinh phòng học Về chất, giai đoạn sử dụng PPDH khác việc tổ chức hoạt động học tập cho học sinh Bước Đánh giá: Bước đánh giá hiểu hai khía cạnh Thứ nhất, giáo viên đánh giá hiểu biết học sinh thông qua việc thực nhiệm vụ (đánh giá tiến trình sản phẩm học sinh), đánh giá lực học sinh lực giải vấn đề, lực sáng tạo lực hợp tác Thứ hai, giáo viên đánh giá tính khả thi, tính thực tiễn, tính vừa sức, mức độ hấp dẫn… chủ đề sở có điều chỉnh phù hợp tương ứng bước nhằm hoàn thiện chủ đề nội dung học tập Ví dụ minh họa: Chủ đề STEM dạy lồng ghép phận thiết kế dạng nhiệm vụ STEM Trong sử dụng lồng ghép phận, tức dạy phần kiến thức học theo định hướng giáo dục STEM Các hoạt động STEM mức độ thiết kế đơn giản, không phức tạp nội dung, cách thức triển khai điều kiện sở vật chất Chủ đề STEM mức độ quan tâm nhiều đến trải nghiệm học sinh trình giải vấn đề TÊN CHỦ ĐỀ: LẮP RÁP ĐÈN TỰ ĐỘNG BẬT/TẮT KHI TRỜI TỐI/SÁNG I Mục Tiêu: - Kiến thức: + Học sinh hiểu ứng dụng tin học đời sống + Hiểu cách máy tính giải toán làm việc theo yêu cầu người + Học sinh biết vận dụng kiến thức môn liên quan Tin Học, công nghệ, vật lý, toán học để giải nhiệm vụ đặt - Kĩ năng: Có khả đấu thiết bị điện - Thái độ: Có thói quen làm việc theo quy trình, cẩn thận, kiên trì Thực an tồn lao động, vệ sinh mơi trường Hiểu học tốt vận dung kiến thức mơn học học chế tạo vật dụng mà em u thích từ xây dựng đam mê cơng nghệ cho em, khích lệ tinh thần học tập em II Liên hệ kiến thức: - Chủ đề phù hợp để dạy phần Tự động hóa điều khiển Những Ứng Dụng Của Tin Học chương trình Tin học lớp 10; khởi động chương lập trình có cấu trúc chương trình lớp 11 - Kiến thức mơn học khác có liên quan: + Vật lí: Hiệu điện thế, Điện trở, nguồn điện, cực âm, cực dương + Công nghệ: Chi tiết lắp ghép, đồ dùng điện, thiết kế vỏ bao cho bảng mạch + Tốn học: Kích thước, độ dài khối hộp (đựng bảng mạch) 12 III Các kĩ năng, lực cần hình thành phát triển - Kĩ làm việc nhóm - Kĩ giải vấn đề - Năng lực Công nghệ thông tin truyền thông: + Nhận biết số thiết bị công nghệ thông tin truyền thông bản, phổ dụng +Biết ứng dụng Tin Học + Kỹ sử dụng thiết bị thông minh Điện thoại thông minh, + Kĩ tìm kiếm thơng tin internet + Kĩ tải lưu thông tin từ internet + Thể hành vi đạo đức xã hội tích cực sử dụng cơng nghệ thơng tin truyền thông + Hợp tác, cộng tác với bạn học, giáo viên người khác sử dụng công nghệ thông tin truyền thông - Định hướng nghề nghiệp: học sinh biết ¾ số cơng việc STEM thuộc lĩnh vực công nghệ thông tin IV Nhiệm vụ: Giới thiệu/Tình huống/Ngữ cảnh: Các em có biết người phóng vệ tinh nhân tạo bay lên vũ trụ khơng? Đó nhờ vào trợ giúp máy tính Con người cài đặt sẵn chương Trình tự động hóa điều khiển Hôm em cô tìm hiểu Xem máy tính hơc trợ Thách Thức: Lắp ráp đèn tự bật (tắt) trời tối (sáng) Yêu cầu: Trong vòng 10 phút học sinh lắp ráp thành công đèn tự bật (tắt) trời tối (sáng) với trợ giúp, hướng dẫn giáo viên cài đặt mã code chương trình cho Mạch Arduino (Học sinh lớp 10 chưa học lập trình) Chuẩn bị vật dụng: - Mạch Arduino - Cảm biến ánh sáng - Dây nối - Testboard Modul relay - Pin 9v, điện trở 560 oh - Máy tính cài đặt ngơn ngữ Lập trình C, Arduino IDE hỗ trợ viết code, gọi hàm mà Arduino hỗ trợ nạp code vào Board mạch - Dây nối cổng USB máy tính với mạch 13 Đèn led Mạch Arduin o Các dây nối Cảm biến ánh sáng Quang trở Hình Các linh kiện phần cứng để thiết kế sản phẩm Hướng dẫn: Bước 1: Gắn cảm biến ánh sángArduino thơng qua dây nối hình + Dây đỏ nối chân Vcc cảm biến với chân 5v mạch arduino để cung cấp cực dương cho cảm biến + Dây đen nối chân GND cảm biến với chân GND mạch arduino để cung cấp cực âm cho cảm biến + Dây trắng nối chân DO cảm biến với chân mạch arduino để cung cấp tín hiệu cho mạch có ánh sang chiếu vào cảm biến khơng Hình Gắn cảm biến ánh sáng Arduino Bước 2: Gắn đèn led vào mạch arduino 14 Hình 10 Đèn led + Chân dài cực dương gắn vào chân 12 mạch, chân ngắn cực âm gắn vào chân GND mạch arduino hình dưới: Chân dương vào chân 12, âm vào GND Hình 11 Gắn đèn led Bước 3: Gắn dây nối cổng USB máy tính với mạch để cung cấp nguồn điện cho mạch arduino nạp chương trình cho mạch hoạt động Dây nối USB giao tiếp mạch máy tính Hình 12: Gắn dây nối cổng USB máy tính với mạch Bước 4: Nạp code vào Arduino hoạt động(giáo viên trợ giúp) B4.1: Nháy vào biểu tượng mở chương trình B4.2: Gõ code bên vào cửa sổ giao diện chương trình Arduino IDE int ledpin=12; // khai báo chân 12 cổng cho đèn led //tín hiệu vào Modul Relay int camungsang=2;//khai báo chân cổng vào cảm biến ánh sáng void setup() { pinMode(camungsang, INPUT); // Định nghĩa camungsang la cổng vào pinMode(ledpin, OUTPUT); // Định nghĩa ledpin cổng } void loop() { int val= digitalRead(camungsang); digitalWrite(ledpin,val); } B4.3: Nháy chuột vào nút lệnh verify (Hoặc vào Sketch/verify/compile) để kiểm tra lỗi chương trình Bước 5: Trở lại chương trình nhấn chuột vào nút Upload để chương trình nạp vào mạch Nhấn chuột vào Nháy chuột vào để upload Hình 13 Màn hình Gõ code vào chương trình Arduino IDE Hình 14 Kết sau upload chương trình Kết quả: Sau kết thúc cơng đoạn có sản phẩm hình bên dưới: Hình 18 Khi để ánh sang chiếu vào quang trở đèn led khơng sáng Hình 19 Khi dùng tay che ánh sáng chiếu vào quang trở đèn led phát sáng Phiếu học tập Câu hỏi Lắp ghép thiết bị với đèn hoạt động có phải khơng? Theo em đoạn mã code có tác dụng gì? Nếu có điều kiện em ứng dụng sản phẩm vào sống em Giải thích 16 nào? 17 Kết thúc: Giáo viên: - cho học sinh báo cáo kết - Đánh giá mức độ hoạt động trải nghiệm tham gia hoạt động học sinh - Đề xuất cho học sinh tự tìm hiểu mạch Arduino R3, cải tiến để có đực sản phẩm khác như: Đóng/ngắt máy bơm tự động thiếu/đủ độ ẩm, chuông cảnh báo có người động vật đột nhập 2.4 Hiệu sáng kiến kinh nghiệm hoạt động giáo dục, với thân, đồng nghiệp nhà trường Kết thực nghiệm: a Kết học tập năm học (lớp đối chứng thực nghiệm) 2014 – 2015 Lớp Số HS Giỏi Khá TB Yếu 10C5 45 2.2% 18 40% 26 57,7% 0% 10C7 39 5.1% 13 33.3% 61.6% 0% b Kết học tập năm học (Lớp thực nghiệm) 2014 - 2015 Lớp Số HS Giỏi Khá TB Yếu 10C3 39 20.5% 25 64.1% 15.4% 0% 10C4 45 10 22.2% 30 66.7% 11.1% 0% c Kết điều tra học sinh: Sau kết thúc thực nghiệm sư phạm, tơi tiến hành thăm dị ý kiến học sinh lớp thực nghiệm Tôi phát 84 phiếu điều tra thu 84 phiếu Kết thể bảng : Kết điều tra mức độ đồng tình học sinh Nội dung khảo sát 60/84 (71,43%) Mức độ đồng ý Không đồng Đồng ý ý 22/84 2/84 (26,19%) (2,38%) 40/84 (47,62%) 68/84 (80,95%) 42/84 (50%) 12/84 (14,29%) 2/84 (2,38%) 4/84 (4,76%) (0%) (0%) 63/84 (75,0%) 52/84 19/84 (22,62%) 30/84 2/84 (2,38%) 1/84 (0%) 1/84 (61,9%) (35,71%) (1,19%) (1,19%) 45/84 (53,57%) 70/84 (83,3%) 70/84 (83,3%) 37/84 (44,05%) 10/84 (11,9%) 10/84 (11,9%) (0%) 2/84 (2,38%) 1/84 (1,19%) (2,38%) (0%) 1/84 (1,19%) Rất đồng ý Em hiểu biết vận dụng kiến thức vào thực tiễn Các nhiệm vụ học tập vừa sức với em Em thực hành nhiều so với tiết học thông thường Em trao đổi, giao tiếp hợp tác với bạn bè tốt Bài học giúp em phát triển khả phát giải vấn đề Bài học giúp em phát triển tư sáng tạo Em cảm thấy yêu thích môn Tin học Em muốn tiếp tục học môn Tin Học Rất không đồng ý (0%) 18 Kết cho thấy : chất lượng học tập, mức độ hứng thú nhiều học sinh cho học mơn Tin học mơ hình dạy học giúp em hiểu hơn, thấy ý nghĩa kiến thức học cảm thấy thoải mái học, góp phần phát triển lực hợp tác, lực giải vấn đề lực sáng tạo của, lực công nghệ thông tin truyền thông học sinh Các nhiệm vụ học phù hợp với học lực, mức độ nhận thức em Phần lớn học sinh muốn tiếp tục học môn Công nghệ theo hình thức học tập tích cực Kết luận, kiến nghị 3.1 Kết luận - Sau thời gian tìm hiểu vận dụng mơ hình STEM, tơi nhận STEM sống xung quanh, trình nghiên cứu, học tập liên mơn, làm việc khoa học có kiểm chứng số liệu cụ thể, giúp hình thành nhân cách tốt, tư phản biện, tự tìm tịi khám phá, phát huy tính sáng tạo cho trẻ thông qua giải vấn đề liên quan thực tế - Nếu thiết kế quy trình dạy học môn Công nghệ theo định hướng giáo dục STEM vận dụng vào xây dựng chủ đề, nội dung, cách thức tổ chức hoạt động dạy học, kiểm tra đánh giá môn Công nghệ tác động tích cực đến kết học tập, hứng thú góp phần hình thành, phát triển lực cốt lõi (năng lực giải vấn đề, lực sáng tạo, lực hợp tác…) cho học sinh dạy học mơn Cơng nghệ theo định hướng đổi tồn diện giáo dục Việt Nam - Chú trọng khai thác sử dụng kinh nghiệm học sinh đời sống hàng ngày Gắn kết nội dung dạy học với đời sống thực tiễn học sinh, cộng đồng 3.2 Kiến nghị Để việc triển khai dạy học theo định hướng giáo dục STEM nhà trường phổ thơng nói chung dạy học mơn Tin Học nói riêng đạt hiệu cao cần có đầu tư đạo mang tính đồng bộ, cụ thể là: - Tăng cường truyền thông để nâng cao nhận thức tầng lớp nhân dân đặc biệt đội ngũ giáo viên STEM, xu giáo dục mang tính tất yếu giới Đặc biệt bối cảnh Việt Nam đổi giáo dục tham gia sâu, rộng vào tổ chức, hợp tác kinh tế với nước khu vực giới - Phát triển quan hệ hợp tác nhà trường với tổ chức liên quan đến STEM - Đầu tư sở vật chất xây dựng phịng học mơn theo định hướng STEM - Bồi dưỡng nâng cao lực đội ngũ giáo viên giáo dục STEM Song song với việc biên soạn tài liệu hướng dẫn cụ thể tới giáo viên - Tiếp tục nghiên cứu, đổi chương trình vận dụng quy trình dạy học mơn Tin học nói riêng môn học theo định hướng giáo dục STEM vào lớp bậc học khác Việt Nam - Nghiên cứu chi tiết khung lực cần phát triển cho học sinh đặc biệt lực công nghệ thông tin truyền thông 19 Tài liệu tham khảo: Lê Đình Trung, Phan Thanh Hội (2016), Dạy học theo định hướng hình thành phát triển lực người học trường phổ thông, NXB Đại học Sư phạm, Hà Nội Đỗ Văn Tuấn (2014), “Những điều cần biết giáo dục STEM”, Tạp chí Tin học Nhà trường, 182 Một số trang web: http://www.stem.vn; www.vui.stem.vn; www.stemcenter.edu.vn; https://americanstem.vn chuyên đề bồi dưỡng PPDH tích cực, BDTX 20 ... người học nhằm đáp ứng đòi hỏi xã hội đại Với lí chọn đề tài: ? ?Dạy học môn tin học theo định hướng mơ hình giáo dục STEM qua ví dụ Lắp ghép đèn tự bật/ tắt trời tối/ sáng ” bước đầu tiếp cận với hình. .. độ dạy học môn Tin học theo định hướng giáo dục STEM - Lồng ghép phận - Lồng ghép toàn phần - Dạy học STEM sở phối hợp nhiều Quy trình dạy học: Hình Quy trình dạy học mơn Tin học theo định hướng. .. nói riêng theo định hướng giáo dục STEM Xác định quy trình dạy học mơn Tin học theo định hướng giáo dục STEM vận dụng vào dạy học môn Tin học trường phổ thông 1.3 Đối tượng nghiên cứu Học sinh