Sáng kiến kinh nghiệm, SKKN THIẾT KẾ VÀ TỔ CHỨC DẠY HỌC CHỦ ĐỀ STEM CHO HỌC SINH 12 MÔN CÔNG NGHỆ TẠI TRƢỜNG THPT TÂN PHÚ

1
THIẾT KẾ VÀ TỔ CHỨC DẠY HỌC CHỦ ĐỀ STEM CHO HỌC SINH 12
MÔN CÔNG NGHỆ TẠI TRƢỜNG THPT TÂN PHÚ
Chƣơng I: TỔNG QUAN

I- LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI
1-Cơ sở lý luận.
a. Khái niệm STEM
STEM là thuật ngữ viết tắt của các từ Science (Khoa học),
Technology (Công nghệ), Engineering (Kĩ thuật) và Mathematics
(Toán học), thƣờng đƣợc sử dụng khi bàn đến các chính sách phát
triển về Khoa học, Cơng nghệ, Kĩ thuật và Toán học của mỗi quốc
gia. Sự phát triển về Khoa học, Cơng nghệ, Kĩ thuật và Tốn học đƣợc
mơ tả bởi chu trình STEM (Hình 1), trong đó Science là quy trình
sáng tạo ra kiến thức khoa học; Engineering là quy trình sử dụng kiến
thức khoa học để thiết kế công nghệ mới nhằm giải quyết các vấn đề;
Tốn là cơng cụ đƣợc sử dụng để thu nhận kết quả và chia sẻ kết quả
đó với những ngƣời khác.
b. Vai trò, ý nghĩa của giáo dục STEM.
Việc đƣa giáo dục STEM vào trƣờng trung học mang lại nhiều ý
nghĩa, phù hợp với định hƣớng đổi mới giáo dục phổ thông. Cụ thể là:
– Đảm bảo giáo dục toàn diện: Triển khai giáo dục STEM ở nhà
trƣờng, bên cạnh các mơn học đang đƣợc quan tâm nhƣ Tốn, Khoa
học, các lĩnh vực Công nghệ, Kỹ thuật cũng sẽ đƣợc quan tâm, đầu tƣ
trên tất cả các phƣơng diện về đội ngũ giáo viên, chƣơng trình, cơ sở
vật chất.
– Nâng cao hứng thú học tập các môn học STEM: Các dự án học tập
trong giáo dục STEM hƣớng tới việc vận dụng kiến thức liên môn để
giải quyết các vấn đề thực tiễn, học sinh đƣợc hoạt động, trải nghiệm

2
và thấy đƣợc ý nghĩa của tri thức với cuộc sống, nhờ đó sẽ nâng cao
hứng thú học tập của học sinh.
– Hình thành và phát triển năng lực, phẩm chất cho học sinh: Khi
triển khai các dự án học tập STEM, học sinh hợp tác với nhau, chủ
động và tự lực thực hiện các nhiệm vụ học; đƣợc làm quen hoạt động
có tính chất nghiên cứu khoa học. Các hoạt động nêu trên góp phần
tích cực vào hình thành và phát triển phẩm chất, năng lực cho học
sinh.
– Kết nối trường học với cộng đồng: Để đảm bảo triển khai hiệu quả
giáo dục STEM, cơ sở giáo dục phổ thông thƣờng kết nối với các cơ
sở giáo dục nghề nghiệp, đại học tại địa phƣơng nhằm khai thác
nguồn lực về con ngƣời, cơ sở vật chất triển khai hoạt động giáo dục
STEM. Bên cạnh đó, giáo dục STEM phổ thơng cũng hƣớng tới giải
quyết các vấn đề có tính đặc thù của địa phƣơng.
– Hướng nghiệp, phân luồng: Tổ chức tốt giáo dục STEM ở trƣờng
trung học, học sinh sẽ đƣợc trải nghiệm trong các lĩnh vực STEM,
đánh giá đƣợc sự phù hợp, năng khiếu, sở thích của bản thân với nghề
nghiệp thuộc lĩnh vực STEM. Thực hiện tốt giáo dục STEM ở trƣờng
trung học cũng là cách thức thu hút học sinh theo học, lựa chọn các
ngành nghề thuộc lĩnh vực STEM, các ngành nghề có nhu cầu cao về
nguồn nhân lực trong cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ tƣ.
c. Dạy học các môn khoa học theo phƣơng pháp STEM
Hoạt động 1: Xác định vấn đề
Trong hoạt động này, giáo viên giao cho học sinh nhiệm vụ học tập
chứa đựng vấn đề, trong đó học sinh phải hoàn thành một sản phẩm
học tập cụ thể với các tiêu chí địi hỏi học sinh phải sử dụng kiến
thức mới trong bài học để đề xuất, xây dựng giải pháp và thiết kế
nguyên mẫu của sản phẩm cần hoàn thành. Tiêu chí của sản phẩm là
yêu cầu hết sức quan trọng, bởi đó chính là "tính mới" của sản phẩm,

3
kể cả sản phẩm đó là quen thuộc với học sinh; đồng thời, tiêu chí đó
buộc học sinh phải nắm vững kiến thức mới thiết kế và giải thích
đƣợc thiết kế cho sản phẩm cần làm.
Hoạt động 2: Nghiên cứu kiến thức nền và đề xuất giải pháp
Trong hoạt động này, học sinh thực hiện hoạt động học tích cực, tự
lực dƣới sự hƣớng dẫn của giáo viên. Trong bài học STEM sẽ khơng
cịn các "tiết học" thơng thƣờng mà ở đó giáo viên "giảng dạy" kiến
thức mới cho học sinh. Thay vào đó, học sinh tự tìm tịi, chiếm lĩnh
kiến thức để sử dụng vào việc đề xuất, thiết kế sản phẩm cần hoàn
thành. Kết quả là, khi học sinh hồn thành bản thiết kế thì đồng thời
học sinh cũng đã học đƣợc kiến thức mới theo chƣơng trình môn học
tƣơng ứng.
Hoạt động 3: Lựa chọn giải pháp
Trong hoạt động này, học sinh đƣợc tổ chức để trình bày, giải thích
và bảo vệ bản thiết kế kèm theo thuyết minh (sử dụng kiến thức mới
học và kiến thức đã có); đó là sự thể hiện cụ thể của giải pháp giải
quyết vấn đề. Dƣới sự trao đổi, góp ý của các bạn và giáo viên, học
sinh tiếp tục hoàn thiện (có thể phải thay đổi để bảo đảm khả thi) bản
thiết kế trƣớc khi tiến hành chế tạo, thử nghiệm.
Hoạt động 4: Chế tạo mẫu, thử nghiệm và đánh giá
Trong hoạt động này, học sinh tiến hành chế tạo mẫu theo bản thiết
kế đã hoàn thiện sau bƣớc 3; trong quá trình chế tạo đồng thời phải
tiến hành thử nghiệm và đánh giá. Trong quá trình này, học sinh cũng
có thể phải điều chỉnh thiết kế ban đầu để bảo đảm mẫu chế tạo là
khả thi.
Hoạt động 5: Chia sẻ, thảo luận, điều chỉnh
Trong hoạt động này, học sinh đƣợc tổ chức để trình bày sản phẩm

học tập đã hoàn thành; trao đổi, thảo luận, đánh giá để tiếp tục điều
chỉnh, hoàn thiện.


4
Sự phù hợp của tiến trình tổ chức các hoạt động học của học sinh
trong các bài học STEM với phƣơng pháp dạy học tích cực đƣợc mơ
tả trong bảng sau:
Xác định vấn đề
Nghiên cứu kiến thức nền
Tố
Lý
Hóa
Sinh
Tin
CN
n
(Nội dung dạy học theo chương trình được sắp xếp lại phù
hợp)
Đề xuất các giải pháp/bản thiết kế
Lựa chọn giải pháp/bản thiết kế
Chế tạo mơ hình (ngun mẫu)
Thử nghiệm và đánh giá
Chia sẻ và thảo luận
Điều chỉnh thiết kế

2- Cơ sở thực tiễn.
Bộ môn công nghệ lớp 12 giới thiệu cho các em học sinh về một số
khái niệm cơ bản về điện tử. Tuy nhiên do đây là lần đầu tiên các em biết tới
các linh kiện này nên các em cũng chƣa thật sự hiểu rõ về công dụng của các

linh kiện trong mạch điện tử và nó địi hỏi các em phải tƣởng tƣợng rất mơ
hồ. Đây cũng là môn học góp phần giúp học sinh hình thành tính năng
động, sáng tạo tiếp cận với tri thức khoa học, kỹ thuật và định hƣớng tốt hơn
cho ngành nghề của mình sau này.
Trong môn học Công nghệ 12, các chƣơng giới thiệu về linh kiện và
mạch điện tử cơ bản cung cấp cho học sinh những kiến thức cơ bản về linh
kiện và mạch điện tử. Thơng qua đó giúp các em đọc đƣợc các giá trị của
các linh kiện và mạch điện tử đơn giản, là cơ sở cho quá trình học tập lên
cao sau này và giúp học sinh có thêm ít kiến thức cơ bản để ứng dụng trong
lao động, sản xuất.


5
Vì tầm quan trọng của phân mơn nêu trên nên cần đi sâu nghiên cứu,
đổi mới phƣơng pháp sao cho việc truyền thụ kiến thức tới học sinh hiệu quả
nhất.
Môn Cơng Nghệ THPT nói chung và phần kỹ thuật điện tử có nhiều nội
dung khó. Nội dung kiến thức kỹ thuật vừa cụ thể vừa trìu tƣợng khi giảng
dạy về phần sơ đồ và nguyên lý hoạt động của mạch điện tử cho nên học
sinh rất khó tiếp thu.
Trong thực tế hiện nay mơn Cơng Nghệ đang gặp nhiều khó khăn thiếu
thốn về cơ sở vật chất cho dạy học và thực hành: thiếu vật thể trực quan,
thiếu mơ hình dạy …Để nâng cao chất lƣợng dạy học bộ mỗi thầy cơ cố
gắng khắc phục các khó khăn của bộ môn, đồng thời phải luôn đổi mới, rút
kinh nghiệm sau mỗi bài giảng để thu đƣợc kết quả tốt hơn.
Hiện nay trong cuộc sống hằng ngày đặc biệt là giai đoạn bùng nổ công
nghệ thông tin các em học sinh đã đƣợc tiếp xúc rất nhiều với các mơ hình
chế tạo đơn giản đến phức tạp . Những những mô hình này giúp ngƣời học
có thể trực quan hơn trong quá trình tƣ duy nên giúp ngƣời học dễ dàng tiếp
thu bài.

Với trăn trở trên, qua nhiều năm dạy học bộ mơn, tơi đã thấy những
khó khăn trên nên tơi đã viết sáng kiến kinh nghiệm “THIẾT KẾ VÀ TỔ
CHỨC DẠY HỌC CHỦ ĐỀ STEM CHO HỌC SINH 12 MÔN CÔNG
NGHỆ TẠI TRƢỜNG THPT TÂN PHÚ” để giúp học sinh tiếp thu bài
hiệu quả hơn.
II- MỤC ĐÍCH VÀ Q TRÌNH THỰC HIỆN
1- Mục đích
Việc thiết kế và tổ chức dạy học chủ đề STEM vào giảng dạy công nghệ lớp 12
nhằm giúp quá trình dạy của giáo viên và quá trình học của học sinh trở nên sinh
động và dễ hiểu hơn. Thơng qua đó, các em sẽ dễ dàng nắm vững kiến thức về cấu
tạo, nguyên lý và công dụng của các linh kiện điện tử.
2- Quá trình thực hiện.


6
Trong 9 năm đi dạy và kết hợp những điều tôi đã học khi học đại học tôi đã
suy nghĩ đổi mới cách dạy và học bộ môn công nghệ nói chung và phần kỹ thuật
điện tử nói riêng đồng thời trao đổi cùng đồng nghiệp để vận dụng phƣơng pháp
dạy học STEM vào giảng dạy. Sau mỗi bài giảng lại đúc kết rút kinh nghiệm và
trao đổi để đƣa ra cách dạy phù hợp nhất. Kết quả đƣợc đối chứng qua các lần
kiểm tra, làm bài tập thực hành rồi tiếp tục rút kinh nghiệm để đạt đƣợc kết quả tốt
hơn,
Khi nhà trƣờng có thêm các phƣơng tiện trình chiếu và nối mạng Internet tơi
đã tích cực soạn bài theo hƣớng dùng các phƣơng tiện trình chiếu các bài mẫu để
phục vụ cho bài dạy và tích cực đổi mới phƣơng pháp theo hƣớng phát huy tính
tích cực của học sinh. Từ kinh nghiệm của bản thân dạy môn Công Nghệ, đặc biệt
phần kỹ thuật điện tử tôi muốn trao đổi cùng đồng nghiệp rất mong đƣợc sự góp ý,
trao đổi của các thầy cô.
III- ĐỐI TƢỢNG , PHẠM VI NGHIÊN CỨU
a. Đối tƣợng nghiên cứu

Tổ chức và thiết kế dạy học theo phƣơng pháp stem dành cho học sinh học
mơn cơng nghệ khối 12, nhằm phát huy tính tích cực sáng tạo của học sinh.
Qua đó nâng cao chất lƣợng dạy và học trong nhà trƣờng.
b. Phạm vi nghiên cứu
Đề tài này đƣợc thực hiện xuyên suốt trong học kì 1 của mơn cơng nghệ
khối 12 tại trƣờng THPT Tân Phú. Nội dung của đề tài này tập trung vào các
chủ đề steam có liên qua tới các mạch, linh kiện điện tử.


7
CHƢƠNG 2: XÂY DỰNG CÁC GIAI ĐOẠN
THỰC HIỆN CHỦ ĐỀ STEM CHO MÔN HỌC CÔNG NGHỆ 12
Trƣớc khi cho học sinh thực hiện các chủ đề STEM, giáo viên chủ động điều
chỉnh kế hoạch dạy học bằng cách lồng ghép triển khai các bƣớc thực hiện các
chủ đề stem trong các tiết học.
I. Giai đoạn giới thiệu chủ đề và lựa chọn chủ đề
Giai đoạn này giáo viên thực hiện từ tuần 1 đến tuần thứ 5. Sau khi học hết
tuần thứ 5 môn công nghệ lớp 12, học sinh đã hình thành nên các khái niệm,
các linh kiện điện tử cơ bản. Học sinh đã biết cấu tạo, công dụng của các linh
kiện điện tử cơ bản đó.
Trong giai đoạn này, giáo viên sẽ giới thiệu khái quát về các chủ đề
STEM, ý nghĩa , mục đích và các công việc mà học sinh cần thực hiện.. Các
chủ đề, bài học, hoạt động STEM bám sát chƣơng trình của các mơn học thành
phần. Hình thức giáo dục STEM này không làm phát sinh thêm thời gian học
tập. Điểm chấm các đề tài này sẽ đƣợc lấy làm điểm 1 tiết cho môn học.
Các chủ đề STEM giáo viên đƣa ra trong năm học 2019-20120 tại trƣờng
THPT Tân Phú để cho các em lựa chọn và tìm hiểu thực hiện trong mơn học
là:
1. Thiết kế và chế tạo vịi nước tự động dùng cho bình 20l tại lớp học.
2. Thiết kế và chế tạo thùng rác thông minh dùng trong lớp học

II.

Giai đoạn thực hiện các dự án stem cho học sinh.
Giai đoạn này đƣợc thực hiện từ tuần thứ 6 đến tuần thứ 15. Trong 10 tuần này
các em học sinh sẽ tự tìm hiểu các phƣơng án thiết kế và chế tạo đề tài mình chọn
dƣới sự hƣớng dẫn của giáo viên. Với thời gian làm việc trong 10 tuần, các em có
rất nhiều thời gian để hồn thành dự án mà không làm phát sinh thêm tiết học
trên lớp đồng thời cũng tạo cho cho các em không gian khám phá đầy thú vị khi
thực hiện chủ đề STEM.
Các công việc của học sinh trong giai đoạn này:


8
– Tìm hiểu thơng tin về chủ đề nhóm mình đã chọn: Mỗi thành viên trong
nhóm sẽ thơng qua các phƣơng tiện thơng tin, cơng nghệ tìm hiểu có thơng
tin liên quan đến chủ đề của mình.
– Thảo luận và tham vấn chủ đề stem của nhóm mình: Sau khi mỗi thành
viên tìm hiểu thơng tin xong sẽ cùng nhau thảo luận, và sẽ đƣợc sự tham
vấn của giáo viên khi còn vấn đề chƣa rõ.
– Tiến hành thực hiện thiết kế và chế tạo: Trong bƣớc này các em sẽ tiến
hành chọn lựa vật liệu, linh kiện để làm mơ hình. Các vật liệu đƣợc lựa
chọn phải rẻ tiền, dễ gia công và dễ sử dụng.
– Vận hành thử nghiệm và chỉnh sửa: Sau khi làm xong các em sẽ sử dụng,
đánh giá chất lƣợng về tính ổn định, vận hành. Nếu có sai sót thì sẽ chỉnh
sửa cho phú hợp.
III. Giai đoạn đánh giá sản phẩm của các nhóm.
Giai đoạn này đƣợc thực hiện vào tuần 16 của năm học. Và điểm sản phẩm
sẽ đƣợc đƣa vào bài kiểm tra 45’ mơn cơng nghệ 12.
- Các nhóm sẽ trình bày các sản phẩm của mình trƣớc lớp
- Nếu nguyên lý hoạt động, ƣu và nhƣợc điểm của sản phẩm

- Các nhóm cịn lại sẽ đặt câu hỏi và phản biện
Giáo viên tổng kết và cho điểm


9
CHƢƠNG 3: XÂY DỰNG CÁC CHỦ ĐỀ STEM
ỨNG DỤNG VÀO DẠY MÔN CÔNG NGHỆ 12
I. Thiết kế và chế tạo vịi nƣớc tự động dùng cho bình 20l tại lớp học.
A. Phần lý thuyết giáo viên cần triển khai
1. Mô tả chủ đề:
Học sinh hiểu và biết các công dụng của các linh kiện điện tử thơng qua
tìm hiểu trên mạng và sách vở để thiết kế và chế tạo bộ vịi nƣớc tự động
dùng cho bình 20l trong lớp học của mình. Sau khi chế tạo xong, chỉ cần
đƣa ly vào vịi nƣớc là nó tự chảy ra, nhấc ly ra nƣớc sẽ tự ngắt lại.
2. Mục tiêu
a) Kiến thức, kĩ năng.
– Vận dụng đƣợc các kiến thức về các linh kiện thiết bị để chế tạo đƣợc
vòi nƣớc tự động theo yêu cầu, tiêu chí cụ thể;
– Tính tốn, vẽ đƣợc bản thiết kế vịi tự động đảm bảo các tiêu chí đề ra;
– Lập kế hoạch cá nhân/nhóm để chế tạo và thử nghiệm dựa trên bản
thiết kế;
– Trình bày, bảo vệ đƣợc bản thiết kế và sản phẩm của mình, phản biện
đƣợc các ý kiến thảo luận;
– Tự nhận xét, đánh giá đƣợc quá trình làm việc cá nhân và nhóm.
b) Phát triển phẩm chất:
– Nghiêm túc, chủ động, tích cực tham gia các hoạt động học;
– Có tinh thần trách nhiệm, hịa đồng, giúp đỡ nhau trong nhóm, lớp;
– Có ý thức tuân thủ các tiêu chuẩn kĩ thuật và giữ gìn vệ sinh chung khi
thực nghiệm.
c) Định hƣớng phát triển năng lực:

– Tìm hiểu khoa học, cụ thể về các ứng dụng của các thiết bị linh kiện
– Hợp tác với các thành viên trong nhóm để thống nhất bản thiết kế và
phân cơng thực hiện;


10
– Tự nghiên cứu kiến thức, lên kế hoạch thiết kế, chế tạo, thử nghiệm
và đánh giá.
3. Thiết bị
- Các thiết bị dạy học: giấy A0, mẫu bản kế hoạch, …
- Nguyên vật liệu và dụng cụ để chế tạo và thử nghiệm “vòi tự động”:
- Cảm biến tiệm cận, mạch giảm áp, adapter, máy bơm nƣớc mini, relay.
- Súng bắn keo nến, cƣa, tua-vit, khoan
- Gỗ, đinh…
4. Tiến trình dạy học
Hoạt động 1. XÁC ĐỊNH YÊU CẦU THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO VỊI
NƯỚC TỰ ĐỘNG
a) Mục đích
-

Học sinh phân tích và hiểu rõ yêu cầu “Thiết kế và chế tạo vòi nƣớc tự
động” (do giáo viên cung cấp) theo các tiêu chí: thiết kế gọn nhẹ, đóng
ngắt nƣớc kịp thời khi đƣa ly nƣớc vào gần.

- Học sinh hiểu rõ các nguyên lý hoạt động của relay, mạch giảm áp và
cảm biến để thiết kế và thuyết minh trƣớc khi sử dụng nguyên vật liệu,
dụng cụ cho trƣớc để chế tạo và thử nghiệm.
b) Nội dung
- Tìm hiểu về một số thiết bị có sử dụng cảm biến tiệm cận, relay, mạch
giảm áp

- Lên phƣơng án thiết sản phẩm
c) Dự kiến sản phẩm hoạt động của học sinh
-

Mô tả và giải thích đƣợc một cách định tính về nguyên lí làm việc của
mơ hình;

-

Xác định đƣợc kiến thức cần sử dụng để thiết kế, chế tạo mơ hình theo
các tiêu chí đã cho.


11
d) Cách thức tổ chức hoạt động
Giáo viên giao cho học sinh tìm hiểu về các linh kiện điện tử kể trên

-

(mơ tả, xem hình ảnh, video…) với u cầu: mơ tả đặc điểm, hình dạng
và ngun lý làm việc.
- Học sinh ghi lời mơ tả và giải thích vào vở cá nhân; trao đổi với bạn
(nhóm đơi hoặc 4 học sinh); trình bày và thảo luận chung.
Giáo viên xác nhận kiến thức và giao nhiệm vụ cho học sinh tìm hiểu

-

trên các phƣơng tiện để thiết kế sản phẩm với các tiêu chí đã cho.
Hoạt động 2. NGHIÊN C U KIẾN TH C TRỌNG TÂM VÀ XÂY
DỰNG BẢN THIẾT KẾ

a. Mục đích
Học sinh hình thành kiến thức mới về các linh kiện điện tử; đề xuất đƣợc
giải pháp và xây dựng bản thiết kế vòi nƣớc tự động.
b. Nội dung
- Học sinh nghiên cứu sách giáo khoa và tài liệu tham khảo về các kiến
thức nguyên lý hoạt động , cấu tạo các linh kiện điện tử
- Học sinh thảo luận về các thiết kế khả dĩ của vòi tự động và đƣa ra
giải pháp có căn cứ.
- Hồn thành bản thiết kế và nộp cho giáo viên.
c. Dự kiến sản phẩm hoạt động của học sinh
-

Học sinh xác định và ghi đƣợc thông tin, kiến thức về các linh kiện
cần sử dụng

- Học sinh đề xuất và lựa chọn giải pháp có căn cứ, xây dựng đƣợc bản
thiết kế thuyền đảm bảo các tiêu chí.
d. Cách thức tổ chức hoạt động
– Giáo viên giao nhiệm vụ cho học sinh:
 Nghiên cứu kiến thức trọng tâm
 Xây dựng bản thiết kế vòi tự động theo yêu cầu;
 Lập kế hoạch trình bày và bảo vệ bản thiết kế.


12
– Học sinh thực hiện nhiệm vụ theo nhóm:
 Tự đọc và nghiên cứu sách giáo khoa, các tài liệu tham khảo, tìm
kiếm thơng tin trên Internet…
 Đề xuất và thảo luận các ý tƣởng ban đầu, thống nhất một phƣơng
án thiết kế tốt nhất;

 Xây dựng và hoàn thiện bản thiết kế thuyền;
 Lựa chọn hình thức và chuẩn bị nội dung báo cáo.
– Giáo viên quan sát, hỗ trợ học sinh khi cần thiết.
Hoạt động 3. TR NH BÀY BẢN THIẾT KẾ
a. Mục đích
Học sinh hồn thiện đƣợc bản thiết vịi tự động của nhóm mình.
b. Nội dung
- Học sinh trình bày, giải thích và bảo vệ bản thiết kế theo các tiêu chí đề
ra.
- Thảo luận, đặt câu hỏi và phản biện các ý kiến về bản thiết kế; ghi lại các
nhận xét, góp ý; tiếp thu và điều chỉnh bản thiết kế nếu cần.
- Phân công công việc, lên kế hoạch chế tạo và thử nghiệm vòi tự động.
c. Dự kiến sản phẩm hoạt động của học sinh
Bản thiết kế vòi tự động sau khi đƣợc điều chỉnh và hoàn thiện.
d. Cách thức tổ chức hoạt động
– Giáo viên đƣa ra yêu cầu về:
 Nội dung cần trình bày;
 Thời lƣợng báo cáo;
 Cách thức trình bày bản thiết kế và thảo luận.
– Học sinh báo cáo, thảo luận.
– Giáo viên điều hành, nhận xét, góp ý và hỗ trợ học sinh.


13
Hoạt động 4. CHẾ TẠO VÀ TH

NGHI M VÒI NƯỚC TỰ ĐỘNG

a. Mục đích
- Học sinh dựa vào bản thiết kế đã lựa chọn để chế tạo vòi tự động đảm

bảo yêu cầu đặt ra.
-

Học sinh thử nghiệm, đánh giá sản phẩm và điều chỉnh nếu cần.

b. Nội dung
-

Học sinh sử dụng các nguyên vật liệu và dụng cụ cho để tiến hành chế
tạo sản phẩm theo bản thiết kế.

- Trong q trình chế tạo các nhóm đồng thời thử nghiệm và điều chỉnh
học sinh sẽ quan sát, đánh giá và điều chỉnh lại nếu cần.
c. Dự kiến sản phẩm hoạt động của học sinh
- Mỗi nhóm có một sản phầm là một vịi tự động đã đƣợc hồn thiện và
thử nghiệm.
d. Cách thức tổ chức hoạt động
- Giáo viên giao nhiệm vụ:
 Sử dụng các nguyên vật liệu và dụng cụ cho trƣớc để chế tạo sản
phẩm theo bản thiết kế;
 Thử nghiệm, điều chỉnh và hoàn thiện sản phẩm.
- Học sinh tiến hành chế tạo, thử nghiệm và hồn thiện sản phầm theo
nhóm.
- Giáo viên quan sát, hỗ trợ học sinh nếu cần.

Hoạt động 5. TR NH BÀY SẢN PHẨM VỊI NƯỚC TỰ ĐỘNG
a. Mục đích
Các nhóm học sinh giới thiệu vòi tự động trƣớc lớp, chia sẻ về kết quả thử
nghiệm, thảo luận và định hƣớng cải tiến sản phầm.
b. Nội dung

-

Các nhóm trình diễn sản phẩm trƣớc lớp.


14
- Đánh giá sản phẩm dựa trên các tiêu chí đã đề ra:
- Chia sẻ, thảo luận để tiếp tục điều chỉnh, hồn thiện sản phẩm.
-

Các nhóm tự đánh giá kết quả nhóm mình và tiếp thu các góp ý, nhận xét
từ giáo viên và các nhóm khác;

-

Sau khi chia sẻ và thảo luận, đề xuất các phƣơng án điều chỉnh sản
phẩm;

-

Chia sẻ các khó khăn, các kiến thức và kinh nghiệm rút ra qua quá trình
thực hiện nhiệm vụ thiết kế và chế tạo.

c. Dự kiến sản phẩm hoạt động của học sinh
Vòi tự động đã chế tạo đƣợc và nội dung trình bày báo cáo của các nhóm.
d. Cách thức tổ chức hoạt động
- Giáo viên giao nhiệm vụ: các nhóm trình diễn sản phầm trƣớc lớp và tiến
hành thảo luận, chia sẻ.
-

Các nhóm chia sẻ về kết quả, đề xuất các phƣơng án điều chỉnh, các kiến
thức và kinh nghiệm rút ra trong quá trình thực hiện nhiệm vụ thiết kế và
chế tạo sản phẩm.

- Giáo viên đánh giá, kết luận và tổng kết.
B. Sản phẩm của học sinh sau khi hoàn thành
( PHẦN PHỤ LỤC 1)


15
II.

Thiết kế và chế tạo thùng rác thông minh dùng trong lớp học.
A. Phần lý thuyết giáo viên cần triển khai
1. Mô tả chủ đề:
Học sinh hiểu và biết các cơng dụng của các linh kiện điện tử thơng qua
tìm hiểu trên mạng và sách vở để thiết kế và chế tạo thùng rác thông
minh. Sau khi chế tạo xong, khi đƣa rác lại gần, nắp thùng rác sẽ tự mở
sau đó nó sẽ tự động đóng lại
2. Mục tiêu
a. Kiến thức, kĩ năng.
– Vận dụng đƣợc các kiến thức về các linh kiện thiết bị để chế tạo đƣợc
thùng rác thơng minh theo u cầu, tiêu chí cụ thể;
– Vận dụng kiến thức một cách sáng tạo để giải quyết các vấn đề tƣơng
tự.
– Tính tốn, vẽ đƣợc bản thiết kế thùng rác thơng minh đảm bảo các tiêu
chí đề ra;
– Lập kế hoạch cá nhân/nhóm để chế tạo và thử nghiệm dựa trên bản
thiết kế;
– Trình bày, bảo vệ đƣợc bản thiết kế và sản phẩm của mình, phản biện

đƣợc các ý kiến thảo luận;
– Tự nhận xét, đánh giá đƣợc quá trình làm việc cá nhân và nhóm.
b. Phát triển phẩm chất:
– Nghiêm túc, chủ động, tích cực tham gia các hoạt động học;
–

êu thích sự khám phá, tìm tịi và vận dụng các kiến thức học đƣợc

vào giải quyết nhiệm vụ đƣợc giao;
– Có tinh thần trách nhiệm, hịa đồng, giúp đỡ nhau trong nhóm, lớp;
– Có ý thức tuân thủ các tiêu chuẩn kĩ thuật và giữ gìn vệ sinh chung khi
thực nghiệm.


16
c. Định hƣớng phát triển năng lực:
– Tìm hiểu khoa học, cụ thể về các ứng dụng của các thiết bị linh kiện
– Giải quyết đƣợc nhiệm vụ thiết kế và chế tạo vòi tự động một cách
sáng tạo;
– Hợp tác với các thành viên trong nhóm để thống nhất bản thiết kế và
phân công thực hiện;
– Tự nghiên cứu kiến thức, lên kế hoạch thiết kế, chế tạo, thử nghiệm
và đánh giá.
3. Thiết bị
- Các thiết bị dạy học: giấy A0, mẫu bản kế hoạch, …
- Nguyên vật liệu và dụng cụ để chế tạo và thử nghiệm “vòi tự động”:
- Cảm biến siêu âm, mạch arduino, động sơ servo, adapter…
- Súng bắn keo nến, cƣa, tua-vit, khoan
- Thùng nƣớc cũ, vật liệu trang trí…
4. Tiến trình dạy học

Hoạt động 1. XÁC ĐỊNH YÊU CẦU THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO
THÙNG RÁC TỰ ĐỘNG
a. Mục đích
-

Học sinh phân tích và hiểu rõ yêu cầu “Thiết kế và chế tạo thùng rác
tự động” (do giáo viên cung cấp) theo các tiêu chí: thiết kế gọn nhẹ, nắp
tự mở khi đƣa rác vào và sau đó thùng sẽ tự đóng lại.

- Học sinh hiểu rõ các nguyên lý hoạt động của các linh kiện điện tử nhƣ
cảm biến, mạch arduino, servo … để thiết kế và thuyết minh trƣớc khi
chế tạo và thử nghiệm.
b. Nội dung
- Tìm hiểu về một số thiết bị có sử dụng các linh kiện trên và tham khảo
các chƣơng trình nạp cho mạch arduino.
- Lên phƣơng án thiết kế sản phẩm


17
c. Dự kiến sản phẩm hoạt động của học sinh
Mô tả và giải thích đƣợc một cách định tính về ngun lí làm việc của

-

mơ hình;
Xác định chƣơng trình nạp cho mạch, cách lắp ráp để thiết kế, chế tạo

-

mô hình theo các tiêu chí đã cho.

d. Cách thức tổ chức hoạt động
Giáo viên giao cho học sinh tìm hiểu về các linh kiện điện tử kể trên

-

(mô tả, xem hình ảnh, video…) với u cầu: mơ tả đặc điểm, hình dạng
và nguyên lý làm việc.
- Học sinh ghi lời mơ tả và giải thích vào vở cá nhân; trao đổi với bạn
(nhóm đơi hoặc 4 học sinh); trình bày và thảo luận chung.
Giáo viên xác nhận kiến thức và giao nhiệm vụ cho học sinh tìm hiểu

-

trên các phƣơng tiện để thiết kế sản phẩm với các tiêu chí đã cho.
Hoạt động 2. NGHIÊN C U KIẾN TH C TRỌNG TÂM VÀ XÂY DỰNG
BẢN THIẾT KẾ
a. Mục đích
Học sinh hình thành kiến thức mới về các linh kiện điện tử; đề xuất đƣợc
giải pháp và xây dựng bản thiết kế thùng rác tự động.
b. Nội dung
- Học sinh nghiên cứu sách giáo khoa và tài liệu tham khảo và các
video trên mạng về các kiến thức nguyên lý hoạt động , cấu tạo các
linh kiện điện tử
- Học sinh thảo luận về các thiết kế khả dĩ của thùng rác tự động và
đƣa ra giải pháp có căn cứ.
- Hoàn thành bản thiết kế và nộp cho giáo viên.
c. Dự kiến sản phẩm hoạt động của học sinh
-

Học sinh xác định và ghi đƣợc thông tin, kiến thức về các linh kiện

cần sử dụng


18
- Học sinh đề xuất và lựa chọn giải pháp có căn cứ, xây dựng đƣợc bản
thiết kế thuyền đảm bảo các tiêu chí.
d. Cách thức tổ chức hoạt động
– Giáo viên giao nhiệm vụ cho học sinh:
 Nghiên cứu kiến thức trọng tâm
 Xây dựng bản thiết kế thùng rác động theo yêu cầu;
 Lập kế hoạch trình bày và bảo vệ bản thiết kế.
– Học sinh thực hiện nhiệm vụ theo nhóm:
 Tự đọc và nghiên cứu sách giáo khoa, các tài liệu tham khảo, tìm
kiếm thơng tin trên Internet…
 Đề xuất và thảo luận các ý tƣởng ban đầu, thống nhất một phƣơng
án thiết kế tốt nhất;
 Xây dựng và hoàn thiện bản thiết kế thuyền;
 Lựa chọn hình thức và chuẩn bị nội dung báo cáo.
– Giáo viên quan sát, hỗ trợ học sinh khi cần thiết.
Hoạt động 3. TR NH BÀY BẢN THIẾT KẾ
a. Mục đích
Học sinh hồn thiện đƣợc bản thiết thùng rác tự động của nhóm mình.
b. Nội dung
- Học sinh trình bày, giải thích và bảo vệ bản thiết kế theo các tiêu chí đề
ra.
- Thảo luận, đặt câu hỏi và phản biện các ý kiến về bản thiết kế; ghi lại các
nhận xét, góp ý; tiếp thu và điều chỉnh bản thiết kế nếu cần.
- Phân công công việc, lên kế hoạch chế tạo và thử nghiệm thùng rác tự
động.
c. Dự kiến sản phẩm hoạt động của học sinh

Bản thiết kế thùng rác tự động sau khi đƣợc điều chỉnh và hoàn thiện.


19
d. Cách thức tổ chức hoạt động
– Giáo viên đƣa ra yêu cầu về:
 Nội dung cần trình bày;
 Thời lƣợng báo cáo;
 Cách thức trình bày bản thiết kế và thảo luận.
– Học sinh báo cáo, thảo luận.
– Giáo viên điều hành, nhận xét, góp ý và hỗ trợ học sinh.
Hoạt động 4. CHẾ TẠO VÀ TH

NGHI M THÙNG RÁC TỰ ĐỘNG

a. Mục đích
- Học sinh dựa vào bản thiết kế đã lựa chọn để chế tạo thùng rác tự động
đảm bảo yêu cầu đặt ra.
-

Học sinh thử nghiệm, đánh giá sản phẩm và điều chỉnh nếu cần.

b. Nội dung
-

Học sinh sử dụng các nguyên vật liệu và dụng cụ cho để tiến hành chế
tạo sản phẩm theo bản thiết kế.

- Trong q trình chế tạo các nhóm đồng thời thử nghiệm và điều chỉnh
học sinh sẽ quan sát, đánh giá và điều chỉnh lại nếu cần.

c. Dự kiến sản phẩm hoạt động của học sinh
- Mỗi nhóm có một sản phầm là một thùng rác tự động đã đƣợc hoàn
thiện và thử nghiệm.
d. Cách thức tổ chức hoạt động
- Giáo viên giao nhiệm vụ:
 Sử dụng các nguyên vật liệu và dụng cụ cho trƣớc để chế tạo sản
phẩm theo bản thiết kế;
 Thử nghiệm, điều chỉnh và hoàn thiện sản phẩm.
- Học sinh tiến hành chế tạo, thử nghiệm và hồn thiện sản phầm theo
nhóm.
- Giáo viên quan sát, hỗ trợ học sinh nếu cần.


20
Hoạt động 5. TR NH BÀY SẢN PHẨM THÙNG RÁC TỰ ĐỘNG
a. Mục đích
Các nhóm học sinh giới thiệu thùng rác tự động trƣớc lớp, chia sẻ về kết
quả thử nghiệm, thảo luận và định hƣớng cải tiến sản phầm.
b. Nội dung
-

Các nhóm trình diễn sản phẩm trƣớc lớp.

- Đánh giá sản phẩm dựa trên các tiêu chí đã đề ra:
- Chia sẻ, thảo luận để tiếp tục điều chỉnh, hồn thiện sản phẩm.
-

Các nhóm tự đánh giá kết quả nhóm mình và tiếp thu các góp ý, nhận xét
từ giáo viên và các nhóm khác;

-

Sau khi chia sẻ và thảo luận, đề xuất các phƣơng án điều chỉnh sản
phẩm;

-

Chia sẻ các khó khăn, các kiến thức và kinh nghiệm rút ra qua quá trình
thực hiện nhiệm vụ thiết kế và chế tạo.

c.

Dự kiến sản phẩm hoạt động của học sinh
Thùng rác tự động đã chế tạo đƣợc và nội dung trình bày báo cáo của các
nhóm.

d. Cách thức tổ chức hoạt động
- Giáo viên giao nhiệm vụ: các nhóm trình diễn sản phầm trƣớc lớp và tiến
hành thảo luận, chia sẻ.
-

Các nhóm chia sẻ về kết quả, đề xuất các phƣơng án điều chỉnh, các kiến
thức và kinh nghiệm rút ra trong quá trình thực hiện nhiệm vụ thiết kế và
chế tạo sản phẩm.

- Giáo viên đánh giá, kết luận và tổng kết.
B. Sản phẩm của học sinh sau khi hoàn thành
( PHẦN PHỤ LỤC 2)

21
Chƣơng IV: KẾT QUẢ THỰC HIỆN.
Qua nhiều năm dạy học tơi ln cố gắng suy nghĩ tìm cách giảng dạy môn
công nghệ 12 sao cho hiệu quả nhất. Trong các năm học tôi luôn đổi mới rút kinh
nghiệm sau mỗi bài dạy của bộ mơn nói chung và phần kỹ thuật điện tử nói riêng.
Trong ba bốn năm gần đây nhờ sử dụng thêm các mơ hình để giảng dạy tôi đã
thành công nhiều hơn trong mỗi bài dạy. Trong năm học này tôi đã tiến hành dạy
theo phƣơng pháp tổ chức dạy học theo chủ đề STEM ở lớp 12ª1 và dạy theo
phƣơng pháp truyền thống lớp 12ª3 . Sau khi kết thúc học kì 1 thì điểm số và sự
hào hứng học môn công ngệ của 2 lớp có sự khác biệt khá. Đổi mới phƣơng pháp
giúp học sinh hiểu bài nhanh, nắm chắc các kiến thức lý thuyết và thực hành, biết
vận dụng kỹ năng thực hành khi làm bài. Học sinh vui vẻ, hứng thú học tập. Nhiều
em rất say mê học tập. Kết quả cụ thể cuối học kì 1 nhƣ sau:
GIỎI

KHÁ

TRUNG BINH

(%)

(%)

(%)

Các lớp học the 45,6

37,5

16,9

18,5

13,7

LỚP

phƣơng pháp truyền
thống
Các lớp đƣợc học 67,8
theo phƣơng pháp
mới
Từ thực tế tôi đã áp dụng trong những năm vừa qua, khi giảng dạy theo
phƣơng pháp tổ chức dạy học theo chủ đề STEM có sử dụng mơ hình máy tiện để
thực hành thì bài dạy sẽ sinh động hơn rất nhiều. Ngồi chức năng trực quan sinh
động nó cịn tăng sự tò mò khám phá cái mới lạ của các em nên sẽ tạo nhiều cảm
hừng học tập cho các em hơn. Mặc dù máy tiện đã đƣợc các trƣờng đại học sử
dụng nhiều trong chƣơng trình học nhƣng đối với chƣơng trình mơn cơng nghệ 11
ở cấp trung học là cịn điều mới lạ. Vì vậy, tơi rất mong các thầy cô dạy cùng bộ
môn thực hiện khảo sát và cho ý kiến góp ý.


22
Chƣơng V: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
1. Những bài học kinh nghiệm đƣợc rút ra từ quá trình áp dụng sáng kiến.
Để góp phần tích cực vào phong trào đổi mới phƣơng pháp giảng dạy, nâng
cao tính tích cực của học sinh, những cơng việc tơi làm khơng có gì mới, là những
việc bình thƣờng với mong muốn làm tốt hơn cơng việc của mình và đóng góp
cơng sức nâng cao chất lƣợng giảng dạy bộ môn.
Qua thời gian thực hiện và rút kinh nghiệm tơi muốn đóng góp với đồng nghiệp

những kinh nghiệm của mình, dù cịn rất ít ỏi. Mong muốn việc giảng dạy môn
công nghệ ở trƣờng trung học phổ thơng nói chung và phân mơn vẽ kỹ thuật nói
riêng sẽ hấp dẫn, nhẹ nhàng và thực tế hơn. Các em học tập say mê, hứng thú và
đạt đƣợc nhiều kết quả tốt.
2. Những kiến nghị, đề xuất điều kiện để triển khai, ứng dụng sáng kiến vào
thực tiễn.
Tôi cũng xin đề nghị những lần viết sách giáo khoa lần sau, Bộ giáo dục nên lấy
ý kiến tham khảo của các giáo viên bộ môn để biên soạn nội dung phù hợp hơn.
Hiện nay cơ sở vật chất bộ mơn cơng nghệ cịn rất thiếu thốn, để việc đổi mới
phƣơng pháp giảng dạy bộ môn thành công, đề nghị Bộ giáo dục tăng cƣờng các
các trang thiết bị thực hành nhiều hơn để thuận lợi trong việc giảng dạy.
Do khả năng có hạn, chắc chắn bài viết cịn nhiều thiếu sót. Rất mong đƣợc sự
đóng góp, góp ý của các thày cô trong nhà trƣờng và các thày cô cùng bộ môn. Xin
chân thành cảm ơn!
3. Cam kết không sao chép hoặc vi phạm bản quyền.
Tôi xin cam kết nội dung trong sáng kiến kinh nghiệm là của tôi, không sao
chép từ bất cứ sáng kiến kinh nghiệm nào khác.
Định Quán, ngày 19 tháng 05 năm 2020
HỘI ĐỒNG CÔNG NHẬN SÁNG
KIẾN TRƢỜNGTHPT TÂN PHÚ

TÁC GIẢ SÁNG KIẾN

Xác nhận sáng kiến : đạt

TRẦN THÁI DUY


23
PHẦN TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tài liệu tham khảo:
1- SGK Công nghệ công nghiệp 12 NXB Giáo dục Tác giả: Nguyễn Văn Khôi
chủ biên.
2- Tài liệu tập huấn- Xây dựng và thực hiện các chủ đề giáo dục
3- Thiết kế và tổ chức dạy học chủ đề STEM. NXB Đại học sƣ phạm Hồ Chí
Minh- tác giả: Nguyễn Thanh Nga ( chủ biên)


24

PHỤ LỤC 1
CHỦ ĐỀ STEM: VÒI NƯỚC TỰ ĐỘNG DÙNG CHO BÌNH 20 TẠI
LỚP HỌC
A. Lí do chọn đề tài.
1. Các phƣơng pháp cung cấp nƣớc uống tại trƣờng học
a. Sử dụng các vòi nƣớc uống tập trung.

Trong trƣờng hợp này, hệ thông lọc nƣớc sẽ đặt tại trong nhà
trƣờng, nƣớc uống sẽ đƣợc dẫn qua các đƣờng ống dẫn đến các vịi
tập trung. Khi học sinh có nhu cầu sử dụng nƣớc uống sễ đến các
điểm tập trung này để lấy nƣớc sử dụng.
b. Nƣớc uống tại các bình nƣớc 20l tại lớp học.

Nƣớc uống dành cho học sinh sẽ đƣợc đựng trong các bình 20 lít
và mỗi lớp sẽ đƣợc trang bị mỗi bình. Học sinh khi có nhu cầu
uống nƣớc sẽ có nguồn nƣớc kịp thời trong lớp học cung cấp cho
các em

25
Tuy nhiên, đối với các em học sinh cấp 1, cấp 2, các em có sức
khỏe yếu khi vịi nƣớc ở các bình này cịn mới sẽ thƣờng rất cứng
khi sử dung vì nó thƣờng rất cứng. Vì vậy, để tạo thuận tiện cho
các bạn học sinh thuận tiện khi sử dụng nƣớc uống trong bình 20l
thì em đã làm đề tài “Chế tạo bộ vòi nƣớc tự động cho bình
nƣớc 20l phục vụ trong lớp học”.
Với đề tài này khi thực hiện thành công sẽ giúp các bạn học
sinh thoải mái hơn khi uống nƣớc vời bình 20l.
B. Câu hỏi nghiên cứu; Vấn đề nghiên cứu; Giả thuyết khoa học
1. Câu hỏi nghiên cứu.
a. Khi thiết kế vòi nƣớc tự động thì bằng cách nào thiết bị có thể
nhận biết chính xác lúc vào cần cho nƣớc chảy và ngắt nƣớc?
b. Để thuận tiện khi sử dụng vòi nƣớc phải đặt phía trên cao, làm sao
để nƣớc chảy lên cao đƣợc?
c. Nguồn điện đƣợc sử dụng nhƣ thế nào nếu các linh kiện có mức
điện áp sử dụng khác nhau?
d. Sắp xếp các linh kiện nhƣ thế nào để thuận tiện cho quá trình sửa
chữa và thay thế?
e. Lựa chọn vật liệu gì để dễ gia cơng trong q trình thiết kế?
2. Giải quyết các vấn đề cần nghiên cứu.
a. Khi thiết kế vịi nƣớc tự động thì bằng cách nào thiết bị có thể
nhận biết chính xác lúc vào cần cho nƣớc chảy và ngắt nƣớc?
Để biết thiết bị đóng ngắt nƣớc đúng lúc theo u cầu thì chúng
ta cần sử dụng cảm biến. Trong thiết kế này chúng ta có 2 lựa chọn
phù hợp đó là cảm biến siêu âm và cảm biến tiệm cận.

Cảm biến siêu âm

Cảm biến tiệm cận