Kế hoạch bài dạy STEM môn KHTN Lớp 9 - Chủ đề: Thùng rác thông minh - Bùi Minh Tân

Nội dung tài liệu: Kế hoạch bài dạy STEM môn KHTN Lớp 9 - Chủ đề: Thùng rác thông minh - Bùi Minh Tân

1. HOẠT ĐỘNG 2. XÁC ĐỊNH KIẾN THỨC NỀN VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP GV nêu câu hỏi gợi ý và phát phụ lục 1. Bước 2. HS nghiên cứu kiến thức nền. Phụ lục 1. Tìm hiểu cấu tạo và qui trình Bài 13. Điện năng công của dòng điện, thực hiện chế tạo thùng rác thông minh Công nghệ 8. Truyền và biến đổi chuyển động (CĐ Quay thành tịnh tiến). Các bước thực hiện Bước 3. HS đề xuất giải pháp chế tạo thùng rác thông minh. HS tự lựa chọn nguyên vật liệu và dụng cụ. Hs thực hiện chế tạo sản phẩm. ( Phát triển năng lực tự chủ, tự học, tính toán, ngôn ngữ, GQVĐ sáng tạo) HOẠT ĐỘNG 3. THẢO LUẬN VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG PHÁP THIẾT KẾ GV nêu câu hỏi gợi ý, quan sát, hướng dẫn Bước 4. Mỗi HS trình bày, nhóm lựa khi cần chọn và thảo luận phương án tối nhất của nhóm. Từng HS lần lượt trình bày phương án chế tạo thùng rác thông minh với nguyên vật liệu tự chuẩn bị của cả nhóm. Nhóm thảo luận đánh giá và lựa chọn mẫu thiết kế tốt nhất phù hợp với tiêu chí của GV: thùng rác thông minh khi có dấu hiệu chạm sẽ tự động mở nắp và báo tín hiệu “Xin hãy bỏ rác vào thùng” và tự động đóng nắp sau 5 giây và phát tín hiệu “Cảm ơn bạn đã bảo vệ môi trường” ( Phát triển năng lực giao tiếp hợp tác, phản biện, GQVĐ sáng tạo) HOẠT ĐỘNG 4. CHẾ TẠO SẢN PHẨM VÀ ĐÁNH GIÁ GV nêu câu hỏi gợi ý, quan sát, hướng dẫn Bước 5. Chế tạo sản phẩm theo thiết kế khi cần và phát phụ lục 2,3 tốt nhất phù hợp với tiêu chí Phụ lục 2. Thiết kế quy trình chế tạo thùng ( Phát triển năng lực giao tiếp hợp tác, rác thông minh sáng tạo) Phụ lục 3. HS ghi chép quá trình thực hiện Bước 6. Thử nghiệm và đánh giá trong chế tạo thử nghiệm, quan sát sản phẩm. quá trình thực hiện chế tạo thùng rác thông minh theo hướng dẫn phụ lục 3. ( Phát triển năng lực giao tiếp hợp tác, GQVĐ sáng tạo)
2. HOẠT ĐỘNG 5. TRÌNH BÀY SẢN PHẨM GV hướng dẫn, tổ chức, phát phiếu đánh Bước 7. Trình bày, thảo luận sản phẩm giá. ( phụ lục 4) của nhóm chế tạo. GV có thể tổ chức đánh giá các sản phẩm Mỗi nhóm lần lượt trình bày quá trình của nhóm dưới hình thức một hội thi lựa chọn nguyên vật liệu, dụng cụ chế tạo, Trưng bày sản phẩm của nhóm tham gia hội thi. Các nhóm khác tham gia thảo luận đánh giá sản phẩm. Bước 8. Điều chỉnh hoàn thiện thiết kế ban đầu. Các nhóm điều chỉnh hoàn thiện sản phẩm theo góp ý của các nhóm bạn. (Phát triển năng lực giao tiếp hợp tác, GQVĐ sáng tạo)
3. Phụ lục 1 Nội dung thùng rác thông minh Nội dung tìm hiểu Trả lời - Em hãy chỉ ra sự biến đổi chuyển động - Khi hoạt động thùng rác biến đổi khi thùng rác hoạt động? Chỉ ra chuyển chuyển động quay thành chuyển động động ban đầu và chuyển động cuối? tịnh tiến. - Chuyển động quay ở mô tơ biến thành chuyển động tịnh tiến của nắp đậy. - Khi thùng rác hoạt động thì điện năng - Khi thùng rác hoạt động thì điện năng chuyển hóa thành dạng năng lượng nào? chuyển hóa thành cơ năng. - Em hãy so sánh góc lệch của nắp so - Góc lệch của khớp và của nắp đậy với góc lệch ở khớp? bằng nhau. - Khi không tiếp xúc trực tiếp với nắp - Tay không tiếp xúc với vi khuẩn ở nắp thùng rác ta được lợi gì? đậy của thùng rác hạn chế được các bệnh về đường tiêu hóa . - Công suất của mô tơ có liên quan gì - Cơ năng mà máy tạo ra ít nhất bằng đến trọng lượng của nắp hay không? với trọng lượng của nắp ( bỏ qua ma sát tiếp xúc ở trục của nắp ) Để tạo chương trình trên máy tính có Xác định bài toán (Input, Output), Mô bao nhiêu bước? tả thuật toán, Viết chương trình. Phụ lục 2 Tên nhóm trường THCS Phú Thuận B Các mức độ đánh giá: Tốt: 8 – 10 đ, Khá 6- <8, TB 4-<6, Yếu: dưới 4 Dụng cụ Nguyên vật Quy trình thực hiện chế tạo liệu Súng bắn cảm biến hồng Bước 1: Kết nối cảm biến siêu âm với Arduino. keo, ốc víc ngoại có 3 - Trên cảm biến hồng ngoại có 3 cổng ra bạn cần cắm Tua víc, cổng ra bạn gồm VCC, OUT và GND. Dây diện, cần cắm gồm - Nối các cổng của cảm biến với các cổng trên Arduino VCC, OUT và theo cặp như sau: VCC - 5V, OUT – D4 và GND - GND. GND. Bước 2: Nối Servo vào Arduino. - Các bước để nối từ servo vào Arduino: Arduino Uno Động cơ Servo SG90 5V Dây màu đỏ
4. GND Dây màu nâu D9 Dây màu cam Bước 3: Kiểm tra khả năng cảm biến của Servo, sau đó tiến hành lắp đặt vào thùng rác. Bước 4: Chuẩn bị một thanh sắt nhỏ để gắn vào đầu trục của Servo. Đục một lỗ nhỏ trên thanh nhựa trắng để gắn phần đẩy của động cơ vào. Gắn keo để cố định phần động cơ cho chắc chắn. Bước 5: Gắn phần cảm biến hồng ngoại ở mặt trước của thùng rác để có thể dễ dàng nhận biết được khi chúng ta đến gần thùng rác. Arduino vào Bước 6: Gắn Arduino vào hộp nhựa rồi dán vào phần bên hộp nhựa, hong của thùng rác, sau đó tiến hành hàn dây nối. thùng rác Bước 7: Sau khi hàn và đi dây xong, nối dây nguồn đen với GND và dây màu trắng nối vào VCC. Gắn cổng và DC ở cạnh bên hàn dây nguồn. Bước 8: Cấp nguồn cho thùng rác dễ dàng bằng nguồn 5V hoặc pin sạc dự phòng. Bước 9: Kiểm tra khả năng hoạt động của thùng rác. Khi đưa tay vào phần cảm biến, lập tức thùng rác sẽ mở ra để bỏ rác vào. Sau 5 giây, thùng rác sẽ tự động đóng lại rất tiện dụng. Loa, Amply Bước 10: Nối loa và mạch phát âm thanh MP3 UART tích DFPlayer Mini hợp Amply DFPlayer Mini như sơ đồ sau:
5. Bước 11: Dán mạch phát âm thanh MP3 UART tích hợp Amply DFPlayer Mini vào hộp nhựa bên hong, đục lỗ kéo dây ra ngoài và luồn dây vào trong rồi dán loa vào hộp như bên hong bên kia và đục lỗ hợp nhựa. Bước 12: Nạp code vào mạch Uno R3 thứ nhất. Bước 13: Chép lời nói vào thẻ nhớ qua USB sạc dự phòng Bước 14: Các bạn kết nối nguồn cho Arduino từ nguồn pin 9V. Sau đó, kết nối nguồn pin từ 9-12v khác cho module L298. Lưu ý các bạc nhớ nối GND chung với nhau. Bước 15: Nối lần lượt các chân IN1, IN2, IN3, IN4 của module L298 đến chân Digital Output của Arduino: L298 Arduino Uno R3 IN1 D8 IN2 D9 IN3 D10 IN4 D11 Bước 16: Kết nối nguồn 5VDC cho module bluetooth HC- 06. Sau đó kết nối chân: HC-06 Arduino Uno R3 RX TX TX RX Bước 17: Kết nối 2 bánh xe ( động cơ ) vào 2 chân Output AB và Output CD trên L298 ( như hình bên dưới )
6. nạp cod Bước 18: Nạp code vào board Arduino Uno R3 thứ hai. Lưu ý: Trước khi nạp code, các bạn nhớ tháo 1 trong 2 chân RX hoặc TX ra mới có thể nạp code được nhé ^^. Bước 19: Sau khi nạp code xong, các bạn cài đặt App trên điện thoại ( link app: .calle.bluetoothRCcontroller&hl=vi&gl=US ). Bước 20: Các bạn kết nối Bluetooth trên điện thoại. Dò tìm thiết bị mới sau đó nhập mật khẩu kết nối là 0000 hoặc 1234 để kết nối. Bước 21: Sau khi kết nối bluetooth trên điện thoại, các bạn vào App và nhấn vào Connect, chọn tên của module HC-06. Khi kết nối thành công, trên App sẽ hiển thị trạng thái " Bluetooth is Connected" và ngược lại khi ngắt kết nối sẽ hiển thị " Bluetooth is Disconnected". QUY TRÌNH CHẾ TẠO THÙNG RÁC THÔNG MINH Phụ lục 3 Tên nhóm THCS Phú Thuận B Các mức độ đánh giá: Tốt: 8 – 10 đ, Khá 6- <8, TB 4-<6, Yếu: dưới 4 LẦN ĐO TIÊU CHÍ KẾT QUẢ
7. Cự li tay và cảm biến? 6cm 1 Lực kéo của mô tơ? 1.6Kg.cm Độ nhạy của cảm biến 10% Cự li tay và cảm biến? 5 cm 2 Lực kéo của mô tơ? 1.4Kg.cm Độ nhạy của cảm biến 70% Cự li tay và cảm biến? 3cm 3 Lực kéo của mô tơ? 1.3Kg.cm Độ nhạy của cảm biến 100% Thống nhất lần đo: 3 Phụ lục 4 Tên nhóm THCS Phú Thuận B PHIẾU ĐÁNH GIÁ SẢN PHẨM NHÓM Các mức độ đánh giá: Tốt: 8 – 10 đ, Khá 6- <8, TB 4-<6, Yếu: dưới 4 SỐ CÁC TIÊU CHÍ NHÓM NHÓM NHÓM NHÓM NHÓM NHÓM TT 1 2 3 4 5 6 1 - Phẩm chất chăm chỉ (tích cực tham gia các công việc của nhóm phân công khi chế tạo thùng rác thông minh). - Phẩm chất trung thực (kết quả thử nghiệm có độ chính xác). - Phẩm chất trách nhiệm (chủ động tích cực tham gia các hoạt động nhóm). 2 - Năng lực giao tiếp hợp tác (Có kế hoạch phân công công việc từng thành viên). - Năng lực ngôn ngữ (thuyết trình trôi chảy, tự tin).
8. - Năng lực tin học (Viết chương trình để thiết bị hoạt động chính xác). 3 Thiết bị thực hiện được yêu cầu.