Giáo án NLS chuyên đề Công nghệ 12 Đ-ĐT Bài 9: Triển khai và báo cáo kết quả dự án thiết kế và chế tạo robot tự hành
Giáo án chuyên đề NLS Công nghệ 12 - Điện - Điện tử (bộ SGK thống nhất từ 2026 - 2027) Bài 9: Triển khai và báo cáo kết quả dự án thiết kế và chế tạo robot tự hành. Với năng lực số được tích hợp, tiết học sẽ giúp học sinh tăng cường khả năng ứng dụng công nghệ, tin học vào việc tìm hiểu các chuyên đề học tập. KHBD này là file word, tải về dễ dàng.
=> Giáo án tích hợp NLS chuyên đề Công nghệ 12 Điện - Điện tử
Các tài liệu bổ trợ
Ngày soạn:…/…/…
Ngày dạy:…/…/…
BÀI 9. TRIỂN KHAI VÀ BÁO CÁO KẾT QUẢ DỰ ÁN THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO ROBOT TỰ HÀNH
I. MỤC TIÊU
1. Kiến thức
Sau bài học này, HS sẽ:
- Triển khai nghiên cứu một dự án thuộc lĩnh vực robot và máy thông minh.
- Báo cáo được kết quả triển khai dự án nghiên cứu.
2. Năng lực
Năng lực chung:
- Năng lực tự học: Có thể tìm tòi, mở rộng kiến thức về robot và máy thông minh để vận dụng vào một dự án nghiên cứu cụ thể trên thực tế.
- Năng lực giao tiếp hợp tác: Thảo luận nhóm, tiếp thu sự góp ý và hỗ trợ thành viên trong nhóm khi thực hiện dự án nghiên cứu thiết kế và chế tạo robot tự hành.
- Năng lực giải quyết vấn đề: Tìm hiểu và phân tích được các đặc điểm và nội dung liên quan trong các dự án nghiên cứu ứng dụng robot và máy thông minh.
Năng lực công nghệ:
- Triển khai và báo cáo được kết quả triển khai dự án thiết kế và chế tạo robot tự hành.
Năng lực số:
- 1.2.NC1b: Tiến hành đánh giá được các dữ liệu, thông tin và nội dung số khác nhau.
- 2.1.NC1a: Sử dụng được nhiều công nghệ số để tương tác.
- 2.2.NC1a: Chia sẻ dữ liệu, thông tin và nội dung số thông qua nhiều công cụ số phù hợp.
- 4.3.NC1b: Áp dụng được các cách thức khác nhau để bảo vệ bản thân và người khác khỏi nguy cơ trong môi trường số.
Năng lực AI:
- 12.A1.1: Quyền kiểm soát của con người trong dự án AI (HS nhận thức rõ nguyên tắc quyền kiểm soát của con người: Dù robot có khả năng tự động xử lí thông tin và tránh vật cản (áp dụng thuật toán tự hành/AI), con người vẫn phải nắm quyền cao nhất, thiết kế công tắc nguồn khẩn cấp để ngắt hệ thống ngay lập tức khi robot chạy sai quỹ đạo, gây nguy hiểm).
- 12.B3.1: Trách nhiệm trong hệ sinh thái AI (HS thể hiện trách nhiệm của người thiết kế công nghệ trong hệ sinh thái tự động hóa/AI: Phải đấu nối mạch điện cẩn thận, lập trình thuật toán an toàn, đảm bảo robot hoạt động ổn định, không gây chập điện cháy nổ hay làm thương tổn đến con người và môi trường xung quanh trong quá trình vận hành).
3. Phẩm chất
- Chăm chỉ và trách nhiệm: Tích cực học tập, nghiên cứu, hoàn thành các nhiệm vụ được giao.
II. THIẾT BỊ DẠY HỌC VÀ HỌC LIỆU
1. Đối với giáo viên
- Máy chiếu, máy tính, màn hình hiển thị, hoặc ti vi.
- Hình vẽ và tranh ảnh trong SGK.
- SGK, SGV Chuyên đề học tập Công nghệ 12 – Công nghệ Điện – Điện tử.
- Máy tính cá nhân/Laptop, màn hình máy chiếu/Tivi tương tác, kết nối Internet tốc độ cao. Các phần mềm ứng dụng: Quizizz/Kahoot (tạo câu hỏi trắc nghiệm), website kenhhoctap.edu.vn, nền tảng AI (ChatGPT/Gemini), ứng dụng Google Drive/ Padlet, ứng dụng Arduino IDE, phần mềm Canva.
- Video AI tạo bằng công cụ AI được dùng để khởi động bài học.
2. Đối với học sinh
- HS cả lớp: Hình vẽ liên quan đến nội dung bài học và các dụng cụ học tập theo yêu cầu của GV; SGK Chuyên đề học tập Công nghệ 12 – Công nghệ Điện – Điện tử.
- Điện thoại thông minh (Smartphone) hoặc máy tính bảng có kết nối Internet, cài sẵn trình duyệt web.
III. TIẾN TRÌNH DẠY HỌC
1. HOẠT ĐỘNG KHỞI ĐỘNG
…………………………………………..
…………………………………………..
…………………………………………..
2. HOẠT ĐỘNG HÌNH THÀNH KIẾN THỨC
Hoạt động 1. Tìm hiểu về bước triển khai dự án
a. Mục tiêu: HS hiểu được các bước lập kế hoạch dự án thiết kế và chế tạo robot tự hành.
b. Nội dung: GV yêu cầu HS thảo luận, thực hiện nhiệm vụ nghiên cứu theo kế hoạch.
c. Sản phẩm: HS lập được các bước thực hiện dự án thiết kế và chế tạo robot tự hành.
d. Tổ chức thực hiện:
| HOẠT ĐỘNG CỦA GV – HS | DỰ KIẾN SẢN PHẨM | NLS/AI |
Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập - GV yêu cầu HS làm việc theo nhóm (4 HS/nhóm). - GV cho các nhóm HS thực hiện các hoạt động nghiên cứu đã đề ra trong kế hoạch thực hiện ở Bảng 8.2 của Bài 8. - Trong quá trình thực hiện bước “Lập chương trình điều khiển”, nếu HS tải các đoạn code mẫu từ các diễn đàn mở (như Github, Arduino forum), HS phải tiến hành đánh giá các dữ liệu, thông tin số: Kiểm tra kĩ các thông số khai báo chân tín hiệu (pinMode) trong code có khớp với sơ đồ đấu nối thực tế của nhóm không. Loại bỏ các đoạn code rác để tránh xung đột hệ thống. Bước 2: HS thực hiện nhiệm vụ học tập - HS đọc thông tin SGK sau đó trao đổi, thảo luận trả lời các câu hỏi mà GV đưa ra. - HS tiến hành lắp ráp và lập trình cho robot. - HS thao tác tra cứu và chọn lọc code an toàn. - GV quan sát, hướng dẫn, hỗ trợ HS (nếu cần thiết). Bước 3: Báo cáo kết quả hoạt động và thảo luận - GV mời đại diện HS trả lời các câu hỏi, báo cáo nhiệm vụ. - GV mời HS khác nhận xét, bổ sung. Bước 4: Đánh giá kết quả, thực hiện nhiệm vụ học tập - Từ kết quả thảo luận của nhóm, GV nhận xét, đánh giá quá trình HS thực hiện nhiệm vụ. - GV kết luận, chuyển sang nội dung mới. | I. TRIỂN KHAI DỰ ÁN - HS thực hiện các hoạt động nghiên cứu dự trên Bảng 8.2 của Bài 8. - Trong quá trình thực hiện: + Ghi lại các dữ liệu, báo cáo kết quả thường xuyên với GV. + Trưởng nhóm giám sát nội dung và tiến độ thực hiện công việc đã giao của các thành viên trong nhóm, kịp thời phát hiện và xử lí các sự cố, giảm thiểu rủi ro, đảm bảo hoàn thành các mục tiêu khi dự án kết thúc. - Khi dự án kết thúc: + Giải phóng nguồn lực; + Thống kê tài chính; + Bàn giao sản phẩm; + Đánh giá kết quả thực hiện dự án; + Rút ra bài học kinh nghiệm.
|
[1.2.NC1b]: HS tiến hành đánh giá được mức độ tin cậy, an toàn và tính tương thích của các đoạn mã lệnh số (code) thu thập trên mạng Internet trước khi biên dịch, nạp vào vi điều khiển của robot. |
Hoạt động 2: Tìm hiểu về bước báo cáo kết quả
a. Mục tiêu: HS hiểu được cách viết báo cáo kết quả dự án thiết kế và chế tạo robot tự hành.
b. Nội dung: GV nêu yêu cầu báo cáo, HS tìm hiểu nội dung của báo cáo kết quả dự án. GV hướng dẫn HS báo cáo kết quả triển khai dự án.
c. Sản phẩm: HS viết được báo cáo kết quả dự án thiết kế và chế tạo robot tự hành.
d. Tổ chức thực hiện:
…………………………………………..
…………………………………………..
…………………………………………..
Hoạt động 3: Những kiến thức liên quan
a. Mục tiêu: HS hiểu được các kiến thức liên quan trong dự án thiết kế và chế tạo robot tự hành.
b. Nội dung: GV cho HS đọc và tìm hiểu thông tin trong mục III SGK tr.44 - 50.
c. Sản phẩm: HS hiểu được phương pháp điều khiển chuyển động robot tự hành hai bánh, sơ đồ khối của robot tự hành, thiết kế và chế tạo phần cứng robot.
d. Tổ chức thực hiện:
| HOẠT ĐỘNG CỦA GV - HS | DỰ KIẾN SẢN PHẨM | NLS/AI |
Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập - GV chia lớp thành 3 nhóm, yêu cầu HS đọc thông tin trong SGK tr.44 - 50 và giao nhiệm vụ cụ thể: + Nhóm 1: Trình bày phương pháp điều khiển chuyển động robot tự hành hai bánh. + Nhóm 2: Tìm hiểu sơ đồ khối của robot tự hành. + Nhóm 3: Thiết kế và chế tạo phần cứng robot. - GV nêu tình huống cho HS thảo luận: "Khi nạp code thuật toán tự hành cho robot (giúp nó tự chạy và tránh vật cản), nếu robot va chạm mạnh gây cháy nổ pin Lithium bên trong. Thể hiện trách nhiệm trong hệ sinh thái AI và tự động hóa, nhóm thiết kế có lỗi gì? Và tại sao quyền kiểm soát của con người (nút tắt nguồn cơ học) là bắt buộc?" Bước 2: HS thực hiện nhiệm vụ học tập - HS đọc thông tin SGK sau đó trao đổi, thảo luận trả lời các câu hỏi mà GV đưa ra. - HS đọc tài liệu, ghi chú các sơ đồ đấu nối. - HS thảo luận về an toàn kĩ thuật và kiểm soát công nghệ. - GV quan sát, hướng dẫn, hỗ trợ HS (nếu cần thiết). Bước 3: Báo cáo kết quả hoạt động và thảo luận - GV mời đại diện HS trả lời các câu hỏi, báo cáo nhiệm vụ. - Báo cáo AI: Lỗi thuộc về khâu thiết kế không đảm bảo an toàn phần cứng và thuật toán tránh va chạm chưa tốt. Việc gắn công tắc nguồn cơ học là bắt buộc để con người ngay lập tức ngắt điện (override) khi hệ thống tự động/AI vượt khỏi tầm kiểm soát, ngăn chặn thảm họa. - GV mời HS khác nhận xét, bổ sung. Bước 4: Đánh giá kết quả, thực hiện nhiệm vụ học tập - Từ kết quả thảo luận của nhóm, GV nhận xét, đánh giá quá trình HS thực hiện nhiệm vụ. - GV kết luận, chuyển sang nội dung mới. | III. NHỮNG KIẾN THỨC CÓ LIÊN QUAN 1. Phương pháp điều khiển chuyển động robot tự hành hai bánh - Chuyển động của robot tự hành hai bánh phụ thuộc vào tốc độ quay bánh trái - Ví dụ một số chuyển động cơ bản của robot tự hành hai bánh như trong Hình 9.2. + Chuyển động thẳng: + Chuyển động quay phải: + Chuyển động quay trái:
2. Sơ đồ khối của robot tự hành - Cảm biến siêu âm đo khoảng cách từ vật tới robot; - Khối vi điều khiển thu thập, xử lí dữ liệu từ cảm biến và đưa tín hiệu tới mạch điều khiển động cơ để điều khiển các động cơ DC thực hiện chuyển động của robot.
- Lựa chọn các linh kiện để thực hiện các khối của Hình 9.3 (Đính kèm Bảng 9.1 bên dưới phần hoạt động). 3. Thiết kế và chế tạo phần cứng robot a. Thiết kế và chế tạo đế robot
b. Lắp ráp mạch điện tử và kiểm tra hoạt động - Bước 1: Lắp 2 động cơ DC đã gắn bánh ở mặt dưới đế như Hình 9.5. (Đính kèm bên dưới phần hoạt động) ………………………………………….. ………………………………………….. …………………………………………..
|
[12.B3.1]: HS thể hiện được trách nhiệm của kĩ sư trong việc đảm bảo hệ thống phần cứng/phần mềm tự động hóa hoạt động an toàn, không gây tai nạn cho cộng đồng. [12.A1.1]: HS nhận thức sâu sắc nguyên tắc quyền kiểm soát của con người: Sự hiện diện của "Công tắc nguồn" chính là giải pháp can thiệp tối thượng của con người khi các thuật toán/AI tự hành trên robot hoạt động sai lệch.
|
Bảng 9.1. Danh mục linh kiện ………………………………………….. ………………………………………….. …………………………………………..
| ||
3. HOẠT ĐỘNG LUYỆN TẬP
a. Mục tiêu: Củng cố lại kiến thức về lắp ráp, lập trình robot tự hành thông qua bài tập trắc nghiệm.
b. Nội dung: HS tương tác trả lời trắc nghiệm trực tuyến (5 câu hỏi).
c. Sản phẩm học tập: Kết quả bài trắc nghiệm của HS.
d. Tổ chức thực hiện:
…………………………………………..
…………………………………………..
…………………………………………..
4. HOẠT ĐỘNG VẬN DỤNG
a. Mục tiêu: Sử dụng kiến thức đã biết để thực hiện nhiệm vụ được giao triển khai dự án và báo cáo kết quả triển khai.
b. Nội dung: GV đưa ra nhiệm vụ, yêu cầu HS hoàn thành và báo cáo kết quả.
c. Sản phẩm học tập: Sản phẩm của dự án mà HS triển khai.
d. Tổ chức thực hiện:
Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập
- GV đưa ra nhiệm vụ cho HS, giao về nhà cho HS:
1. Hoàn thành dự án: Thiết kế và chế tạo robot tự hành.
2. Thực hiện dự án: Nghiên cứu thiết kế hệ thống bật tắt đèn bằng điện thoại thông minh.
- HS hãy chia sẻ dữ liệu, thông tin và nội dung số: Sau khi test robot chạy thành công, quay 1 video chứng minh. Gộp chung Video và File Slide thuyết trình tải lên Google Drive hoặc đính kèm Email để nộp bài điện tử cho GV.
- Khi quay và đăng tải video chạy robot tự hành tại nhà/khu dân cư lên nhóm chung, HS phải áp dụng các cách thức bảo vệ bản thân: Tuyệt đối không quay dính bảng số nhà, định vị GPS, hay những góc sinh hoạt nhạy cảm của gia đình để tránh bị kẻ xấu trên không gian mạng khai thác thông tin đời tư.
Bước 2: HS tiếp nhận, thực hiện nhiệm vụ học tập
- HS thực hiện nhiệm vụ theo GV đã hướng dẫn.
- HS làm việc nhóm, lắp mạch, nạp code, test robot.
- HS quay phim, kiểm duyệt nội dung an toàn và chia sẻ link số hóa.
- GV theo dõi, động viên, hỗ trợ HS trong quá trình thực hiện.
Bước 3: Báo cáo kết quả hoạt động, thảo luận
- HS báo cáo kết quả dự án: Thiết kế và chế tạo robot tự hành.
- HS báo cáo kết quả dự án trên lớp ở tiết học sau (Trình chiếu Video/Slide).
- HS đưa ra ý tưởng nghiên cứu và kế hoạch thực hiện dự án 2 về Nghiên cứu thiết kế hệ thóng bật tắt đèn bằng điện thoại thông minh.
Bước 4: Đánh giá kết quả thực hiện nhiệm vụ học tập
- GV nhận xét, đánh giá sản phẩm của HS.
- GV tổng kết nội dung chính và hướng dẫn HS tự đánh giá sau bài học.
[2.2.NC1a]: HS sử dụng thành thạo các công cụ số (Google Drive, Email) để chia sẻ đồng thời nhiều định dạng dữ liệu dung lượng lớn (Video, File Slide), đáp ứng yêu cầu chuyển đổi số trong giáo dục.
[4.3.NC1b]: HS áp dụng được các biện pháp kiểm soát khung hình quay phim, có ý thức che giấu/loại bỏ các thông tin cá nhân định danh, bảo vệ quyền riêng tư cho bản thân và gia đình khi hoạt động trên môi trường số.
HƯỚNG DẪN VỀ NHÀ
- Xem lại kiến thức đã học ở Bài 9.
- Thực hiện dự án được giao.


