Giáo án NLS chuyên đề Tin học 10 KHMT Bài 4: Thực hành Lắp ráp robot hoàn chỉnh

Ngày soạn: …/…/…

Ngày dạy: …/…/…

BÀI 4: THỰC HÀNH: LẮP RÁP ROBOT HOÀN CHỈNH

(4 tiết)

I. MỤC TIÊU

1. Kiến thức

Sau bài học này, HS sẽ:

• Biết cách lắp ráp mô hình robot dạng xe cơ bản.
• Biết cách và thực hiện được kết nối một số phụ kiện tiếp nhận điều khiển với robot mức cơ bản.
• Kiểm tra được tình trạng sẵn sàng hoạt động của robot.

2. Năng lực

Năng lực chung: 

• Giải quyết được những nhiệm vụ học tập một cách độc lập, theo nhóm và thể hiện sự sáng tạo. 
• Góp phần phát triển năng lực giao tiếp và hợp tác qua hoạt động nhóm và trao đổi công việc với giáo viên.

Năng lực riêng: 

• Đây là bài thực hành lắp ráp, kết nối và thử nghiệm với bảng mạch điện đầu tiên. HS cần hoàn thành được các nhiệm vụ thông qua hoạt động lắp ráp, kết nối và thử nghiệm. Trong quá trình thực hiện, HS được phát triển năng lực giải quyết vấn đề và kĩ năng lắp ráp, kết nối bảng mạch điều khiển với động cơ, pin và các cảm biến.

Năng lực số:

• 1.1.NC1b: Duyệt, tìm kiếm và lọc dữ liệu, thông tin và nội dung số (HS tra cứu tài liệu kĩ thuật trực tuyến về nguyên lý vặn biến trở cảm biến hồng ngoại).
• 1.3.NC1b: Quản lí dữ liệu, thông tin và nội dung số (HS triển khai việc tổ chức và sắp xếp dữ liệu có cấu trúc: phân loại kiểm kê linh kiện Bảng 4.1 và quản lý cấu trúc bài làm thực hành).
• 2.1.NC1a: Tương tác thông qua công nghệ số (HS xem video được tạo bởi công cụ AI và trả lời câu hỏi, sử dụng máy tính cá nhân hoặc thiết bị di động có kết nối Internet để làm bài tập trắc nghiệm củng cố trên môi trường số).
• 5.1.NC1a: Giải quyết các vấn đề kĩ thuật (HS tự chẩn đoán nguyên nhân và xử lý sự cố kĩ thuật (ví dụ xe chạy lùi/xoay tròn do cắm ngược M1/M2, cắm sai cổng cảm biến 1 và 3, lỏng dây nguồn pin)).
• 5.2.NC1b: Xác định nhu cầu và giải pháp công nghệ (HS đánh giá và lựa chọn giải pháp cắm đúng cổng kết nối M1/M2, cổng RJxx số 1 (dò đường) và số 3 (siêu âm) cùng cách tinh chỉnh biến trở tối ưu).
• 5.3.NC1a: Sử dụng sáng tạo công nghệ số (HS áp dụng công cụ công nghệ số và kĩ thuật cơ khí sáng tạo vị trí gắn cảm biến dò đường mới và hiệu chỉnh biến trở).
• 6.2.NC1a: Sử dụng trí tuệ nhân tạo (HS sử dụng công cụ AI hoặc sản phẩm số do GV cung cấp để tiếp nhận thông tin, trả lời câu hỏi đơn giản).
• 1.1.NC1a: Duyệt, tìm kiếm và lọc dữ liệu, thông tin và nội dung số (HS tiếp cận, khai thác được thông tin từ nguồn học liệu số dưới sự hướng dẫn của GV).

Năng lực AI:

• 10.A1.2: Con người cần kiểm soát AI (HS giải thích tại sao con người phải trực tiếp kiểm tra cắm dây an toàn trước khi bật nguồn).
• 10.D2.1: Hệ thống AI (HS giải thích cơ chế phản hồi tín hiệu cảm biến siêu âm kích hoạt lệnh dừng động cơ).
• 10.C3.2: Cách đặt prompt phù hợp với mục tiêu cụ thể (HS soạn thảo prompt có cấu trúc và ràng buộc cụ thể để khai thác Chatbot AI (Gemini/ChatGPT) tra cứu quy trình chẩn đoán lỗi khi cảm biến không nhận vật cản).

3. Phẩm chất

• HS có thái độ tự giác, hợp tác khi thực hành theo nhóm.
• HS tôn trọng và tuyệt đối thực hiện các yêu cầu, quy tắc an toàn khi thực hành.

II. THIẾT BỊ DẠY HỌC VÀ HỌC LIỆU

1. Đối với giáo viên

• SGK, KHBD Chuyên đề học tập Tin học 10 – Định hướng Khoa học máy tính.
• Phòng thực hành máy tính có kết nối Internet, máy chiếu.
• Các bộ dụng cụ học tập trong đó có các linh kiện để HS thực hiện nhiệm vụ lắp ráp và kết nối. Số lượng bộ dụng cụ chuẩn bị tùy thuộc vào số nhóm HS.
• Bảng tiêu chí đánh giá các nhóm HS khi hoàn thành nhiệm vụ.
• Học liệu số & Công cụ AI:
• Bộ câu hỏi trắc nghiệm trên phần mềm website kenhhoctap.edu.vn.
• Video AI được tạo bằng các công cụ AI để khởi động bài học.
• Công cụ Chatbot AI (ChatGPT/Gemini).

2. Đối với học sinh

• SGK Chuyên đề học tập Tin học 10 – Định hướng Khoa học máy tính.
• Vở ghi. 

III. TIẾN TRÌNH DẠY HỌC

1. HOẠT ĐỘNG KHỞI ĐỘNG

a. Mục tiêu: 

- HS ôn tập lại khái niệm về robot giáo dục.

- Tạo tâm thế vui vẻ, hứng khởi cho HS trước khi vào bài thực hành.

b. Nội dung: HS trả lời câu hỏi kiểm tra bài cũ.

c. Sản phẩm học tập: HS trả lời câu hỏi dựa vào kiến thức đã học.

d. Tổ chức thực hiện: 

Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ:

- GV yêu cầu xem video AI được thiết kế để phục vụ bài dạy và trả lời câu hỏi xuất hiện trong video đó.

- GV đặt câu hỏi: Robot giáo dục là gì? Kể tên một số robot giáo dục phổ biến hiện nay ở Việt Nam.

Bước 2: HS thực hiện nhiệm vụ học tập: 

- HS xem video và suy nghĩ câu trả lời.

- HS chú ý theo dõi, suy nghĩ câu trả lời.

Bước 3: Báo cáo kết quả hoạt động, thảo luận: HS nhớ lại kiến thức đã học để đưa ra câu trả lời, HS khác nhận xét bổ sung.

- Robot giáo dục là loại robot được thiết kế phục vụ mục đích giáo dục, giúp học sinh hiểu và thực hành những kiến thức kĩ năng về cơ khí, điện tử và điều khiển tự động.

- Một số loại robot giáo dục phổ biến: robot mBot, robot G-Robot, robot KCBot...

Bước 4: Đánh giá kết quả thực hiện: 

- GV nhận xét, đánh giá và kết luận.

[6.2.NC1a: HS sử dụng công cụ AI hoặc sản phẩm số do GV cung cấp để tiếp nhận thông tin, trả lời câu hỏi đơn giản.

2.1.NC1a: HS thực hiện các tương tác cơ bản với học liệu số (xem video, trả lời câu hỏi trên môi trường số).

1.1.NC1a: HS tiếp cận, khai thác được thông tin từ nguồn học liệu số dưới sự hướng dẫn của GV.]

- GV dẫn dắt HS vào bài học: Trong bài học ngày hôm nay, chúng ta sẽ cùng nhau thực hành lắp ráp mô hình, kết nối pin, động cơ, cảm biến với bảng mạch điều khiển và chạy thử nghiệm chương trình mẫu với bộ dụng cụ G-Robot Creator – Bài 4: Thực hành: Lắp ráp robot hoàn chỉnh.

2. HOẠT ĐỘNG HÌNH THÀNH KIẾN THỨC

Hoạt động 1: Lắp ráp mô hình xe cơ bản

a. Mục tiêu: HS lắp ráp được mô hình robot dạng xe cơ bản (gọi tắt là mô hình xe cơ bản), các bộ phận được lắp ráp đúng quy định.

b. Nội dung: Ở phần thực hành này, mỗi nhóm HS sẽ làm việc nhóm để cùng nhau lắp ráp mô hình xe cơ bản, GV tổ chức cho HS thực hành lắp ráp theo từng bước hướng dẫn trong SGK.

c. Sản phẩm học tập: HS hoàn thành lắp ráp mô hình xe cơ bản, các bộ phận được lắp ráp đúng quy định.

d. Tổ chức hoạt động:

…………………………………………..

…………………………………………..

…………………………………………..

Hoạt động 2: Kết nối cảm biến siêu âm, cảm biến dò đường

a. Mục tiêu: HS gắn đúng vị trí cảm biến siêu âm và cảm biến dò đường, kết nối đúng cổng và xe có thể tránh được vật cản.

b. Nội dung: GV tổ chức cho HS thực hành lắp kết nối cảm biến siêu âm, cảm biến dò đường theo từng bước hướng dẫn trong SGK.

c. Sản phẩm học tập: HS kết nối pin, động cơ, cảm biến với bảng mạch điều khiển.

d. Tổ chức hoạt động:

Hoạt động 3: Chạy thử chương trình mẫu để kiểm tra cảm biến đã lắp ghép

a. Mục tiêu: HS kiểm tra được tình trạng sẵn sàng hoạt động của robot.

b. Nội dung: Sau khi lắp ráp hoàn thiện mô hình robot ở nhiệm vụ 1, chúng ta tiến hành cho robot chạy thử một số chương trình mẫu đã được cài sẵn.

c. Sản phẩm học tập: Mô hình robot dạng xe cơ bản đã được chạy thử chương trình mẫu để kiểm tra cảm biến đã lắp ghép.

d. Tổ chức hoạt động:

…………………………………………..

…………………………………………..

…………………………………………..

3. HOẠT ĐỘNG LUYỆN TẬP

a. Mục tiêu: HS được củng cố kiến thức về các bộ phận của robot giáo dục.

b. Nội dung: HS dựa vào các kiến thức đã học để trả lời câu hỏi.

c. Sản phẩm học tập: Bài làm của học sinh, kĩ năng giải quyết nhiệm vụ học tập.

d. Tổ chức hoạt động:

Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập

- GV tổ chức trò chơi trắc nghiệm trên website kenhhoctap.edu.vn để củng cố toàn bài.

- GV yêu cầu HS hoạt động nhóm đôi, hoàn thành các bài tập 1, 2 phần Luyện tập (SGK - tr.24):

Bài 1. Nếu thiếu một trong hai bước kết nối động cơ hoặc kết nối pin vào bảng mạch điều khiển thì xe có hoạt động được không? Vì sao?

Bài 2. Động cơ trái và phải được gắn vào vị trí nào của bảng mạch điều khiển?

Bước 2: HS thực hiện nhiệm vụ học tập

- HS thảo luận nhóm đôi, thực hiện nhiệm vụ.

- GV hướng dẫn, hỗ trợ HS (nếu cần thiết).

Bước 3: Báo cáo kết quả hoạt động và thảo luận

- GV gọi đại diện HS trình bày kết quả.

- HS khác lắng nghe, nhận xét, chỉnh sửa.

Kết quả:

Bài 1. Xe không hoạt động được. Vì động cơ là cơ cấu chấp hành giúp xe có thể di chuyển bằng cách kết hợp và làm quay bánh xe thông qua trục động cơ. Pin là nguồn năng lượng cần phải cung cấp cho bảng mạch điều khiển để điều khiển xe hoạt động.

Bài 2. Các cổng gắn động cơ nằm bên phải của cổng kết nối nguồn pin. Động cơ trái gắn vào cổng M1, động cơ phải gắn vào cổng M2.

[2.1.NC1a: HS thực hiện tương tác số bằng cách truy cập và hoàn thành bài tập trắc nghiệm tập trên nền tảng số.

5.1.NC1a: HS chẩn đoán và giải thích nguyên nhân xe không chạy do thiếu pin hoặc cắm nhầm M1/M2.]

Bước 4: Đánh giá kết quả thực hiện nhiệm vụ học tập

- GV đánh giá, nhận xét, chuẩn kiến thức.

4. HOẠT ĐỘNG VẬN DỤNG

a. Mục tiêu: Vận dụng các kiến thức vừa học để giải quyết các vấn đề học tập và thực tiễn.

b. Nội dung: HS vận dụng kiến thức, trả lời câu hỏi.

c. Sản phẩm học tập: Bài làm của học sinh, kĩ năng giải quyết nhiệm vụ học tập.

d. Tổ chức hoạt động:

…………………………………………..

…………………………………………..

…………………………………………..