Giáo án NLS chuyên đề Tin học 10 KHMT Bài 6: Chương trình điều khiển robot

Ngày soạn: …/…/…

Ngày dạy: …/…/…

BÀI 6: CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN ROBOT

(2 tiết)

I. MỤC TIÊU

1. Kiến thức

Sau bài học này, HS sẽ:

• Biết cách thiết lập và kiểm tra chương trình điều khiển robot.
• Biết cấu trúc chung của một chương trình điều khiển 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: 

• Thành thạo cách thiết lập và kiểm tra chương trình điều khiển robot.
• Phát triển năng lực sáng tạo, năng lực và kĩ năng chia sẻ, năng lực ứng dụng kiến thức đã học vào giải quyết các vấn đề thực tế.

Năng lực số:

• 1.1.NC1b: Duyệt, tìm kiếm và lọc dữ liệu, thông tin và nội dung số (HS áp dụng kỹ thuật tìm kiếm trên môi trường số tra cứu thông tin các ngôn ngữ lập trình robot (C++, Python, GaraBlock) và các ví dụ mã giả trên Internet).
• 1.3.NC1b: Quản lí dữ liệu, thông tin và nội dung số (HS tổ chức dữ liệu cấu trúc chương trình robot 2 phần rõ ràng).
• 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 sửa lỗi logic chương trình (ví dụ lỗi đặt nhầm câu lệnh ngoài vòng lặp vĩnh viễn, lỗi sai thứ tự câu lệnh)).
• 5.2.NC1b: Xác định nhu cầu và giải pháp công nghệ (HS đánh giá vai trò của vòng lặp vĩnh viễn và lựa chọn giải pháp sử dụng ngôn ngữ mã giả (pseudocode) để mô tả kịch bản điều khiển robot độc lập với phần mềm cụ thể).
• 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 soát, kiểm tra logic thuật toán và chủ động dò sửa lỗi chương trình trước khi nạp vào robot là quan trọng - HS nhận thức rõ robot/AI chỉ vận hành tự động theo đúng chương trình do con người lập trình.).
• 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) kiểm tra cú pháp mã giả (pseudocode)).

3. Phẩm chất

• Hình thành ý thức trách nhiệm, phẩm chất làm việc chăm chỉ, chuyên cần.
• Năng động, chịu khó tìm tòi, sáng tạo. 

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.
• Bảng mạch G-Robot để thực hành ngay trên lớp với GaraBlock (nếu có).
• Một bộ robot giáo dục cụ thể cùng phần mềm lập trình điều khiển kèm theo đã cài sẵn trong máy tính để có thể trình diễn một chương trình lập trình hoàn chỉnh điều khiển robot này.
• Học liệu số & Công cụ AI:
• Bộ câu hỏi trắc nghiệm trên phần mềm Quizizz/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: Gợi mở cho HS biết, muốn điều khiển được robot hoạt động chúng ta cần viết chương trình.

b. Nội dung: HS đọc đoạn văn bản để kết nối với kiến thức đã biết và dẫn nhập vào bài học.

c. Sản phẩm học tập: HS trả lời câu hỏi dựa vào hiểu biết của bản thân.

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 dẫn dắt HS: Em đã biết muốn điều khiển robot thì cần viết chương trình. Một chương trình điều khiển robot có đặc điểm gì? Cấu trúc một chương trình như thế nào? 

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 dựa vào hiểu biết của bản thân để đưa ra câu trả lời, HS khác nhận xét bổ sung.

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.]

- Vì đây là câu hỏi gợi mở đến nội dung bài học nên không xét tính đúng, sai trong câu trả lời của HS. GV dẫn dắt vào bài học: Bài học hôm nay sẽ giúp các em thiết lập được chương trình để điều khiển robot – Bài 6: Chương trình điều khiển robot.

2. HOẠT ĐỘNG HÌNH THÀNH KIẾN THỨC

Hoạt động 1: Thiết lập chương trình điều khiển robot

a. Mục tiêu: HS hiểu được cách tạo một chương trình điều khiển robot, cụ thể là điều khiển bảng mạch điều khiển G-Robot.

b. Nội dung: GV hướng dẫn HS đọc mục 1, trả lời các câu hỏi để tìm hiểu cách thiết lập chương trình điều khiển robot.

c. Sản phẩm học tập: HS đọc và hiểu cách tạo một chương trình cụ thể.

d. Tổ chức hoạt động:

…………………………………………..

…………………………………………..

…………………………………………..

Hoạt động 2: Cấu trúc chương trình điều khiển robot

a. Mục tiêu: HS biết và hiểu được cấu trúc của các chương trình điều khiển robot nói chung.

b. Nội dung: HS đọc nội dung mục 2 để tìm hiểu cấu trúc chương trình điều khiển robot.

c. Sản phẩm học tập: HS ghi được vào vở cấu trúc của chương trình điều khiển robot.

d. Tổ chức hoạt động:

Hoạt động 3: Lập trình điều khiển robot

a. Mục tiêu: HS biết cách dùng hệ thống mã giả (pseudocode) để biểu diễn các chương trình điều khiển robot giáo dục.

b. Nội dung: HS đọc nội dung mục 3, tìm hiểu mô hình mã giả chương trình điều khiển robot.

c. Sản phẩm học tập: HS đọc và hiểu được cách tạo một chương trình cụ thể.

d. Tổ chức hoạt động:

…………………………………………..

…………………………………………..

…………………………………………..

3. HOẠT ĐỘNG LUYỆN TẬP

a. Mục tiêu: Thông qua hoạt động, HS được củng cố kiến thức về chương trình điều khiển robot.

b. Nội dung: HS đọc SGK, dựa vào các kiến thức vừa 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 Quizizz/website kenhhoctap.edu.vn để củng cố toàn bài.

- GV cung cấp mã QR hoặc đường Links cho HS chơi và làm bài tập.

Câu 1: Chương trình điều khiển robot hoạt động theo yêu cầu của người sử dụng (phần mềm ứng dụng) cần được thực hiện qua các công đoạn nào sau đây?

A. Chỉ cần viết chương trình trên máy tính và trực tiếp vận hành robot từ xa bằng sóng Wifi.

B. Viết chương trình bằng môi trường hỗ trợ lập trình, sau đó nạp chương trình vào bộ nhớ của robot rồi mới vận hành.

C. Robot tự động viết chương trình dựa trên các thông số dữ liệu thu được từ cảm biến môi trường.

D. Cài đặt trực tiếp mã nguồn bằng phần cứng thông qua các công tắc cơ học trên thân robot.

Câu 2: Điểm khác biệt cơ bản giữa việc thực hiện chương trình điều khiển robot và chương trình thông thường trên máy tính là gì?

A. Chương trình máy tính chạy lặp vô tận, còn chương trình robot luôn kết thúc sau một chu kì.

B. Chương trình máy tính không dùng đến dữ liệu vào, còn chương trình robot sử dụng dữ liệu vào liên tục.

C. Chương trình máy tính tự động đưa dữ liệu ra màn hình, còn chương trình robot chỉ tương tác với âm thanh.

D. Chương trình điều khiển robot thường xuyên chờ tiếp nhận tín hiệu từ cảm biến/phụ kiện và xử lý gần như tức thời trong vòng lặp vô tận.

Câu 3: …………………………………………..

…………………………………………..

…………………………………………..

- GV giao nhiệm vụ cho HS, hoàn thành phần Luyện tập (SGK - tr.31):

Bài 1. Khi robot hoạt động theo chương trình đã nạp chưa đúng như mong muốn thì cần phải làm gì?

Bài 2. Robot nhận các tín hiệu từ bên ngoài như thế nào? Em hãy trình bày cơ chế nhận các thông tin đó.

Bước 2: HS thực hiện nhiệm vụ học tập

- HS quét mã QR tham gia trò chơi Quizizz trên điện thoại thông minh. 

- HS suy nghĩ thực hiện phần Luyện tập.

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

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

- Câu hỏi trắc nghiệm: HS trả lời nhanh, giải thích, các HS chú ý lắng nghe sửa lỗi sai.

- HS xung phong trình bày kết quả phần Luyện tập.

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

Trắc nghiệm:

[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.]

Luyện tập. 

Bài 1. Nếu thấy chương trình chạy chưa chính xác cần mở lại chương trình đó, dò lỗi, sửa lại chương trình và nạp lại vào robot để chạy thử tiếp.

[5.1.NC1a: HS chẩn đoán nguyên nhân và đề xuất quy trình dò sửa lỗi (debug) chương trình.

[10.A1.2: HS khẳng định con người làm chủ quy trình kiểm tra và sửa lỗi chương trình.]

Bài 2. Robot nhận tín hiệu từ bên ngoài thông qua các lệnh nhận tín hiệu cảm biến đặt trong nhóm lệnh lặp vô tận của chương trình.

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 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: HS viết được chương trình bằng mã giả điều khiển G-Robot thực hiện một số hoạt động.

d. Tổ chức hoạt động:

…………………………………………..

…………………………………………..

…………………………………………..