Giáo án NLS chuyên đề Tin học 10 KHMT Bài 9: Điều khiển robot chuyển động
Giáo án chuyên đề NLS Tin học 10 - Khoa học máy tính (bộ SGK thống nhất từ 2026 - 2027) Bài 9: Điều khiển robot chuyển động. Với năng lực số được tích hợp, tiết học sẽ giúp học sinh tăng cường khả năng ứng dụng công nghệ mới 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 Tin học 10 Khoa học máy tính
Các tài liệu bổ trợ
Ngày soạn: …/…/…
Ngày dạy: …/…/…
CHUYÊN ĐỀ 3: LẬP TRÌNH ĐIỀU KHIỂN ROBOT
BÀI 9: ĐIỀU KHIỂN ROBOT CHUYỂN ĐỘNG
(2 tiết)
I. MỤC TIÊU
1. Kiến thức
Sau bài học này, HS sẽ:
- Biết các lệnh điều khiển động cơ DC và động cơ servo của robot.
- Biết và lập trình điều khiển được robot chuyển động cánh tay.
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:
- HS trả lời các câu hỏi của phần củng cố, phần luyện tập và viết chương trình lập trình mở rộng ở phần vận dụng. Trong quá trình thực hiện các yêu cầu, HS được phát triển năng lực giải quyết vấn đề và kĩ năng lập trình cảm biến siêu âm.
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 để tra cứu các kiểu kết nối và ứng dụng thực tế của cánh tay robot).
- 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).
- 3.4.NC1a: Lập trình (HS tự thao tác kéo thả các khối lệnh trên phần mềm GaraBlock hoặc viết mã giả Pseudocode để điều khiển robot di chuyển thẳng, lùi, rẽ, quay 180° và điều khiển cánh tay robot 2 bậc gắp/thả đồ vật).
- 5.1.NC1a: Giải quyết các vấn đề kĩ thuật (HS tự chẩn đoán nguyên nhân và khắc phục lỗi kỹ thuật khi robot chạy lệch hướng, sai vận tốc hoặc động cơ servo quay không đúng góc lập trình).
- 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 được tại sao việc con người trực tiếp kiểm soát, làm chủ thuật toán và kiểm tra thông số kỹ thuật của robot/AI là quan trọng, thông qua việc liên hệ đến tính chính xác và an toàn khi vận hành).
- 10.C2.3: Một số ứng dụng AI trong học tập (HS sử dụng Chatbot AI hỗ trợ quá trình học tập: gợi ý giải thích logic rẽ trái/phải, lùi, xoay 180° của robot).
- 10.C3.2: Cách đặt prompt phù hợp với mục tiêu cụ thể (HS thực hành đặt câu lệnh prompt rõ ràng để yêu cầu Chatbot AI gợi ý các bước thuật toán mã giả cho bài toán robot di chuyển theo kịch bản).
3. Phẩm chất
- HS có thái độ tự giác, hợp tác khi thảo luận nội dung bài học.
- HS trung thực hoàn thành đầy đủ các bài tập.
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.
- Một mô hình robot mẫu đã lắp ráp sẵn để minh họa cụ thể phần lí thuyết về động cơ giúp HS tiếp nhận kiến thức dễ dàng hơn.
- Lập trình hoàn thiện chương trình kéo thả như ví dụ minh họa để dễ dàng minh họa và giải thích nguyên lí hoạt động của động cơ robot.
- Một động cơ servo để minh họa cụ thể phần lí thuyết giúp HS tiếp nhận kiến thức dễ dàng hơn.
- Lập trình hoàn thiện chương trình kéo thả như ví dụ minh họa trong Phần 2, mục b để dễ dàng minh họa và giải thích nguyên lí hoạt động của mô hình cánh tay robot 2 bậc.
- 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
…………………………………………..
…………………………………………..
…………………………………………..
2. HOẠT ĐỘNG HÌNH THÀNH KIẾN THỨC
Hoạt động 1: Lập trình điều khiển động cơ DC
a. Mục tiêu: Giúp HS biết cách hoạt động của động cơ DC và cách di chuyển của robot.
b. Nội dung:
- GV hướng dẫn HS đọc mục 1, tìm hiểu các lệnh điều khiển động cơ DC.
- GV giải thích nguyên tắc hoạt động của động cơ DC (có sử dụng xe cơ bản đã chuẩn bị để minh họa), giải thích ý nghĩa câu lệnh và cấu trúc chương trình lập trình.
c. Sản phẩm học tập: HS hiểu được nguyên tắc hoạt động, câu lệnh lập trình, cấu trúc chương trình lập trình của động cơ DC và nguyên lí chuyển động của robot.
d. Tổ chức hoạt động:
| HOẠT ĐỘNG CỦA GV - HS | DỰ KIẾN SẢN PHẨM | NLS/AI |
Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập - GV bật nguồn của mô hình robot đã lắp ráp sẵn như trong hướng dẫn ở Bài 4. Sau đó, GV bấm vào nút chuyển sang chế độ lập trình. - GV yêu cầu HS thực hiện Hoạt động 1 SGK tr.38: Đọc, thảo luận để hiểu các lệnh cơ bản điều khiển động cơ DC của robot giáo dục. - GV yêu cầu HS cho biết: + Quy định kết nối của các động cơ DC. + Cấu trúc câu lệnh và ý nghĩa, cách sử dụng câu lệnh để lập trình điều khiển động cơ DC. - GV nhấn mạnh để HS biết: động cơ DC có thể vận hành với tốc độ khác nhau với cùng một thông số "tốc độ" đầu vào. - GV giới thiệu, mục 1.b giúp HS hiểu được nguyên lí chuyển động của robot khi kết hợp điều khiển hai động cơ DC với nhau. - GV chia lớp thành các nhóm, yêu cầu HS đọc thông tin mục 1.b và thảo luận để xác định hướng chuyển động của robot trong các trường hợp sau: + Hai động cơ cùng xoay tiến với cùng một tốc độ. + Hai động cơ cùng xoáy lùi với cùng một tốc độ. + Động cơ M1 bên trái không xoay, động cơ M2 bên phải xoay tiến. + Động cơ M2 bên phải không xoay, động cơ M1 bên trái xoay tiến. + Cả hai động cơ cùng không xoay. - GV giới thiệu, mục 1.c giúp HS tìm hiểu cách sử dụng các câu lệnh trong các robot để kết hợp điều khiển hai động cơ DC. - GV yêu cầu HS: Em hãy phân tích các trường hợp sau bằng các câu lệnh tích hợp được ghép dựa trên các câu lệnh điều khiển từng động cơ: + Cho động cơ trái chuyển động, động cơ phải vẫn phải dừng lại. + Cho động cơ trái chuyển động, động cơ phải vẫn đi lùi. + Cho cả hai động cơ chuyển động nhưng vận tốc động cơ M1 nhỏ hơn vận tốc động cơ M2. - GV hướng dẫn HS nếu gặp khó khăn trong logic phân tích tốc độ có thể đặt prompt gửi Chatbot AI tham khảo gợi ý, sau đó đối chiếu kết quả. - GV cho HS đọc và phân tích 2 ví dụ minh họa SGK tr.40: + Ví dụ 1: Cần điều khiển robot chuyển động từ vị trí A đến vị trí B và dừng lại. + Ví dụ 2: Điều khiển A đi đến B, sau đó quay trái và đi đến C rồi dừng lại. - GV chốt lại các kiến thức HS cần ghi nhớ: + Động cơ DC sử dụng điện một chiều do pin cung cấp. Động cơ DC chỉ có hai chiều xoay: chiều xoay từ trái sang phải (tiến) và ngược lại. + Câu lệnh lập trình điều khiển động cơ cần chú ý hai tham số là chiều và tốc độ. Từ đó giúp chúng ta lập trình robot di chuyển chính xác theo mong muốn của người lập trình. + Các câu lệnh tích hợp của các robot vận hành trên các câu lệnh lập trình điều khiển động cơ giúp cho việc lập trình robot được đơn giản và dễ tiếp cận hơn. - GV yêu cầu HS thảo luận nhóm đôi và hoàn thành Câu hỏi củng cố kiến thức: Em hãy viết câu lệnh điều khiển robot quay lại 180o và đi tiếp. Bước 2: HS thực hiện nhiệm vụ học tập - HS đọc nội dung thông tin mục 1, thảo luận và trả lời câu hỏi. - HS lắng nghe GV hướng dẫn. - HS thực hành đặt prompt cho Chatbot AI tra cứu kịch bản mã giả (nếu cần), tự đối chiếu kiểm chứng kết quả với SGK. - HS ghi nhớ kiến thức. - GV hướng dẫn, hỗ trợ HS (nếu cần thiết). Bước 3: Báo cáo kết quả hoạt động và thảo luận - GV mời đại diện HS trình bày kết quả thảo luận. - GV mời HS khác nhận xét, bổ sung. Bước 4: Đánh giá kết quả thực hiện nhiệm vụ học tập - GV đánh giá, nhận xét, chuẩn kiến thức, chuyển sang nội dung mới. | 1. Lập trình điều khiển động cơ DC a) Các câu lệnh điều khiển động cơ DC - Các robot thường dùng hai động cơ DC độc lập là M1 và M2: + Động cơ lắp bên trái được kết nối với cổng M1. + Động cơ lắp bên phải được kết nối với cổng M2. - Các lệnh điều khiển động cơ DC:
b) Điều khiển robot chuyển động - Đáp án xác định hướng chuyển động của robot: + Robot sẽ di chuyển thẳng về phía trước. + Robot sẽ di chuyển lùi về phía sau. + Robot sẽ di chuyển xoay về phía bên trái. + Robot sẽ di chuyển xoay về phía bên phải. + Robot sẽ dừng lại. c) Các câu lệnh lập trình tích hợp điều khiển robot chuyển động - Cho động cơ trái chuyển động, động cơ phải vẫn phải dừng lại.
- Cho động cơ trái chuyển động, động cơ phải vẫn đi lùi.
- Cho cả hai động cơ chuyển động nhưng vận tốc động cơ M1 nhỏ hơn vận tốc động cơ M2.
d) Ví dụ minh họa - Ví dụ 1: Chương trình điều khiển có thể như sau:
- Ví dụ 2: Chương trình điều khiển có thể như sau:
- Câu hỏi (SGK - tr.41): Chương trình điều khiển có thể như sau: Bắt đầu chương trình Xoay trái (100) Đợi 0.5 giây Xoay trái (100) Đợi 0.5 giây Đi thẳng (150) | - 3.4.NC1a: HS phân tích và viết được các câu lệnh mã giả để thiết lập chương trình điều khiển 2 động cơ DC cho robot di chuyển theo kịch bản. - 10.C2.3: HS tương tác với Chatbot AI để tra cứu gợi ý giải thích logic rẽ trái/phải, lùi, xoay 180° của robot. - 10.C3.2: HS thực hành đặt prompt phù hợp gửi cho Chatbot AI để tìm kiếm gợi ý mã giả về thuật toán xoay 180°. - 10.A1.2: HS nhận thức được Chatbot AI chỉ gợi ý kịch bản, con người phải trực tiếp kiểm tra tham số tốc độ/thời gian đợi để robot vận hành chính xác và an toàn. |
Hoạt động 2: Lập trình điều khiển động cơ servo
a. Mục tiêu:
- Giúp HS biết nguyên lí hoạt động và câu lệnh lập trình điều khiển động cơ servo.
- Gợi mở cho HS tìm hiểu các cơ cấu cần có của một cánh tay robot 2 bậc.
b. Nội dung: HS đọc nội dung mục 2 để tìm hiểu cách điều khiển động cơ servo.
c. Sản phẩm học tập:
- HS nắm được nguyên lí HS và câu lệnh lập trình điều khiển động cơ servo.
- HS nắm được cơ bản về cấu tạo và chức năng của cánh tay robot 2 bậc.
d. Tổ chức hoạt động:
…………………………………………..
…………………………………………..
…………………………………………..
3. HOẠT ĐỘNG LUYỆN TẬP
a. Mục tiêu: Thông qua hoạt động, HS được củng cố kiến thức về lập trình điều khiển robot.
b. Nội dung: GV hướng dẫn HS lập trình trên máy.
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. Khi điều khiển động cơ DC trong robot giáo dục, các tham số cần cung cấp cho lệnh xoay động cơ DC độc lập là gì?
A. Chiều xoay ("tiến" hoặc "lùi") và tốc độ (từ 0 đến 255)
B. Chiều xoay ("trái" hoặc "phải") và góc xoay (từ 0° đến 180°)
C. Cổng kết nối và thời gian xoay (tính bằng giây)
D. Tốc độ chuyển động và vị trí góc xoay
Câu 2. Trong lập trình điều khiển chuyển động của robot dùng 2 động cơ DC (M1 - động cơ trái, M2 - động cơ phải), muốn điều khiển robot dừng lại thì cần đặt tốc độ cho hai động cơ như thế nào?
A. Đặt tốc độ chuyển động của cả 2 động cơ bằng 0
B. Đặt tốc độ của M1 bằng 0 và M2 bằng 255
C. Đặt tốc độ của M1 bằng 255 và M2 bằng 0
D. Đặt tốc độ của cả 2 động cơ bằng 255
Câu 3. …………………………………………..
…………………………………………..
…………………………………………..
- GV giao nhiệm vụ cho HS, hoàn thành phần Luyện tập (SGK - tr.43):
Bài 1. Em hãy viết chương trình bằng mã giả lập để điều khiển robot di chuyển theo cạnh của hình vuông cho trước theo chiều ngược kim đồng hồ.
Bài 2. Em hãy nêu sự khác biệt cơ bản giữa lập trình động cơ DC và động cơ servo.
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:
| Câu 1 | Câu 2 | Câu 3 | Câu 4 | Câu 5 |
| A | A | B | D | C |
[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. Chương trình viết bằng pseudocode giúp điều khiển robot di chuyển theo cạnh của hình vuông cho trước như sau:
[3.4.NC1a: HS thực hành viết kịch bản mã giả và lập trình thuật toán robot di chuyển theo hình vuông trên phần mềm.
10.C3.2: HS vận dụng kỹ thuật đặt prompt cho Chatbot AI để gợi ý kiểm tra lại cấu trúc vòng lặp repeat 4 trong mã giả di chuyển hình vuông.]
Bài 2.
+ Động cơ servo có thể lập trình điều khiển được góc xoay trong khi động cơ DC không lập trình điều khiển được chính xác góc xoay.
+ Động cơ servo không thể lập trình điều khiển được tốc độ xoay trong khi đọng cơ DC có tham số để lập trình điều khiển được tốc độ xoay.
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:
- HS viết được chương trình điều khiển robot chuyển động.
- HS tìm hiểu thêm các kiểu kết nối ứng dụng khác của cánh tay robot hai bậc.
d. Tổ chức hoạt động:
…………………………………………..
…………………………………………..
…………………………………………..