|
Giải pháp giáo dục STEM
theo yêu cầu cách mạng công nghệ 4.0
trên nền tảng COACH của Hà Lan
EBD & CMA
M Ụ C L Ụ C
| Thông tin trực tuyến về nền tảng công nghệ COACH | 4 |
|
Định hướng giáo dục STEM tiếp cận cách mạng công nghệ 4.0 |
5 |
|
COACH và giáo dục STEM theo định hướng công nghệ 4.0 |
6 |
|
Giới thiệu CMA và việc phát triển, chuyển giao công nghệ COACH |
8 |
|
Phần mềm đa năng, linh hoạt cho giáo dục STEM |
9 |
|
Môi trường hoạt động để học sinh làm quen với khoa học và công nghệ |
11 |
|
So sánh các thiết bị chuyển đổi tín hiệu |
13 |
|
Giải pháp thiết bị Giáo dục Khoa học và Công nghệ cho học sinh tiểu học |
14 |
|
Giải pháp thiết bị giáo dục STEM bậc THCS |
17 |
|
Giải pháp thiết bị giáo dục STEM bậc THPT |
19 |
|
Các chủ đề STEM cấp Tiểu học |
21 |
|
Các chủ đề STEM cấp THCS |
29 |
|
Các chủ đề STEM cấp THPT |
34 |
|
Thiết bị, học liệu tích hợp với nền tảng COACH |
38 |
|
Bồi dưỡng giáo viên |
39 |
|
Thiết bị chuyển đổi tín hiệu tương tự – số |
40 |
|
Cảm biến BT |
43 |
|
Dụng cụ chấp hành |
53 |
|
Thiết bị phòng thí nghiệm |
54 |
|
Các phụ kiện |
57 |
|
Giới thiệu phòng LAB STEM |
60 |
Chứng nhận đại diện phân phối độc quyền nền tảng COACH của CMA ở Việt Nam
Giới thiệu 3
Thông tin trực tuyến về nền tảng công nghệ COACH
Truy cập trang web: www.steam-stem.com
đi tìm kiếm thông tin về:
- Phần mềm Coach
- Các sản phẩm
- Học liệu
- Hướng dẫn sử dụng
- Các câu hỏi thường gặp
- Hỗ trợ kĩ thuật
Định hướng giáo dục STEM
tiếp cận cách mạng công nghệ 4.0
Ngày 27 tháng 9 năm 2019, Bộ Chính trị đã ra Nghị quyết số 52 về một số chủ trương, chính sách chủ động tham gia cuộc Cách mạng công nghiệp lần thứ tư nhấn mạnh đến đổi mới nội dung và chương trình giáo dục, đào tạo theo hướng phát triển năng lực tiếp cận, tư duy sáng tạo và khả năng tích ứng với môi trường công nghệ liên tục thay đổi và phát triển, đưa vào chương trình giáo dục phổ thông nội dung kỹ năng số, nhất là cần đổi mới cách dạy và học trên cơ sở áp dụng công nghệ số. Đặc biệt nghị quyết khuyến khích, vận dụng các mô hình giáo dục, đào tạo mới dựa trên các nền tảng số vào trong nhà trường. Nền tảng ngành nghề định hướng trong nền công nghệ lần thứ tư Nghị quyết đề cập như công nghiệp chế tạo, nông nghiệp số, cơ điện tử, năng lượng, trí tuệ nhân tạo, công nghệ sinh học,…
Trước đó, Thủ tướng Chính phủ đã ban hành Chỉ thị số 16/CT-TTg nhấn mạnh về các giải pháp và nhiệm vụ thúc đẩy giáo dục STEM tại Việt Nam trong việc tăng cường năng lực tiếp cận cuộc cách mạng công nghiệp 4.0; Quyết định số 522/QĐ-TTg đề cập đến giáo dục hướng nghiệp và định hướng phân luồng học sinh trong giáo dục phổ thông dựa trên giải pháp giáo dục STEM đáp ứng yêu cầu của cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ tư; Quyếtđịnhsố117/QĐ-TTg nhấn mạnh giải pháp tăng cường ứng dụng công nghệ thông tin hỗ trợ hoạt động dạy và học góp phần nâng cao chất lượng giáo dục và đào tạo trong đổi mới nội dung, phương pháp dạy và học, kiểm tra đánh giá trong nhà trường.
Cụ thể hoá các chính sách của Đảng và Nhà nước, Bộ GD&ĐT cũng đã ban hành nhiều thông tư, công văn hướng dẫn thực hiện giáo dục STEM trong chương trình giáo dục và trong các hoạt động giáo dục ở nhà trường.
Thông tư số 32/TT-BGDĐT, ngày 26/12/2018, ban hành Chương trình Giáo dục phổ thông mới với yêu cầu thực hiện giáo dục STEM trong các môn khoa học, tin học, công nghệ, toán học và dạy học các chủ đề tích hợp giáo dục STEM. Công văn 1290/ BGDĐT-GDTrH ngày 29/03/2016 dành riêng về hoạt động nghiên cứu khoa học của học sinh; Kế hoạch 333/KH-BGDĐT ngày 23/5/2018 về việc thí điểm giáo dục STEM trong giáo dục phổ thông,… Đặc biệt, Công văn số 3869/BGDĐT-GDTH ngày
26/8/2019 về hướng dẫn thực hiện nhiệm vụ giáo dục tiểu học học năm học 2019-
2020 nhấn mạnh đến tổ chức hoạt động dạy học gắn với thực tiễn cuộc sống và Công văn số 3892/BGDĐT-GDTrH ngày 28/8/2019 về hướng dẫn thực hiện nhiệm vụ trung học năm học 2019-2020 yêu cầu thực hiện giáo dục STEM trong chương trình giáo dục phổ thông ở những môn liên quan.
Với mong muốn đóng góp một cách nhìn cụ thể và hiện đại về việc thực hiện giáo dục STEM nhằm phát triển năng lực, phẩm chất học sinh đáp ứng yêu cầu cuộc cách mạng công nghiệp 4.0, Công ty cổ phần Phát hành sách giáo dục (EBD) – Nhà xuất bản Giáo dục Việt Nam và Công ty Cổ phần Công nghệ Giáo dục VINA STEAM xin trân trọng giới thiệu đến Sở GD&ĐT cán bộ quản lí, giáo viên, phụ huynh, học sinh trong cả nước giải pháp sử dụng nền tảng COACH của Hà Lan theo tiếp cận giáo dục STEM trong dạy học, xây dựng chủ đề, xây dựng phòng LAB STEM và danh mục các chủ đề trong thư viện COACH trên toàn thế giới.
Trân trọng
COACH và giáo dục khoa học theo định hướng công nghệ 4.0
COACH được phát triển bởi các nhà khoa học giáo dục và cộng đồng giáo viên của các nước có sử dụng nền tảng công nghệ này. Đối tượng mà COACH hướng đến là đổi mới hoạt động giáo dục Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật vàToán trong nhà trường dựa trên nền tảng công nghệ tiên tiến và hướng đến mục tiêu làm cho hoạt động giáo dục STEM trong nhà trường trở nên hấp dẫn, hiệu quả hơn và thu hút được nhiều học sinh tham gia hơn.
Các hoạt động học với COACH được thiết kế trên nền tảng mở, dựa trên các vấn đề thực tiễn giúp học sinh tìm tòi, khám phá và sáng tạo các giải pháp, phù hợp với hoàn cảnh, tình huống và bối cảnh mà học sinh thường gặp. Các hoạt động học này được thể hiện dựa trên các chức năng quan trọng của COACH như sau:
– Thu thập dữ liệu: Các hoạt động đo lường với cảm biến cho phép học sinh đo và ghi lại dữ liệu một cách tự động, chính xác và nhạy nhờ thiết bị chuyển đổi tích hợp với phần mềm COACH. Hoạt động này cho phép thiết lập các phương pháp đo khác nhau như:
+ Đo tự động theo thời gian thực
+ Đo dựa trên sự kiện diễn ra trong thí nghiệm
+ Đo tự động kết hợp với thao tác nhập thủ công số liệu quan sát được
Dữ liệu từ cảm biến được hiển thị trực tiếp và tức thời ở bảng số liệu, đồ thị trên phần mềm COACH ngay trong quá trình thu thập dữ liệu. Học sinh có thể quan sát đồng thời hiện tượng, quá trình thực với quá trình biểu diễn toán học của hiện tượng trên đồ thị. Tính năng hiển thị theo thời gian thực này giúp học sinh phân tích dữ liệu một cách thuận lợi, chính xác và hiểu thấu đáo hiện tượng, quá trình được khảo sát…
– Xử lí số liệu: Số liệu thu thập được từ các cảm biến, video hoặc được tạo ra bởi các mô hình có thể được hiển thị dưới dạng các giá trị số, hình ảnh kim chỉ trên đồng hồ đo hoặc đồ thị quen thuộc trong chương trình phổ thông. Học sinh được gợi ý xử lí các số liệu với các chức năng như sau:
+ Nhóm công cụ phân tích gồm các hoạt động thu phóng, đọc giá trị, tìm độ dốc, tìm diện tích một đoạn đồ thị.
+ Nhóm công cụ xử lí gồm các hoạt động lựa chọn và xoá dữ liệu, làm “mịn” đồ thị, tính toán các biến mới bằng các hàm toán học, khớp hàm, tính phổ tần số.
+ Nhóm công cụ thống kê gồm các hoạt động tìm thông tin thống kê mô tả, tạo biểu đồ thống kê.
– Phân tích video: Việc đưa thế giới thực vào lớp học cho phép học sinh phân tích các sự kiện hấp dẫn của tự nhiên, tuy nhiên các hiện tượng, quá trình thực xảy ra nhanh nên khó quan sát chi tiết, trực tiếp bằng mắt hoặc có một số hiện tượng,
quá trình khó tái hiện trong lớp học. Hoạt động phân tích Video với COACH cho phép học sinh thực hiện các phép đo trên các video dưới dạng thủ công bằng cách nhấn chuột để hiển thị số liệu hoặc dưới dạng tự động nhờ chức năng đánh dấu vị trí của vật đã được chọn trước. Đặc biệt, học sinh có thể quan sát đồng thời diễn biến chuyển động trên màn hình với biểu diễn số liệu (tọa độ, vận tốc, thời gian) ghi từ chuyển động đó trên đồ thị động học, được đồng bộ hoá với từng khung hình video.
Các video thực có thể do học sinh tự quay, tìm kiếm trên internet hoặc được giáo viên cung cấp hoặc có sẵn trong thư viện video của COACH. Học sinh có thể sử dụng công cụ chỉnh sửa video, đặc biệt là tính năng chỉnh sửa biến dạng do phối cảnh (theo hướng nhìn vuông góc) trong phần mềm COACH để chuẩn hoá video trước khi phân tích.
– Lập trình với Coach: Các hoạt động điều khiển cho phép học sinh xây dựng và sáng tạo các mô hình điều khiển của riêng mình. Các hoạt động này giúp học sinh định hướng nghề nghiệp và nâng cao năng lực ứng dụng công nghệ vào thế giới thực, giải quyết các vấn đề thực tiễn. Ngôn ngữ lập trình điều khiển của COACH gần giống với ngôn ngữ lập trình trong các phần mềm ứng dụng thuộc chương trình môn Tin học tại Việt Nam và không đòi hỏi trình độ lập trình cao của học sinh. Sự kết hợp độc đáo giữa đo lường và điều khiển cho phép học sinh kiểm soát các quá trình tự động các phép đo và nghiên cứu các diễn biến của hệ thống dựa trên việc điều chỉnh các thông số điều khiển của thí nghiệm và quá trình thu thập dữ liệu.
– Mô hình hoá: Hoạt động này giúp học sinh tiếp cận mô hình nghiên cứu khoa học công nghệ và xây dựng mô hình chạy trên máy tính trước rồi thiết kế thực hiện trong thực tiễn sau. Phương pháp mô hình được sử dụng trong tất cả các lĩnh vực nghiên cứu và hoạt động nghề nghiệp giúp học sinh trải nghiệm và phát triển năng lực làm việc trong môi trường công nghệ thông tin.
– Mô phỏng: Hoạt động này giúp học sinh biểu diễn dữ liệu thực nghiệm và mô hình bằng hoạt hình của các đối tượng đồ họa với thuộc tính (vị trí, kích thước) được gán với các dữ liệu này.
Đặc biệt, đối với giáo dục tiểu học, thư viện COACH đã có sẵn các hoạt động mẫu và thiết bị mẫu để học sinh (từ 8 tuổi trở lên) có thể tạo ra một loạt các hoạt động giáo dục STEM dựa trên tìm tòi, khám phá.
Đối với giáo dục STEM trong cấp THCS, COACH đem đến các giải pháp với chi phí thấp nhưng hiệu quả bằng việc trang bị một số phần cứng tối thiểu để học sinh và giáo viên có thể phát triển dựa trên nền tảng của thiết bị tối thiểu và trình độ công nghệ thông tin còn chưa cao của học sinh đối với cấp học này. Qua hoạt động giáo dục STEM được tích hợp sẵn trong COACH, học sinh sẽ được phát triển một số năng lực cơ bản về nghiên cứu Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán trong thực tiễn.
Ở cấp THCS, COACH có thể tạo ra một môi trường học tập tương tác đa dạng, trong đó học sinh có thể đạt được các nền tảng cần thiết để học tập hiệu quả hơn nữa các môn Toán, Tự nhiên, Công nghệ, Tin học. Với COACH, học sinh học tập dựa trên tìm tòi các hiện tượng thông qua thu thập, xử lí và phân tích dữ liệu để khám phá các khái niệm, nguyên tắc, hoặc quy luật khoa học mới. Với sự đa dạng của các thiết bị có màn hình hiển thị như máy tính, Smartphone, Ipad và sự gọn nhẹ của các thiết bị phần cứng (cảm biến, dụng cụ chấp hành) sẽ giúp học sinh có thể tham gia ngay vào các nghiên cứu thực địa để thu thập dữ liệu về môi trường như áp suất, độ rung, nhiệt độ, độ ẩm, độ pH, nồng độ chất khí CO2, độ ồn… dưới dạng các dự án nghiên
cứu khoa học.
Đối với giai đoạn giáo dục định hướng nghề nghiệp cấp THPT, COACH cung cấp một loạt các giải pháp linh hoạt và hiệu quả để học sinh có thể định hướng theo các dạng nghề nghiệp đa dạng trong thế kỉ XXI như tham gia nghiên cứu chuyên sâu về khoa học công nghệ, tham gia phát triển các ứng dụng cơ bản trên nền tảng Internet vạn vật và phát triển các sản phẩm ứng dụng cụ thể dựa trên nền tảng các cảm biến thực và lập trình điều khiển cho các thiết bị hoạt động.
Học sinh được tham gia vào các hoạt động tự học với COACH dựa trên các hoạt động mẫu về tìm tòi, khám phá trong khoa học công nghệ, thiết kế dựa trên mô hình kĩ thuật công nghệ để giúp học sinh nâng cao năng lực nhận thức, năng lực thực hiện và trở thành những người học độc lập trong thế giới thực. Các khảo sát thực nghiệm và các dự án nghiên cứu được hỗ trợ bởi COACH ở cấp THPT sẽ giúp cho học sinh có thể tự học cách áp dụng nâng cao kiến thức toán và khoa học của mình vào làm việc theo cách tương tự như cách của các nhà khoa học. Các hoạt động của học sinh với COACH ở cấp THPT nhấn mạnh các hoạt động điều khiển thiết bị ngoại vi dựa vào các hoạt động tìm tòi, khám phá ở mức độ sáng tạo trong phát triển khoa học công nghệ khi sử dụng các nền tảng mô hình hoá và lập trình điều khiển thiết bị tự động cho ra các tín hiệu như điện áp, cường độ dòng điện; đồng bộ thời gian thực; thay đổi tần số dòng điện và tạo các xung nhịp để xây dựng các ứng dụng kĩ thuật cho các vấn đề thực tiễn trong cuộc sống hiện nay.
Dựa trên nền tảng COACH, giáo viên có thể tổ chức cho học sinh tự học, tự nghiên cứu dựa trên các tình huống thực hoặc các thí nghiệm trong chương trình giáo dục phổ thông. Giáo viên cũng có thể tạo các tình huống dẫn học sinh vào thế giới khoa học để học sinh tự tìm tòi khám phá với COACH. Thực hiện giáo dục STEM trong các môn học dựa trên hệ thống ngân hàng các bài mẫu của COACH đã được học sinh và giáo viên các nước trên thế giới sử dụng. Dựa trên các hoạt động với COACH, giáo viên có thể định hướng phát triển các nhóm năng lực khai thác công nghệ thông tin, nhóm năng lực STEM, năng lực sáng tạo, ứng dụng khoa học kĩ thuật giải quyết các vấn đề thực tiễn và tổ chức dạy học dưới các dạng dự án cho học sinh.
Như vậy, nền tảng của COACH có thể ứng dụng vào giáo dụcViệt Nam góp phần đáp ứng nhu cầu nguồn nhân lực cho thời đại công nghệ 4.0. Đặc biệt là tạo nền tảng cho các hoạt động giáo dục STEM trong chương trình giáo dục phổ thông mới cũng như các dự án nghiên cứu của học sinh trong nhà trường. Cụ thể, có thể sử dụng COACH cho giáo dục Việt Nam theo các định hướng sau:
+ Khai thác hệ thống các dữ liệu của COACH được xây dựng dựa trên các phương pháp giáo dục hiện đại như tìm tòi khám phá, chu trình thiết kế kĩ thuật, tạo không gian cho học sinh sáng tạo;
+ Định hướng tổ chức hoạt động cho giáo viên qua ngân hàng dữ liệu các phiếu học tập phong phú và cập nhật.;
+Tiếp cận hệ thống giáo dục toàn cầu qua nguồn dữ liệu mở thường xuyên cập nhật từ giáo viên các môn học, các chuyên gia chuyên nghiên cứu COACH và các nhà khoa học giáo dục ở các nước thành viên tham gia phát triển COACH;
+ Xây dựng hệ thống các hoạt động mẫu phong phú để giáo viên có thể thực hiện được ngay trên lớp, không cần phải xây dựng mới từ đầu và có thể điều chỉnh phù hợp với các địa phương khác nhau của Việt Nam;
+Tạo hệ thống các phiếu học tập để học sinh tự học và tự nghiên cứu theo các mẫu hoạt động tìm tòi khám phá, sáng tạo kĩ thuật gắn với các tình huống thực tiễn;
+ Hỗ trợ các tác giả sách giáo khoa, sách bài tập và sách giáo viên phát triển các mẫu bài học dựa trên các nền tảng đa dạng của COACH, như phân tích video theo mẫu bài học có sẵn, phân tích các hoạt động học,;
+ Hỗ trợ cộng đồng giáo viên xây dựng các học liệu chung và các bài học có tính chia sẻ kinh nghiệm trong nghề nghiệp;
+ Hỗ trợ các nhà khoa học sư phạm trong nghiên cứu khoa học giáo dục và phát triển các mô hình bài học khi có thể nhận được sự góp ý và chuyển tệp dữ liệu trực tiếp cho các giáo viên thực hành;
+Tạo cộng đồng kết nối giữa tác giả sách giáo khoa, giáo viên, học sinh trong hỗ trợ hoạt động học tập và tự nghiên cứu.
Để thực hiện thành công định hướng giáo dục STEM trong nhà trường phổ thông theo bối cảnh của Việt Nam, điều cần thiết cần có một môi trường như COACH để cộng đồng cùng tham gia phát triển và hỗ trợ được học sinh, giáo viên trong hoạt động dạy học hàng ngày, gắn với các tình huống đa dạng, mềm dẻo, đặc thù theo các địa phương của nước ta.
Giới thiệu CMA và việc phát triển, chuyển giao công nghệ COACH
CMA được thành lập năm 1987 bởi các chuyên gia giáo dục trường Đại học Amsterdam. Sứ mạng của CMA là thúc đẩy và đổi mới hoạt động giáo dục Vật lí, Hoá học, Sinh học, Công nghệ, Tin học và Toán (Science, Technology,
Engineering, Mathematics – S.T.E.M) trong nhà trường bằng các công cụ và giải pháp dạy học tiên tiến; làm cho hoạt động học S.T.E.M hấp dẫn, hiệu quả hơn.
Các lĩnh vực hoạt động đa dạng:
- Phát triển phần cứng, phần mềm và học liệu;
- Xây dựng chương trình và tổ chức bồi dưỡng giáo viên;
- Thực hiện các dự án nghiên cứu và đổi mới giáo dục S.T.E.M;
- Phân phối, chuyển giao công cụ và giải pháp dạy học qua mạng lưới đối tác toàn cầu.
|
Sản phẩm Nội dung
Giáo dục
S.T.E.M
ghiên cứu
Đội ngũ CMA gồm những nhà khoa học, kĩ sư CNTT, giảng viên sư phạm và giáo viên phổ thông, có nền tảng kiến thức chuyên môn sâu rộng và giàu tâm huyết đối với sự nghiệp đổi mới giáo dục trong thời đại cách mạng công nghiệp 4.0.
Mục tiêu hoạt động của CMA là tăng cường sử dụng CNTT ở
trường phổ thông. Mục tiêu này được hiện thực hoá thông qua các hợp tác lâu dài, đa dạng và hiệu quả với các cơ quan quản lí giáo dục, nhà xuất bản, nhà khoa học, giảng viên sư phạm, trường phổ thông, giáo viên và phụ huynh.
Các giải pháp dạy học của CMA có tính ứng dụng cao, có thể điều chỉnh linh hoạt; kết hợp hài hoà: phần cứng, phần mềm và học liệu. CMA cung cấp những giải pháp, công cụ CNTT để giáo viên đổi mới phương pháp dạy học; tạo môi trường, hỗ trợ học sinh tìm hiểu tự nhiên; thiết kế công nghệ; giải quyết vấn đề và sáng tạo.
CMA luôn đồng hành cùng giáo viên đổi mới chương trình nhà trường và tổ chức hoạt động học
S.T.E.M với các công cụ, giải pháp dạy học hiện đại.
Hỗ trợ
& phát triển
8 Giới thiệu
Phần mềm đa năng,
linh hoạt cho giáo dục STEM
Coachđượctraogiảithưởng
WorldDidacAward2010
Coach là môi trường dạy học Vật lí, Hoá học, Sinh học, Công nghệ, Tin học và
Toán (S.T.E.M). Đây là sản phẩm chủ đạo của CMA được hoàn thiện trong suốt
25 năm nghiên cứu và phát triển, dựa trên các phản hồi liên tục từ học sinh, giáo viên, chuyên gia phát triển chương trình, giảng viên sư phạm và cập nhật thường xuyên các thành tựu nghiên cứu giáo dục. Hiện nay, trên phạm vi toàn cầu, Coach được giáo viên và học sinh biết đến như là một giải pháp dạy – học độc đáo, hiệu quả ở trường phổ thông.
Coach tích hợp các phương tiện dạy học số: Thí nghiệm ghép nối cảm biến và máy tính; phần mềm phân tích video; phần mềm xây dựng mô hình; hệ thống lập trình và điều khiển. Các phương tiện này tương tự như các công cụ được các nhà khoa học sử dụng trong nghiên cứu khoa học chuyên nghiệp. Do vậy, Coach phù hợp với các hoạt động học dựa trên tiến trình nghiên cứu.
Thu thập dữ liệu: Coach thu thập dữ liệu qua thiết bị chuyển đổi ghép nối một bộ cảm biến trở thành một công cụ đo đa năng, có thể được sử dụng trong nhiều thí nghiệm. Trong các hoạt động thực nghiệm, Coach cho phép thu thập và lưu trữ số liệu thông qua cảm biến và thiết bị chuyển đổi. Có thể thiết lập quá trình thu thập số liệu trong khoảng thời gian linh hoạt từ vài giây đến vài ngày trên một dải tần số lấy mẫu rộng.
Với Coach 7, giáo viên và học sinh có thể thu thập số liệu bằng nhiều phương pháp khác nhau:
– Thu thập số liệu liên tục, tự động theo thời gian (time-based), có hoặc không có lệnh kích hoạt (trigger);
– Thu thập số liệu tự động dựa trên sự kiện (event-based);
– Thu thập số liệu thủ công thông qua quan sát hoặc qua cảm biến.
Vì vậy, Coach 7 mở rộng nhiều cơ hội cho học sinh khảo sát, kiểm chứng các hiện tượng, quá trình, quy luật tự nhiên.
Coach 7 cho phép biểu diễn số liệu thực nghiệm ngay khi các số liệu này được thu thập bằng cảm biến; học sinh được quan sát đồng thời hiện tượng, quá trình tự nhiên và quá trình biến đổi của các đại lượng đặc trưng gắn với hiện tượng, quá trình này. Đây là điều kiện thuận lợi để học sinh phân tích được đồ thị thực nghiệm, rút ra kết luận về các quy luật biến đổi.
Điều khiển: Coach 7 cho phép lập trình bằng nhiều cách khác nhau và xuất ra tín hiệu
điện thông qua thiết bị chuyển đổi; tín hiệu này vận hành các dụng cụ chấp hành như đèn, chuông, mô tơ….trong các hoạt động điều khiển.
Phân tích video:
Làm việc học trong nhà trường gắn với thực tiễn hơn; cho phép phân tích các quá trình hấp dẫn ngoài lớp học và các thí nghiệm “khó”, không thể tiến hành trong lớp học. Coach 7 cho phép khảo sát các chuyển động cơ học thông qua Video ghi lại các chuyển động này. Việc khảo sát dựa trên quá trình thu thập các số liệu về tọa độ của vật trên
Video theo thời gian. Có thể thu thập số liệu thủ công bằng cách click chuột vào vật hoặc tự động thông qua chức năng bám vị trí được thiết lập trước (point tracking). Giáo viên và học sinh sử dụng Coach 7 để biểu diễn, phân tích, xử lí số liệu và rút ra các quy luật, định luật liên quan đến chuyển động đang khảo sát. Cũng có thể dùng Coach 7 để thu thập số liệu về tọa độ các điểm đặc biệt trên các vật, các hệ thống từ ảnh chụp; qua đó, phân tích được hình dạng, cấu trúc của các vật, hệ thống này.
Coach 7 có thể biểu diễn các số liệu tọa độ – thời gian trên đồ thị ngay khi các số liệu này được thu thập bằng cách click thủ công hoặc bám điểm tự động. Đồ thị được đồng bộ với khung hình; khi quét (scan) một điểm thực nghiệm trên đồ thị thì màn hình Video tự động
Dữ liệu thu thập từ cảm biến cũng có thể kết hợp với lập trình điều khiển
trong Coach 7 để kiểm soát quá trình thí nghiệm hoặc nghiên cứu sự vận hành của các hệ thống tự động.
chuyển đến khung hình mà ở đó, số liệu về tọa độ – thời gian tương ứng với điểm thực nghiệm này được thu thập. Như vậy, Coach 7 cho phép quan sát, phân tích chuyển động trực quan đồng thời với biểu diễn trừu tượng của nó trên đồ thị. Ngoài ra, học sinh có thể tự quay video về các chuyển động thường gặp trong cuộc sống bằng máy quay, máy ảnh hoặc điện thoại thông minh, rồi đưa vào phần mềm Coach 7 để phân tích. Tốc độ ghi hình thông thường là 30 khung hình/giây. Để phân tích các chuyển động rất nhanh thì có thể sử dụng máy quay tốc độ cao
phổ biến trên thị trường với tốc độ ghi hình lên đến 250 khung hình/giây. Hơn nữa, phần mềm Coach 7 còn tích hợp nhiều tính năng hiện đại như: hiệu chỉnh các biến dạng hình ảnh do phối cảnh trước khi phân tích Video; quay Video bằng webcam ngay trên phần mềm.
Mô hình hoá (xây dựng mô hình): Giúp học sinh hiểu phương pháp mô hình trong nhận
thức (mô hình hoá) và phương pháp xây dựng mô hình trên máy vi tính nói riêng để mô tả, giải thích và dự đoán về các quá trình, hệ thống trong tự nhiên, kinh tế và xã hội. Ngày nay, mô hình hoá được sử dụng trong tất cả các lĩnh vực nghiên cứu và nghề nghiệp.
Trong thư viện phần mềm Coach 7 có sẵn các mô hình về một số quá trình, hệ thống vật lí, hoá học, sinh học ở bậc phổ thông. Giáo viên, học sinh có thể điều chỉnh các thông số và vận hành những mô hình này để tìm hiểu các đặc điểm của quá trình, hệ thống thực mà mô hình phản ánh. Phần mềm Coach 7 cũng cho phép xây dựng các mô hình mới về các hệ biến đổi động. Trong các mô hình động lực này, các trạng thái tiến triển của hệ được xác định từng bước thông qua phương pháp tính số.
Xây dựng và sử dụng mô hình trên máy vi tính có thể giải quyết các vấn đề thực tiễn bằng con đường lí thuyết, kể cả các vấn đề khó giải quyết bằng phương pháp suy luận toán học bằng kiến thức giải thích bậc phổ thông. Việc mô hình hoá khuyến khích học sinh tích cực suy nghĩ; thảo luận các ý tưởng; hiểu thấu đáo các thành tố của quá trình, hệ thống thực cần nghiên cứu và mối liên hệ giữa các thành tố này. Để kiểm tra tính xác thực của mô hình, kết quả thu được từ vận hành mô hình có thể được so sánh với số liệu thực nghiệm về quá trình,
hệ thống thực mà mô hình cần mô tả. Nếu chưa xác thực thì tiếp tục điều chỉnh mô hình trên
Coach 7 cho đến khi kết quả của mô hình khớp với kết quả thực nghiệm.
Mô phỏng: Giúp học sinh hiểu hơn về ý nghĩa của các số liệu thu được từ thí nghiệm hoặc từ vận hành mô hình trên Coach 7.
Bên cạnh trình bày bảng biểu và dựng đồ thị, mô phỏng cũng là một phương pháp biểu diễn số liệu để học sinh hiểu bản chất một hiện tượng, quá trình trong tự nhiên.
Mô phỏng trên phần mềm Coach 7 bao gồm: tạo ra các đối tượng mô phỏng (vẽ elip, hình
chữ nhật, véc-tơ… hoặc đưa vào các hình ảnh); liên kết đặc trưng về vị trí, kích thước của các đối tượng này với các biến mô hình hoặc các biến thực nghiệm (thu được từ cảm biến); vận hành mô phỏng để các biến điều khiển chuyển động (thay đổi kích thước, vị trí) của các đối tượng mô phỏng trên màn hình, tạo hình ảnh trực quan về một quá trình thực đang diễn ra. Ngoài ra, Coach 7 cho phép thiết lập các đối tượng tương tác (nút nhấn, thanh trượt…) để thay đổi các tham số của mô phỏng một cách nhanh chóng, trực quan; ngay cả khi mô phỏng này đang vận hành. Qua đó, học sinh sẽ hiểu được hành vi của hệ thống phụ thuộc vào các tham số đặc trưng như thế nào.
Ánh sáng (%)
Quang hợp
Oxi
+ —
Thực vật
Hô hấp
Động vật
Xử lí số liệu: Các số liệu được thu thập từ cảm biến, phân tích video hoặc được tạo ra từ các mô hình sẽ hiển thị dưới các dạng: chữ số, kim chỉ trên các vạch chia và đồ thị. Những số liệu này có thể tiếp tục được phân tích, xử lí nhờ các tính năng sau của Coach 7:
- Phân tích đồ thị: thu phóng vùng số liệu; đọc tọa độ điểm thực nghiệm; tìm độ dốc của đường thực nghiệm; xác định diện tích dưới một đoạn đồ thị.
- Xử lí số liệu: lựa chọn và xoá số liệu; làm mịn đồ thị; tính toán các biến mới bằng các hàm toán học; khớp hàm; xác định phổ tần số.
- Thống kê dữ liệu: thống kê mô tả, tạo biểu đồ thống kê.
Soạn thảo hoạt động học tương tác: Giáo viên thiết kế hoạt động học trên phần mềm
Coach 7 theo ý muốn.
CMA cung cấp nhiều học liệu sẵn có, trong đó có các hoạt động học trên phần mềm Coach (hoạt động Coach). Giáo viên có thể sử dụng ngay các hoạt động này để tổ chức quá trình tìm tòi khoa học, thiết kế kĩ thuật của học sinh. Phần mềm cho phép điều chỉnh các hoạt động Coach cho phù hợp với mục tiêu và điều kiện dạy học của mỗi giáo viên.
Giáo viên có thể xây dựng hoạt động Coach mới theo ý muốn, sáng tạo, hấp dẫn và hiệu quả. Trước tiên, lựa chọn công cụ Coach 7 (thu thập số liệu bằng cảm biến, phân tích video,
xây dựng mô hình hoặc điều khiển…) được sử dụng trong tổ chức hoạt động học. Sau đó, thiết kế các cửa sổ giao tiếp và thiết lập các tiểu hoạt động theo trình tự tìm tòi khoa học
(hoặc thiết kế kĩ thuật), phù hợp với trình độ của học sinh. Giáo viên có thể đưa vào các văn bản (câu hỏi, nhiệm vụ cho học sinh), hình ảnh/video minh hoạ, đường dẫn Internet với bố cục tùy ý nhằm tăng tính định hướng, hấp dẫn và thân thiện của hoạt động Coach.
Môi trường hoạt động để học sinh làm quen với khoa học và công nghệ
Coach 7 là môi trường dạy học khoa học và công nghệ giàu tính tương tác và kiến tạo cho học sinh.
Mọi lúc và mọi nơi
Giáo dục đang thay đổi: máy tính bảng và máy tính xách tay ngày càng trở nên phổ biến,
hữu ích và dễ dùng đối với học sinh và giáo viên. Máy tính cùng các phần mềm chuyên dụng như Coach 7 trở thành phương tiện dạy và học hiện đại trong thế kỉ 21 và mở rộng các tình huống học tập. Có thể sử dụng Coach 7 trên máy tính để bàn, máy tính xách tay hoặc máy tính bảng; ở trường, ở nhà hoặc ở các bối cảnh sinh hoạt, sản xuất đa dạng.
Phù hợp cho: Máy tính bảng Android/Windows/iOS, máy tính xách tay Windows/MAC
và máy tính để bàn.
Coach 7 Lite
Coach 7 Lite là phiên bản rút gọn dùng cho học sinh tiểu học hoặc dùng trong tình huống không cần đến tất cả các tính năng của Coach 7. Coach 7 Lite miễn phí và đi kèm thiết bị chuyển đổi.
Tra cứu chi tiết tại website: www.sachthietbigiaoduc.vn và Steam-stem.com
Đặc trưng của phiên bản Coach 7
- Phù hợp, cần thiết cho các hoạt động giáo dục S.T.E.M
- Tương thích với nhiều hệ điều hành (Windows, iOS, Android)
- Dễ dùng với giáo viên, học sinh ở trường và ở nhà
- Tích hợp các chức năng đa dạng trong một môi trường
- Dễ sử dụng nhưng cũng đầy đủ các tính năng cần thiết và có các lựa chọn nâng cao khi cần
- Thiết lập các cảm biến một cách trực quan
- Các cảm biến được thiết lập trước nhưng cũng có thể hiệu chỉnh riêng khi cần.
- Các hiệu chuẩn mới thiết lập có lưu ở bộ nhớ EEPROM của cảm biến
- Môi trường phần mềm duy nhất tích hợp chức năng thực nghiệm, điều khiển với chức năng mô hình hoá (xây dựng mô hình động lực học về hiện tượng, quá trình, hệ thống trong cuộc sống).
- Phân tích video với chức năng đánh dấu điểm tự động và hiệu chỉnh phối cảnh.
- Dễ tự học thông qua nhiều hoạt động đơn giản, gắn với bối cảnh cụ thể và có hướng dẫn chi tiết.
- Miễn phí truy cập tới cơ sở dữ liệu lớn gồm các học liệu hiện đại, phong phú và được phân loại theo cấp học, môn học.
Một số tính năng
Giao diện người dùng trực quan và hiện đại
Hệ thống trợ giúp trực tuyến (html 5)
Một bảng dữ liệu với tất cả các biến và số
liệu tương ứng
Không giới hạn số lượng biến (số cột)
Có thể nhập biến thủ công hoặc tính biến mới từ các biến đã có
Tự động nhận hiện thiết bị chuyển đổi và cảm biến
Đơn giản hoá việc thiết lập kết nối cảm biến và dụng cụ chấp hành
Trình bày đồ thị như mong muốn với số lượng không giới hạn
Lưu và hiển thị đồ thị của nhiều lần tiến hành
Kéo tên biến từ bảng để tạo ra đồ thị
nhanh chóng
Dễ dàng lựa chọn và thiết lập cảm biến
Tất cả các cảm biển được hiệu chỉnh ở nhiều mức
Số liệu hiển thị dạng kim chỉ hoặc dạng số với thiết kế mới, có thể được tùy chỉnh bởi người dùng
Dựa trên mong muốn của người dùng, một vài chức năng mới được bổ sung để quá trình xây dựng mô hình thuận lợi hơn.
Bổ sung nút nhấn để hiển thị tất cả các phương trình ẩn sau mô hình
Bổ sung chức năng lưu các mô hình đã
xây dựng
Sửa biểu tượng biến
“tốc độ biến đổi”
Cải tiến cách vẽ các biến số, hằng số và mối liên hệ
Số liệu được tạo ra khi chạy thử môn hình được thêm vào và lưu trên Bảng số liệu
So sánh các thiết bị chuyển đổi tín hiệu
|
THIếT Bị CHUYểN ĐổI TÍN HIệU |
WILAB | COACHLAB II+ | VINCILAB |
| Kết hợp thêm với | Dùng với máy vi tính (PC/MAC/Android) | Dùng với máy vi tính (PC/MAC) | Dùng độc lập,
Dùng với máy vi tính (PC/MAC) |
| Thiết bị chuyển đổi | |||
| Màn hình thiết bị |
Không có |
Không có | Màn hình cảm ứng (điện dung), màu 5” |
| Chuyển đổi | |||
| Cảm biến tích hợp | Không có | Không có | Cảm biến âm thanh, Gia tốc kế 3 trực |
| Sẵn với Thiết bị | |||
| Chuyển đổi | |||
| Khe cắm cảm biến | 02 khe cắm BT (tương tự) | 02 khe cắm BT (tương tự)
02 khe cắm 4–mm (tương tự) 02 khe cắm BT (số) |
04 khe cắm BT (tương tự)
02 khe cắm BT (số) |
| trên Thiết bị chuyển | |||
| Đổi | |||
| Kết nối không dây | Bluetooth® LE (4 and 5) | Không có | Wi–Fi 802.11 b/g/n; Bluetooth® 2.1+EDR |
| trên Thiết bị chuyển | |||
| Đổi | |||
| Nguồn cấp điện | Pin sạc, cùng USB | Sạc điện | Pin sạc, |
| cho Thiết bị chuyển | Sạc điện | ||
| Đổi | |||
| Hệ điều hành | Hệ điệu hành riêng, có thể nâng cấp | Hệ điều hành riêng, có thể nâng cấp | Linux |
| trên Thiết bị chuyển
đổi |
|||
| Phần mềm | Không có | Không có | Coach App |
| Chạy trên Thiết bị
Chuyển đổi |
|||
| Phần mềm trên máy | Coach 7 (bản quyền), | Coach 7 | Coach 7 |
| vi tính dùng kết nối | (bản quyền), | (bản quyền), | |
| Với Thiết bị chuyển | Coach 7 Lite | Coach 7 Lite | |
| Đổi | (miễn phí) | (miễn phí) | |
| Tần số lấy mẫu lớn | 100 000 Hz | 100 000 Hz | 1 000 000 Hz |
| Nhất |
So sánh thiết bị chuyển đổi tín hiệu 13
Giải pháp thiết bị giáo dục Khoa học và
Công nghệ cho học sinh tiểu học
Dựa trên các nghiên cứu giáo dục và năng lực phát triển các ứng dụng của máy vi tính, CMA đã phát triển Bộ KIT khoa học dành cho học sinh tiểu học. Bộ KIT cho phép tổ chức nhiều hoạt động tìm hiểu tự nhiên dành cho học sinh trên 8 tuổi. Với thiết bị chuyển đổi Wilab, các cảm biến đi kèm và phần mềm Coach, học sinh có thể tiến hành nhiều thí nghiệm khảo sát đơn giản. Tính năng hiển thị số liệu ngay trong quá trình thu thập (real-time) tạo điều kiện thuận lợi cho học sinh nhận ra sự liên hệ giữa diễn biến của hiện tượng và biểu hiện tương ứng trên đồ thị. Thấy được mối liên hệ trực tiếp này là cơ hội phát triển óc quan sát, tư duy thực chứng và các quan niệm đúng của học sinh về bản chất các hiện tượng tự nhiên. Chỉ mất vài phút để bố trí và tiến hành một thí nghiệm nên khi sử dụng bộ KIT khoa học trên lớp, học sinh có nhiều thời gian quan sát, giải thích, thảo luận và phân tích dữ liệu. Thông qua thực hiện các nhiệm vụ theo phiếu học tập, học sinh sẽ không chỉ học được các khái niệm khoa học cơ bản mà còn phát triển các kĩ năng toán học trong việc đọc, giải thích đồ thị cũng như hình thành năng lực ngôn ngữ trong diễn đạt viết và nói bằng văn phong khoa học. Các học liệu đi kèm bộ KIT có thể được dùng ngay trong dạy học khoa học theo bất kì chương trình nào hoặc có thể cấu trúc lại theo cách riêng của giáo viên.
Giải pháp thiết bị giáo dục S.T.E.M bậc Tiểu học:
- Thiết bị chuyển đổi WiLab
- Bộ KIT Khoa học (dành cho Tiểu học)
- Phần mềm Coach 7 Lite
- Tài liệu Hướng dẫn cho giáo viên
- Phiếu học tập
- 1. Thiết bị chuyển đổi Wilab
WiLab là một thiết bị chuyển đổi tín hiệu tương tự – số, có thể kết nối không dây với máy tính, Ipad hoặc kết nối có dây, với 02 cổng tín hiệu vào, thiết bị có thể kết nối cùng lúc với 02 cảm biến đầu vào tương tự. WiLab còn tích hợp sẵn còi và đèn báo bên trong thiết bị để dùng trong các hoạt động điều khiển.
- 2. Bộ KIT khoa học (dành cho Tiểu học)
Các bộ Kit STEM dành cho tiểu học bao gồm các dụng cụ thí nghiệm được học sinh tiểu học sử dụng cùng thiết bị chuyển đổi Wilab và một số cảm biến nhiệt độ, cảm biến âm thanh, cảm biến ánh sáng, dùng trong các hoạt động tìm tòi khoa học và làm quen với điều khiển tự động.
- 3. Phần mềm Coach 7 Lite
Phần mềm Coach 7 Lite được sử dụng để thu thập số liệu từ cảm biến; biểu diễn và phân tích số liệu; lưu và in ra các bảng, đồ thị thực nghiệm mà học sinh thu được.
- 4. Tài liệu hướng dẫn cho giáo viên
Tài liệu hướng dẫn cho giáo viên mô tả cách cài đặt và vận hành phần mềm Coach 7 Lite, thiết bị chuyển đổi WiLab và một số cảm biến. Để hỗ trợ các giáo viên mới vào nghề, tài liệu còn trình bày kiến thức nền tảng cần cho các hoạt động tìm tòi, khám phá khoa học cụ thể, gợi ý các phương pháp tổ chức học, giúp học sinh hình thành và phát triển được các năng lực
như mong đợt.
- VI. Làm mát nhanh hơn bằng cách nào?
Câu hỏi bài học: Làm thế nào để làm mát đồ vật nhanh hơn?
|
Nhiệt độ oC
Cảmbiếntrongnướclạnh
Cảmbiếntrongnướcnóng
Cảmbiếntrongnướclạnh
Cảmbiếntrongnướcấm
Họ và tên ………………………………………………………… lớp ………………………
|
Thời gian s
0 20 40 60 80 10 120 140 160 180 200
- 5. Phiếu học tập
Bộ phiếu học tập dùng để tổ chức các hoạt động tìm hiểu tự nhiên với các cảm biến ánh sáng, âm thanh và nhiệt độ; học sinh chiếm lĩnh được kiến thức khoa học thông qua quá trình thực nghiệm, khám phá thế giới tự nhiên.
Các phiếu bài tập hướng dẫn học sinh quan sát, dự đoán; thu thập, phân tích dữ liệu và thảo luận để đưa ra kết luận khoa học. Các phiếu bài tập ở dạng tệp tin Word nên có thể điều chỉnh dễ dàng và in ra để sử dụng trong lớp học.
Hoạt động 3 – Nước có thể làm hạ nhiệt độ của bạn không?
Hôm nay, thời tiết ấm áp và nước trong bể cũng ấm. Nhưng khi ra khỏi nước, em lại cảm thấy hơi lạnh. Tại sao?
Xoa một ít nước lên mu bàn tay phải của bạn.
Vẫy cả hai tay trong không khí. Cảm giác lạnh hơn ở tay nào?
Tay phải (ướt) Tay trái (khô)
Để cảm biến nhiệt độ trong không khí . Đo nhiệt độ của không khí và viết kết quả xuống bảng bên dưới
Sau đó vẫy cảm biến và đo nhiệt độ; ghi kết quả vào bảng
Lưu ý: Không cầm cáp cảm biến để vẩy vì nó có thể đứt!
Bây giờ, làm ướt đầu kim loại của cảm biến nhiệt độ và lặp lại hai phép đo kể trên. Ở mỗi lần, đợi một chút cho
đến khi nhiệt độ không thay đổi nhiều nữa. Viết kết quả vào bảng.
| Cảm biến | Nhiệt độ oC khi không vảy | Nhiệt độ oC khi vảy |
| Khô | ||
| Uớt |
- 11. Cách tốt nhất để làm mát cảm biến là gì?
Giải pháp thiết bị giáo dục STEM bậc THCS
Các hiểu biết và kĩ năng về Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán (S.T.E.M) đang ngày càng trở thành một phần quan trọng trong hành trang cuộc sống của mỗi người. Giáo dục cấp THCS cần tạo ra môi trường học tập để học sinh tìm hiểu tự nhiên và hình thành, phát triển nền tảng kiến thức vững chắc cho việc học phân hoá sâu ở các bậc học cao hơn. Như vậy, việc học toán, khoa học tự nhiên và công nghệ ở THCS nên theo định hướng tìm tòi, khám phá; hoạt động chủ đạo của học sinh nên xoay quanh việc thu thập, xử lí và phân tích số liệu để phát hiện ra các khái niệm, quy tắc hoặc quy luật mới.
Giải pháp thiết bị giáo dục STEM bậc THCS:
- Thiết bị chuyển đổi
- Gói cảm biến cơ bản
- Gói cảm biến mở rộng
- Phần mềm Coach 7
- Học liệu tương ứng
Giải pháp B: Thiết bị chuyển đổi cầm tay – ViciLab
Phù hợp với các hoạt động thực nghiệm ngoài trời, tại khu vực rộng lớn, cần phân tích số liệu được ngay hoặc có thể lưu lại để xử lí sau trên máy vi tính.
VinciLab là một thiết bị di động, hiện đại để thu thập và hiển thị số liệu. Thiết bị cầm tay này được cài hệ điều hành Linux, bao gồm: một vi xử lí dùng cho chạy hệ điều hành, màn hình và một vi xử lí dùng cho thu thập số liệu từ cảm biến. VinciLab có màn hình cảm
ứng màu, nhạy và có độ phân giải cao; do vậy, thao tác trên màn hình nhanh và chính xác. VinciLab cho phép kết nối không dây qua Wi-fi và Bluetooth. Ứng dụng Coach trên VinciLab cho phép thiết lập các chế độ đo, kết nối không dây; quản lí tệp tin; duyệt web; chạy các tệp phim và âm thanh…
- 1. Thiết bị chuyển đổi tín hiệu tương tự – số
Giải pháp A: Thiết bị chuyển đổi trong phòng thí nghiệm – Wilab
Phù hợp với các hoạt động thí nghiệm, điều khiển trên lớp học hoặc trong phòng thí nghiệm.
WiLab là một thiết bị chuyển đổi rất dễ sử dụng; có thể kết hợp với nhiều cảm biến BT trong các thí nghiệm khác nhau. Nó bao gồm một bộ vi xử lí, một bộ nhớ và cho phép thu thập số
liệu với tần số lấy mẫu lên tới 100.000 Hz. Thiết bị chuyển đổi này có thể kết nối không dây qua bluetooth với máy tính bảng hoặc kết nối với máy tính qua cổng USB.
- 2. Bộ cảm biến cơ bản
A: Cảm biến BT cho Wilab
- 2 x Cảm biến nhiệt độ BT01
- Cảm biến ánh sáng BT50i
- Cảm biến hiệu điện thế BT32i
- Cảm biến âm thanh BT80i
- Cảm biến chuyển động BT55i
- Cảm biến pH BT61i và điện cực 031
- Cảm biến áp suất BT66i
- 2 x Dây cáp cảm biến BT BTsc_1
- 3. Bộ cảm biến mở rộng
A: Cảm biến BT cho Wilab
- Cảm biến nhịp tim 027i
- Cảm biến lực BT42i
- Cảm biến độ ẩm BT72i
- Cảm biến khí CO2 BT24i
- 4. Phần mềm Coach 7
Nhờ sự kết hợp độc đáo của các công cụ, Coach 7 hỗ trợ không chỉ thu thập số liệu bằng cảm biến và thiết bị chuyển đổi mà còn phân tích video, hình ảnh; phân tích và xử lí dữ liệu; xây dựng các mô hình động lực đơn giản về các quá trình thực; sử dụng mô hình để điều khiển hoạt hình trong mô phỏng các quá trình này. Coach 7 làm cho việc tổ chức hoạt động học dựa trên tiến trình tìm tòi, khám phá trở nên khả thi và hiệu quả hơn.
- 5. Học liệu
CMA cung cấp hơn 50 bộ học liệu mẫu được sử dụng trong các hoạt động học với Coach 7;
các hoạt động này phù hợp với chương trình vật lí, hoá học, sinh học và công nghệ bậc THCS. Các học liệu này hỗ trợ giáo viên sử dụng hiệu quả các công cụ CNTT (thu thập số liệu bằng cảm biến, phân tích Video, xây dựng mô hình, điều khiển…) trong các hoạt động học theo định hướng tìm tòi.
Các hoạt động học này giúp học sinh nắm vững các khái niệm khoa học; rèn luyện kĩ năng, tích lũy trải nghiệm khám phá khoa học; hiểu tiến trình tìm tòi khoa học, gồm các hoạt động: xác định câu hỏi nghiên cứu; thiết kế phương án khảo sát, dự đoán kết quả; thu thập dữ liệu; xây dựng mô hình, lập luận; giải thích và trình bày kết quả.
Mỗi bộ học liệu gồm phiếu học tập; gợi ý tổ chức hoạt động học dành cho giáo viên; tóm lược kiến thức nền tảng cần thiết cho hoạt động học và các tệp hoạt động Coach (*.cma7) có thể sử dụng được ngay trên lớp học.
Giải pháp thiết bị giáo dục STEM bậc THPT
Trong các lớp học ngày nay, học sinh nên được cuốn hút tham gia các hoạt động học các chủ đề toán, khoa học, công nghệ (S.T.E.M) theo định hướng tìm tòi. Các nhiệm vụ học tập được thiết kế với mục tiêu phát triển năng lực: năng lực giải quyết vấn
đề, năng lực tìm hiểu tự nhiên, năng lực công nghệ... Thông qua thực hiện chủ động, tích cực các nhiệm vụ này dưới sự định hướng, hỗ trợ của giáo viên, học sinh sẽ phát triển năng lực thực hiện và dần trở thành người học độc lập.
Qua các hoạt động thực nghiệm và các dự án nghiên cứu khoa học, kĩ thuật với Coach 7, học sinh THPT, sinh viên đại học có cơ hội vận dụng kiến thức liên môn giải quyết vấn đề thực tế, hiểu sâu sắc các khái niệm khoa học và hình thành các phương pháp nghiên cứu, hợp tác tương tự như cách mà các nhà khoa học thực sự thực hiện trên thực tế.
Giải pháp thiết bị giáo dục S.T.E.M bậc THPT:
- Thiết bị chuyển đổi
- Bộ cảm biến cơ bản theo môn học
- Bộ cảm biến mở rộng theo môn học
- Phần mềm Coach 7
- Học liệu tương ứng
- 1. Thiết bị chuyển đổi
Giải pháp A: Thiết bị chuyển đổi trong phòng thí nghiệm
Phù hợp với các hoạt động thí nghiệm, điều khiển trên lớp học hoặc trong phòng thí nghiệm.
CoachLab II+
CoachLab II+ là một thiết bị chuyển đổi tín hiệu bền và đa chức năng: thu thập số liệu bằng cảm biến và phát tín hiệu điều khiển các dụng cụ chấp hành. Nó chứa bộ vi xử lí và bộ nhớ trong, cho phép thực hiện phép đo với tần số lấy mẫu lên đến 100.000Hz. Bộ nhớ FLASH cho phép cập nhật, nâng cấp phần mềm hệ thống dễ dàng
Giải pháp B: Thiết bị chuyển đổi cầm tay
Phù hợp với các hoạt động thực nghiệm ngoài trời, tại khu vực rộng lớn, cần phân tích số
liệu được ngay hoặc có thể lưu lại để xử lí sau trên máy vi tính.
VinciLab
VinciLab là một thiết bị di động, hiện đại để thu thập và hiển thị số liệu. Thiết bị cầm tay này được cài hệ điều hành Linux, bao gồm: một vi xử lí dùng cho chạy hệ điều hành, màn hình và một vi xử lí dùng cho thu thập số liệu từ cảm biến. VinciLab có màn hình cảm
ứng màu, nhạy và có độ phân giải cao; do vậy, thao tác trên màn hình nhanh và chính xác. VinciLab cho phép kết nối không dây qua Wi-fi và Bluetooth. Ứng dụng Coach trên VinciLab cho phép thiết lập các chế độ đo, kết nối không dây; quản lí tệp tin; duyệt web; chạy các tệp phim và âm thanh…
- 2. Bộ cảm biến cơ bản (mỗi môn học)
|
Sinh học • Cảm biến CO2 (nồng độ thấp) |
BT24i |
Hoá học • Cảm biến góc |
013i |
Vật lí • Cảm biến dòng điện |
BT21i |
||
| • Cảm biến ECG | BT36i | • Cảm biến độ dẫn điện | BT27i | • Cảm biến hiệu điện thế | BT32i | ||
| • Cảm biến nhịp tim | 027i | • Cảm biến ánh sáng | BT50i | • Cảm biến lực | BT42i | ||
| • Cảm biến ánh sáng | BT50i | • Cảm biến pH | BT61i | • Cảm biến chuyển động | 0664 | ||
| • Cảm biến pH | BT61i | và điện cực | 031 | • Cảm biến ánh sáng | BT50i | ||
| và điện cực | 031 | • Cổng quang | BT63i | • Cảm biến áp suất | BT66i | ||
| • Cảm biến nhiệt độ | BT01 | với bộ đếm giọt | 0662drop | • Cảm biến âm thanh | BT80i | ||
| • Cặp nhiệt điện | BT86i | hoặc động cơ bước | 061 | • 2 cảm biến nhiệt độ | BT01 | ||
| • Cảm biến độ ẩm tương đối | BT72i | (dùng với CoachLab II+) | • 2 cổng quang với ròng rọc thông minh | BT63i | |||
| • 4 cáp cảm biến | BTsc_4 | • Cảm biến áp suất | BT66i | • 4 cáp cảm biến | BTsc_4 | ||
| • Cảm biến độ mặn | BT78i | ||||||
| • 2 cảm biến nhiệt độ | BT01 | ||||||
| • 4 cáp cảm biến | BTsc_4 |
- 3. Bộ cảm biến mở rộng (mỗi môn học)
|
Sinh học • Cảm biến CO2 (nồng độ cao) |
BT25i |
Hoá học • Cảm biến màu |
BT29i |
Vật lí • Gia tốc kế |
BT10i |
||
| • Cảm biến oxi hòa tan | BT34i | • Cảm biến ORP | BT57i | • Cảm biến điện tích | BT19i | ||
| • Cảm biến khí oxi | BT59i | • Cặp nhiệt điện | BT86i | • Cảm biến dòng điện | 0222i | ||
| • Cảm biến áp suất | BT66i | • Cảm biến độ đục | BT88i | • Cảm biến hiệu điện thế | BT32i | ||
| • Phế dung kế | BT82i | • Cảm biến hiệu điện thế | BT02 | • Cảm biến từ trường | BT52i | ||
| • Cảm biến độ đục | BT88i | • Cảm biến bức xạ | BT70i |
- 4. Bộ khoa học COACH 7
Phần mềm Coach cung cấp các công cụ, cho phép các thử nghiệm thực tế của học sinh tương tự như thực hành khoa học và toán học ứng dụng. Điều này làm cho các hoạt động thực hành của học sinh “thực tế” hơn. Các em nghiên cứu theo cách tương tự các nhà khoa học và trong đó các em sử dụng các công cụ chất lượng cao tương tự như các công cụ chuyên nghiệp, nhưng được thiết kế cho mục đích giáo dục. Học sinh làm việc với dữ liệu thực tế, áp dụng các phương pháp và kĩ thuật toán học trong các tình huống vấn đề cụ thể và nâng cao kiến thức cùng với các kĩ năng khoa học của mình.
- 5. Các hoạt động dạy và học
Chúng tôi cung cấp hơn 100 hoạt động học tập và giảng dạy được xây dựng cho trường THPT. Có nhiều hoạt động kết nối với chương trình giáo dục cơ bản nhưng cũng có nhiều hoạt động đầy thách thức và vượt ra ngoài phạm vị của chương trình. Các hoạt động của chúng tôi áp dụng tất cả các công cụ có sẵn: thu thập dữ liệu, điều khiển, phân tích video, mô hình hoá và mô phỏng.Các hoạt động này giúp giáo viên áp dụng các công cụ ICT và thu hút học sinh vào nhiều ngữ cảnh hơn, kết nối giảng dạy với trong thế giới thực. Các hoạt động này giúp học sinh học các khái niệm khoa học, phát triển các kĩ năng và luyện tập để thực hành và hiểu các yêu cầu khoa học, như thiết kế, khảo sát, dự đoán, thu thập dữ liệu, xây dựng mô hình, lập luận, giải thích kết quả và rút ra kết luận, tranh luận với
các đồng nghiệp và trao đổi khoa học về biện pháp cũng như giải thích.
Các chủ đề STEM cấp Tiểu học
Các chủ đề STEM ở tiểu học giúp học sinh thỏa sức tìm tòi, khám phá về trái đất và bầu trời, con người và sức khỏe, thực vật và động vật, âm thanh, ánh sáng, nhiệt và nhiệt độ. Sự tích hợp của các công nghệ thu thập số liệu hiện đại cùng với hệ thống bộ Kit và tài liệu hướng dẫn đi kèm ứng với mỗi chủ đề sẽ đem lại những sự hỗ trợ đắc lực cho cả giáo viên và hoc sinh trong quá trình khám phá thế giới tự nhiên và thế giới công nghệ.
Với mỗi chủ đề, đưa ra một chuỗi hoạt động thực hành, nghiên cứu, chế tạo,… trên nền tảng thiết bị và công nghệ để HS tự thực hiện. Các chủ đề được xây dựng bám sát tiến trình học các môn Toán, Khoa học, Công nghệ, Tin học của các em.
Nguyễn Văn Biên, Tưởng Duy Hải (đồng Chủ biên) Trần Minh Đức, Nguyễn Văn Hạnh, Chu Cẩm Thơ, Nguyễn Anh Thuấn, Đoàn Văn Thược, Trần Bá Trình
GIÁO DỤC
trong nhà trường phổ thông
Tưởng Duy Hải (Chủ biên) – Nguyễn Ngọc Ánh
Tưởng Duy Hải (Chủ biên) – Trần Bá Trình
|
Mai Thị Kim Tuyến – Vũ Thị Yến
Hoạt động giáo dục
|
LỚP
Hoạt động giáo dục
LỚP
NHÀ XUẤT BẢN GIÁO DỤC
VIỆT NAM
|
Tưởng Duy Hải (Chủ biên) – Trần Minh Đức
NHÀ XUẤT BẢN GIÁO DỤC VIỆT
DỤC VIỆT NAM
|
|
LỚP
Điều chế kem đánh răng
Qua quy trình điều chế từng bước, học sinh điều chế được kem đánh răng và thử nghiệm điều chỉnh màu sắc, mùi, vị cho phù hợp với từng thành viên trong gia đình.
Mã chủ đề 001
Hệ thống báo cháy tự động
Học sinh được trải nghiệm với hệ thống chữa cháy tự động, gồm: mô hình căn nhà bị cháy, các thiết bị báo cháy, chữa cháy và điều khiển điều kiện xử lí đám cháy.
Trong chủ đề học sinh làm quen và thiết kế, chế tạo, vận hành hệ thống điều khiển tự động dụng cụ chấp hành.
Mã chủ đề 002
Hệ hô hấp
Nghiên cứu quá trình hô hấp và xây dựng mô hình hô hấp phù hợp với nhịp thở của con người, sau đó nghiên cứu các trường hợp hô hấp trong các trạng thái cơ thể khác nhau của con người giúp giáo viên và học sinh có thể giải thích được hoạt động hô hấp ở người. Sự kết hợp giữa các vật liệu đơn giản với công nghệ cảm biến tạo cơ hội cho học sinh sáng tạo đa dạng các mô hình của hệ hô hấp.
Mã chủ đề 003
Các chuyển động của trái đất
Chủ đề tích hợp kiến thức địa lý, vật lí và công nghệ để xây dựng hệ mặt trời giúp khảo sát, minh hoạ các ngày xuân phân, thu phân, đông chí, hạ chí, nhật thực, nguyệt thực. Qua đó, khắc sâu vốn kiến thức của học sinh
Mã chủ đề 004
Nhà mát
Tạo được căn nhà và định hướng để nhà mát 4 mùa trong năm là mục tiêu của chủ đề. Đây là cơ hội để học sinh huy động kiến thức về địa lí, vật lí và công nghệ để giải quyết vấn đề thực tiễn.
Mã chủ đề 005
Nhà cách âm
Khảo sát các vật liệu để cách âm tốt nhất cho ngôi nhà bằng cách sử dụng hai cảm biến âm (một cảm biến đặt bên ngoài nhà, cảm biến còn lại ở trong nhà). Khoảng cách từ hai cảm biến âm đến nguồn âm đặt trong nhà là như nhau.
Mã chủ đề 006
Chuồng nuôi thú cưng
Học sinh tự tạo ra chuồng nuôi thú cưng cho con vật mình yêu thích. Trong hệ thống có băng chuyền thức ăn tự động và có thể điều chỉnh thời gian cho vật nuôi ăn.
Mã chủ đề 007
Máy phát điện gió
Học sinh được làm quen với việc sử dụng năng lượng gió tạo ra điện và điều khiển điện áp đầu ra của máy điện gió cho phù hợp với nhu cầu sử dụng.
Mã chủ đề 008
Kẹo tinh thể
Làm quen với các phản ứng hoá học đơn giản để tạo ra kẹo giúp học sinh thấy được ý nghĩa hơn của các kiến thức đã học, từ đó có các ý tưởng xây dựng các sản phẩm thực tiễn
cho cuộc sống.
Mã chủ đề 009
Ngôi nhà điện mặt trời
Học sinh được khảo sát mối liện hệ giữa cường độ sáng chiếu tới pin mặt trời và hiệu điện thế sinh ra bởi tấm pin mặt trời. Từ đó, học sinh đề xuất giải pháp sử dụng điện tiết kiệm, an toàn.
Mã chủ đề 010
Lọc nước sạch
Học sinh được trải nghiệm thiết kế, chế tạo hệ thống lọc nước, kiểm tra độ đục và độ pH của nước sau khi lọc.
Mã chủ đề 011
Em điều khiển và tham gia giao thông
Gắn với kiến thức về an toàn giao thông, học sinh xây dựng mô hình và được đóng vai người điều khiển giao thông tự động qua các tín hiệu đèn tại ngã tư phù hợp với tốc độ di chuyển để đảm bảo an toàn giao thông.
Mã chủ đề 012
Mức độ sáng
Trong bài thí nghiệm này, học sinh sẽ được khám phá thế giới ánh sáng bao gồm các nguồn sáng tự nhiên và nguồn sáng nhân tạo, biết được độ sáng mạnh hay yếu của các nguồn sáng khác nhau bằng cảm nhận của mắt mình và có thể kiểm chứng các dự đoán thông qua việc trải nghiệm các công cụ đo hiện đại như cảm biến ánh sáng.
Mã chủ đề 052
Đồ thị ánh sáng
Học sinh được trải nghiệm quá trình tạo ra các đồ thị ánh sáng có hình dạng thú vị, được đọc và phân tích đồ thị ánh sáng do mình tạo ra.
Qua chủ đề học sinh làm quen với cách các thiết bị công nghệ dùng để nghiên cứu quá trình thay đổi của ánh sáng, khám phá sự phụ thuộc của cường độ sáng vào khoảng cách từ
nguồn sáng đến cảm biến ánh sáng.
Mã chủ đề 053
Ánh sáng và vật chất
Nghiên cứu lượng ánh sáng truyền qua các vật liệu khác nhau, từ đó tìm ra được vật liệu nào chắn sáng tốt, vật liệu nào chắn sáng kém. Sự kết hợp của các công nghệ cảm biến trong việc kiểm tra chất lượng của các vật liệu như kính râm,…giúp phát triển các năng
lực tìm tòi và khám phá khoa học.
Mã chủ đề 054
Ánh sáng phản xạ
Học sinh được tham gia vào quá trình khảo sát lượng ánh sáng phản xạ từ các vật liệu khác nhau và các vật có màu sắc khác nhau. Cảm biến có vai trò thu thập chính xác lượng ánh sáng phản xạ trở lại từ các vật, nhờ đó học sinh biết cách chọn các vật liệu hoặc các vật có màu sắc phù hợp để sử dụng trong
cuộc sống.
Mã chủ đề 055
Nhìn thấy và được nhìn thấy
Khám phá đường đi của tia sáng, tiến hành các thí nghiệm để biết được lí do tại sao mắt người lại nhìn thấy các vật. Kết hợp sử dụng cảm biến ánh sáng để khảo sát lượng ánh sáng phát ra từ một nguồn sáng ở mọi hướng khác nhau.
Mã chủ đề 056
Ấm, nóng và lạnh
Học sinh khảo sát nhiệt độ các vật xung quanh mình, từ đó xác định được những vật có nhiệt độ thấp nhất hoặc cao nhất mà các em từng biết.
Mã chủ đề 057
Đồ thị nhiệt độ
Học sinh thu thập và quan sát diễn biến của nhiệt độ trên đồ thị để tìm hiểu và giải thích các hiện tượng về nhiệt.
Mã chủ đề 058
Giữ ấm
Nghiên cứu về năng lượng nhiệt, học sinh được tham gia khám phá và tìm hiểu các vật cách nhiệt, biết cách làm cho các vật ấm hơn thông qua việc đưa ra và kiểm tra các giả thuyết về các phương án cách nhiệt cho cảm biến nhiệt độ. Chủ đề này giúp học sinh khắc phục những nhầm lẫn giữa
nguồn nhiệt và vật cách nhiệt.
Mã chủ đề 059
Tạo ra nhiệt độ phù hợp
Sử dụng hệ thống cảm biến hiện đại, có độ nhạy cao giúp học sinh có thể khám phá ra rằng khi thể tích nước lạnh và nướcấm bằng nhau thì độ tăng nhiệt độ của nước lạnh gần bằng với sự giảm nhiệt độ của nước ấm. Học sinh có thể pha trộn hỗn hợp nước ấm và nước lạnh với nhau để tạo ra lượng
nước ở nhiệt độ phù hợp.
Mã chủ đề 060
