BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP. HỒ CHÍ MINH
KHOA VẬT LÝ

KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP
VẬN DỤNG QUY TRÌNH 6E
TRONG DẠY HỌC VẬT LÝ TRUNG HỌC CƠ SỞ
THEO ĐỊNH HƯỚNG STEM
THÔNG QUA CHỦ ĐỀ CHẬU CÂY THÔNG MINH
GV hướng dẫn: Th.S Lê Hải Mỹ Ngân
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thị Minh Thảo
MSSV: 41.01.102.088
TP. Hồ Chí Minh, 2019
Nguyễn Thị Minh Thảo Khoá luận tốt nghiệp
i
LỜI CẢM ƠN
Tôi xin bày tỏ lời cảm ơn sâu sắc đến cô Lê Hải Mỹ Ngân, người đã luôn tận tình
hướng dẫn, động viên và giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu và hoàn
thành khoá luận.
Tôi xin chân thành cảm ơn Trường, Phòng đào tạo, các thầy cô trong Khoa Vật lý
trường Đại học Sư phạm TP Hồ Chí Minh đã tạo điều kiện cho tôi thực hiện khoá
luận này.
Tôi cũng muốn nói lời cảm ơn đến thầy cô và 50 em học sinh (HS) của lớp 8 trường
THCS Trần Văn Ơn đã giúp đỡ tôi rất nhiều trong quá trình thực nghiệm sư phạm.
Qua đây tôi cũng xin bày tỏ lòng cảm ơn đến gia đình, người thân và bạn bè đã
giúp đỡ tôi trong suốt quá trình thực hiện khoá luận này.
TP. Hồ Chí Minh, tháng 5 năm 2019
Tác giả luận văn
Nguyễn Thị Minh Thảo
Nguyễn Thị Minh Thảo Khoá luận tốt nghiệp
ii
MỤC LỤC
Lời cảm ơn ............................................................................................................. i
Mục lục .................................................................................................................. ii
Danh mục các chữ viết tắt .................................................................................. vi
Danh mục các hình ảnh ..................................................................................... vii
Mở đầu ................................................................................................................... 1
1. Lý do chọn đề tài ........................................................................................... 1
2. Mục tiêu nghiên cứu ..................................................................................... 1
3. Đối tượng nghiên cứu ................................................................................... 1
4. Nội dung nghiên cứu và các vấn đề cần giải quyết .................................... 1
5. Cấu trúc khoá luận ....................................................................................... 2
Chương 1. Cơ sở lý luận về dạy học theo định hướng stem chủ đề Robotics
và quy trình dạy học 6E ............................................................................................ 3
Giáo dục STEM ........................................................................................ 3
1.1.1 Khái niệm STEM và giáo dục STEM ................................................. 3
1.1.2 Các cách tiếp cận dạy học tích hợp STEM ......................................... 3
STEM Robotics ......................................................................................... 4
1.2.1 Giới thiệu về STEM Robotics ............................................................. 4
1.2.2 Lợi ích của việc áp dụng Robotics vào dạy học STEM ...................... 6
Quy trình dạy học 6E ............................................................................... 6
1.3.1 Giới thiệu ............................................................................................. 6
1.3.2 Các giai đoạn theo quy trình dạy học 6E [6] ...................................... 7
Năng lực giải quyết vấn đề .................................................................... 12
1.4.1 Khái niệm năng lực giải quyết vấn đề ............................................... 12
1.4.2 Khung năng lực giải quyết vấn đề [4] ............................................... 13
Kết luận chương 1 ............................................................................................... 14
Chương 2. Phân tích nội dung và thiết kế tiến trình dạy học chủ đề Chậu
cây thông mình 15
Nguyễn Thị Minh Thảo Khoá luận tốt nghiệp
iii
Mô tả chủ đề............................................................................................ 15
Phân tích nội dung chủ đề trong chương trình phổ thông hiện hành ...
.................................................................................................................. 15
Tài liệu hỗ trợ dạy học chủ đề Chậu cây thông minh ......................... 16
2.3.1 Thông tin độ ẩm cho một số cây trồng.............................................. 16
2.3.2 Công thức tính độ ẩm của đất ........................................................... 17
2.3.3 Sơ đồ tư duy thiết kế hệ thống tưới nước tự động ............................ 17
2.3.4 Cảm biến độ ẩm ................................................................................ 18
2.3.4.1 Giới thiệu .................................................................................... 18
2.3.4.2 Giá trị độ ẩm tương ứng với tín hiệu hiệu điện thế đầu ra AO... 18
2.3.5 Máy bơm ........................................................................................... 20
2.3.5.1 Nguyên tắc hoạt động của máy bơm .......................................... 20
2.3.5.2 Cách cấp nguồn cho máy bơm ................................................... 21
2.3.5.3 Sử dụng nguồn 12V .................................................................... 21
2.3.5.4 Sử dụng nguồn 9V ...................................................................... 21
2.3.5.5 Sử dụng nguồn 4.5V ................................................................... 21
2.3.6 Rơle ................................................................................................... 21
2.3.7 Uno Arduino...................................................................................... 23
2.3.7.1 Thông tin chung .......................................................................... 23
2.3.7.2 Nội dung lập trình cho chủ đề .................................................... 24
2.3.7.3 Lập trình với mBlock ................................................................. 24
2.3.8 Sơ đồ kết nối các bộ phận của hệ thống tưới tự động ....................... 26
2.3.9 Bảng mạch đồng ................................................................................ 26
2.3.10 Hệ thống tưới nước tự động .............................................................. 26
2.3.10.1 Bộ dụng cụ hệ thống tưới nước tự động ..................................... 26
2.3.10.2 Dụng cụ khác .............................................................................. 28
2.3.10.3 Quy trình lắp đặt và vận hành ..................................................... 28
Kế hoạch bài dạy .................................................................................... 30
Nguyễn Thị Minh Thảo Khoá luận tốt nghiệp
iv
2.4.1 Định hướng thiết kế bài dạy .............................................................. 30
2.4.2 Kế hoạch tổng thể.............................................................................. 30
Tiến trình dạy học .................................................................................. 36
2.5.1 Giáo án buổi 1 - Độ ẩm của đất và cây trồng .................................... 36
2.5.2 Giáo án buổi 2 - Máy bơm, Rơle và Arduino ................................... 44
2.5.3 Giáo án buổi 3 - Người kỹ sư nhí...................................................... 54
Kết luận chương 2 ............................................................................................... 63
Chương 3. Thực nghiệm sư phạm ................................................................. 64
Mục tiêu, đối tượng, thời gian và phương pháp thực nghiệm sư phạm
.................................................................................................................. 64
3.1.1 Mục tiêu ............................................................................................ 64
3.1.2 Đối tượng và thời gian ...................................................................... 64
3.1.3 Phương pháp thực nghiệm sư phạm .................................................. 64
Kế hoạch thực nghiệm sư phạm ........................................................... 64
Diễn biến và phân tích diễn biến quá trình thực nghiệm ................... 65
3.3.1 Diễn biến quá trình thực nghiệm ....................................................... 65
3.3.1.1 Diễn biến buổi 1 ......................................................................... 65
3.3.1.2 Diễn biến buổi 2 ......................................................................... 67
3.3.1.3 Diễn biến buổi 3 ......................................................................... 70
3.3.2 Phân tích diễn biến quá trình thực nghiệm ....................................... 73
3.3.2.1 Phân tích buổi 1 .......................................................................... 73
3.3.2.2 Phân tích buổi 2 .......................................................................... 73
3.3.2.3 Phân tích buổi 3 .......................................................................... 74
Đánh giá kết quả thực nghiệm .............................................................. 74
3.4.1 Ý kiến của HS ................................................................................... 74
3.4.2 Ý kiến của GV ................................................................................... 75
Kết luận chương 3 ............................................................................................... 78
Kết luận chung .................................................................................................... 79