Bộ thu nhận dữ liệu và các cảm biến là học cụ thực hành giúp học sinh trung học phổ thông đo trực tiếp các đại lượng bằng số liệu thay vì đọc kết quả có sẵn trong sách. Sản phẩm gồm bộ thu nhận dữ liệu kết nối với các cảm biến, đi kèm các cảm biến O2, CO2, pH, độ dẫn điện, nồng độ dung dịch, âm thanh, nhiệt độ, hiệu điện thế, dòng điện và chuyển động, phục vụ mục đích thực hành đo các đại lượng trong phòng học STEM.
Vì sao việc đo đạc trực tiếp quan trọng với tiết học STEM
Giáo dục lý thuyết suông khiến học sinh thuộc công thức nhưng không hình dung được đại lượng thật sự thay đổi như thế nào trong một thí nghiệm. Khi quan sát kim nhiệt kế hay ước lượng bằng mắt, số liệu chỉ là một giá trị thoáng qua, học sinh không có cách nào lưu lại, so sánh giữa các lần đo hay vẽ biểu đồ để nhận ra quy luật.
Khi được đặt vào vai người đo lường, học sinh phải tự chọn cảm biến, kết nối với bộ thu nhận, đọc giá trị và giải thích kết quả. Chính khoảnh khắc đó biến một bài tập sách giáo khoa thành một hoạt động kỹ thuật: số liệu trở thành bằng chứng, và học sinh phải bảo vệ kết luận của mình bằng dữ liệu thu được.
Giới thiệu chi tiết Bộ thu nhận dữ liệu và các cảm biến
Bộ sản phẩm gồm hai thành phần bổ trợ cho nhau: bộ thu nhận dữ liệu đóng vai trò trung tâm ghi nhận tín hiệu, còn các cảm biến là đầu dò tiếp xúc trực tiếp với đại lượng cần đo. Danh mục cảm biến đi kèm bao gồm cảm biến oxy O2, khí carbonic CO2, pH, độ dẫn điện, nồng độ dung dịch, âm thanh, nhiệt độ, hiệu điện thế, dòng điện và chuyển động, phủ đủ nhóm đại lượng hóa học, vật lý mà học sinh gặp trong chương trình thực hành. Với đơn vị tính là Bộ và số lượng 02, phòng học STEM có thể bố trí hai nhóm đo cùng lúc, hoặc dự phòng một bộ khi bộ còn lại đang được sử dụng.
Tích hợp các yếu tố STEM trong sản phẩm
Khoa học (Science)
Học sinh kiểm chứng trực tiếp các khái niệm đã học: nồng độ ion trong dung dịch qua cảm biến pH và độ dẫn điện, thành phần khí trong không gian đo qua cảm biến O2 và CO2, bản chất của âm thanh qua cảm biến âm thanh, rồi đại lượng nhiệt, hiệu điện thế, dòng điện và chuyển động trong các thí nghiệm vật lý. Mỗi giá trị thu được là một bằng chứng khoa học có thể lặp lại được.
Công nghệ (Technology)
Bộ thu nhận dữ liệu là công cụ chuyển đổi tín hiệu analog từ cảm biến thành số liệu hiển thị, cho phép học sinh quan sát giá trị thay đổi theo thời gian thay vì đọc một con số đơn lẻ. Công nghệ số này chính là bước nâng cấp từ dụng cụ cơ khí truyền thống, đưa phòng học STEM đến gần hơn với môi trường đo lường của nghiên cứu thực tế.
Kỹ thuật (Engineering)
Học sinh làm theo quy trình kỹ thuật của một kỹ sư đo lường: xác định đại lượng cần đo, chọn cảm biến phù hợp, kết nối cảm biến với bộ thu nhận, kiểm tra tín hiệu ổn định, lấy số liệu rồi tháo dỡ và cất dụng cụ. Khi kết quả bất thường, các em phải lần theo chuỗi kết nối và đầu dò để phát hiện lỗi, chính là vòng lặp thiết kế, thử nghiệm, cải tiến.
Toán học (Math)
Số liệu thu được phục vụ trực tiếp cho việc tính toán và tối ưu hóa: tính trung bình nhiều lần đo để giảm sai số, vẽ biểu đồ thay đổi của pH hay nhiệt độ theo thời gian, so sánh độ dẫn điện giữa các mẫu dung dịch, đối chiếu hiệu điện thế với dòng điện. Những phép tính này giúp học sinh rèn tư duy định lượng và kỹ năng xử lý số liệu.
Tính năng nổi bật của bộ thiết bị thí nghiệm STEM này
- Bộ thu nhận dữ liệu kết nối với các cảm biến, ghi nhận số liệu đo trực tiếp trong giờ học.
- Danh mục cảm biến đa dạng: O2, CO2, pH, độ dẫn điện, nồng độ dung dịch, âm thanh.
- Cảm biến nhiệt độ, hiệu điện thế, dòng điện và chuyển động phục vụ thí nghiệm vật lý.
- Thực hành đo các đại lượng theo nhóm, phù hợp với hoạt động khám phá và thực nghiệm khoa học.
- Mỗi phòng được trang bị 02 Bộ, bố trí được hai nhóm đo song song.
- Thiết bị thuộc nhóm khám phá, đo lường và thực nghiệm khoa học của phòng học STEM.
Đừng để phòng LAB STEM chỉ có dụng cụ quan sát đơn thuần. Một bộ cảm biến đúng chuẩn sẽ mở ra hàng loạt thí nghiệm định lượng mà trước đây học sinh chỉ được nghe giảng.
Hướng dẫn tổ chức hoạt động thực hành với Bộ thu nhận dữ liệu và các cảm biến
- Đặt vấn đề: giáo viên nêu đại lượng cần đo, chẳng hạn pH của một mẫu dung dịch hay mức CO2 trong không gian phòng học.
- Chuẩn bị thiết bị: kiểm tra bộ thu nhận dữ liệu, chọn cảm biến phù hợp với đại lượng và sắp xếp dụng cụ tại bàn nhóm.
- Kết nối và kiểm tra: kết nối cảm biến với bộ thu nhận, quan sát giá trị hiển thị để chắc chắn tín hiệu ổn định trước khi lấy số liệu.
- Đo và ghi nhận: mỗi nhóm thực hiện đo nhiều lần, ghi lại số liệu vào phiếu thu nhận dữ liệu của nhóm.
- Phân tích và trình bày: tính toán, vẽ biểu đồ, đối chiếu kết quả giữa các nhóm và rút ra kết luận khoa học cho tiết học.
Đối tượng sử dụng phù hợp
Sản phẩm phù hợp với trường trung học phổ thông, phòng học và phòng LAB STEM, giáo viên tổ chức hoạt động đo lường và thực nghiệm khoa học, học sinh thực hiện bài thí nghiệm theo nhóm, phụ huynh hướng dẫn con nghiên cứu khoa học tại nhà, cũng như các câu lạc bộ khoa học cần trang bị dụng cụ đo cho dự án của mình.
Ưu thế vượt trội so với dụng cụ quan sát đơn thuần
Khác với dụng cụ chỉ cho kết quả định tính hay một giá trị đọc nhanh, Bộ thu nhận dữ liệu và các cảm biến mang lại số liệu định lượng, có thể lưu lại và so sánh giữa nhiều lần đo. Học sinh không còn dừng lại ở mức ghi nhớ công thức mà phải giải thích vì sao đại lượng thay đổi, qua đó phát triển năng lực tìm tòi, khám phá và tư duy khoa học đúng nghĩa.
Câu hỏi thường gặp
Bộ sản phẩm dùng để đo những đại lượng nào?
Sản phẩm dùng để thực hành đo các đại lượng với các cảm biến O2, CO2, pH, độ dẫn điện, nồng độ dung dịch, âm thanh, nhiệt độ, hiệu điện thế, dòng điện và chuyển động, kết nối với bộ thu nhận dữ liệu.
Cách bảo quản bộ thu nhận dữ liệu và cảm biến?
Cất cảm biến và bộ thu nhận ở nơi khô ráo, tránh va đập và ẩm ướt; sau mỗi tiết học kiểm tra lại toàn bộ đầu dò và dây kết nối trước khi cất vào hộp dụng cụ của nhóm.
Lưu ý an toàn nào cần tuân thủ khi làm thí nghiệm?
Không nhúng phần điện của bộ thu nhận vào dung dịch; đặt thiết bị trên mặt bàn ổn định; đọc hướng dẫn của cảm biến trước khi đo và chỉ đo trong phạm vi đại lượng mà cảm biến đó phục vụ.
Số lượng bộ bố trí cho một phòng học là bao nhiêu?
Theo danh mục đầu vào, sản phẩm tính theo đơn vị Bộ với số lượng 02, thuộc nhóm thiết bị khám phá, đo lường và thực nghiệm khoa học.
Kết luận
Bộ thu nhận dữ liệu và các cảm biến biến phòng học STEM thành một phòng đo lường thực sự, nơi học sinh tạo ra số liệu của chính mình. Hãy trang bị ngay để mỗi tiết học thực hành đều kết thúc bằng một biểu đồ, một kết luận và một bài học khoa học được kiểm chứng bằng dữ liệu.
Bảng tổng kết thông số kỹ thuật
| Hạng mục | Thông số |
|---|---|
| Thành phần chính | Bộ thu nhận dữ liệu kết nối với các cảm biến; bộ cảm biến kèm theo |
| Danh mục cảm biến | O2, CO2, pH, độ dẫn điện, nồng độ dung dịch, âm thanh, nhiệt độ, hiệu điện thế, dòng điện, chuyển động |
| Mục đích sử dụng | Thực hành đo các đại lượng |
| Đơn vị tính | Bộ |
| Số lượng | 02 |
| Phân nhóm | Thiết Bị Chuyên Dùng Phòng Học STEM; Nhóm thiết bị khám phá, đo lường và thực nghiệm khoa học |
| Cấp học | Trung học phổ thông |
Mô tả từ nhà sản xuất (Weeemake)
Bộ dụng cụ học tập IoT Weeemake là một bộ dụng cụ giáo dục STEAM nâng cao để tìm hiểu về Internet vạn vật (IoT).Mục đích là giúp học sinh có được kinh nghiệm thực hành trong việc tạo ra các dự án nhà thông minh và nông trại thông minh mô phỏng với công nghệ IoT kỳ diệu. Bộtài liệu gồm 14 chương với hướng dẫn từng bước để học IoT. Nhiều cảm biến và nền tảng giúp dạy lập trình phần cứng, thiết lập máy chủ IoT và lập trình ứng dụng từ cơ bản đến nâng cao.
Đánh giá
Chưa có đánh giá nào.