STEM là gì

STEM là gì

I) Nền tảng

Dựa trên sự kết hợp giữa các mảng,khoa học,kỹ thuật,toán,vật lý và công nghệ. Đây là một hoạt động ngoại khóa dựa trên nhu cầu tìm hiểu của học sinh với các môn khoa học và các ngành kỹ thuật. Kết hợp giữa kiến thức nền tảng là các môn khoa học phổ thông được dạy ở trường,tiến tới ứng dụng kiến thức đó vào thực tế qua việc giải quyết các vấn đề kỹ thuật thường thấy trong cuộc sống. Ngoài ra có thể kết hợp việc phổ biến các kiến thức về lập trình,điện tử hay cơ khí ở dạng căn bản.

II) Khái niệm

STEM là kết hợp của 3 khái niệm trong 3 từ Sience (khoa học), Tegnology ( công nghệ),  Math (toán học). Trên cơ sở thực hành các mạch điện tử cơ bản và mô hình robot được lắp ráp từ các bộ Kit.

Qua từng mạch điện và từng loại robot kết hợp với các loại sensor cụ thể,ta sẽ rèn luyện cho học sinh các kiến thức về cơ học và điện đã được học trong môn học vật lý

III) Giới thiệu

1. STEM về cơ học

Giới thiệu các bộ truyền động servo,step motor,bánh xích,… kết hợp các kiến thức về các loại máy cơ đơn giản như đòn bẩy,bánh xe,trục,ròng rọc,…. Từ đó ta xây dựng mô hình hệ truyền động từ các máy cơ đơn giản như moment được truyền qua bánh rang,dẫn động cho các bộ phận cơ khí. Từ đó tính toán lực tác động lên hệ cân bằng đối với các hệ chuyển động tịnh tiến và moment cùng vận tốc gốc đối với các chuyển động quay

2. STEM về lập trình

Giới thiệu các cấu trúc cơ bản và cách lập trình bằng các loại ngôn ngữ lập trình nhúng phổ biến và dễ sử dụng khi tích hợp với phần cứng là các loại vi điều khiểncụ thể ARDUINO IDE của board ARDUINO.

Qua đây sẽ giới thiệu cho học sinh một số chương trình cơ bản điều khiển led,led 7 đoạn hiển thị số hay LCD hiển thị số,chữ (trong điều kiện phần cứng là mạch và các thiết bị được chuẩn bị sẵn) ,qua đó hướng dẫn các hàm và lệnh thường dùng trong ngôn ngữ lập trình Arduino IDE. Khơi dậy cho học sinh tư duy lập trình,để có thể tự thực hiện các ứng dụng và dự án riêng của mình

3. STEM về điện tử

Kết hợp với các kiến thức về mạch điện cơ bản đã được học ở môn vật lý trong trường phổ thông,sau đó giới thiệu cho học sinh các loại linh kiện điện tử cơ bản như điện trở,tụ,thạch anh. Qua đó,cho học sinh làm quen và có thể hiểu nguyên lý của các mạch điện tử điều khiển cơ bản cùng một số loại IC

4. STEM về robot

Đây là thành phần chính trong chương trình đào tạo,qua việc kết hơp các kiến thức cơ bản đã được học ở các phần trước.

Giới thiệu cho học sinh các loại robot phổ biến và ứng dụng của chúng vào trong đời sống. Từ phần lý thuyết về cơ học trên,học sinh sẽ được giảng về ứng dụng của chúng trong chuyển động của  robot cụ thể có các khớp tay,hay các xe robot dò line,tránh vật cản,… Ngoài ra,học sinh cũng được giảng về nguyên lý cơ bản của các mạch điều khiển có trong mô hình như mạch driver chong động cơ của xe dò line,mạch trong các modul như modul Bluetooth,RF,hồng ngoại,relay,…cùng với  vài linh kiện cụ thể. Học sinh còn được học về các loại cảm biến và nguyên lý hoạt động của chúng dựa trên tín hiệu gì,số hay tương tự,kết hợp với kiến thức đã học về toán và lý (nếu là học sinh cấp 3) sẽ được giải thích thế nào là tín hiệu tương tự,tín hiệu số,dạng sóng của các loại tín hiệu đó, học sinh cũng sẽ học được cách kết nối cảm biến và vi điều khiển cũng như các linh kiện khác để có thể đọc hay chuyển đổi tín hiệu số sang tương tự hay ngược lại,đọc tín hiệu,cụ thể ở đây là đọc mã tín hiệu trên Serial Monitor hay dạng sóng tín hiệu Serial Plotter của Arduino IDE.

Từ các chỉ dẫn ban đầu về lệnh cũng như các hàm cơ bản,học sinh sẽ có thể tự mô hình hóa và lập trình cho chuyển động của robot hay các xe robot

Cuối cùng là phần quan trọng nhất chính là phần lắp ráp robot. Những chi tiết có liên quan đến phần cứng hay cơ khí sẽ được chia thành từng modul cụ thể có tích hợp sẵn các mạch điếu khiển hay bảo vệ. Phần cơ khí sẽ được học sinh dựng lên qua chỉ dẫn từ các bộ KIT theo hướng dẫn,bộ KIT sẽ bao gồm hầu như toàn bộ các chi tiết cả điện và cơ khí.

Ngoài ra,trong suốt khóa học,học sinh còn có khả năng tham dự vào các cuộc thi về robot hay sáng tạo để có thể hoàn thiện và mở rộng được dự án của chính mình.

IV. Mục đích đào tạo

Xây dựng cho học sinh tư duy lập trình,các kiến thức cơ bản về kỹ thuật,ngoài ra,còn cụ thể hóa   kiến thức ở các môn tự nhiên bậc học phổ thông mà có liên quan đến kỹ thuật như toán và lý. Qua đó khơi gợi cho học sinh sự ham thích với các môn khoa học,các ngành kỹ thuật. Ngoài ra,còn tạo cơ hội định hướng nghề nghiệp cho học sinh ngay từ khi còn ngồi trên ghế nhà trường. STEM còn tạo ra một thế hệ nhân lực mang trong mình đam mê và nền tảng để xây dựng nền công nghiệp với trình độ cao trong xu thế cách mạng công nghệ 4.0. Môt thế hệ có thể thích ứng với các phương thức sản xuất hiện đại ở mọi ngành,nghề. Không chỉ thế,ở các bật học phổ thông, STEM đã khơi dậy cảm hứng học tập cho học sinh cùng với sự ham thích các môn học vốn rất đỗi nhàm chán