Luận văn Thạc sĩ Khoa học giáo dục: Tổ chức dạy học chương “Dòng điện trong các môi trường” theo quan điểm giáo dục STEM cho học sinh Trung học phổ thông miền núi

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM

PHÙNG THỊ MINH HUỆ

TỔ CHỨC DẠY HỌC CHƯƠNG “DÒNG ĐIỆN TRONG CÁC MÔI TRƯỜNG” THEO QUAN ĐIỂM GIÁO DỤC STEM CHO HỌC SINH TRUNG HỌC PHỔ THÔNGMIỀN NÚI

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC

THÁI NGUYÊN - 2019

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM

PHÙNG THỊ MINH HUỆ

TỔ CHỨC DẠY HỌC CHƯƠNG “DÒNG ĐIỆN TRONG CÁC MÔI TRƯỜNG” THEO QUAN ĐIỂM GIÁO DỤC STEM CHO HỌC SINH TRUNG HỌC PHỔ THÔNG MIỀN NÚI

Ngành: Lí luận và phương pháp dạy học bộ môn Vật lý

Mã số: 8140111

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC

Người hướng dẫn khoa học: TS. CAO TIẾN KHOA

THÁI NGUYÊN - 2019

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu, kết quả nghiên cứu trong luận văn là trung thực và chưa có ai công bố trong một công trình nào khác.

Thái Nguyên, tháng 8 năm 2019

Tác giả

Phùng Thị Minh Huệ

LỜI CẢM ƠN

Em xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu, Phòng Đào tạo sau đại học, Ban Chủ nhiệm khoa, quý Thầy, Cô giáo khoa Vật lý, trường Đại học Sư phạm - Đại học Thái Nguyên và quý Thầy, Cô giáo trực tiếp giảng dạy, giúp đỡ em trong suốt quá trình học tập.

Em xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu, quý Thầy, Cô giáo Vật lí trường THPT Định Hóa - Huyện Định Hóa - Tỉnh Thái Nguyên đã nhiệt tình giúp đỡ, trao đổi và tạo điều kiện thuận lợi cho em trong quá trình nghiên cứu và thực hiện đề tài.

Đặc biệt, em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới TS. Cao Tiến Khoa đã tận tình hướng dẫn và luôn luôn động viên giúp đỡ em trong quá trình nghiên cứu và hoàn chỉnh luậnvăn này.

Thái Nguyên, tháng 8 năm 2019

Tác giả

Phùng Thị Minh Huệ

MỤC LỤC

Lời cam đoan .................................................................................................................. i

Lời cảmơn ............................................................................................................ ii

Mục lục ............................................................................................................... iii

Danh mục các chữ viết tắt .................................................................................. iv

Danh mục các bảng .............................................................................................. v

Danh mục các hình ............................................................................................. vi

MỞ ĐẦU ....................................................................................................................... 1

1. Lí do chọn đề tài ........................................................................................................ 1

2. Mục tiêu nghiên cứu .................................................................................................. 2

3. Khách thể và đối tượng nghiên cứu ........................................................................... 2

4. Giả thuyết khoa học ................................................................................................... 2

5. Nhiệm vụ nghiên cứu ................................................................................................. 2

6. Phạm vi nghiên cứu ................................................................................................... 3

7. Phương pháp nghiên cứu ........................................................................................... 3

8. Cấu trúc của luận văn................................................................................................. 4

Chương 1: CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN VỀ DẠY HỌC STEM THEO

HƯỚNG PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC CHO HỌC SINH......................................... 5

1.1. Lịch sử nghiên cứu vấn đề và các Khái niệm cơ bản ............................................. 5

1.1.1. Lịch sử nghiên cứu vấn đề ................................................................................... 5

1.1.2. Trên thế giới ......................................................................................................... 6

1.1.3. Ở Việt Nam .......................................................................................................... 7

1.2. Các khái niệm ....................................................................................................... 11

1.2.1. Giáo dục STEM trong dạy học .......................................................................... 11

1.2.2. Phát triển năng lực vận dụng kiến thức vào thực tiễn ....................................... 18

KẾT LUẬN CHƯƠNG 1 ............................................................................................ 25

Chương 2: THIẾT KẾ KẾ HOẠCH DẠY HỌC PHẦN “DÒNG ĐIỆN TRONG

CÁCMÔI TRƯỜNG” VẬT LÍ LỚP 11 - CHƯƠNG TRÌNH CƠ BẢN ..................... 26

iii

2.1. Phân tích phần “Dòng điện trong các môi trường” Vật lí 11hiện hành ................ 26

2.1.1. Phân phối chương trình hiện hành chương III: “Dòng điện trong các môi

trường” - vật lý 11- cơ bản (theo Phân phối chương trình của sở giáo dục và đào

tạo Thái Nguyên) ......................................................................................................... 26

2.1.2. Cấu trúc nội dung chương “Dòng điện trong các môi trường” ......................... 26

2.2. Thực trạng trong dạy và học chương “dòng điện trong các môi trường” ở một

số trường THPT miền núi tỉnh Thái Nguyên ............................................................... 28

2.3. Mối quan hệ giữa mục tiêu, chương trình, nội dung phần “Dòng điện trong các môi

trường” Vật lý 11- cơ bản với quan điểm, mục tiêu, nội dunggiáo dục STEM ................. 32

2.4. Đề xuất xây dựng nội dung học tập một số kiến thức phần “Dòng điện trong

các môi trường” Vật lý 11 - cơ bản theo định hướng giáo dục STEM ........................ 33

2.5. Đề xuất tiến trình dạy học kiến thức phần “Dòng điện trong các môi trường”

Vật lí 11 với chủ đề: “Khảo sát dòng dòng điện trong chất điện phân.Chế tạo sản

phẩm mạ điện” ............................................................................................................. 36

2.5.1. Phân phối thời gian cho các nội dung kiến thức của chủ đề .............................. 38

2.5.2. Chuẩn bị ............................................................................................................. 40

2.5.3. Tiến hành hoạt động .......................................................................................... 42

2.5.4. Dự kiến sự hướng dẫn cụ thể của giáo viên cho học sinh khi các em gặp khó

khăn trong quá trình thực hiện nhiệm vụ như sau ....................................................... 46

2.6. Đánh giá năng lực giải quyết vấn đề của HS ........................................................ 48

2.6.1. Đánh giá định tính và đánh giá định lượng ....................................................... 48

2.6.2. Đề kiểm tra năng lực giải quyết vấn đề ............................................................. 55

KẾT LUẬN CHƯƠNG 2 ............................................................................................ 56

Chương 3: THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM ................................................................. 57

3.1. Mục đích và nhiệm vụ của thực nghiệm sư phạm ................................................ 57

3.1.1. Mục đích thực nghiệm sư phạm ........................................................................ 57

3.1.2. Nhiệm vụ ............................................................................................................ 57

3.2. Đối tượng và nội dung thực nghiệm sư phạm ...................................................... 58

3.2.1. Đối tượng ........................................................................................................... 58

3.2.2. Nội dung ............................................................................................................ 58

3.3. Phương pháp thực nghiệm sư phạm ..................................................................... 58

3.3.1. Chọn mẫu thực nghiệm sư phạm ....................................................................... 58

3.3.2. Các bước tiến hành thực nghiệm ....................................................................... 59

3.4. Đánh giá thực nghiệm sư phạm ............................................................................ 59

3.4.1. Phương pháp đánh giá kết quả thực nghiệm sư phạm ....................................... 59

3.4.2. Kết quả, xử lí kết quả thực nghiệm sư phạm ..................................................... 60

3.5. Đánh giá chung về thực nghiệm sư phạm............................................................. 74

KẾT LUẬN CHƯƠNG 3 ............................................................................................ 75

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ................................................................................... 77

TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................................... 79

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

Viết đầy đủ Viết tắt

Giáo dục phổ thông GDPT

Giáo viên GV

Học sinh HS

NLVDKT Năng lực vận dụng kiến thức

Phương pháp dạy học PPDH

Trung học phổ thông THPT

Thực nghiệm PPDH TN

Thực nghiệm sư phạm TNSP

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 1.1. Rubric - Bảng đánh giá NLVDKT vào thực tiễn ................................... 21

Bảng 2.1. Tiêu chí đánh giá năng lực giải quyết vấn đề trong hoạt động DHTN:

“Khảo sát dòng điện trong chất điện phân.Chế tạo sản phẩm mạ điện”

................................................................................................................ 50

Bảng 2.2. Tiêu chí đánh giá chủ đề : Khảo sát cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của

mạ điện.Chế tạo thí nghiệm mạ điện và sản phẩm mạ điện ....................... 53

Bảng 3.1. Bảng kiềm đánh giá nhóm học sinh của giáo viên ................................ 64

Bảng 3.2. Bảng điểm tổng hợp đánh giá năng lực của học sinh ............................ 65

Bảng 3.3. Bảng đánh giá năng lực VDKT vào thực tiễn của giáo viên ................. 67

Bảng 3.4. Bảng đánh giá quá trình hoạt động GQVĐ của học sinh dành cho GV .... 69

Bảng 3.5. Phiếu đánh giá nhóm học sinh của giáo viên ......................................... 71

Bảng 3.6. Tiêu chí đánh giá năng lực trong hoạt động DHTN của học sinh ......... 72

DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 1.1. Bảng tổng hợp kế hoạch giáo dục cấp trung học phổ thông ...................... 9

Hình 1.2. Quy trình thiết kế chủ đề giáo dục STEM ................................................ 14

Hình 1.3. Hoạt động giải quyết vấn đề ....................................................................... 16

Hình 1.4. Mô hình bốn thành phần NL ....................................................................... 19

Hình 3.1. Điểm TB bài kiểm tra với điểm TB các phiếu đánh giá ........................... 73

Hình 3.2. Điểm TB các phiếu đánh giá năng lực và điểm TB học tập ..................... 73

Hình 3.3. Điểm trung bình đánh giá năng lực của các nhóm ................................... 74

MỞ ĐẦU

1. Lí do chọn đề tài

Đổi mới và phát triểnsự nghiệp giáo dục của nước nhà luôn luôn là quan điểm

và mục tiêu xuyên suốt trong quá trình lãnh đạo các mạng của Đảng và Nhà nước ta.

Tại Hội nghị lần thứ 8, Ban chấp hành trung ương khóa XI đã đưa ra nghị quyết

(Nghị quyết số 29-NQ/TW) về đổi mới căn bản toàn diện giáo dục và dào tạo đáp

ứng yêu cầu công nghiệp hóa, hiện đại hóa trong điều kiện kinh tế thị trường định

hướng xã hội chủ nghĩa và hội nhập quốc tế. Trong đó có đề cập đến nâng cao chất

lượng giáo dục toàn diện, chú trọng giáo dục lí tưởng, truyền thống, đạo đức, lối

sống, năng lực và kĩ năng thực hành, vận dụng kiến thức và thực tiễn. Như vậy,

yêu cầu chất lượng giáo dục không phải chỉ có kiến thức mà còn phải hình thành

được phẩm chất, năng lực cho người học.

Cuộc cách mạng công nghiệp 4.0 đang diễn ra như vũ bão, thế giới loài

người đang chuyển mình trong dòng chảy của công nghệ, của trí tuệ nhân tạo và

vạn vật kết nối. Để chuẩn bị nguồn nhân lực cho tương lai rất gần chúng ta cần có

nền giáo dục thích ứng, một nền giáo dục mà sản phẩm của nó là những con người

biết sáng tạo và thích nghi chứ không phải là những con người công cụ.

Giáo dục STEM đang là tiêu điểm của quá trình giáo dục trong thời đại ngày

nay. Việc xây dựng chương trình giáo dục phổ thông mới đã mở ra một cơ hội để chúng

ta cải tổ nền giáo dục hướng tới tạo ra con người sáng tạo theo các mô hình này. Muốn

vậy chương trình giáo dục phổ thông cần có được những triết lí giáo dục, sự kế thừa những

thành công và ưu thế của chương trình cũ, định danh tên môn học phải mang tình phổ

thông, khoa học và chính xác, chương trình phải phù hợp với phương pháp và hình thức

dạy học hiện đại, gắn liền với các giá trị văn hóa Việt, đồng thời phải có các nhìn tổng thể

và logic với chuẩn kiến thức kĩ năng và sách giáo khoa.

Với chủ trương của Đảng, Nhà nước coi trọng ưu tiên đầu tư đào tạo bồi dưỡng

nâng cao chất lượng nguồn nhân lực của đồng bào dân tộc thiểu số để bảo đảm phát

triển bình đẳng, phát triển bền vững của cộng đồng các dân tộc.

Định Hóa là huyện miền núi nghèo của tỉnh Thái Nguyên, là địa phương có trình

độ học vấn thấp, nhận thức còn hạn chế, chủ yếu là thuần nông, gắn bó với nền kinh tế

chủ yếu là tự cung tự cấp. Đối tượng học sinh là lực lượng dân cư trẻ (trong độ tuổi lao

đông chiếm tỷ lệ cao), với mặt bằng chung của tỉnh Thái Nguyên chất lượng đào tạo

HS vẫn còn thấp do đời sống cư dân còn khó khăn, HS ở xa trường, đi qua vùng sạt lở

đất, qua cầu tràn nên việc đi lại của học sinh gặp không ít khó khăn đặc biệt là khi mưa

lũ, Nếu HS vùng núi được nâng cao tri thức sẽ góp phần xóa đói, giảm nghèo bền vững.

Để góp phần tìm giải pháp nâng cao chất lượng giáo dục cho học sinh dân tộc

thiểu số tại huyện Định Hóa - địa phương có trên 70% dân số là người dân tộc thiểu số,

tác giả đã chọn đề tài “Tổ chức dạy học chương “Dòng điện trong các môi trường”

theo quan điểm giáo dục STEM cho học sinh trung học phổ thông miền núi” làm

Đề tài luận văn thạc sĩ của mình.

2. Mục tiêu nghiên cứu

Trên cơ sở nghiên cứu lý luận về phát triển chương trình môn họcvật lí, vận

dụng quan điểm giáo dục STEM vào dạy học vật lí lớp 11 phần ”Dòng điện trong các

môi trường” nhằm phát triển năng lực vận dụng kiến thức vào thực tiễn của học sinh

miền núi, từ đó áp dụng dạy học theo quan điểm STEM phù hợp với trình độ HS và

góp phần nâng cao chất lượng giáo dục môn Vật lý tại trường THPT Định Hóa.

3. Khách thể và đối tượng nghiên cứu

3.1. Khách thể nghiên cứu

Quan điểm của giáo dục STEM trong dạy học

3.2. Đối tượng nghiên cứu

Áp dụng các quan điểm của giáo dục STEM cho Học sinh tại một trường THPT

miền núi tại huyện Định Hóa, tỉnh Thái Nguyên nhằm phát triển năng lực vận dụng

kiến thức vào thực tiễn

4. Giả thuyết khoa học

Nếu vận dụng quan điểm giáo dục STEM trong thiết kế và tổ chức dạy học

chương “Dòng điện trong các môi trường”,thì sẽ phát triển năng lực vận dụng kiến thức

vào thực tiễn của học sinh miền núi.

5. Nhiệm vụ nghiên cứu

5.1. Nghiên cứu chương trình giáo dục phổ thông; chương trình môn học vật lí;

nghiên cứu lý thuyết về giáo dục STEM.

5.2. Khảo sát thực trạng hoạt động dạy và học bộ môn vật lí tại một số trường

THPT miền núi trên địa bàn tỉnh Thái Nguyên.

5.3. Căn cứ vào chương trình môn vật lí hiện hành, chương trình môn học vật

lí2018, thiết kế kế hoạch dạy học trong môn học vật lí lớp 11 theo quan điểm giáo dục

STEM như sau:

+ Đề xuất cấu trúc nội dung chương trình (phân chia thành các mô đun kiến thức)

+ Phân phối thời gian, thời lượng theo đối tượng học sinh THPT miền núi

+ Đề xuất các phương tiện dạy học, học liệu, các kiến thức định hướng vận dụng

vào thực tiễn cho đối tượng THPT miền núi

5.4. Thực nghiệm sư phạm để đánh giá tính khả thi của đề tài

6. Phạm vi nghiên cứu

6.1. Giới hạn đối tượng nghiên cứu

Đề tài tập trung nghiên cứu và đề xuất các biện pháp vận dụng quan điểm giáo

dục STEM vào dạy học vật lí trong chương trình vật lí lớp 11 (hiện hành) phần “Dòng

điện trong các môi trường” nhằm giúp học sinh vận dụng kiến thức vật lí vào thực tiễn.

6.2. Giới hạn khách thể khảo sát

Giáo viên bộ môn vật lí và học sinh lớp 11 một số trường THPT miền núi của

tỉnh Thái Nguyên.

7. Phương pháp nghiên cứu

7.1. Nhóm phương pháp nghiên cứu lý luận

+ Nghiên cứu văn kiện của Đảng, chỉ thị của Bộ giáo dục và Đào tạo.

+ Nghiên cứu các tài liệu về phương pháp dạy học Vật lí và giáo dục học,

chương trình, nội dung sách giáo khoa, sách giáo viên, sách bài tập Vật lí…

+ Nghiên cứu cơ sở lí luận của dạy học STEM trong dạy học Vật lí ở trường

phổ thông

+ Nghiên cứu cơ sở lí luận về việc thiết kế, chế tạo và sử dụng các dụng cụ thí

nghiệm đơn giản.

7.2. Nhóm phương pháp nghiên cứu thực tiễn

7.2.1. Phương pháp điều tra giáo dục

Sử dụng các bảng hỏi dành cho giáo viên, học sinh để thu thập thông tin về thực

trạng dạy và học môn vật lí tại trường THPT miền núi

7.2.2. Phương pháp phỏng vấn

Phỏng vấn trực tiếp các giáo viên về đổi mới chương trình Giáo dục phổ thông

tổng thể nói chung và chương trình giáo dục môn vật lí nói riêng tại trường THPT Định

Hóa

7.2.3.Phương pháp chuyên gia

Thu thập ý kiến đánh giá của giáo viên để khảo nghiệm tính cần thiết, khả thi của

các biện pháp đề tài đề xuất.

7.2.4. Phương pháp thực nghiệm sư phạm

Thực nghiệm sư phạm để đánh giá tính khả thi và hiệu quả của của quy trình tổ

chức dạy học STEM đã thiết kế đối với việc phát triểnnăng lực giải quyết vấn đề của

học sinh bao gồm nội dung, hình thức tổ chức dạy học STEM về phần “Dòng điện

trong các môi trường”.

7.3. Phương pháp thống kê toán học

Sử dụng phương pháp thống kê để xử lí số liệu, đánh giá và trình bày kết quả

nghiên cứu.

8. Cấu trúc của luận văn

Ngoài danh mục ký hiệu, chữ viết tắt, phần mở đầu, kết luận và khuyến nghị, phụ

lục, tài liệu tham khảo, danh mục công trình khoa học liên quan đến luận văn của tác giả,

luận văn được trình bày trong 3 chương:

Chương 1: Cơ sở lý luận và thực tiễn về dạy học STEM theo hướng phát triển

năng lực

Chương 2: Thiết kế kế hoạch dạy học phần “Dòng điện trong các môi trường”

vật lí lớp 11- chương trình cơ bản theo quan điểm STEM

Chương 3: Thực nghiệm sư phạm

Chương 1 CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN VỀ DẠY HỌC STEM THEO HƯỚNG PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC CHO HỌC SINH

1.1. Lịch sử nghiên cứu vấn đề và các Khái niệm cơ bản

1.1.1. Lịch sử nghiên cứu vấn đề

Nếu như Cách mạng công nghiệp đầu tiên (năm 1784) sử dụng năng lượng nước

và hơi nước để cơ giới hóa sản xuất; cuộc Cách mạng công nghiệp lần thứ 2(năm 1870):

Máy nổ- Động cơ đốt trong diễn ra nhờ ứng dụng điện năng để sản xuất hàng loạt; cuộc

Cách mạng công nghiệp lần thứ 3 (năm 1969): sử dụng điện tử và CNTT để tự động hóa

sản xuất; thì bây giờ cuộc Cách mạng công nghiệp lần thứ 4 (năm 2013): Máy nghĩ - Trí

tuệ nhân tạo - Tự động hóa quá trình sản xuất vật chất: là sự kết hợp các công nghệ lại với

nhau, làm mờ ranh giới giữa vật lí, sinh học và kỹ thuật số.

Cùng với sự phát triển của xã hội, để từng bước hòa nhập với thế giới, Giáo dục

Việt Nam, hơn lúc nào hết, việc đổi mới phương pháp dạy học theo định hướng phát

triển năng lực là rất quan trọng và cần thiết trong giai đoạn hiện nay. Năm học 2018 -

2019, ngành Giáo dục tiếp tục tập trung thực hiện Nghị quyết số 29-NQ/TW ngày

04/11/2013 của Ban Chấp hành Trung ương Đảng, Nghị quyết số 44/NQ-CP ngày

09/6/2014 của Chính phủ về đổi mới căn bản, toàn diện giáo dục và đào tạo; Nghị quyết

số 88/2014/QH13 ngày 28/11/2014 của Quốc hội khóa XIII, Nghị quyết số

51/2017/QH14 ngày 21/11/2017 của Quốc hội khóa XIV và Chỉ thị số 16/CT-TTg ngày

18/6/2018 của Thủ tướng Chính phủ về đổi mới chương trình, sách giáo khoa giáo dục

phổ thông; các Nghị quyết của Đảng, Quốc hội, Chính phủ và chỉ đạo của Thủ tướng

Chính phủ. Bộ trưởng Bộ Giáo dục và Đào tạo chỉ thị toàn ngành Giáo dục ưu tiên tập

trung thực hiện các nhóm nhiệm vụ chủ yếu trong năm học 2018 -2019, trong đó

có:“Giáo dục đại học tiếp tục đẩy mạnh thực hiện tự chủ, nâng cao chất lượng đào tạo

và nghiên cứu khoa học, hỗ trợ khởi nghiệp cho sinh viên; chuẩn hóa, tăng cường hội

nhập quốc tế và yêu cầu của cuộc cách mạng công nghiệp 4.0; tăng tỷ lệ sinh viên ra

trường có việc làm phù hợp với chuyên ngành đào tạo”. (Trích Chỉ thị: 2919/CT-

BGDĐT ngày 10 tháng 08 năm 2018 về nhiệm vụ chủ yếu của năm học 2018- 2019 của

ngành giáo dục).

Vấn đề lớn nhất của ngành giáo dục cần giải hiện nay là chuẩn bị nguồn nhân

lực cho tương lai, đặc biệt cho cuộc cách mạng công nghiệp 4.0. Giáo dục STEM được

công nhận rộng rãi trên thế giới là hướng đi đúng đắn cho vấn đề này. Giáo dục STEM

vận dụng phương pháp học tập chủ yếu dựa trên thực hành và các hoạt động trải nghiệm

sáng tạo. Các phương pháp giáo dục tiến bộ, linh hoạt nhất như Học qua dự án - chủ

đề, Học qua trò chơi và đặc biệt phương pháp học qua hành luôn được áp dụng triệt để

cho các môn học STEM[3].

Với học sinh phổ thông đặc biệt là học sinh vùng miền núi, việc theo học các

môn học theo quan điểm giáo dục STEM còn có ảnh hưởng tích cực tới khả năng lựa

chọn nghề nghiệp tương lai. Khi được học nhiều dạng kiến thức trong một thể tích

hợp, học sinh sẽ chủ động thích thú với việc học tập thay vì thái độ e ngại hoặc tránh

né một lĩnh vực nào đó, từ đó sẽ khuyến khích các em có định hướng tốt hơn khi chọn

chuyên ngành cho các bậc học cao hơn và sự chắc chắn cho cả sự nghiệp về sau.

1.1.2. Trên thế giới

Hiện nay trên thế giới, ở các quốc gia, các nhà khoa học đều nhận thức rõ vai

trò của giáo dục STEM. Điển hình như:

Tại Vương quốc Anh, mục tiêu giáo dục STEM là tạo ra nguồn nhân lực nghiên

cứu khoa học chất lượng cao.

Tại nướcMỹ, Tổng thống Barack Obama phát biểu tại Hội chợ Khoa học Nhà

Trắng hàng năm lần thứ ba, tháng 4 năm 2013: “Một trong những điều mà tôi tập trung

khilàm Tổng thống là làm thế nào chúng ta tạo ra một phương pháp tiếp cận toàn diện

cho khoa học, công nghệ, kỹ thuật và toán học (STEM)... Chúng ta cần phải ưu tiên

đào tạo đội ngũ giáo viên mới trong các lĩnh vực chủ đề này và để đảm bảo rằng tất

cả chúng ta là một quốc gia ngày càng dành cho các giáo viên sự tôn trọng cao hơn

mà họ xứng đáng. Theo thống kê ở Mỹ cho thấy từ năm 2004 đến năm 2014, việc làm

liên quan đến khoa học và kỹ thuật tăng 26%, gấp hai lần so với tốc độ tăng trưởng

trung bình của các ngành nghề khác. Trong khi đó, việc làm STEM có tốc độ tăng

trưởng gấp 4 lần so với tốc độ tăng trưởng trung bình của các ngành khác nếu tính từ

năm 1950 đến 2007.

Tại nước Úc, giáo dục STEM với mục tiêu là xây dựng kiến thức nền tảng của

quốc gia nhằm đáp ứng các vấn đề thách thức của việc phát triển nền kinh tế công

nghiệp thế kỉ 21.

Tháng 9/2013, Thủ tướng Malaysia ông Datuk Seri Najib Razak phát biểu:

“Malaysia dự kiến 60% trẻ em và thanh thiếu niên tham gia chương trình giáo dục về

khoa học, công nghệ, kỹ thuật và toán học (STEM) và sự nghiệp cho một tương lai tốt

đẹp hơn của đất nước. Najib cho biết trẻ em và thanh thiếu niên có thể bị cuốn hút bởi

khoa học thông qua một phương pháp giảng dạy và học tập thú vị hơn. Đó là hãy cho

họ tham gia vào các dự án thực tế và cung cấp cho họ một số dự án đầy thách thức để

tìm giải pháp so với cách tiếp cận từ trên xuống mà ông cảm thấy khá là nhàmchán”.

Mục tiêu giáo dục STEM ở các quốc gia tuy khác nhau nhưng đều có mục tiêu

chung là coi trong sự tác động đến người học. Có thể dễ nhận thấy giáo dục STEM như

là một giải pháp quan trọng trong cải cách giáo dục của các quốc gia nhằm hướng tới

phát triển con người nhằm đáp ứng các mục tiêu phát triển kinh tế, phát triển quốc gia

trong thời đại toàn cầu hóa [3].

1.1.3. Ở Việt Nam

1.1.3.1. Những thành tựu

Các hoạt động giáo dục STEM khác hiện đang duy trì tại một số trường và địa

phương như: Cuộc thi robot của các tổ chức Việt Nam và nước ngoài, Cuộc thi sáng

tạo khoa học kĩ thuật (Visef), Các cuộc thi khoa học kĩ thuật dành cho học sinh tiểu

học và trung học cơ sở của các nước như Hàn Quốc, Thái Lan đều có học sinh Việt

Nam tham gia trong những năm gần đây.

Có thể nói, các hoạt động STEM trong nhà trường hiện nay là khá phong phú,

song, các hoạt động đó tại các thành phố lớn hầu hết là các hoạt động xã hội hoá với

mức chi phí khá cao dành cho các học sinh có nhu cầu. Trong khi đó, mô hình tại các

trường khu vực nông thông là các hoạt động CLB do giáo viên nhà trường tự vận hành

dựa nguồn lực của trường cũng như sự ủng hộ của cộng đồng với các giải pháp giá rẻ

phù hợp với điều kiện địa phương.

Thực hiện Nghị quyết Đại hội Đảng lần thứ XI, đặc biệt là Nghị quyết Trung

ương số 29-NQ/TW ngày 04 tháng 11 năm 2013 về đổi mới căn bản, toàn diện giáo

dục và đào tạo, đáp ứng yêu cầu công nghiệp hoá, hiện đại hoá trong điều kiện kinh tế

thị trường định hướng xã hội chủ nghĩa và hội nhập quốc tế, giáo dục phổ thông trong

phạm vi cả nước đang thực hiện đổi mới đồng bộ các yếu tố: mục tiêu, nội dung,

phương pháp, hình thức tổ chức, thiết bị và đánh giá chất lượng giáo dục theo định

hướng phát triển năng lực và phẩm chất học sinh. Trong quá trình đổi mới đó, phương

thức giáo dục tích hợp Khoa học - Kĩ thuật - Công nghệ - Toán, gọi tắt là STEM, đã

được Bộ Giáo dục và Đào tạo chỉ đạo triển khai từ năm học 2014-2015 thông qua việc

chỉ đạo các cơ sở giáo dục xây dựng và thực hiện dạy học theo chủ đề tích hợp, liên

môn và tổ chức hoạt động nghiên cứu khoa học kĩ thuật dành cho học sinh trung học.

Nhằm cụ thể hóa hơn nữa phương thức giáo dục STEM trong giáo dục phổ thông, trong

năm học 2016-2017, Bộ Giáo dục và Đào tạo đã phối hợp với Hội đồng Anh triển khai

thí điểm giáo dục STEM ở một số trường trung học và đã thu được những kết quả tích

cực [3].

Từ năm 2011 đến nay, mặc dù thời gian triển khai Chương trình giáo dục

STEM tại Việt Nam chưa nhiều, tuy nhiên đã có những bước phát triển ban đầu hết sức

khả quan với trên hàng trăm ngàn lượt học sinh theo học tập trung tại các thành phố lớn như Hà Nội, Đà Nẵng, thành phố Hồ Chí Minh và một số tỉnh thành khác.

Cho đến nay đã có nhiều công trình nghiên cứu dạy học tích hợp, việc tổ chức

hoạt động dạy học STEM cho đối tượng HS phổ thông như:

Tích hợp giáo dục sử dụng năng lượng tiết kiệm hiệu quả trong dạy học vật lý

thông qua dạy học dự án / TS. Nguyễn Thị Nhị; TS. Mai Văn Lưu // Tạp chí Thiết bị

giáo dục. - 2015. -no. 124. -tr. 56-58. -ISSN. 1859-0810

Hướng tới dạy học toán ở trường phổ thông Việt Nam theo tiếp cận giáo dục

STEM / Phạm Đức Quang // Khoa học giáo dục. - 2017. -no. 141. -tr. 11-14. -ISSN.

0886-3862

Giáo dục stem ở Australia và bài học xây dựng nội dung giáo dục stem cho trẻ

em gái ở Việt Nam / Chu Cần Thơ // Khoa học giáo dục. - 2017. -no. 140. -tr. 111-115. -ISSN. 0886-3862

Lê Xuân Quang ở Australia 2015, “Giáo dục ở Australia và bài học xây dựng nội dung giáo dục stem cho trẻ em gái ở Việt Nam / Chu Cần Thơ “Giáo dục ở Australia

/2015, tr. 37-39;2016, “Xuân Quangở Australia dạy học môn Công nghệ theo định hướng giáo dục STEM”, Xuân Quangở Australia dạy học môn Công nghệ theo định hướng giáo dục STEM, 61 (6B), tr. 211-218; 2017, “Cơ sở Quang ở Australia dạy học môn Công nghệ theo định hướng giáo dục STEM”44/2017,tr 4 1.1.3.2.Vai trò của STEM trong chương trình giáo dục phổ thông mới

Trong Chương trình dự thảo giáo dục phổ thông tổng thể vừa được Ban Chỉ đạo

đổi mới chương trình sách giáo khoa giáo dục phổ thông thông qua ngày 28/12/2018,

đã định hướng giáo dục STEM. Các chuyên gia và ban soạn thảo chương trình đều

thống nhất: “Cùng với Toán học, Khoa học tự nhiên và Tin học, các môn học về công

nghệ góp phần thúc đẩy giáo dục STEM, một trong những xu hướng giáo dục đang

được coi trọng ở nhiều quốc gia trên thế giới.”, vìvậy:

1. Các môn học đều cần được chuyển đổi theo phương pháp STEM khi có thể,

đặc biệt là các môn học tựnhiên

2. Các môn Tin học, Công nghệ mang nhiều nồng độ STEMnhất.

3. Giáo dục STEM cũng được khuyến khích đưa vào các giờ học trải nghiệm

sángtạo

Hình 1.1. Bảng tổng hợp kế hoạch giáo dục cấp trung học phổ thông

Mô hình giáo dục STEM ngoài trang bị cho người học những kiến thức và kỹ

năng lồng ghép liên quan đến các lĩnh vực khoa học, công nghệ, kỹ thuật và toán học,

còn giúp người học không chỉ hiểu biết về nguyên lý mà còn có thể áp dụng để thực

hành và tạo ra được những sản phẩm trong cuộc sống hằng ngày. Theo PGS.TS Lê Huy

Hoàng, thành viên Ban Phát triển Chương trình giáo dục phổ thông Tổng thể, Chủ biên

chương trình môn Công nghệ cho biết, mục tiêu xây dựng chương trình giáo dục Công

nghệ là theo định hướng STEM. Theo đó, sẽ dự kiến xây dựng các chủ đề STEM trong:

Mạch Thủ công kỹ thuật (Tiểu học); Mạch Thiết kế kỹ thuật (THCS); Mô đun tự chọn

(lớp 9); Mạch Thiết kế và công nghệ (THPT); Cụm chuyên đề học tập tích hợp (THPT).

Vì trong dự thảo chương trình giáo dục phổ thông tổng thể, giáo dục STEM đã

được chú trọng thông qua các biểu hiện: Chương trình giáo dục phổ thông mới có đầy

đủ các môn học STEM. Đó là các môn Toán học; Khoa học tự nhiên; Công nghệ; Tin

học.Vị trí, vai trò của giáo dục tin học và giáo dục công nghệ trong chương trình giáo

dục phổ thông mới đã được nâng cao rõ rệt. Điều này không chỉ thể hiện rõ tư tưởng

giáo dục STEM mà còn là sự điều chỉnh kịp thời của giáo dục phổ thông trước cuộc

cách mạng công nghiệp 4.0.

Cũng theo PGS. Hoàng, dự kiến các chủ đề STEM trong chương trình môn học

tích hợp ở giai đoạn giáo dục cơ bản như các môn Tự nhiên và Xã hội, Khoa học, Tin

học và Công nghệ (ở tiểu học), môn Khoa học tự nhiên (ở trung học cơ sở); Định hướng

đổi mới phương pháp giáo dục nêu trong chương trình giáo dục phổ thông tổng thể phù

hợp với giáo dục STEM ở cấp độ dạy học tích hợp theo chủ đề liên môn, vận dụng kiến

thức liên môn giải quyết các vấn đề thực tiễn...

Còn theo GS. TSKH Đỗ Đức Thái - thành viên Ban Phát triển Chương trình

giáo dục tổng thể, Chủ biên CT môn Toán cho biết, khi áp dụng STEM, chúng ta được

nhiều thứ. Thứ nhất, giáo dục STEM là phương thức giáo dục tích hợp theo cách tiếp

cận liên môn (interdisciplinary) và thông qua thực hành, ứng dụng. Tiếp đến, giáo dục

STEM đề cao đến việc hình thành và phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho người

học.

Trong mỗi bài học theo chủ đề STEM, học sinh được đặt trước một tình huống

có vấn đề thực tiễn cần giải quyết liên quan đến các kiến thức khoa học. Để giải quyết

vấn đề đó, học sinh phải tìm tòi, nghiên cứu những kiến thức thuộc các môn học có liên

quan đến vấn đề (qua sách giáo khoa, học liệu, thiết bị thí nghiệm, thiết bị công nghệ)

và sử dụng chúng để giải quyết vấn đề đặt ra.

Thứ nữa, giáo dục STEM đề cao phong cách học tập sáng tạo. Đặt người học vào

vai trò của một nhà phát minh, người học sẽ phải hiểu thực chất của các kiến thức được

trang bị; phải biết cách mở rộng kiến thức; phải biết cách sửa chữa, chế biến lại chúng cho

phù hợp với tình huống có vấn đề mà người học đang phải giải quyết… [31].

- Chủ trương của Đảng, Nhà nước coi trọng ưu tiên đầu tư đào tạo bồi dưỡng nâng

cao chất lượng nguồn nhân lực của đồng bào dân tộc thiểu số để bảo đảm phát triển

bình đẳng, phát triển bền vững của cộng đồng các dân tộc.

Tại Định Hóa, việc đào tạo, bồi dưỡng kiến thức cho HS người dân tộc thiểu số

trên địa bàn huyện đã đạt được những kết quả nhất định, đó là: chất lượng học cơ bản

đạt yêu cầu theo quy định. Tuy nhiên, tình trạng HS thiếu thông tin, thiếu định hướng

nghề nghiệp để đào tạo chưa phù hợp, vì HS hầu hết còn thiếu một số năng lực để hòa

kịp với xu thế, trong đó có năng lực VDKT vào thực tiễn.

1.2. Các khái niệm

1.2.1. Giáo dục STEM trong dạy học

1.2.1.1. Khái niệm về dạy học STEM

Thuật ngữ STEM

STEM là viết tắt của các từ Science (khoa học), Technology (công nghệ),

Engineering (kỹ thuật) và Math (toán học). Giáo dục STEM về bản chất được hiểu là

trang bị cho người học những kiến thức và kỹ năng cần thiết liên quan đến các lĩnh vực

khoa học, công nghệ, kỹ thuật và toán học. Các kiến thức và kỹ năng này (gọi là kỹ

năng STEM) phải được tích hợp, lồng ghép và bổ trợ cho nhau giúp học sinh không

chỉ hiểu biết về nguyên lý mà còn có thể áp dụng để thực hành và tạo ra được những

sản phẩm trong cuộc sống hằng ngày.

Science (Khoa học): Gồm các kiến thức về Vật lý, Hóa học, Sinh học và Khoa

học trái đất nhằm giúp HS hiểu về thế giới tự nhiên và vận dụng kiến thức đó để giải

quyết các vấn đề khoa học trong cuộc sống hàng ngày.

Technology (Công nghệ): phát triển khả năng sử dụng, quản lý, hiểu và đánh

giá công nghệ của học sinh, tạo cơ hội để học sinh hiểu về cộng nghệ được phát triển

như thế nào, ảnh hưởng của cộng nghệ mới tới cuộc sống.

Engineering (Kỹ thuật): phát triển sự hiểu biết ở HS và cách công nghệ đang

phát triển thông qua quá trình thiết kế kỹ thuật, tạo cơ hội để tích hợp kiến thức của nhiều

môn học, giúp cho những khái niệm liên quan trở nên dễ hiểu. Kỹ thuật cũng cung cấp cho

HS những kỹ năng để vận dụng sáng tạo cơ sở Khoa học và Toán học trong quá trình thiết

kế các đối tượng, các hệ thống hay xây dựng các quy trình sản xuất.

Maths (Toán): là môn học nhằm phát triển ở HS khả năng phân tích, biện luận

và truyền đạt ý tưởng một cách hiệu quả thông qua việc tính toán, giải thích các giải

pháp giải quyết các vấn đề về toán học trong các tình huống đặt ra.

Giáo dục STEM

“Giáo dục STEM là một quan điểm dạy học theo tiếp cận liên ngành từ hai

trong các lĩnh vực Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học trở lên. Trong đó nội

dung học tập được gắn với thực tiễn, PPDH theo quan điểm dạy học định hướng hành

động” [11],[14].

1.2.1.2. Mục tiêu của dạy học STEM

STEM chính là tích hợp,rào cản lớn nhất trong giáo dục truyền thống là sự tách

rời giữa bốn lĩnh vực quan trọng: Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật, và Toán học. Sự

tách rời này sẽ tạo ra khoảng cách lớn giữa lĩnh hộikiến thức và thực hành thực tế, giữa

nhà trường và doanh nghiệp, chính vì vậy cần phải phối kết hợp giữa bốn lĩnh vực này.

- Phát triển các năng lực đặc thù của các môn học thuộc về STEM cho HS: Đó

là những kiến thức, kĩ năng liên quan đến các môn học Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật

và Toán học. Trong đó HS biết liên kết các kiến thức Khoa học, Toán học để giải quyết

các vấn đề thực tiễn. Biết sử dụng, quản lí và truy cập Công nghệ. HS biết về quy trình

thiết kế và chế tạo ra các sản phẩm.

- Phát triển các năng lực cốt lõi cho HS: Giáo dục STEM nhằm chuẩn bị cho

HS những cơ hội cũng như thách thức trong nền kinh tế cạnh tranh toàn cầu của thế kỉ

21. Bên cạnh những hiểu biết về các lĩnh vực Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật, Toán

học, HS sẽ được phát triển tư duy phê phán, khả năng hợp tác để thành công.

- Định hướng nghề nghiệp cho HS: Giáo dục STEM sẽ tạo cho HS có những

kiến thức, kĩ năng mang tính nền tảng cho việc học tập ở các bậc họccao hơn cũng như

cho nghề nghiệp trong tương lai của HS. Từ đó, góp phần xây dựng lực lượng lao động

có năng lực, phẩm chất tốt đặc biệt là lao động trong lĩnh vực STEM nhằm đáp ứng

mục tiêu xây dựng và phát triển đất nước[11].

1.2.1.3. Phân loại STEM

Việc phân loại STEM là cần thiết bởi đó là một trong những cơ sở cho việc lựa

chọn các hình thức tổ chức giáo dục STEM, phương pháp giáo dục STEM hay xây

dựng các chủ đề giáo dục STEM đảm bảo phù hợp với mụctiêu, điều kiện, bối cảnh

triển khai STEM khác nhau.

- Phân loại dựa trên các lĩnh vực STEM tham gia giải quyết vấn đề:

+ STEM đầy đủ: là loại hình STEM yêu cầu người học cần vận dụng kiến thức

của cả bốn lĩnh vực STEM để giải quyết vấn đề.

+ STEM khuyết: là loại hình STEM mà người học không phải vậndụng kiến

thức cả bốn lĩnh vực STEM để giải quyết vấn đề.

- Phân loại dựa trên phạm vi kiến thức để giải quyết vấn đề STEM:

+ STEM cơ bản: là loại hình STEM được xây dựng trên cơ sở kiến thức thuộc

phạm vi các môn học Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học trong chương trình

giáo dục phổ thông. Các sản phẩm STEM này thường đơn giản, chủ đề giáo dục STEM

bám sát nội dung sách giáo khoa và thường được xây dựng trên cơ sở các nội dung

thực hành, thí nghiệm trong chương trình giáo dục phổ thông.

+ STEM mở rộng: là loại hình STEM có những kiến thức nằm ngoài chương

trình và sách giáo khoa. Những kiến thức đó người học phải tự tìm hiểu và nghiên cứu.

Sản phẩm STEM của loại hình này có độ phức tạp cao hơn.

- Phân loại dựa vào mục đích dạy học:

+ STEM dạy kiến thức mới: là STEM được xây dựng trên cơ sở kết nối kiến

thức của nhiều môn học khác nhau mà HS chưa được học (hoặc được học một phần).

HS sẽ vừa giải quyết được vấn đề và vừa lĩnh hội được tri thức mới.

+ STEM vận dụng: là STEM được xây dựng trên cơ sở những kiến thức HS đã

được học. STEM dạng này sẽ bồi dưỡng cho HS năng lực vận dụng lí thuyết vào thực

tế. Kiến thức lí thuyết được củng cố và khắc sâu [11].

1.2.1.4. Các kỹ năng của dạy học STEM

Những kỹ năng STEM là tích hợp của 4 kỹ năng:

- Kỹ năng khoa học: Học sinh được trang bị những kiến thức về các khái niệm,

các nguyên lý, các định luật và các cơ sở lý thuyết của giáo dục khoa học. Mục tiêu

quan trọng nhất là thông qua giáo dục khoa học, học sinh có khả năng liên kết các kiến

thức này để thực hành và có tư duy để sử dụng kiến thức vào thực tiễn để giải quyết

các vấn đề trong thực tế.

- Kỹ năng công nghệ: Học sinh có khả năng sử dụng, quản lý, hiểu biết, và truy

cập được công nghệ từ những vật dụng đơn giản như cái bút, chiếc quạt đến những hệ

thống phức tạp như mạng internet, máy móc.

- Kỹ năng kỹ thuật: Học sinh được trang bị kỹ năng sản xuất ra đối tượng và

hiểu được quy trình để làm ra nó. Vấn đề này đòi hỏi học sinh phải có khả năng phân

tích, tổng hợp và kết hợp để biết cách làm thế nào để cân bằng các yếu tố liên quan

(như khoa học, nghệ thuật, công nghệ, kỹ thuật) để có được một giải pháp tốt nhất trong

thiết kế và xây dựng quy trình. Ngoài ra học sinh còn có khả năng nhìn nhận ra nhu

cầu và phản ứng của xã hội trong những vấn đề liên quan đến kỹ thuật.

- Kỹ năng toán học: Là khả năng nhìn nhận và nắm bắt đýợc vai trò của toán

học trong mọi khía cạnh tồn tại trên thế giới. Học sinh có kỹ năng toán học sẽ có khả

nãng thể hiện các ý týởng một cách chính xác, có khả nãng áp dụng các khái niệm và

kĩ năng toán học vào cuộc sống hằng ngày[17].

1.2.1.5. Quy trình thiết kế chủ đề giáo dục STEM

Dựa trên mục tiêu giáo dục STEM và các tiêu chí của một chủ đề STEM, quy

trình thiết kế chủ đề giáo dục STEM được thực hiện như hình 1.2:

Vấn đề thực tiễn (1)

Ý tưởng chủ đề STEM (2)

Xác định kiến thức STEM cần giải quyết (3)

Xác định mục tiêu chủ đề STEM

Xây dựng bộ câu hỏi định hướng chủ đề STEM

Hình 1.2. Quy trình thiết kế chủ đề giáo dục STEM

- Vấn đề thực tiễn: được hiểu là các tình huống thực tế có vấn đề đối với học

sinh, có tính chất kỹ thuật. Nó có thể là các ứng dụng trong cuộc sống hàng ngày, con

người cần giải quyết một công việc nào đó, thôi thúc học sinh tìm hiểu và thực hiện.

Nó cũng có thể là yêu cầu của định hướng nghề nghiệp nào đó đòi hỏi học sinh giải

quyết nhằm trải nghiệm một số nhiệm vụ của nghề nghiệp nào đó trong thực tế.

- Ý tưởng chủ đề STEM: là bài toán mở được hình thành có tính chất kỹ thuật

nhằm giải quyết các vấn đề từ thực tiễn mà học sinh đang gặp phải.

- Xác định kiến thức STEM cần giải quyết: là nội dung kiến thức trong chủ đề có liên

quan đến các môn học Vật lý, Hoá học, Sinh học, Công nghệ, Kỹ thuật, Toán học…

- Xác định mục tiêu của chủ đề STEM: là các kiến thức, kỹ năng, thái độ học

sinh sẽ đạt được sau khi thực hiện chủ đề.

- Xây dựng bộ câu hỏi định hướng chủ đề STEM: là các câu hỏi được đặt ra cho

học sinh nhằm gợi ý để giúp học sinh đề xuất các giải pháp nhiệm vụ nhằm đạt được

mục tiêu của chủ đề. Bộ câu hỏi này rất cần thiết đối với chủ đề STEM phát triển năng

lực giải quyết vấn đề và sáng tạo, trong thời gian ngắn thì giáo viên cần định hướng

thường xuyên cho học sinh qua câu hỏi định hướng học tập [11].

Để tiến hành tổ chức dạy học theo định hướng STEM cần thiết kế các

hoạt động sau:

Hoạt động 1: Tìm hiểu thực tiễn, phát hiện vấn đề

Trong hoạt động này, giáo viên giao nhiệm vụ cho học sinh thông qua phiếu học

tập về nhà, qua đó học sinh sẽ phải nghiên cứu từ thực tế, các tài liệu, các kênh thông

tin để tìm hiểu các kiến thức có liên quan, các hiện tượng có liên quan, các thí nghiệm,

các video hoặc tham khảo cách thiết kế các sản phẩm qua Youtube...liên quan đến chủ

đề. Giáo viên cũng đặt ra đích cho chủ đề này có thể là tìm hiểu bản chất của sự vật

hiện tượng hoặc là việc thiết kế và chế tạo sản phẩm.

Hoạt động 2: Hoạt động nghiên cứu kiến thức nền

Thông qua việc thực hiện nhiệm vụ trong phiếu học tập ở nhà, thông qua quan

sát hoặc làm các thí nghiệm, giáo viên cho học sinh hoạt động theo nhóm, trao đổi,

thảo luận để tìm ra và chốt các đơn vị kiến thức mới của chủ đề. Thông qua hướng dẫn,

gợi ý của GV, thông qua các thí nghiệm, các video học sinh sẽ hiểu hơn về các kiến

thức mà mình đang tìm hiểu.

Hoạt động 3: Hoạt động giải quyết vấn đề

Sau khi tìm hiểu kiến thức nền và xác định được nhiệm vụ học tập, giáo viên yêu

cầu học sinh giải quyết vấn đề. Hoạt động này gồm ba nội dung theo sơ đồ sau (hình 1.4):

- Đề xuất ý tưởng thiết kế sản phẩm và

Thiết kế/thiết lại

lựa chọn ý tưởng khả thi: Giáo viên cho học

sinh đề xuất các ý tưởng thiết kế sản phẩm.

Học sinh trình bày ý tưởng, sau đó giáo viên

và các học sinh thảo luận để tìm ra ý tưởng

Thử nghiệm

Chế tạo

khả thi nhất cho mỗi nhóm hoặc ý tưởng hay

cho tất cả các nhóm.

- Tiến hành chế tạo: Sau khi đã lựa

Hình 1.3. Hoạt động giải quyết vấn đề

chọn được phương án thiết kế, giáo viên yêu

cầu học sinh (nhóm học sinh) chế tạo sản phẩm (phần này học sinh làm ngoại khóa),

học sinh có thể nhờ sự trợ giúp từ giáo viên, từ các chuyên gia.

- Thử nghiệm và điều chỉnh sản phẩm: Sau khi chế tạo sản phẩm, giáo viên

yêu cầu học sinh đưa vào thử nghiệm (vận hành) và điều chỉnh lại sản phẩm để đảm

bảo tính khoa học, kỹ thuật và thẩm mỹ.

Hoạt động 4: Báo cáo sản phẩm

Sau khi thử nghiệm, điều chỉnh cho hợp lý (lúc này sản phẩm đã hoàn thiện)

thì học sinh (nhóm học sinh) phải xây dựng bài báo cáo về quy trình thiết kế chế

tạo; nguyên vật liệu; hoạt động của sản phẩm; những kinh nghiệm cũng như các đề

xuất khi chế tạo sản phẩm. Học sinh, nhóm học sinh có thể đưa ra những nhận xét

(nếu có) về sản phẩm, đặt câu hỏi cho nhóm đang báo cáo. Phần cuối của bài báo

cáo chính là giải đáp các thắc mắc của các nhóm khác và những câu hỏi của giáo

viên.

1.2.1.6. Tiêu chí xây dựng chủ đề dạy học theo quan điểm giáo dục STEM

Khi dạy học theo các chủ đề STEM thì phải bám vào các tiêu chí sau:

Tiêu chí 1: Chủ đề bài học STEM tập trung vào các vấn đề của thực tiễn

Khi lựa chọn chủ đề dạy học theo định hướng giáo dục STEM, ta nên chọn

những chủ đề mà kiến thức của nó có thể vận dụng vào việc chế tạo sản phẩm gắn liền

với thực tiễn để học sinh được trải nghiệm và phát triển năng lực sáng tạo, năng lực

giải quyết vấn đề cho học sinh.

Tiêu chí 2:Cấu trúc bài học STEM theo quy trình thiết kế kĩ thuật

Xác định vấn đề - nghiên cứu kiến thức nền - đề xuất nhiều ý tưởng cho các giải

pháp - phát triển và chế tạo một mô hình (nguyên mẫu)- thử nghiệm và đánh giá-hoàn

thiện thiết kế - báo cáo sản phẩm.

Tiêu chí 3: Phương pháp dạy học bài học STEM đưa học sinh vào hoạt động tìm

tòi và khám phá

Trong các bài học STEM, hoạt động học của học sinh được thực hiện theo hướng

mở có “khuôn khổ” về các điều kiện mà học sinh được sử dụng (chẳng hạn các vật liệu

khả dụng). Hoạt động học của học sinh là hoạt động được chuyển giao và hợp tác; các

quyết định về giải pháp giải quyết vấn đề là của chính học sinh. Học sinh thực hiện các

hoạt động thảo luận, trao đổi thông tin để chia sẻ ý tưởng và tái thiết kế nguyên mẫu

của mình nếu cần. Học sinh tự điều chỉnh các ý tưởng thiết kế và hoạt động khám phá

của mình.

Tiêu chí 4: Hình thức tổ chức bài học STEM lôi cuốn học sinh vào hoạt động

nhóm kiến tạo

Khi tổ chức dạy học theo định hướng giáo dục STEM thì hoạt động nhóm là

việc không thể thiếu vì trong chủ đề STEM thường hướng tới giải quyết vấn đề thực

tiễn, đây là một vấn đề khó khăn và phức tạp nên cần huy động trí tuệ và công sức

của nhiều thành viên. Qua việc hoạt động nhóm thì mỗi thành viên trong nhóm nhận

ra được những điểm mạnh, điểm yếu của mình, từ đó các em có cơ hội để hoàn thiện

bản thân. Tuy nhiên, việc hoạt động nhóm cũng có những hạn chế nhất định như:Ỷ lại

vào các bạn trong nhóm hoặc có những công việc mà cá nhân mỗi em có thể tự giải

quyết được thì lại đem ra trao đổi, thảo luận, điều này dẫn tới các em lười tư duy.

Tiêu chí 5: Nội dung bài học STEM áp dụng nghiêm ngặt nội dung khoa học và

toán mà học sinh đang học

Trong các bài học STEM, giáo viên cần kết nối và tích hợp một cách có mục

đích nội dung từ các chương trình khoa học và toán. Lập kế hoạch để hợp tác với các

giáo viên toán và khoa học khác để hiểu rõ nội hàm của việc làm thế nào để các mục

tiêu khoa học có thể tích hợp trong một bài học đã cho. Từ đó, học sinh dần thấy rằng

khoa học và toán không phải là các môn học độc lập, mà chúng liên kết với nhau để

giải quyết các vấn đề. Điều đó có liên quan đến việc học toán và khoa học của học sinh.

Trong STEM, học sinh cũng sử dụng công nghệ một cách thích hợp để thiết kế, chế tạo

các sản phẩm[8].

1.2.2. Phát triển năng lực vận dụng kiến thức vào thực tiễn

1.2.2.1. Năng lực là gì?

Khái niệm năng lực[23].

- Năng lực là một khái niệm tích hợp ở chỗ nó bao hàm cả những nội dung,

những hoạt động cần thực hiện và những tình huống trong đó diễn ra các hoạt động.

Năng lực = Nội dung + kĩ năng + tình huống

Năng lực là sự tích hợp các kĩ năng tác động một cách tự nhiên lên các nội dung

trong một loại tình huống cho trước để giải quyết các vấn đề do những tình huống này

đặt ra.

Cấu trúc năng lực [4]

Để hình thành và phát triển NL cần xác định các thành phần và cấu trúc của

chúng. Có nhiều loại NL khác nhau. Việc mô tả cấu trúc và các thành phần NL cũng

khác nhau. Cấu trúc chung của NL hành động được mô tả là sự kết hợp của 4 NL thành

phần: NL chuyên môn, NL phương pháp, NL xã hội, NL cá thể.

(i) NL chuyên môn (Professional competency): Là khả năng thực hiện các

nhiệm vụ chuyên môn cũng như khả năng đánh giá kết quả chuyên môn một cách độc

lập, có phương pháp và chính xác về mặt chuyên môn.

(ii) NL phương pháp (Methodical competency): Là khả năng đối với những hành

động có kế hoạch, định hướng mục đích trong việc giải quyết các nhiệm vụ và vấn đề.

Trung tâm của phương pháp nhận thức là những khả năng tiếp nhận, xử lý, đánh giá,

truyền thụ và trình bày tri thức.

(iii) NL xã hội (Social competency): Là khả năng đạt được mục đích trong những

tình huống giao tiếp ứng xử xã hội. Nó được tiếp nhận qua việc học giao tiếp.

(iv) NL cá thể (Induvidual competency): Là khả năng xác định, đánh giá được

những cơ hội phát triển cũng như những giới hạn của cá nhân, phát triển năng khiếu,

xây dựng và thực hiện kế hoạch phát triển cá nhân. Nó được tiếp nhận qua việc học

cảm xúc - đạo đức và liên quan đến hành động tự chịu trách nhiệm.

Hình 1.4. Mô hình bốn thành phần NL

Từ cấu trúc của khái niệm NL cho thấy giáo dục định hướng phát triển NL không

chỉ nhằm mục tiêu phát triển NL chuyên môn bao gồm tri thức, kỹ năng chuyên môn

mà còn phát triển NL phương pháp, NL xã hội và NL cá thể. Những NL này không

tách rời nhau mà có mối quan hệ chặt chẽ. NL hành động được hình thành trên cơ sở

có sự kết hợp các NL này.

Phát triển năng lực cho học sinh trung học phổ thông.

Trong chương trình giáo dục phổ thông tổng thể đã được Ban Chỉ đạo đổi mới

chương trình sách giáo khoa giáo dục phổ thông thông qua ngày 27/7 [5] đã đề xuất,

đối với HS phổ thông Việt Nam cần phát triển một số phẩm chất, NL như sau:

a) NL chung là NL cơ bản, thiết yếu giúp cá nhân có thể sống, làm việc và tham

gia hiệu quả trong nhiều hoạt động vào các bối cảnh khác nhau của đời sống xã hội.

Các NL này được hình thành và phát triển dựa trên bản năng di truyền của con người,

quá trình giáo dục và trải nghiệm trong cuộc sống, đáp ứng yêu cầu của nhiều loại hình

hoạt động khác nhau.

Các NL chung của HS THPT đó là: NL tự chủ và tự học; NL giao tiếpvà hợp

tác; NLGQVĐ và sáng tạo;

Những năng lực chuyên môn được hình thành, phát triển chủ yếu thông qua một

số môn học, hoạt động giáo dục nhất định: NL ngôn ngữ; NL tính toán; NL tìm hiểu tự

nhiên và xã hội; NL công nghệ; NL tin học; NL thẩm mỹ; NL thể chất.

b) Năng lực chuyên môn trong môn Vật lý

Do đặc thù môn học “Vật lý là một môn khoa học vừa lý thuyết vừa TN” nên

nó cũng có những NL đặc thù sau: NL tự chủ và tự học; NL giao tiếp và hợp tác;

NLGQVĐ và sáng tạo; NL ngôn ngữ; NL tính toán; NL tìm hiểu tự nhiên và xã hội; NL

công nghệ; NL tin học [12].

Khái niệm “năng lực vận dụng kiến thức vào thực tiễn”

Có nhiều quan điểm liên quan đến NLVDKT vào thực tiễn. Trong đó, tác giả

Trịnh Lê Hồng Phương định nghĩa: “NLVDKT vào thực tiễn là khả năng người học sử

dụng những kiến thức, kĩ năng đã học trên lớp hoặc học qua trải nghiệm thực tế của

cuộc sống để giải quyết những vấn đề đặt ra trong những tình huống đa dạng và phức

tạp của đời sống một cách hiệu quả và có khả năng biến đổi nó. NLVDKT thể hiện

phẩm chất, nhân cách của con người trong quá trình hoạt động để thỏa mãn nhu cầu

chiếm lĩnh tri thức” [7; tr 120].

1.2.2.2. Các thành tố và tiêu chí đánh giá năng lực vận dụng kiến thức vào thực tiễn

Để đánh giá NLVDKT vào thực tiễn, cần xác định rõ các thành tố của năng lực.

Để vận dụng kiến thức vào thực tiễn, trước hết HS cần phải hệ thống hóa các kiến thức

cơ bản. Khi gặp tình huống thực tiễn, người học sẽ phân tích, tổng hợp những sự kiện,

vấn đề, nghiên cứu xem có thể vận dụng kiến thức nào đã học để giải quyết vấn đề đó;

hoặc ngược lại, khi dạy học một bài học hay một kiến thức vật lí, giáo viên (GV) khơi

gợi cho HS để HS nhận ra được rằng, trong đời sống hằng ngày, kiến thức đang học sẽ

vận dụng vào thực tiễn như thế nào? ứng dụng vào nghề gì? ngành gì? Muốn vậy, HS

phải có khả năng phát hiện, phân tích, liên hệ thực tiễn, xử lí tình huống thực tiễn để

phát triển được NLVDKT vào thực tiễn.

Từ những phân tích trên, chúng tôi đề xuất 05 thành tố của NLVDKT vào thực

tiễn sau:

1) Nhận biết được vấn đề thực tiễn (kí hiệu N);

2) Xác định được các kiến thức liên quan vấn đề thực tiễn (kí hiệu X);

3) Tìm tòi, khám phá kiến thức liên quan vấn đề thực tiễn (nếu có) (kí hiệu T);

4) Giải thích, phân tích, đánh giá vấn đề thực tiễn (kí hiệu G);

5) Đề xuất biện pháp, thực hiện giải quyết vấn đề thực tiễn và đề xuất vấn đề

mới (kí hiệu Đ), cụ thể như sau (bảng 1):

Bảng 1.1. Rubric - Bảng đánh giá NLVDKT vào thực tiễn

Tiêu chí đánh giá Thành tố NLTH Mức độ Gán điểm

Chưa trình bày được rõ ràng vấn đề thực tiễn. Chỉ mới nhắc N1 0 lại được vấn đề 1. Nhận biết Trình bày được một số nội dung liên quan đến vấn đề thực được vấn đề N2 1 tiễn thực tiễn Nhận diện một cách chính xác các vấn đề thực tiễn; phân (N) N3 tích rõ ràng, chính xác bản chất của vấn đề đó. Chỉ ra được 2

mâu thuẫn trong vấn đề.

Chưa xác định được các kiến thức liên quan đến vấn đề.

X1 Chưa hiểu rõ vấn đềcần tham khảo hay huy động những 0 2. Xác định

kiến thức nào. được các

Đã xác định được một số kiến thức liên quan đến vấn đề kiến thức X2 1 thực tiễn. Nêu tên được các vấn đề. liên quan

vấn đề - Đã xác định được các kiến thức liên quan vấn đề thực

thực tiễn tiễn. X3 2 (X) - Liệt kê được các kiến thức đó và phân tích, thiết lập được

mối quan hệ giữa các kiến thức liên quan.

Không biết đặt câu hỏi trước một vấn đề nào đó nảy sinh do 3. Tìm tòi, T1 0 đó HS không biết cách tìm câu trả lời cho vấn đề. khám phá

kiến thức Đã biết đặt một số câu hỏi và lựa chọn các câu hỏi; có thể

liên quan T2 đề xuất các câu hỏi mới, biết tìm kiếm kiến thức để trả lời 1

vấn đề một phần vấn đề còn thắc mắc.

thực tiễn Biết cách chủ động thu thập, tìm kiếm các bằng chứng khoa

(nếu có) T3 học, nghiên cứucơ sở khoa học của các vấn đề thực tiễn để 2

(T) tìm câu trả lời cho vấn đề mình nghiên cứu.

Tiêu chí đánh giá Thành tố NLTH Mức độ Gán điểm

Chưa giải thích được cơ sở khoa học, bản chất của các sự

G1 vật, hiện tượng trong thực tiễn có liên quan đến bài học 0 4. Giải

hoặc phát sinh trong cuộc sống. thích,

Có thể giải thích, hoặc phân tích một phần vấn đề, qua đó phân tích,

G2 có thể đưa ra một số ý tưởng để giải quyết các vấn đề liên 1 đánh giá

quan. vấn đề

thực tiễn Giải thích chính xác, rõ ràng cơ sở khoa học của các sự vật

(G) G3 hiện tượng và các ứng dụng khoa học trong tự nhiên và 2

trong cuộc sống, sản xuất.

5. Đề xuất Chưa đề xuất được biện pháp hoặc đề xuất của HS không Đ1 0 biện pháp, mang tính khả thi và xa rời thực tiễn

thực hiện Đã đưa ra một số đề xuất mang tính khả thi, đề ra các biện

giải quyết Đ2 pháp kiểm chứng giả thuyết nhưng chưa thực hiện giải 1

vấn đề thực quyết vấn đề.

tiễn và đề

xuất vấn Đề xuất được các biện pháp hợp lí; thực hiện giải quyết vấn Đ3 2 đề mới đề thực tiễn hiệu quả và đề xuất được vấn đề mới.

(Đ)

1.2.2.3. Quy trình tổ chức dạy học theo hướng bồi dưỡng năng lực vận dụng kiến thức

vào thực tiễn

Căn cứ vào các biểu hiện của năng lực, dựa trên nguyên tắc dạy học đảm bảo

tính khoa học, tính hệ thống, tính vừa sức, phù hợp với thực tiễn dạy học hiện nay,

chúng tôi đề xuất các bước tổ chức dạy học theo hướng bồi dưỡng NLVDKT vào thực

tiễn và vận dụng vào tổ chức dạy học như sau:

- Bước 1. Tiếp cận với tình huống thực tiễn/tình huống có vấn đề: GV sửdụng

các tình huống có vấn đềhoặc thông qua chiếu video, tranh ảnh, thí nghiệm, kể chuyện

cho HS và nêu ra tình huống hoặc tạo bối cảnh vấn đề để HS nhận diện tình huống. HS

đặt các câu hỏi nêu vấn đề (nếu có) và phân tích các kiến thức liên quan đến tình huống.

Thiết lập các mối quan hệ giữa kiến thức đã học hoặc kiến thức cần tìm hiểu với vấn

đề thực tiễn.

+ Bước 2. Khám phá kiến thức liên quan và giải quyết tình huống thực tiễn:

Đểtìm hiểu các phương án và giảiquyết tình huống thực tiễn, HS tìm và đọc tài liệu,

làm thí nghiệm, quan sát mẫu vật, khảo sát thực địa, thảo luận, đóng vai, thực hiện dự

án,… GV đưa ra hệ thống các câu hỏi gợi mở, các gợi ý (nếu cần) và cung cấp tài liệu,

tranh ảnh cho HS hoặc thiết kế các nhiệm vụ giao cho HS

- Bước 3. Báo cáo, thảo luận và rút ra kết luận: HSbáo cáo kết quả khám phá,

nghiên cứu bằng các phương tiện phù hợp (dùng tranh ảnh, dùng lời, PowerPoint, video

clip…) và thảo luận, rút ra kiến thức mới.

- Bước 4. Vận dụng nâng cao: GV đặt ra một sốcâuhỏi, bài tập, tình huống với

các mức độ phức tạp khác nhau tăng dần từ dễ đến khó. HS giải quyết vấn đề. Các vấn

đề được giải quyết sẽ là tiền đề cho việc có thể giải quyết được các vấn đề nảy sinh

mới.

- Bước 5. Đánh giá và đề xuất vấn đề mới/vận dụng kiến thức đã học vào cuộc

sống: GV thiết kế, giao choHS các câu hỏi, bài tập, bảng tiêu chí đánh giá/phiếu chấm

điểm (rubric). HS tự đánh giá, đánh giá bạn, các nhóm đánh giá lẫn nhau dựa vào tiêu

chí. GV đánh giá quá trình học tập, làm việc và kết quả của từng nhóm HS, từng HS

cụ thể. HS đề xuất các vấn đề mới, phương án giải quyết các vấn đề khác trong thực

tiễn.

Để đánh giá NLVDKT vào thực tiễn, có thể tổ chức đánh giá thông qua sản

phẩm, phiếu học tập, bài kiểm tra... Có hai hình thức đánh giá:

- GV đánh giá: + Đánh giá sản phẩm chung củanhóm: Thời gian hoàn thành,

sản phẩm báo cáo, hình ảnh thực tế trong quá trình thực hiện dự án, đề xuất được cách

phòng tránh các bệnh và tật về mắt...;

+ Đánh giá bài báo cáo của HS: Thuyết trình, trình chiếu bằng các slide...;

+ Đánh giá kết quả hoạt động của từng cá nhân thông qua quan sát, vấn đáp.

- HS các nhóm đánh giá lẫn nhau: GV tổchức choHS đánh giá chéo các sản

phẩm của nhau sau khi đi đến bệnh viện tìm hiểu.

Quy trình tổ chức dạy học trên được lặp đi lặp lại qua các bài khác nhau với

mức độ khó của các tình huống, câu hỏi vận dụng tăng dần sẽ giúp HS phát triển được

NLVDKT vào thực tiễn.

KẾT LUẬN CHƯƠNG 1

Trong chương này tôi đã trình bày tổng quan cơ sở lí luận và thực tiễn của dạy

học phần “Dòng điện trong các môi trường” Vật lý 11 theo quan điểm giáo dục STEM.

Những nội dung chính của chương này có thể tóm tắt như sau:

Giáo dục STEM hiện nay đang trở thành một xu thế giáo dục mang tính tất yếu

ở các nước trên thế giới trong bối cảnh nền công nghệ 4.0 đang phát triển như vũ bão,

các quốc gia cạnh tranh về nguồn nhân lực chất lượng cao.

Giáo dục STEM bước đầu đã được đưa vào Việt Nam thông qua các công ty

Công nghệ và giáo dục, tuy nhiên đến nay việc nghiên cứu về cơ sở lí luận và thực tiễn

của quan điểm giáo dục STEM nói chung và quan điểm giáo dục STEM trong dạy học

phần “Dòng điện trong các môi trường” Vật lý 11 chưa được phân tích rõ và phổ biến.

Chương 2

THIẾT KẾ KẾ HOẠCH DẠY HỌC PHẦN “DÒNG ĐIỆN TRONG CÁC

MÔI TRƯỜNG” VẬT LÍ LỚP 11 - CHƯƠNG TRÌNH CƠ BẢN

2.1. Phân tích phần “Dòng điện trong các môi trường” Vật lí 11hiện hành

2.1.1. Phân phối chương trình hiện hành chương III: “Dòng điện trong các môi

trường”- vật lý 11- cơ bản (theo Phân phối chương trình của sở giáo dục và đào

tạo Thái Nguyên)

Bài học Số tiết Tiết theo PPCT

Bài 13: Dòng điện trong kim loại 26 1

Bài 14: Dòng điện trong chất điện phân 27 - 28 2

Bài tập 29 1

Bài 15: Dòng điện trong chất khí 30 - 31 2

Bài 16: Dòng điện trong chân không Đọc thêm

Bài 17: Dòng điện trong chất bán dẫn 32 - 33 2

Bài tập 34 1

Bài 18: Thực hành: Khảo sát đặc tính chỉnh

2 lưucủa điôt bán dẫn và đặc tính khuếch đại của 36 , 37

tranzito.

2.1.2. Cấu trúc nội dung chương “Dòng điện trong các môi trường”

Chuẩn kiến thức và kĩ năng Bảng 2.1. Cấu trúc nội dung kiến thức và kĩ năng

chương “Dòng điện trong các môi trường”

Tên bài học Mức độ cần đạt

- Nêu được các tính chất điện của kim loại.

- Nêu được điện trở suất của kim loại tăng theo nhiệt độ. Dòng điện trong - Hiểu được sự có mặt của electron tự do trong kim loại. kim loại - Vận dụng thuyết electron tự do trong kim loại để giải thích

một cách định tính các tính chất điện của kim loại.

Hiện tượng nhiệt điện. Hiện tượng siêu dẫn

Tên bài học Mức độ cần đạt

- Mô tả được hiện tượng nhiệt điện là gì.

- Nêu được hiện tượng siêu dẫn là gì và ứng dụng chính của

hiện tượng này.

- Hiểu hiện tượng điện phân, bản chất dòng điện trong chất

điện phân.

Dòng điện trong - Hiểu được phản ứng phụ trong hiện tượng điện phân, mô tả

chất điện phân được hiện tượng dương cực tan.

- Hiểu và vận dụng được định luật Faraday.

- Nêu được một số ứng dụng của hiện tượng điện phân.

- Nêu được cách tạo ra dòng điện trong chân không, bản chất

dòng điện trong chân không và đặc điểm về chiều của dòng Dòng điện trong điện này. chân không - Hiểu được bản chất và những ứng dụng của tia catôt.

- Nêu được nguyên tắc cấu tạo hoạt động của ống phóng

điện tử.

- Hiểu được bản chất dòng điện trong chất khí và mô tả được

sự phụ thuộc của dòng điện vào hiệu điện thế.

- Mô tả được cách tạo ra tia lửa điện và nêu được vắn tắt Dòng điện trong nguyên nhân hình thành tia lửa điện. chất khí - Mô tả được cách tạo hồ quang điện, nêu được các đặc

điểm chính và ứng dụng chính của hồ quang điện.

- Mô tả được quá trình phóng điện trong chất khí ở áp suất

thấp và sự tạo thành tia catôt.

- Trình bày được các tính chất điện đặc biệt của chất bán

dẫn. Dòng điện trong - Hiểu được các hạt tải điện là electron tự do và lỗ trống và chất bán dẫn giải thích được cơ chế tạo thành các hạt tải điện đó trong bán

dẫn tinh khiết.

Tên bài học Mức độ cần đạt

- Trình bày được sự hình thành lớp chuyển tiếp p – n và giải

thích được tính chất chỉnh lưu của lớp chuyển tiếp p – n.

- Nêu được bản chất dòng điện trong bán dẫn loại p và loại n.

- Bằng thực nghiệm thấy được đặc tính chỉnh lưu dòng điện Thực hành: Khảo của điôt bán dẫn và đặc tính khuếch đại của tranzito. sát đặc tính chỉnh - Vận dụng kiến thức lí thuyết về dòng điện trong bán dẫn, lưu của điôt bán dẫn giải thích kết quả thực nghiệm. và đặc tính khuếch - Củng cố kĩ năng sử dụng dụng cụ đo điện như vôn đại của tranzito kế, ampe kế.

2.2. Thực trạng trong dạy và học chương “dòng điện trong các môi trường” ở

một số trường THPT miền núi tỉnh Thái Nguyên

Mục đích điều tra

Để phát hiện ra những điểm còn tồn tại cả về nội dung, phương pháp và phương

tiện, kĩ thuật dạy học, phát hiện những hạn chế của cả GV và HS khi dạy và học phần

kiến thức này để từ đó đưa ra được các giải pháp khắc phục khó khăn khi tổ chức dạy

học theo quan điểm giáo dục STEM nhằm nâng cao chất lượng giáo dục đối với HS

THPT miền núi.

Phương pháp điều tra

- Điều tra GV (thông qua phiếu điều tra, trao đổi trực tiếp, tham khảo kế hoạch

dạy học, dự giờ dạy trên lớp)

- Điều tra HS (thông qua phiếu điều tra, trao đổi trực tiếp, tìm hiểu thông qua

các bài kiểm tra HS, quan sát HS trong các giờ lên lớp).

- Tham quan các phòng thí nghiệm vật lí, kho dụng cụ thí nghiệm phục vụ cho

dạy học

Đối tượng điều tra

- GV Vật lí và HS của các trường phổ thông ở các trường THPT Định Hóa và

THPT Bình Yên trên địa bàn huyện Định Hóa

- Phòng thực hành vật lí và kho dụng cụ thí nghiệm các trường THPT nói trên.

Kết quả điều tra

Qua điều tra thực tế cho thấy, tại trường THPT Định Hóa và THPT Bình Yên

trên địa bàn huyện Định Hóa, đa số giáo viên khi tham gia giảng dạy chương trình vật

lý lớp 11- cơ bản đều cho rằng chương “Dòng điện trong các môi trường” là một trong

những chương “khó dạy” nhất, gây nhiều khó khăn cho cả giáo viên và học sinh. Tôi

xin trình bày một số khó khăn ghi nhận được từ quá trình khảo sát như sau:

* Đối với GV

Đa số giáo viên còn dạy chương này theo phương pháp thuyết trình cổ điển, nặng

về thuyết giảng, mang tính chất truyền thụ kiến thức một chiềuvì chủ yếu vì cho rằng

kiến thức chương này là khó đối với học sinh. Các kiến thức về ứng dụng thực tiễn

được giảng dạy sơ sài, thiếu tính thực tế.

Có một số ít giáo viên thiết kế bài giảng điện tử trên nền powerpoint và bổ sung

thêm các hình ảnh minh họa cho bài học.Chỉ khi có kì thi GV giỏi, hoặc thao giảng,

các GV mới sử dụng thí nghiệm thực hoặc mô phỏng và bài giảng điện tử cũng như sử

dụng phiếu học tập cho các nhóm HS thảo luận.

Trong các tiết học, GV lần lượt cố gắng thông báo kiến thức theo trình tự giáo

trình đầy đủ chính xác nội dung, có chú ý tới việc nhấn mạnh kiến thức cơ bản. Tuy

nhiên các kiến thức trình bày chủ yếu mang nặng tính áp dụng vào bài tập chứ chưa

làm nổi bật mảng ứng dụng thực tiễn, các biệt một số GV đã bỏ qua phần ứng dụng

thực tiễn hay cho HS tự tìm hiểu ở nhà, để dành thời gian trên lớp cho việc phân loại

và giải bài tập.

1) Với câu hỏi: Trong quá trình dạy nội dung chương “Dòng điện trong các

môi trường” Thầy/Cô có thường xuyên hướng dẫn HS vận dụng những kiến thức đã

được học để giải quyết những tình huống thực tiễn?

Kết quả thu được cho thấy 12/14GV (chiếm xấp xỉ 86%) được phỏng vấn cho

biết không thường xuyên hướng dẫn HS vận dụng kiến thức đã học để giải quyết những

tình huống thực tiễn; 2/14 GV (chiếm xấp xỉ 14%) được phỏng vấn cho biết cthuongf

xuyên. Kết quả này chứng tỏ giáo dục STEM ở Huyện Định Hóa chưa được chú trọng

và chưa được quan tâm.

2) Với câu hỏi: Thầy/Cô có thường xuyên tổ chức cho HS hợp tác để làm ra

các sản phẩm trong quá trình học chương “Dòng điện trong các môi trường” ?

Kết quả thu được như sau: 9/14 GV(chiếm xấp xỉ 64%) được hỏi nói chưa bao

giờ; 5/14GV (chiếm 36%) hiếm khi. Kết quả này cho thấy nếu giáo viên hiểu về quan

điểm của giáo dục STEM thì sẽ thấy sự cần thiết của việc áp dụng STEM vào dạy học

ở trường phổ thông để phát huy năng lực vận dụng kiến thức vào thực tiễn của HS

3) Với câu hỏi: Thầy/Cô có thường xuyên kết nối những kiến thức từ các môn

Toán học, Công nghệ, Tin học, Hóa học, Sinh học, học trong quá trình dạy học nội

dung chương “Dòng điện trong các môi trường”?

Kết quả thu được như sau: 4/14 GV (chiếm 28%) được hỏi cho biết hiếm khi áp

dụng; 10/14 GV (chiếm 72 %) được hỏi thỉnh thoảng áp dụng. Kết quả này cũng phản

ánh các giáo viên được phỏng vấn chưa được tiếp cận nhiều với giáo dục STEM

4) Với câu hỏi: Thầy (cô) việc vận dụng các phương pháp DH tích cực và tích

hợp liên môn trong dạy học gặp khó khăn gì?(có thể chọn nhiều phương án)

Kết quả thu được như sau:

+ 12/14 (chiếm 91,1%) GV được phỏng vấn cho biết: Không đủ thời gian thực

hiện vì lượng kiến thức cho mỗi tiết học còn nặng, số tiết đứng lớp của GV trong một

tuần còn nhiều.

+13/14 (chiếm 93%) GV được phỏng vấn cho biết: Không đủ phương tiện dạy học.

+ 14/14 (chiếm 100%) GV được phỏng vấn cho biết:Mất nhiều thời gian thiết kế

hoạt động dạy học .

+ 14/14 (chiếm 100%) GV được phỏng vấn cho biết: Học sinh sẽ rất hứng thú

với cách dạy này vì học sinh được vận dụng những kiến thức để áp dụng vào thực tiễn

và được tự tay thiết kế, chế tạo những sản phẩm, được trải nghiệm...

+ 9/14 (chiếm 64%) GV được phỏng vấn cho biết: Không phù hợp với trình độ

của HS đặc biệt là đối tượng học sinh miền núi.

5) Với câu hỏi:Theo Thầy/Cô, giáo dục STEM là gì?

+ 11/14 GV chưa biết rõ, chỉ nghe nói đến nhưng chưa tìm hiểu

+ 3/14 GV có đọc nhưng chưa vận dụng tại trường học

Kết quả này cũng phản ánh các giáo viên được phỏng vấn chưa được tiếp cận

nhiều với giáo dục STEM

* Đối với HS

Qua trao đổi và tìm hiểu học sinh trường THPT Định Hóa, THPT Bình Yên

(Lớp 11A1, 11A2 trường THPT Định Hóa và 11A3 trường THPT Bình Yên) các em

học sinh thường tỏ ra lúng túng khi cần trình bày các vấn đề, biểu hiện ở chỗ dùng từ

ngữ không chuẩn xác, chưa đúng nghĩa hoặc câu trình bày không đúng ngữ pháp; đặc

biệt HS e ngại bộc lộ quan điểm riêng trước một vấn đề cần phải chọn lựa. Học sinh

cho rằng việc chú ý vào bài học là vì các bài tập phần này khó, quan trọng và vì “có

các thầy cô đến dự giờ”. Cách học của các em phần lớn là thuộc lòng, học sinh thường

tiếp thu bài một cách thụ động và ít được có cơ hội tham gia vào các hoạt động tích

cực, tự lực chiếm lĩnh kiến thức. Hầu như không có các hoạt động tự lực tìm hiểu kiến

thức, vận dụng vào thực tiễn và cũng không có các trao đổi mang tính hợp tác nhóm.

+ Là huyện miền núi cách xa thành phố 50km, điều kiện học tập còn chút khó

khăn, Học sinh rất ít được tham gia hoạt động trải nghiệm vật lí nào về thiết kế và chế

tạo các dụng cụ thí nghiệm nên khả năng của các em còn hạn chế khi giáo viên ra nhiệm

vụ thiết kế, chế tạo dụng cụ thí nghiệm.

Qua phiếu phỏng vấn tôi thu được kết quả như sau:

1) Với câu hỏi: Trong các giờ học vật lí trên lớp về nội dung chương “Dòng điện

trong các môi trường”, em có được xem giáo viên tiến hành thí nghiệm vật lí không?

Kết quả thu được: 97/117 HS (chiếm 83%) nói rằng thầy (cô) thường xuyên sử

dụng; . Kết quả này cho thấy GV sử dụng thí nghiệm, ứng dụng kĩ thuật vào quá trình

dạy học Vật lí là thường xuyên. Trong thực tế khi trao đổi thêm với HS thì các em cho

biết chủ yếu các thầy (cô) dùng thí nghiệm biểu diễn, các video hoặc thí nghiệm mô

phỏng trong quá trình dạy học.

2) Với câu hỏi: Em có muốn làm các thí nghiệm trong chương “Dòng điện trong

các môi trường” Vật lý 11 không?

Kết quả thu được: 13/117 HS (chiếm 11%) được hỏi cho biết bình thường;

40/117 HS (chiếm 34%) nói rằng thích; 64/117 HS (chiếm 55%) nói rất thích

Kết quả này cho thấy: HS rất hứng thú với các giờ học có thí nghiệm/ứng dụng

kỹ thuật.

3) Với câu hỏi: Em có muốn tham gia vào hoạt động trải nghiệm sáng tạo trong

chương “Dòng điện trong các môi trường” Vật lý 11 - cơ bản không?

Kết quả thu được:32/117 HS (chiếm 28%) được hỏi cho biết bình thường;

47/117 HS (chiếm 40 %) nói rằng tùy thuộc vào thí nghiệm; 38/117 HS (chiếm 32%)

nói rất thích.

Kết quả này cho thấy: Các em mong muốn được trải nghiệm thực tế và muốn tự

tay làm một thí nghiệm hay chế tạo một sản phẩm... Hầu hết các HS đều tỏ ra thích thú

với giờ học thí nghiệm, giờ học được sự trải nghiệm, các giờ học theo định hướng giáo

dục STEM

4) Với câu hỏi Nếu được tham gia vào hoạt động trải nghiệm của nội dung

chương “Dòng điện trong các môi trường” Vật lý 11- Cơ bản, em thích làm gì nhất?

Kết quả thu được:76/117 HS thích Thiết kế, chế tạo thí nghiệm; 59/117 thích

luyện giải bài tập; 34/117 thích đọc thêm tài liệu mở rộng về các nội dung của chương

“Dòng điện trong các môi trường” Vật lý 11- cơ bản

Kết quả này cho thấy: Các em rất mong sau khi học lý thuyết thì được liên hệ,

được áp dụng vào thực tiễn, có như vậy việc học lý thuyết mới có mục đích rõ ràng.

5) Với câu hỏi: Em có thể thiết kế và chế tạo các ứng dụng về một trong những

nội dung của chương “Dòng điện trong các môi trường” Vật lý 11 không?

Kết quả thu được: 98/117 HS (chiếm 84%) được hỏi cho biết có thể tự thiết kế

và chế tạo một sản phẩm nào đó. Kết quả này cho thấy: Các em không những mong

muốn được ứng dụng lý thuyết vào thực tiễn mà còn muốn các thầy cô tăng cường sử

dụng thiết bị thí nghiệm và tăng cường trải nghiệm.

Căn cứ vào kết quả điều tra,căn cứ vào xu thế phát triển của giáo dục, dựa trên

mong muốn của học sinh tại trường THPT Định Hóa và của bản thân đã thôi thúc tôi

nghiên cứu và thực hiện đề tài “Tổ chức dạy học chương “Dòng điện trong các môi

trường” theo quan điểm giáo dục STEM cho học sinh trung học phổ thông miền

núi”

2.3. Mối quan hệ giữa mục tiêu, chương trình, nội dung phần “Dòng điện trong các

môi trường” Vật lý 11- cơ bản với quan điểm, mục tiêu, nội dung giáo dục STEM

Đối chiếu mục tiêu phần “Dòng điện trong các môi trường ” Vật lý 11- cơ bản

với quan điểm, mục tiêu của giáo dục STEM cho thấy có nhiều nét tương đồng, đều có

sự định hướng để HS vận dụng những kiến thức đã học vào thực tế. Về nội dung, phần

“Dòng điện trong các môi trường” Vật lý 11- cơ bản nhìn ở góc độ STEM cho thấy:

- Khi học tập phần “Dòng điện trong các môi trường” Vật lý 11- cơ bản, HS

được trang bị những kiến thức và phân biệt về bản chất dòng điện bên trong kim loại,

hiện tượng siêu dẫn, hiện tượng nhiệt điện; bản chất dòng điện trong chất khí, về hiện

tượng tia lửa điện và hồ quang điện; hiểu biết bản chất dòng điện bên trong chất điện

phân, hiện tượng dương cực tan, bản chất của dòng điện bên trong lớp không khí, bản

chất của dòng điện bên trong khối chất bán dẫn… Đây là nội dung thuộc về Khoa học.

- HS được vận dụng những hiểu biết về Công nghệ (mạng internet, video,các thiết

bị dụng cụ thí nghiệm …) để tìm hiểu ứng dụng của hiện tượng siêu dẫn, hiện tượng dương

cực tan (công nghệ mạ điện), luyệnkim (điện phân), về quá trình dẫn điện tự lực và không

tự lực của chất khí (đánh lửa của bugi xe máy, sấm, sét, đèn huỳnh quang, hồ quang điện,

máy hàn điện), các mạch chỉnh lưu có chứa điôt (bóng đèn led).

- HS được trang bị kiến thức và kĩ năng về vẽ mạch điện một chiều, các quy

trình mắc mạch điện một chiều (mắc mạch điện cặp nhiệt điện, mắc mạch điện với

dung dịch điện phân (chú ý về cách mắc cực dương của nguồn trong hiện tượng dương

cự tan), mắc mạch điện với bản tụ của chất khí, mắc mạch chỉnh lưu đi-ốt), quy trình

chế tạo các sản phẩm ứng dụng kỹ thuật của hiện tượng siêu dẫn, hiện tượng nhiệt điện,

kĩ thuật mạ điện, công nghệ luyện nhôm, các linh kiện bán dẫn, cách chế tạo bugi, cột

chống sét.… Đây là nội dung thuộc về Kĩ thuật.

- HS được trang bị những kĩ năng vẽ đồ thị để chứng minh tính chỉnh lưu của

đi-ốt bán dẫn. Vận dụng kiến thức Toán học thực hiện những tính toán trong thực tiễn

như xác định khối lượng, thể tích, bề dày của lớp mạ điện; tính toán về điện trở của

kim loại khi ở nhiệt độ nào đó, điện thế và độ chênh lệch điện thế, áp dụng biểu thức

định luật ÔM… Đây là nội dung thuộc về Toán học.

2.4. Đề xuất xây dựng nội dung học tập một số kiến thức phần “Dòng điện trong

các môi trường” Vật lý 11 - cơ bản theo định hướng giáo dục STEM

Để chiếm lĩnh được kiến thức, hình thành được các năng lực thì người học buộc

phải giải quyết các vấn đề do GV đưa ra. Giáo dục STEM nhấn mạnh vào khả năng

nghiên cứu, vận dụng kiến thức tổng hợp và đưa ra các giải pháp trong các tình huống

thực tế. Dạy học phần “Dòng điện trong các môi trường” Vật lý 11 theo quan điểm

giáo dục STEM không những chú trọng rèn luyện những kĩ năng cơ bản mà còn phát

huy khả năng nghiên cứu, sáng tạo và ứng dụng kiến thức vào thực tiễn cuộc sống đồng

thời phát triển kĩ năng giao tiếp, hợp tác, trình bày trước đám đông. Để đạt được mục

tiêu trên, khi lựa chọn và xây dựng nội dung dạy học phần “Dòng điện trong các môi

trường” Vật lý 11 theo quan điểm giáo dục STEM cần đảm bảo các nguyên tắc sau:

1. Xây dựng nội dung phải huy động kiến thức tổng hợp của các môn học thuộc

lĩnh vực STEM

Nguyên tắc này nhằm đảm bảo mục tiêu rèn luyện kĩ năng STEM và vận dụng

kiến thức tổng hợp vào giải quyết các vấn đề thực tiễn của người học. Khi học tập nội

dung phần “Dòng điện trong các môi trường” Vật lý 11 theo quan điểm giáo dục STEM,

HS không chỉ có cơ hội vận dụng kiến thức môn Vật lý mà còn có cơ hội vận dụng kiến

thức các môn học liên quan khác thuộc lĩnh vực STEM giúp kiến thức lí thuyết được củng

cố và khắc sâu, các yếu tố thực tiễn được nhận biết đầy đủ. Thông qua đó giúp người học

ý thức rõ tác dụng của tri thức lí thuyết đối với đời sống thực tiễn.

2. Nội dung giáo dục STEM phải đảm bảo tính vừa sức đối với người học

Tính vừa sức ở đây không có nghĩa là sức HS đến đâu thì dạy đến đó, mà phải

đề ra những khó khăn sao cho dưới sự hướng dẫn của người GV, người học bằng sự nỗ

lực của mình và hợp tác với bạn học có thể giải quyết được vấn đề. Tính vừa sức đòi

hỏi phải phù hợp với đặc điểm lứa tuổi. Mỗi độ tuổi gắn liền với sự trưởng thành của

những cơ quan trong cơ thể và những chức năng của các cơ quan đó, cũng như với sự tích

luỹ những kinh nghiệm về mặt nhận thức và về mặt xã hội, với hoạt động chủ đạo của lứa

tuổi đó. Lứa tuổi thay đổi thì nhu cầu trí tuệ và hứng thú nhận thức cũng biến đổi theo. Với

HS trường THPT Định Hóa tại lớp thực nghiệm, HS lần đầu tiên được tiếp cận với việc

học STEM, nên sử dụng kiến thức và yêu cầu vừa sức với HS.

3. Nội dung giáo dục STEM phải có ý nghĩa thực tiễn và phù hợp với cuộc sống

và trải nghiệm của HS

Nguyên tắc này đòi hỏi trong quá trình xây dựng chủ đề STEM cần tăng cường

kiến thức thực tiễn, tạo điều kiện để người học được trải nghiệm thực tiễn, khám phá

tri thức. Cần nắm vững hệ thống tri thức thuộc lĩnh vực STEM và biểu hiện của nó trong

cuộc sống hàng ngày. Đối với HS lớp thực nghiệm, chỉ cần HS tạo được sản phẩm đơn

giản nhất thiết thực nhất từ những vật liệu có trong đời sống hàng ngày.

Vận dụng các nguyên tắc trên và trên cơ sở nội dung các môn học liên quan

nghiên cứu xây dựng nội dung kiến thức cho chủ đề: “Khảo sát dòng dòng điện trong

chất điện phân.Chế tạo sản phẩm mạ điện”.

Mục tiêu

* Về kiến thức

Môn Vật lý:

- Nêu được bản chất của dòng điện trong chất điện phân

- Hiểu được bản chất và đều kiện để có hiện tượng dương cực tan

- Trình bày được nguyên tắc cấu tạo và nguyên lí hoạt động của việc mạ điện;

luyện nhôm

- Nêu được ứng dụng của dòng điện trong chất điện phân trong đời sống.

Những ảnh hưởng đến môi trường sống và cách khắc phục

- Chỉ ra được dòng điện trong chất điện phân có tuân theo định luật Ôm khi nào.

Môn Hóa học:

- Nêu được thuyết điện ly, khái niệm chất điện phân;

- Phản ứng ôxi hóa - khử

Môn địa lý+ Giáo dục công dân:

- Nêu được ứng dụng của dòng điện trong chất điện phân trong đời sống. Những

ảnh hưởng của quá trình điện phân đến môi trường sống và cách khắc phục.

Kiến thức STEM trong chủ đề:

- Khoa học (S): Vận dụng kiến thức về bản chất của dòng điện đi qua dung dịch

điện phân, sự phân ly của các ion, lực điện trường tác dụng lên các ion.

- Công nghệ (T): máy tính có kết nối mạng internet, video về quá trình điện

phân, nêu được và sử dụng được các dụng cụ cần thiết trong hiện tượng mạ điện: dung

dịch CuSO4, pin, vật cần mạ, dây nối, bóng điện

- Kỹ thuật (E): Vẽ sơ đồ mạch điện; tìm và chế tạo dụng cụ thí nghiệm, Lắp ráp

được mạch điện và nêu được quy trình, điều kiện cần để mạ đồng của một vật sao cho

sáng bóng

- Toán học (M): Tính toán thời gian điện phân,khối lượng, thể tích, bề dày lớp

đồng bám vào

* Về kĩ năng

- Đề xuất ý tưởng, phân tích ý tưởng, đặt ra mục tiêu kế hoạch và đánh giá mức

độ hoàn thành kế hoạch

- Vẽ được sơ đồ bố trí thí nghiệm và tiến hành được thí nghiệm

- Kĩ năng tìm kiếm các tài liệu tham khảo; mạng internet;

- Kĩ năng thu thập và xử lí thông tin, cụ thể là kĩ năng phân tích, đánh giá, tổng

hợp thông tin… từ nhiều nguồn khác nhau để giải quyết nhiệm vụ đặt ra;

- Kĩ năng tìm kiếm và chế tạo thiết bị: pin, dung dịch muối CuSO4, vật cần mạ,

bóng đèn sợi đót nhỏ;

- Kĩ năng liên hệ, vận dụng kiến thức vào thực tiễn;

- Phát triển kĩ năng trình bày trước đám đông, kĩ năng làm việc nhóm, kĩ năng

thiết kế bài thuyết trình và thuyết trình bằng Powerpoint.

* Về thái độ

- Tích cực trong quá trình thực hiện cũng như trình bày sản phẩm dựán;

- Say mê tìm tòi, nghiên cứu khoa học;

- Tích cực trong hoạt động nhóm, trong quá trình thảo luận đóng góp ý kiến;

- Có ý thức tập thể, trách nhiệm cao;

- Công bằng, khách quan trong đánh giá và tự đánh giá.

2.5. Đề xuất tiến trình dạy học kiến thức phần “Dòng điện trong các môi

trường” Vật lí 11 với chủ đề: “Khảo sát dòng dòng điện trong chất điện phân.Chế

tạo sản phẩm mạ điện”

Mục đích của chủ đề này là học sinh phải đề xuất ý tưởng, thiết kế và thực hiện

được sản phẩm mạ điện đơn giản. Để đạt được mục đích nêu trên thì:

* Về phía giáo viên:

- GV phải nắm vững, hiểu rõ về phần “Dòng điện trong chất điện phân”, các

mạch điện đơn giản và những ứng dụng của nó trong thực tiễn, phục vụ hữu ích cho

đời sống hàng ngày của con người cũng như trong khoa học.

- GV sử dụng CNTT như máy chiếu, máy tính... để chiếu một số hình ảnh về

sản phẩm mạ điện thường gặp.

- GV sử dụng CNTT như máy chiếu, máy tính... để chiếu một số hình ảnh về

các ứng dụng của dòng điện trong chất điện phân trong thực tế.

* Về phía học sinh:

- HS quan sát hình ảnh trên máy chiếu mà GV đưa ra, thảo luận để thống nhất ý

tưởng của chủ đề . Với HS vùng miền núi sẽ rất khó khăn trong diễn đạt để tìm ra ý

tưởng của chủ đề,nên GV cần phải gợi ý để thống nhất ý tưởng

- Cuối cùng xác định mục tiêu của chủ đề.

Để phát triển năng lực VDKT vào thực tiễn của HS lớp thực nghiệm trong bước

này GV cho HS hoạt động theo hình thức nhóm (mỗi nhóm 6 người) để thảo luận, giúp

đỡ và hỗ trợ nhau. Các phương tiện hỗ trợ cho bước này có thể dùng như máy chiếu,

hòm thư điện tử, phiếu… Dưới sự hướng dẫn của GV, các em sẽ tư duy, nhận thức

được những vấn đề liên quan đến kiến thức của phần “Dòng điện trong chất điện phân”.

Sau khi tiến hành cho học sinh xây dựng ý tưởng chủ đề, học sinh thống nhất đưa ra

được chủ đề về “Khảo sát dòng điện trong chất điện phân. Chế tạo sản phẩm mạ điện”

+ Dụng cụ thí nghiệm:

- Nước cất, muối ăn, muối đồngsunfat CuSO4

- Bình đựng dung dịch

- Một dây làm bằng đồng, nguồn điện (pin), dâynối.

- Vật cần mạ

- Dây nối

Cấu tạo, nguyên tắc hoạt động (hoặc giải thích về hiệntượng)

Mạ điện là phương pháp điện phân để phủ một lớp kim loại, thường là kim loại

không gỉ như Cu,Ni, Cr, Au, Ag… lên những vật bằng kim loại khác.

Trong bể mạ, vật cần mạ được gắn vào catod, anod là kim loại dùng để mạ, chất

điện phân là dung dịch có muối của kim loại dùng để mạ, chất điện phân là dung dịch

có muối của kim loại dùng để mạ. Trong công nghiệp, các đồ vật bằng kim loại thường

được mạ niken để chống gỉ và tăng độ sáng bóng của vật, dung dịch điện phân được

dùng là NiSO4. Đồ mĩ nghệ thường được mạ bạc, mà dung dịch điện phân là muối

AgNO3. Với các vật mạ có nhiều chi tiết phức tạp, trong quá trình điện phân, catod

thường được quay để kim loại bam đều trên vật cần mạ.

Thiết kế chế tạo thínghiệm

- Cho vật cần mạ làm catot cấp một hiệu điện thế giữa anot và catot, đồng sunfat

trong dung dịch bị phân ly thành anion Cu2+ và cation SO42-

Nguồn tài liệu hỗ trợ về kiến thức

GV cung cấp cho học sinh một số nguồn tài liệu:

- Lương Duyên Bình, Vũ Quang, Nguyễn Thượng Chung. Vật lí 12THPT. NXB

Giáo Dục, 2008;

- TS. Nguyễn Thanh Nga, TS Phùng Việt Hải, TS. Nguyễn Quang Linh, ThS.

Hoàng Phước Muội. Thiết kế và tổ chức dạy học chủ đề STEM cho học sinh trung học

cơ sở và trung học phổ thông

- Một số website:

https://www.youtube.com/

http://thuvienvatly.com;

http://www.vatlysupham.com;

http://www.vatlyvietnam.org;

http://www.khoahocvui.com

* Nguồn công nghệ trong lớp học

+Máy vi tính có kết nối Internet;

+ Máy vi tính cài sẵn phần mềm Microsoft Word, Microsoft Powerpoint

+ Máy chiếu

2.5.1. Phân phối thời gian cho các nội dung kiến thức của chủ đề

Chủ đề này dạy trong hai tiết, dựa trên sự hiểu biết và trình độ của học sinh lớp

thực nghiệm, tiết đầu nghiên cứu lý thuyết và trình bày phương án thiết kế mạch điện

một chiều đơn giản có chứa bình điện phân (mạ điện); tiết hai báo cáo sản phẩm và ôn

tập (thời gian giữa hai tiết dạy khoảng 5 ngày để học sinh chế tạo sản phẩm). Cụ thể

như sau:

Tiết Nội dung Thời gian

10 phút 1 A. Khởi động

B. Nội dung tiết học

15 phút I. Hiện tượng điện phân

1. Bản chất của hiện tượng điện phân

2. Các phản ứng phụ diễn ra ở điện cực

20 phút II. Thiết kế mạch điện một chiều đơn giản

1. Đề xuất ý tưởng

2. Lựa chọn ý tưởng

3. Giao nhiệm vụ cho các nhóm về nhà thiết kế

35 phút 2 III. Báo cáo sản phẩm

1. Các nhóm báo cáo về sản phẩm

2. Các nhóm nhận xét về sản phẩm và phần báo cáo sản phẩm

của nhóm trình bày

3. Giáo viên nhận xét và đánh giá

IV. Ôn tập - Mở rộng 10 phút

1. Học sinh làm một số bài tập trắc nghiệm

2. Học sinh về nhà tìm hiểu thêm về công nghệ mạ điện hiện đại

2.5.2. Chuẩn bị

2.5.2.1. Chuẩn bị của giáo viên

a. Kế hoạch dạy học (Giáo án)

b. Bộ câu hỏi định hướng cho chủ đề

Nội dung Câu hỏi

Chiếu một số hình ảnh kim loại mạ: những đồ trang sức đẹp Mở đầu

mắt được mạ bởi vàng, bạc, đồng…, huy chương, động cơ,

vỏ tàu…

? Để làm ra sản phẩm bóng đẹp, bám chắc và đều như thế này,

người ta đã làm như thế nào?

? Điện năng đã đem lại những lợi ích gì cho con người? I. Hiện tượng

? Tại sao khi dây điện rơi xuống nước lại có thể gây chết người? điện phân

? Thế nào là chất điện phân?Bản chất của hiện tượng điện phân

là gì?

? Mạ điện kim loại là gì? Lịch sử ra đời của mạ điện kim loại?

? Kể tên những ứng dụng cụ thể của hiện tượng điện phân trong

thực tiễn? Trình bày cấu tạo và nguyên lí hoạt động của việc mạ

điện? Tại sao mạ điện người ta không sử dụng dòng xoay chiều?

? Nguyên liệu để chế tạo vật mạ điện? Trong công nghiệp mạ

điện, độ dày lớp mạ phụ thuộc vào những yếu tốnào? Việc làm

này có gây ảnh hưởng gì đến con ngườivà môi trường? Tại sao

khi mạ điện trong công nghiệp thì cực dương nhất thiết phải

được làm bằng chất cầnmạ

Nêu những ảnh hưởng của các nhà máy mạ điện đến môi

trường của và cách phòng chống ô nhiêm đó.Vai trò của xử lý

nước thải trong đời sống sinh hoạt? Cơ chế của xử lý nước thải

Nêu phương án để thiết kế một sản phẩm mạ điện đơn giản. III. Thiết kế

sản phẩm

1. Trong quá trình tạo ra sản phẩm mạ điện, em gặp những IV. Báo cáo sản

thuận lợi và khó khăn gì? phẩm

2. Việc tự chế tạo sản phẩm mạ đã mang lại cho em những điều

bổ ích gì?

b. Phiếu học tập

PHIẾU HỌC TẬP

Các em tìm hiểu sách giáo khoa, các tài liệu, mạng internet...để thực hiện các

nhiệm vụ sau:

1. ? Thế nào là chất điện phân? Bản chất của hiện tượng điện phân là gì?

* Thuyết điện ly, chất điện phân là gì?

……………………………………………………………………………..........……

* Bản chất của dòng điện trong chất điện phân

……………………………………………………………………………..........……

2. Mạ điện kim loại là gì? Trình bày cấu tạo và nguyên lí hoạt động của việc mạ

điện? Trong quá trình mạ điện cần lưu ý nhũng vấn đề gì?

……………………………………………………………………………..........……

4. Nêu những ưu điểm mạ điện

……………………………………………………………………………..........……

5. Ý tưởng thiết kế sản phẩm mạ điện đơn giản.

……………………………………………………………………………..........……

6. Dự kiến nguyên vật liệu để tạo ra sản phẩm mạ điện đơn giản

……………………………………………………………………………..........……

2.5.2.2. Chuẩn bị của học sinh

- Nghiên cứu trước bài học ở nhà, tìm hiểu thông tin (qua internet, youtube, …)

về hiện tượng điện phân, quá trình mạ điện... để thực hiện các nhiệm vụ trong phiếu

học tập đã được giao.

2.5.3. Tiến hành hoạt động

2.5.3.1. Chuỗi hoạt động

Hoạt động Nội dung hoạt động Thời gian dự kiến

GV đưa HS vào tình huống có vấn đề thông 10 phút

qua hình ảnh các sản phẩm mạ bóng bền đẹp,

video về sự dẫn điện của các dung dịch,

1. Khởi động Qua quá trình xem hình ảnh, video, HS phát

hiện được vấn đề của bài học: tại sao chất lỏng

dẫn điện và làm thế nào để có sản phẩm đẹp

mắt như vậy.

Tìm hiểu về hiện tượng điện phân: chất điện 20 phút

phân, bản chất của dòng điện chạy qua dung

dịch chất điện phân. Tại sao trong quá trình 2. Hình thành kiến

điện phân dung dịch lại có một lớp mỏng kim thức mới

loại bám vào catot? Lớp mỏng này phụ thuộc

vào yếu tố nào?

- Ý tưởng thiết kế sản phẩm mạ điện đơn giản 15 phút

3. Hình thành ý

- Dự kiến nguyên vật liệu để chế tạo vật mạ tưởng STEM

điện đơn giản

Khoảng Chế tạo thiết bị thí nghiệm có trong mạch điện, 4. Giải quyết vấn đề thử nghiệm 5 ngày

35 phút 5. Báo cáo sản phẩm Học sinh báo cáo sản phẩm

- Học sinh ôn lại bài bằng hệ thống câu hỏi 10 phút 6. Luyện tập, mở

rộng - Giao nhiệm vụ về nhà cho học sinh

2.5.3.2. Tổ chức các hoạt động

HĐ 1. Khởi động (thời gian 10 phút)

Mục tiêu

- Học sinh nhận ra được vấn đề chất điện phân dẫn điện và ứng dụng nó trong

đời sống trong sản xuất và trong kỹ thuật.

- Phát triển năng lực quan sát và phát hiện vấn đề.

HĐ của GV HĐ của HS Nội dung cần đạt được

Video Quan sát

https://www.youtube.com/watch?v=pF nDOT0d7Yk

HS nắm được sơ lược về sự dẫn điện của các chất điện phân và ứng dụng của nó trong đời sống và trong sản xuất.

Tại sao chất lỏng dẫn điện và làm thế nào để có được vật bóng đẹp, lớp mạ bám chắc như thế này? https://www.youtube.com/watch?v=4Y ooFN4QzEk

HĐ 2. Hình thành kiến thức mới (thời gian 20 phút)

Mục tiêu:

- Học sinh tìm hiểu và phát biểu được bản chất của dòng điện trong chất điện

phân điều kiện để xảy ra hiện tượng dương cực tan

- Phát triển năng lực tự học, năng lực làm việc cá nhân và hợp tác nhóm.

HĐ của GV HĐ của HS Nội dung cần đạt được

- Yêu cầu học sinh trình bày về - Thực hiện nhiệm vụ 1. Thuyết điện li

thuyết điện ly - Hs thuyết trình bằng

Các nhóm thực hiện thí nghiệm powerpoint

chúng minh chất lỏng dẫn điện 2. Bản chất của dòng

(với các dụng cụ thí nghiệm HS Nêu dụng cụ thí nghiệm điện trong chất điện

đã chuẩn bị sẵn) và làm thí nghiệm: phân

Sau đó đại diện nhóm giải thích + Dụng cụ: Bình đựng

về kết quả thí nghiệm dung dịch, pin 9V; bóng

đèn, dây nối, nước cất,

muối tinh

- Yêu cầu học sinh thảo luận và + Bố trí thí nghiệm: - Bản chất: Dòng điện

đưa ra nhận xét, bổ sung phần + Tiến hành: Nối hai trong chất điện phân là

dòng chuyển dời có trình bày của 1 nhóm. điện cực với nguồn

hướng của các ion âm - Nhận xét và kết luận + Kết quả: Đèn sáng

và ion dương theo hai

chiều ngược nhau

- Yêu cầu các nhóm học sinh - Thực hiện nhiệm vụ 3. Hiện tượng dương

tìm hiểu hiện tượng dương cực cực tan

tan: Hiện tượng dương cực tan Có lớp mỏng kim loại Hiện tượng duong cực

xảy ra như thế nào? điều kiện bám vào cực katot, điện tan xảy ra khi điện

để xảy ra hiện tượng dương cực cực dương anot bị mòn phân một dung dịch

tan? dần muối của kim loại mà

- Yêu cầu học sinh thảo luận và anot làm bằng chính

đưa ra nhận xét, bổ sung phần kim loại ấy

trả lời của đại diện nhóm.

- Nhận xét và kết luận

Hoạt động 3: Hình thành ý tưởng STEM (thời gian 15 phút)

Mục tiêu:

- Học sinh đề xuất được các phương án thiết kế thí nghiệm mạ điện đơn giản

và lựa chọn được một phương án khả thi.

- Phát triển năng lực tổng hợp, năng lực tư duy logic, năng lực sáng tạo.

Hoạt động của GV Hoạt động của HS Nội dung cần đạt được

- Yêu cầu học sinh đưa Thảo luận và nêu ra các ý 3. Ý tưởng thiết kế một sản

ra ý tưởng về một ứng tưởng thiết kế một sản phẩm mạ điện

dụng của hiện tượng phẩm mạ điện đơn giản - Dụng cụ: pin, bóng điện nhỏ, dương cực tan (thiết kế vật cần mạ, nước cất, muối một sản phẩm mạ điện CuSO4; sợi dây đồng, dây nối, Các nhóm đưa ra ý tưởng: đơn giản). bình đựng dung dịch,

+ Mạ đồng một chiếc Yêu cầu học sinh dự + Kìm, tua vít, kéo, que khuấy đinh. kiến nguyên vật liệu để

- Bố trí: chế tạo thành công: + Mạ đồng một chiếc chìa

khóa ? Muốn thực hiện ý

tưởng đó cần có những + Mạ bạc dụng cụ gì, bố trí và

tiến hành như thế nào?

- Các nhóm đề xuất dụng

cụ: pin, bóng điện nhỏ, Yêu cầu học sinh về vật cần mạ, nước cất, nhà chuẩn bị dụng cụ, muối CuSO4; sợi dây tiến hành thử nghiệm đồng, dây nối, bình đựng và sẽ báo cáo sản phẩm dung dịch. vào tiết sau

2.5.4.Dự kiến sự hướng dẫn cụ thể của giáo viên cho học sinh khi các em gặp khó

khăn trong quá trình thực hiện nhiệm vụ như sau

Với cách giao nhiệm vụ kèm theo tình hình học tập của học sinh lớp thực

nghiệm, tôi dự kiến các em sẽ gặp nhiều khó khăn trong quá trình thực hiện. Chính vì

vậy, chúng tôi đã dự kiến những khó khăn mà học sinh có thể gặp phải và xâydựng

phương pháp hướng dẫn cụ thể.

Khảo sát cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của mạ điện chế tạo sản phẩm mạ điện

đơn giản, đây là một ứng dụng rất thực tế và làm dễ thành công nhưng một số học sinh

đặc biệt là học sinh người dân tộc thiểu số chưa biết các lắp ráp mạch điện, chưa phân

biệt cắm cực dương nguồn điện với Anot, trong quá trình mạ phải xoay vật cần mạ để

cho đồng bám đều lên sản phẩm để tạo tính thẩm mĩ. GV giải thích rõ cho hs vì sao

cực dương phải nói với Anot là kim loại có mặt trong dung dịch chất điện phân. Với

đặc trưng vùng miền, xa trung tâm thành phố nên việc chuẩn bị các thiết bị mạ điện

không dễ dàng với học sinh như HS muốn mạ bạc một sản phẩm nào đó nhưng không

có dung dịch chất điện phân và giá thành đắt, nên HS lực chọn những sản phẩm mạ

đơn giản, không vượt quá khả năng kinh tế cho phép nhưng vẫn có hiệu quả trong việc

học tập.

Tiết 2

HĐ 4: Báo cáo sản phẩm(thời gian 35 phút) Mục tiêu: - Học sinh báo cáo được sản phẩm về: Bản thiết kế mạch điện, lựa chọn nguyên liệu, tiến hành thí nghiệm để tạo ra sản phẩm sản phẩm và những bài học kinh nghiệm.

- Phát triển năng lực giải quyết vấn đề, năng lực thuyết trình.

Hoạt động của GV Hoạt động của HS Nội dung cần đạt được

Yêu cầu học sinh giới thiệu và báo cáo sản phẩm theo những nội dung đã thống nhất Nhận xét, đánh giá về sản phẩm và phần báo cáo của các nhóm Đại diện mỗi nhóm báocáo sản phẩm Các nhóm khác đóng góp ý kiến, - Trình bày được bản thiết kế - Trình bày được việc lựa chọn nguyên vật liệu - Trình bày được quy trình chế tạo - Vận hành được sản phẩm

đặt câu hỏi cho nhóm báo cáo.

Việc chế tạo sản phẩm mạ điện đã đem lại cho em những điều bổ ích gì? Nêu những ảnh hưởng của các nhà máy mạ điện đến môi trường của và cách phòng chống ô nhiêm đó.Vai trò của xử lý nước thải trong đời sống sinh hoạt? Cơ chế của xử lý nước thải - Phát hiện được lớp mạ trên vật không bền, tìm nguyên nhân và cách khắc phục. Có thể đưa ra cách tính toán về bề dày, thể tích của lớp mạ điện. - Có thể đưa ra câu hỏi: Khi có hiện tượng dương cực tan, dòng điện trong chất điện phân tuân theo định luật ôm không? giống như đoạn mạch chỉ có điện trở thuần (vì khi đó có một cực bị tan nên bình điện phân xem như một điện trở). - Nêu ra được những thuận lợi và khó khăn khi chế tạo sản phẩm (bài học kinh nghiệm).

HĐ 6. Ôn tập (thời gian 10 phút) Mục tiêu: - Học sinh nhớ lại các kiến thức đã tìm hiểu; - Phát triển năng lực ghi nhớ; - Giải một số bài tập đơn giản; - Giao nhiệm vụ về nhà cho học sinh.

* Hoàn thành các câu sau: Câu 1. Phát biểu nào sau đâylà không đúng khi nói về cách mạ một huy chương bạc? B. Đặt huy chương ở giữa anốt và catốt. A. Dùng muối AgNO3 C. Dùng anốt bằng bạc D. Dùng huy chương làm catốt Câu 2. Phát biểu nào sau đây là đúng? Dòng điện trong chất điện phân là A. dòng chuyển dịch có hướng của các iôn âm, electron đi về anốt và iôn dương đi về catốt B. dòng chuyển dịch có hướng của các electron đi về anốt và các iôn dương đi về catốt C. dòng chuyển dịch có hướng của các iôn âm đi về anốt và các iôn dương đi về catốt. D. dòng chuyển dịch có hướng của các electron đi về từ catốt về anốt, khi catốt bị nung nóng Câu 3. Đặt một hiệu điện thế U không đổi vào hai cực của bình điện phân. Xét

trong cùng một khoảng thời gian, nếu kéo hai cực của bình ra xa sao cho khoảng

cách giữa chúng tăng gấp 2 lần thì khối lượng chất được giải phóng ở điện cực so

với lúc trước sẽ:

A. tăng lên 2 lần. B. giảm đi 2 lần.

C. tăng lên 4 lần. D. giảm đi 4 lần.

B. anot bị ăn mòn.

Câu 4. Kết quả cuối cùng của quá trình điện phân dung dịch CuSO4 với điện cực bằng đồng là : A. không có gì thay đổi. C. đồng bị bám vào katot. D. đồng chạy từ anot sang katot Câu 5. Nguyên nhân làm xuất hiện các hạt mang điện tự do trong chất điện phân

là do

A. sự tăng nhiệt độ của chất điện phân

B. sự chênh lệch điện thế giữa hai điện cực

C. sự phân ly các phân tử chất tan trong dung môi

D. sự trao đổi electron với các điện cực

Câu 6. Bản chất của hiện tượng dương cực tan là

A. cực dương của bình điện phân bị tăng nhiệt độ tới mức nóng chảy

B. cực dương của bình điện phân bị mài mòn cơ học

C. cực dương của bình điện phân bị tác dụng hóa học tạo thành chất điện phân và

tan vào dung dịch

D. cực dương của bình điện phân bị bay hơi

* Giao nhiệm vụ về nhà: Tìm hiểu lớp mạ điện phụ thuộc vào yếu rố nào? Làm thế nào để biết lượng chất bám vào vật mạ nặng bao nhiêu, bề dày bao nhiêu?

2.6. Đánh giá năng lực giải quyết vấn đề của HS

2.6.1. Đánh giá định tính và đánh giá định lượng

- Đánh giá định tính: Thông qua quan sát, ghi chép của GV trong quá trình tổ

chức các hoạt động dạy học

- Đánh giá định lượng: Việc đánh giá được thực hiện thông qua các phiếu đánh

giá năng lực giải quyết vấn đề của GV, của HS, bài kiểm tra và các sản phẩm của HS

sau khi tham gia các hoạt động dạy học

Bảng 2.1. Tiêu chí đánh giá năng lực giải quyết vấn đề trong hoạt động

DHTN:“Khảo sát dòng điện trong chất điện phân.Chế tạo sản phẩm mạ điện”

Tiêu chí đánh giá Thành tố NLTH Mức độ Gán điểm

N1 0

1. Nhận biết được vấn đề thực tiễn (N) N2 1

- Chưa trình bày được rõ ràng vấn đề thực tiễn: - Chỉ mới nhắc lại được vấn đề thực tiễn nêu trên Chưa biết tại sao các vật dụng trong đời sống hàng ngày như: vòng mĩ kí, đều có lớp mạ xung quanh Trình bày được một số nội dung liên quan đến vấn đề thực tiễn - Làm thế nào để có được vật mạ Nhận diện một cách chính xác các vấn đề thực tiễn; phân

tích rõ ràng, chính xác bản chất của vấn đề đó. Chỉ ra được

N3 mâu thuẫn trong vấn đề. 2

- Tại sao các đồ gia dụng được mạ một lớp rất đẹp, nó được

ứng dụng từ hiện tượng nào?

Chưa xác định được các kiến thức liên quan đến vấn đề.

Chưa hiểu rõ vấn đề cần tham khảo hay huy động những

X1 kiến thức nào. 0

Với môi trường dung dịch muối, axit, bazo…chưa xác định 2. Xác

được hạt tải điện là gì? định

được các Đã xác định được một số kiến thức liên quan đến vấn đề

kiến thức thực tiễn. Nêu tên được các vấn đề.

liên quan X2 Xác định được hạt tải điệnvới môi trường dung dịch muối, 1

vấn đề axit, bazo được tạo ra nhờ sự điện ly; xác định được mật

độ hạt tải, chưa xác định được bản chất của dòng điện là gì?

thực tiễn (X) - Đã xác định được các kiến thức liên quan vấn đề thực

tiễn. X3 2

Mật độ hạt tải,hạt tải điện trong các chất axit, bazo, muối là gì? Các hạt này có liên quan gì đến việc mạ điện?

Không biết đặt câu hỏi trước một vấn đề nảy sinh do đó HS 3. Tìm tòi,

T1 0

không biết cách tìm câu trả lời cho vấn đề như: -Bản chất của dòng điện trong điện phân là gì?

T2 1

khám phá kiến thức liên quan vấn đề thực tiễn Đã biết đặt một số câu hỏi và lựa chọn các câu hỏi; có thể đề xuất các câu hỏi mới, biết tìm kiếm kiến thức để trả lời một phần vấn đề còn thắc mắc.

Tiêu chí đánh giá Mức độ Gán điểm

Thành tố NLTH (nếu có) (T) -Dòng điện chạy trong điện phân là gì? Làm thế nào có được vật mạ đẹp mắt?

Biết cách chủ động thu thập, tìm kiếm các bằng chứng khoa

học, nghiên cứu cơ sở khoa học của các vấn đề thực tiễn để

T3 2

tìm câu trả lời cho vấn đề mình nghiên cứu. - Để mạ vật đẹp mắt thì cần phải làm những gì? Bản chất của dòng điện trong điện phân là gì? Làm thế nào để biết bản chất của dòng điện trong điện phân.Dòng điện

qua môi trường đó có tuân theo định luật Ôm không?

G1 0

G2 1

4. Giải thích, phân tích, đánh giá vấn đề thực tiễn (G)

G3 2

Đ1 0

Đ2 1

5. Đề xuất biện pháp, thực hiện giải quyết vấn đề thực tiễn Đ3 2 Chưa giải thích được cơ sở khoa học, bản chất của các sự vật, hiện tượngtrong thực tiễn có liên quan đến bài học hoặc phát sinh trong cuộc sống. - Chưa giải thích được cơ sở khoa học, bản chất của dòng điện chạy qua lớp điện phân là dòng chuyển dời có hướng theo hai chiều ngược nhau của ion âm và ion dương dưới tác dụng của điện trường. có thể ứng dụng mạ điện, luyện nhôm… Có thể giải thích, hoặc phân tích một phần vấn đề, qua đó có thể đưa ra một số ý tưởng để giải quyết các vấn đề liên quan. - Dòng điện chạy qua lớp điện phân là dòng chuyển dời có hướng theo hai chiều ngược nhau của ion âm và ion dương. Giải thích chính xác, rõ ràng cơ sở khoa học của các sự vật hiện tượng và các ứng dụng khoa học trong tự nhiên và trong cuộc sống, sản xuất: - Dòng điện chạy qua lớp điện phân là dòng chuyển dời có hướng theo hai chiều ngược nhau của ion âm và ion dương dưới tác dụng của điện trường. Dòng điện tuân theo định luật Ôm khi có hiện tượng dương cực tan; có thể ứng dụng mạ điện, luyện nhôm… Chưa đề xuất được biện pháp hoặc đề xuất của HS không mang tính khả thi và xa rời thực tiễn Đã đưa ra một số đề xuất mang tính khả thi, đề ra các biện pháp kiểm chứng giả thuyết nhưng chưa thực hiện giải quyết vấn đề. Đề xuất được các biện pháp hợp lí; thực hiện giải quyết vấn đề thực tiễn hiệu quả và đề xuất được vấn đề mới.

Tiêu chí đánh giá Mức độ Gán điểm

Thành tố NLTH và đề xuất vấn đề mới (Đ)

Bảng 2.2. Tiêu chí đánh giá chủ đề : Khảo sát cấu tạo và nguyên tắc hoạt động

của mạđiện.Chế tạo thí nghiệm mạđiện và sản phẩm mạ điện

Tiêu chí Mức độ thể hiện

Giai đoạn

Đánh giá Rõ ràng Không có Rất rõ ràng Không rõ ràng

Vấn đề 1. Đưa ra được các sự kiện, các

thực tiễn, minh chứng hình ảnh, video về các

ý tưởng vấn đề liên quan đến chủ đề: Dòng

hướng điện đi qua khối chất lỏng như

nghiệp muối, axit, bazơ

2. Đề xuất ý tưởng về cách tìm hiểu

dòng điện chạy trong môi trường chất Ý tưởng lỏng rõ ràng, hấp dẫn, lôi cuốn và có

tính khả thi

3. Trình bày rõ kiến thức có liên quan

đến chủ đề: “Khảo sát cấu tạo và

Phân tích nguyên tắc hoạt động của

tính khả mạđiện.Chế tạo thí nghiệm mô hình

thi mạđiện và sản phẩm mạ điện”. Phân

tích được thời gian thực hiện hợp lý,

khả thi của chủ đề

4. Xác định và lựa chọn mục tiêu của

chủ đề

Hoạch 5. Vạch ra các nhiệm vụ và hành

định động để thực hiện giải pháp đề ra

6. Phân công nhiệm vụ cụ thể, rõ ràng

cho mỗi thành viên trong nhóm

Lập tiến 7. Lên kế hoạch thực hiện giải pháp

độ cho từng giai đoạn cụ thể của chủ đề

Tiêu chí Mức độ thể hiện

Giai đoạn

phù hợp với thời gian và nhân sự của

nhóm

Tổ chức thực hiện

Sản phẩm

8. Có kế hoạch báo cáo tiến độ và hình thức báo cáo 9. Dự trù những khó khăn và đề xuất phương án dự phòng 10. Trình bày tình huống có vấn đề để thực hiện chủ đề: “Khảo sát cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của mạđiện.Chế tạo thí nghiệm mô hình mạđiện và sản phẩm mạ điện”. 11. Đề xuất phương án tìm hiểu về bản chất bên trong của hiện tượng các điện tích (ion dương, ion âm) chuyển động như thế nào bên trong khối chất điện phân 12. Phân tích sự tạo thành hạt tải điện (ion dương, ion âm) trong khối chất điện phân, đặc điểm và sự chi phối của tính chất của dòng điện trong chất điện phân như thế nào 13. Tìm hiểu hiện tượng dương cực tan 14. Đề xuất dùng vật liệu dễ tìm, đơn giản để thực hiện thí nhiệm về dương cực tan 15. Đề xuất phương án thiết kế, chế tạo và lắp ráp mạch điện thực hiện thí nghiệm mạ một vật. 16. Nêu những ảnh hưởng của các nhà máy luyện kim, tới môi trường sống và cách phòng tránh 17. Tìm kiếm các dụng cụ thí nghiệm 18. Bài trình bày (đa phương tiện: máy tính + máy chiếu, sản phẩm, thí nghiệm) 19. Facebook, video về chủ đề

Tiêu chí Mức độ thể hiện

Giai đoạn

Mở rộng chủ đề

20. Đánh giá ưu nhược điểm của chủ đề 21.Đề xuất phương án cải tiến đề khắc phục những tồn tại hiện có

2.6.2. Đề kiểm tra năng lực giải quyết vấn đề

Để có thêm căn cứ đánh giá năng lực giải quyết vấn đề của học sinh chúng tôi

cho học sinh làm bài kiểm tra sau khi học xong chủ đề trong 40 phút.

* Nội dung đề kiểm tra

ĐỀ KIỂM TRA- THỜI GIAN 30 PHÚT

Câu 1 (1 điểm). Nêu bản chất của dòng điện trong chất điện phân?

Câu 2(1 điểm). Điều kiện xảy ra hiện tượng dương cực tan?

Câu 3 (2 điểm). Dòng điện chạy qua bình điện phân có tuân theo định luật ÔM

không? Nêu ý tưởng để nhận biết điều đó.

Câu 4 (6 điểm).Hãy thiết kế một phương án để biết khối lượng chất bám vào Katot

khi có hiện tượng dương cực tan đơn giản.

KẾT LUẬN CHƯƠNG 2

Sau khi nghiên cứu cơ sở lý luận và thực tiễn về quan điểm giáo dục STEM theo

hướng vận dụng kiến thức vào thực tiễn cũng như nghiên cứu chương trình Vật lý 11

phần “Dòng điện trong các môi trường” tôi đã đề xuất tiến trình dạy học STEM một số

nội dung phần “Dòng điện trong các môi trường”. Cụ thể kết quả mà luận văn thể hiện

trong chương này là:

- Đặc điểm phần “Dòng điện trong các môi trường” Vật lý 11.

- Thực trạng về việc dạy và học chúng “Dòng điện trong các môi trường ở một

số trường THPT của huyện Định Hóa, tỉnh Thái Nguyên

- Phân tích phần “Dòng điện trong các môi trường” Vật lý 11 dưới góc độ STEM

- Mối quan hệ giữa mục tiêu, chương trình, nội dung phần “Dòng điện trong các

môi trường” Vật lý 11 với mục tiêu, nội dung giáo dục STEM.

- Xây dựng nội dung học tập phần “Dòng điện trong các môi trường” Vật lý 11

theo quan điểm giáo dục STEM.

- Đề xuất tiến trình dạy học một chủ đề phần “Dòng điện trong các môi trường”

Vật lý 11 theo quan điểm giáo dục STEM

Chương 3

THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM

3.1. Mục đích và nhiệm vụ của thực nghiệm sư phạm

3.1.1. Mục đích thực nghiệm sư phạm

Nghiên cứu tiến hành TNSP nhằm mục đích:

- Kiểm tra tính đúng đắn của giả thuyết khoa học đã đề ra trong luận án.

- Đánh giá tính khả thi và hiệu quả của các đề xuất về dạy học phần “Dòng điện

trong các môi trường” Vật lý 11- cơ bản, theo quan điểm giáo dục STEM góp phần

hình thành và phát triển các năng lực vận dụng kiến thức vào thực tiễn cho HS và nâng

cao hứng thú học tập, các kĩ năng của HS trên cơ sở phân tích khách quan, khoa học

kết quả định tính và định lượng.

- Cụ thể phần thực nghiệm sư phạm trả lời các câu hỏi:

+ Có giúp HS tại trường THPT miền núi như THPT Định Hóa tiếp cận với những

phương pháp dạy học mới theo quan điểm giáo dục STEM không?

+ Có giúp học sinh có thái độ tích cực, tự lực, yêu thích môn học vật lý hơn, có

sôi nổi thảo luận và hoàn thành các nhiệm vụ học tập hay không?

Trả lời các câu hỏi trên sẽ tìm ra những đóng góp của đề tài, khắc phục những

hạn chế còn mắc phải, từ đó góp phần vào việc nâng cao chất lượng dạy - học Vật lí và

quá trình đổi mới phương pháp dạy học ở trường phổ thông đặc biệt là với trường

THPT miền núi.

3.1.2. Nhiệm vụ

Trong quá trình thực nghiệm sư phạm tôi thực hiện các nhiệm vụ sau:

- Khảo sát, điều tra cơ bản để lựa chọn lớp thực nghiệm.

- Hướng dẫn cách đánh giá các tiêu chí theo phiếu đánh giá đã xây dựng cho

giáo viên và học sinh

- Giới thiệu, hướng dẫn cách sử dụng các bộ thí nghiệm cho HS.

- Chuẩn bị tài liệu, các phương tiện dạy học cần thiết để thực hiện đánh giá.

- Tổ chức dạy học bài “Dòng điện trong chất điện phân”- Vật lí 11.

- Các tiết dạy được tiến hành theo tiến trình xây dựng kiến thức và hướng tới

việc đánh giá năng lực thực nghiệm, năng lục vận dụng kiến thức vào thực tiễn của học

sinh theo các tiêu chí và phiếu đánh giá đã được xây dựng.

- So sánh, đối chiếu kết quả đánh giá năng lực vận dụng kiến thức vào thực tiễn

để biết được chiều hướng phát triển của học sinh.

3.2. Đối tượng và nội dung thực nghiệm sư phạm

3.2.1. Đối tượng

Căn cứ vào mục đích TNSP tôi lựa chọn đối tượng là học sinh khối lớp 11 của

trường THPT Định Hóa trong học kì I, năm học 2018 - 2019 trên địa bàn Huyện Định

Hóa Tỉnh Thái Nguyên.

3.2.2. Nội dung

- Điều tra hoàn cảnh, điều kiện kinh tế, đặc trưng vùng miền, tính cách của học

sinh miền núi.

- Điều tra cơ bản về tình hình dạy và học môn Vật lí ở trường chọn làm thực

nghiệm, tìm hiểu thông tin cần thiết về lớp thực nghiệm.

- Tiến hành giảng dạy dạy theo phương án đã xây dựng.

- Ở các lớp mà do giáo viên cộng tác giảng dạy phải có tác giả đề tài tham gia

dự giờ. Liên hệ với GV chủ nhiệm để nắm bắt tình hình lớp và giáo viên bộ môn Vật

lí - Công nghệ để trình bày ý tưởng và mong muốn được các thầy (cô) tư vấn, góp ý,

giúp đỡ để việc thực nghiệm diễn ra thuận lợi.

- Bài giảng thực nghiệm gồm các bài: “Dòng điện trong chất điện phân” .Trao

đổi với học sinh ở lớp thực nghiệm sau các buổi học để điều chỉnh phương án giảng

dạy cho phù hợp với đặc điểm học sinh miền núi.

- Tổng kết, phân tích và xử lí kết quả thực nghiệm sư phạm. Trên cơ sở đó, rút

ra các kết luận về đề tài nghiên cứu.

3.3. Phương pháp thực nghiệm sư phạm

3.3.1. Chọn mẫu thực nghiệm sư phạm

Để chuẩn bị cho quá trình thực nghiệm sư phạm, tôi sử dụng phiếu đánh giá

năng lực thực nghiệm đã xây dựng, tìm hiểu tình hình học sinh từ đó lựa chọn lớp thực

nghiệm phù hợp với mục tiêu nghiên cứu của đề tài.

Số học sinh được khảo sát trong quá trình thực nghiệm sư phạm bao gồm 24 học

sinh, trong đó chia làm 4 nhóm thực nghiệm. Đối tượng được chọn là học sinh lớp

11A1 trường THPT Định Hóa, tỉnh Thái Nguyên.

3.3.2. Các bước tiến hành thực nghiệm

- Kế hoạch thực nghiệm sự phạm:

Ghi TT Thời gian Nội dung công việc chú

1 Từ ngày 24/11/2018 đến ngày 30/11/2018 Thông qua tổ chuyên môn

2 Từ ngày 01/12/2018 đến ngày 31/12/2018 Xây dựng kế hoạch giảng dạy

3 Từ ngày 02/1/2019 đến ngày 08/1/2019 Dạy thực nghiệm

Lấy kết quả, xử lý kết quả và 4 Từ ngày 09/01/2019 đến ngày 25 /01/2019 kết luận

Các giờ học của lớp thực nghiệm đều được tác giả, quan sát và ghi chép các hoạt

động của giáo viên và học sinh trong quá trình diễn ra bài dạy theo các nội dung sau:

- Hoạt động của giáo viên:

+ Các khâu lên lớp của giáo viên, quá trình điều khiển và gợi ý của giáo viên

cho các hoạt động của học sinh.

+ Hiệu quả của việc sử dụng thí nghiệm trong dạy học với các hoạt động nhận

thức của học sinh.

- Hoạt động của học sinh:

+ Sự tập trung, tính tích cực, hào hứng xây dựng bài, thái độ học tập nghiêm túc.

+ Khả năng lĩnh hội và vận dụng kiến thức của phần củng cố, vận dụng. Sau khi

giảng dạy tác giả có trao đổi với giáo viên và học sinh để rút kinh nghiệm cho các bài

dạy tiếp theo.

3.4. Đánh giá thực nghiệm sư phạm

3.4.1. Phương pháp đánh giá kết quả thực nghiệm sư phạm

Để đánh giá kết quả thực nghiệm, tôi sử dụng các phương pháp sau:

- Phương pháp phân tích định tính dựa trên việc theo dõi hoạt động của học sinh

trong giờ học.

- Phương pháp phân tích định lượng dựa trên kết quả của phiếu đánh giá năng

lực thực nghiệm của học sinh nhóm thực nghiệm.

Phân tích định tính qua quan sát hoạt động của học sinh trong giờ học.

Để đánh giá về mặt định tính kết quả thực nghiệm sư phạm tôi dựa vào các tiêu

chí sau:

- Số học sinh chú ý nghe giảng, chủ động tham gia thực hiện các nhiệm vụ học

tập mà giáo viên đưa ra.

- Số lần học sinh phát biểu ý kiến xây dựng bài, số lượng học sinh tham gia phát

biểu ý kiến xây dựng bài.

- Số học sinh trả lời đúng các câu hỏi theo yêu cầu ghi nhớ kiến thức cơ bản

trong giờ học.

Về phần đánh giá năng lực thực nghiệm của học sinh trong các nhóm thực hành

tôi phân công mỗi giáo viên quan sát trực tiếp các thao tác của học sinh trong nhóm và

chấm điểm theo mẫu phiếu đánh giá đã xây dựng

Phân tích kết quả định lượng căn cứ trên các phiếu đánh giá năng lực thực

nghiệm và kết quả bài kiểm tra

Để định lượng sự phát triển năng lực thực nghiệm của học sinh, tôi dựa vào kết

quả cụ thể của phiếu đánh giá năng lực thực nghiệm của học sinh.

3.4.2. Kết quả, xử lí kết quả thực nghiệm sư phạm

3.4.2.1. Phân tích định tính kết quả thực nghiệm sư phạm

- Tôi đã tiến hành theo phương án và tiến trình kiến thức đã xây dựng ở trên

qua sự quan sát và nhận xét của giáo viên được phân công với mỗi em học sinh trong

2 nhóm thực nghiệm, tôi thống kê về ý kiến đánh giá của của giáo viên với học sinh

trong quá trình tiến hành thí nghiệm như sau:

3.4.2.2. Đánh giá định tính

Dựa vào việc quan sát HS và trao đổi với giáo viên dự giờ và trao đổi với học

sinh của lớp thực nghiệm.

+ Về kế hoạch dạy học: cơ bản như dự kiến. Dạy theo kế hoạch dạy học của chủ

đề bài học sẽ không bị tẻ nhạt, học sinh tự tìm hiểu được kiến thức, bản chất hiện tượng,

những ứng dụng kiến thức trong bài vào đời sống cũng như trong kĩ thuật. Điều này

kích thích tính ham học, ham hiểu biết.

- Về phí học sinh:

+ Các em đã không còn nhút nhát khi muốn trình bày ý tưởng, đều tự nguyện

tham gia vào các hoạt động một cách tích cực, thoải mái, nhiệt tình. Các thành viên của

mỗi nhóm đều thự chiện nghiêm túc và hiệu quả nhiệm vụ của nhóm mình. Trong mỗi

buổi làm việc của nhóm, các em đều tham gia đầy đủ, tích cực thảo luận để thực hiện

nhiệm vụ.

+ Sau tiết giao nhiệm vụ chung cho mỗi nhóm, hầu hết các em tích cực suy

nghĩ, đưa ra ý tưởng, nêu được kiến thức liên quan để thực hiện yêu cầu mà giáo viên

giao cho. Khi có vấn đề chưa hiểu hoặc khó khăn không giải quyết được thì các em đã

mạnh dạn nhờ giáo viên giúpđỡ.

- Có những nhóm HS gặp khó khăn trong quá trình thảo luận, khi giáo viên

hướng dẫn để các em vượt qua khó khăn bằng cách sử dụng những câu hỏi gợi mở hoặc

những yêu cầu vận dụng kiến thức thì các em rất chăm chú lắng nghe và suy nghĩ rất

tích cực theo hướng giáo viên gợi mở. Sau đó, đa số các nhóm đều có thể tự tìm ra cách

giải quyết chomình.

- Có nhiều em nghĩ ra phương án thí nghiệm để giải quyết nhiệm vụ được giao

thì các em đã mạnh dạn trình bày ý tưởng với giáo viên và các bạn cùng nhóm và mong

muốn giáo viên giúp đỡ cũng như mong muốn đượchọc hỏi thêm để các em thực hiện

theo phương ánnày.

- Tất cả các nhóm đều cố gắng để hoàn thành nhiệm vụ được giao.HS chuẩn bị

khá chu đáo cho buổi báo cáo từ việc phân công thành viên chuẩn bị lời giới thiệu thành

viên sao cho ngắn gọn, chuẩn bị lời giới thiệu cho chủ đề, chuẩn bị kiến thức để tham

gia phản biện.

Sau đây là một số ý kiến của GV và HS được phỏng vấn:

* Ý kiến của một số thầy (cô) giáo dự giờ

Với câu hỏi “Các thầy (cô) có nhận xét gì về các giờ dạy của chuyên đề này?”.

Các thầy (cô) giáo đều cho rằng với việc áp dụng các quan điểm STEM trong

dạy học tại trường THPT Định Hóa, học sinh đã vuots qua chính mình, tích cực chủ

động tìm tòi khám phá kiến thức, sôi nổi thảo luận và rất hăng hái thực hiện nhiệm vụ

được giao.

Sau đây là ý kiến của các giáo viên dự giờ:

Cô Nguyễn Thị Huyền cho biết:“Nếu giờ dạy nào HS cũng tích cực và hào hứng

như thế này thì tốt biết mấy. Nhưng để có được tiết dạy như thế này phải nói thật là tôi không

có đủ điều kiện về thời gian, công sức để chuẩn bị và kiến thức thực tế”.

Thầy Lương Văn Vũ cho biết: “Đây là một phương pháp dạy học mới mẻ với

tôi, tôi thấy nó mang lại hiệu quả cao cho quá trình dạy và học. Tôi thấy học sinh rất

hào hứng, tích cực, chủ động tìm kiếm, lĩnh hội kiến thức thay vì giáo viên truyền thụ

một chiều. Học sinh thực sự trở thành trung tâm trong quá trình dạy học, giáo viên chỉ

đóng vai trò gợi ý, dẫn dắt và trợ giúp học sinh khi các em gặp khó khăn. Hầu hết học

sinh phát hiện được vấn đề, phân tích vấn đề và tự tin đề xuất các phương án VDKT

vào thực tiễn”.

Thầy Dương Văn Tuấn nói: “Tôi thấy dạy như thế này giáo viên rất nhàn trong

tiết dạy kiến thức nền, nhưng trong quá trình chuẩn bị giáo viên rất vất vả và phải bỏ

nhiều thời gian để hướng dẫn, góp ý cho các nhóm học sinh, đặc biết là nhũng nhóm có

học sinh chưa thực sự học tốt môn vật lí. Nói thật, giáo viện phải tâm huyết lắm mới

dạy được kiểu này”.

Cô Lý Thị Duyên: “Cách dạy theo định hướng giáo dục STEM như thế này là

rất hay và hiệu quả. Nhưng để áp dụng đại trà cho HS miền núi như trường ta trong giai

đoạn hiện nay thì không hề đơn giản. Cả giáo viên và học sinh đều gặp rất nhiều khó

khoăn với điều kiện vùng miền núi như trường ta, giáo viên thì không đủ thời gian để

đầu tư cho chuyên đề và mảng thiết kế, chế tạo thì hạn chế; Học sinh cũng không đủ thời

gian để chuẩn bị và đặc biệt là thiếu rất nhiều đồ dùng, trang thiết bị để phục vụ cho việc

chế tạo sản phẩm. Vì thế nếu dạy theo cách này thì Bộ Giáo dục và Đào tạo phải xây dựng

lại chương trình các môn học và giảm số giờ định mức cho giáo viên cũng như cung cấp

đồ dùng và nguyên vật liệu để học sinh chế tạo sản phẩm”.

Cô Trần Thị Hải Yến là giáo viên mới vào nghề nói: “Chắc tôi không có đủ tự

tin để hướng dẫn các em vì nó quá mới mẻ với tôi. Tôi nghĩ nếu dạy thế này thì cần có

thêm sự trợ giúp của các thầy (cô) giáo trong tổ.”

* Về sự quan sát và lắng nghe ý kiến của học sinh:

Chúng tôi nhận thấy các em chuẩn bị chu đáo nhiệm vụ được giao về nhà thông

qua phiếu học tập, bộ câu hỏi định hướng; ở tiết 1 chúng tôi thấy các em tích cực trao

đổi thảo luận về kiến thức nền của chủ đề, nhiều học sinh đã đặt ra các câu hỏi và

mong muốn được giải đáp, các nhóm đều đưa ra được các thiết bị đơn giản và đề xuất

được nguyên vật liệu để tạo ra sản phẩm mạ điện đơn giản; trong hoạt động chế tạo sản

phẩm các nhóm đều tích cực, chủ động làm và hỏi ý kiến chuyên gia cũng như nhờ thầy

trợ giúp; ở tiết thứ 2 của chủ đề đa số các nhóm đều rất tự tin báo cáo sản phẩm của

nhóm mình và trả lời những câu hỏi phản biện của các bạn nhóm khác.

Thông qua việc quan sát học sinh, chúng tôi thực sự thấy được hiệu quả của

phương pháp dạy học theo quan điểm giáo dục STEM. Phương pháp này đã phát

huy được tính tích cực chủ động và đặc biệt là năng lực vận dụng kiến thức vào thực

tiễn của học sinh trong học tập. Các em biết phát hiện ra vấn đề và mong muốn giải

quyết được vấn đề và mong muốn được VDKT vào thực tiễn. Bên cạnh đó, chúng

tôi nhận thấy một số em còn bỡ ngỡ với phương pháp mới vì thế các em này còn rụt

rè, một số em còn gặp khó khăn về ngôn từ trong việc trình bày ý kiến. Một số em

còn vụng về và lóng ngóng trong quá trình chế tạo sản phẩm. Sau đây là ý kiến của

một số học sinh được phỏng vấn:

Em Ma Thị Phương Châm: “Em thấy rất thú vị vì em được áp dụng lý thuyết

vào thực tiễn”.

Em Hoàng Duy: “Em cứ nghĩ việc tạo ra sản phẩm mạ điện là việc rất xa vời

đối với chúng em. Nhưng đó chỉ là ý nghĩ trước kia, còn bây giờ chúng em không

những hiểu về cấu tạo và nguyên tắc hoạt động mạch điện dùng bình điện phân đề mạ

điện mà còn tự tay tạo ra được sản phẩm mạ điện, tuy rằng đó chỉ là sản phẩm đơn

giản. Em mong muốn có nhiều chủ đề dạy theo cách này để chúng em được trải nghiệm

nhiều hơn và thấy được sự gắn kết giữa lý thuyết và thực tiễn”.

Em Nguyễn Nhật Lệ: “Việc thực hiện chủ đề chiếm rất nhiều thời gian của em

vì thế vì thế đã ảnh hưởng tới thời gian học tập các môn khác. Nếu các thầy (cô) dạy

theo phương pháp này thì nên giảm tải chương trình của tất cả các môn để chúng em

có thời gian tham gia vào các hoạt động trải nghiệm”.

Em Dương Minh Hiếu: Em chủ yếu xem các bạn làm nhưng em cảm thấy bản

thân em nắm được quy trình khá tốt”.

Em Hà Hiểu Thành : “Với chuyên đề này chúng em được hoạt động nhóm cùng

nhau, giúp chúng em thân thiện và gần gũi với nhau hơn. Em được vận dụng lí thuyết

trong bài học vào cuộc sống. Đây là lần đầu tiên chúng em tạo ra một sản phẩm môn

Vật lí rất thú vị”.

Em Hà Văn Huân:“Thi thoảng trong các tiết dạy của thầy (cô) chúng em cũng

được làm việc nhóm, nhưng chưa bao giờ chúng em lại có cách làm việc nhóm như trong

chủ đề này. Đầu tiên chúng em nghĩ để thực hiện chủ đề bài học là một việc vô cùng khó

khăn, nhưng khi nhóm em bắt tay vào công việc thì nảy ra nhiều ý tưởng hay và sự đóng

góp ý kiến của các bạn trong nhóm đã làm vấn đề trở nên đơn giản hơn”.

Em Trần Quế Chi: “Cách dạy và học như thế này em thấy rất hiệu quả. Em

thấy môn Vật lí gần gũi với cuộc sống hơn, những kiến thức trong sách vở có thể vận

dụng vào thực tiễn. Em mong các thầy (cô) thường xuyên dạy theo phương pháp này”.

Qua ý kiến của học sinh lớp thực nghiệm và của giáo viên dự giờ tôi thấy:

- Mặt tích cực: Đa số học sinh thấy rất hào hứng khi giáo viên dạy theo phương

pháp này, phương pháp này giúp các em tăng cường hoạt động nhóm, các em chủ động

tìm kiếm kiến thức liên quan, chủ động chuẩn bị nguyên vật liệu, tự giác trong công việc

được giao và hơn hết các em thấy được ý nghĩa của việc học. Các giáo viên dự giờ đều

cho rằng đây là phương pháp hay, với phương pháp này sẽ giúp học sinh phát triển một số

năng lực trong đó có năng lực vận dung kiến thức vào thực tiễn.

- Bên cạnh đó còn những trăn trở từ phía học sinh và giáo viên như: tốn khá

nhiều thời gian thiết kế chuỗi hoạt động; khó khăn trong việc thiết kế và chế tạo sản

phẩm; không đủ dụng cụ và nguyên vật liệu để chế tạo; mất nhiều thời gian trong việc

đánh giá học sinh; chương trình giáo dục phổ thông hiện nay còn dài và nặng; số giờ

định mức của giáo viên còn nhiều; kỹ năng của GV và HS miền núi về kỹ thuật còn hạn

chế; công tác kiểm tra, thi cử chủ yếu chú trọng vào việc đánh giá kiến thức và khả năng

ghi nhớ của học sinh mà chưa chú trong tới đánh giá năng lực của học sinh...

3.4.2.3. Đánh giá định lượng

Để có thêm căn cứ nhằm đánh giá giả thuyết khoa học của luận văn, chúng tôi

dựa vào kết quả bài kiểm tra sau khi học xong chủ đề, các phiếu đánh giá của giáo viên,

phiếu tự đánh giá và đánh giá đồng đẳng của học sinh.

- Tôi đã sử dụng bảng kiểm quan sát dành cho GV là công cụ để đánh giá năng lực

năng lực VDKT vào thực tiễn của HS. Phiếu để giáo viên đánh giá năng lực giải quyết

vấn đề của học sinh được thiết kế theo mục 2.3.1. được trình bày trong luận văn này. Sau

khi phát phiếu cho các thầy (cô) giáo, chúng tôi đã thu lại và tổng hợp kết quả như sau:

Bảng 3.1.Bảng kiềm đánh giá nhóm học sinh của giáo viên

TT Tiêu chí 1 Tiêu chí 2 Tiêu chí 3 Tiêu chí 4 Tiêu chí 5 Tổng điểm

1,5 1,4 1,5 1,6 1,7 7,7 Nhóm

1,0 1,2 1,4 1,1 1,1 5,8 Nhóm 1

1,3 1,5 1,5 1,2 1,6 7,1 Nhóm 2

1,5 1,4 1,2 1,5 1,7 6,0 Nhóm 3

4 - Phiếu tự đánh giá và đánh giá đồng đẳng của học sinh với kết quả đã được tổng

hợp tại cột (a) và cột (b) trong bảng 3.2 (phụ lục: ảnh chụp 2 phiếu đánh giá đồng đẳng

và tự đánh giá).

- Kết quả bài kiểm tra đã được tổng hợp tại cột (d) trong bảng 3.2.

Sau khi có điểm đánh giá của GV, điểm tự đánh giá, điểm đánh giá đồng đẳng

và điểm của bài kiểm tra, chúng tôi đã tổng hợp và tính điểm trung bình với cách tính

như sau: e= , kết quả thu được được thể hiện ở bảng 3.2.

Bảng 3.2.Bảng điểm tổng hợp đánh giá năng lực của học sinh

Điểm Điểm Điểm Điểm Bảng Điểm kết quả tự đồng bài kiểm trung học tập đánh đẳng kiểm GV bình tra TT Họ tên học sinh HKI giá (**)

(2018-

2019) (a) (b) (c) (d) (e)

(*)

6.6 5 5.3 6 7 1 Dương Hoàng Anh 6.2

7.1 4 5.1 7.7 7 2 Trần Tuấn Anh 6.4

8.4 7 7.6 6 8 3 Ma Thị Phương Châm 7.0

8.7 7 7.4 7.7 8 4 Trần Quế Chi 7.6

7.7 6 7 7.1 6 5 Phạm Thị Thảo Chi 6.7

6.9 3 4.2 7.1 4 6 Nguyễn Thạc Chung 5.1

9.2 8 7.8 7.7 9 7 Hoàng Duy 8.1

8.6 7 7.4 7.1 8 8 Triệu Quang Dương 7.4

Điểm Điểm Điểm Điểm Bảng Điểm kết quả tự đồng bài kiểm trung học tập đánh đẳng kiểm GV bình TT Họ tên học sinh HKI giá (**) tra

(2018-

2019) (a) (b) (c) (d) (e)

(*)

9 Đào Thị Hằng 7.8 6 4.2 7.7 7 6.4

10 Lộc Đỗ Vương 7.5 5 5.7 7.1 6 6.2

11 Nguyễn Thu Hiền 7.9 4 5 5.8 5 5.2

12 Dương Minh Hiếu 6.6 4 3.6 6 4 4.7

13 Hà Duy Hoàng 6.9 7 6.2 7.1 7 6.8

14 Lương Hữu Hoàng 6.3 5 6 6 6 5.9

15 Phan Việt Hoàng 8 7 7 5.8 7 6.6

16 Hà Văn Huân 9.5 8 7.6 7.7 9 8.0

17 Hoàng Mạnh Hùng 7.5 5 6 5.8 7 6.1

18 Nguyễn Thị Hương 7.4 6 6.2 5.8 7 6.2

19 Trần Doãn Khôi 7.8 6 5 6 6 5.8

20 Nguyễn Nhật Lệ 6.3 5 5.3 6 5 5.5

21 Nguyễn Bảo Ngọc 6.9 6 6.2 5.8 6 6.0

22 Chu Thị Minh Nguyệt 7.4 6 4.2 5.8 8 6.0

23 Nguyễn Thị Như Quỳnh 9.1 7 6.6 7.7 7 7.2

24 Hà Hiểu Thành 9.7 8 7.8 7.1 9 7.9

Điểm trung bình 7.7 6.4 5.9 6.06 6.65 6.8

Bảng 3.3.Bảng đánh giá năng lực VDKT vào thực tiễn của giáo viên

Tiêu chí đánh giá Mức 2 (1 điểm) Thành tố NLTH Mức 1 (0 điểm) Mức 3 (2 điểm) 1. Nhận biết Chưa trình bày được rõ ràng vấn đề

được vấn đề thực tiễn. Chỉ mới nhắc lại được vấn đề

thực tiễn Trình bày được một số nội dung liên

quan đến vấn đề thực tiễn

Nhận diện một cách chính xác các vấn

đề thực tiễn; phân tích rõ ràng, chính

xác bản chất của vấn đề đó. Chỉ ra được

mâu thuẫn trong vấn đề.

2. Xác định Chưa xác định được các kiến thức liên

được các quan đến vấn đề. Chưa hiểu rõ vấn

kiến thức đềcần tham khảo hay huy động những

liên quan kiến thức nào.

vấn đề Đã xác định được một số kiến thức liên

thực tiễn quan đến vấn đề thực tiễn. Nêu tên được

các vấn đề.

- Đã xác định được các kiến thức liên

quan vấn đề thực tiễn.

- Liệt kê được các kiến thức đó và phân

tích, thiết lập được mối quan hệ giữa

các kiến thức liên quan.

3. Tìm tòi, Không biết đặt câu hỏi trước một vấn đề

khám phá nào đó nảy sinh do đó HS không biết

kiến thức cách tìm câu trả lời cho vấn đề.

liên quan Đã biết đặt một số câu hỏi và lựa chọn

vấn đề các câu hỏi; có thể đề xuất các câu hỏi

thực tiễn mới, biết tìm kiếm kiến thức để trả lời

một phần vấn đề còn thắc mắc.

Tiêu chí đánh giá Thành tố NLTH Mức 2 (1 điểm) Mức 1 (0 điểm) Mức 3 (2 điểm)

Biết cách chủ động thu thập, tìm kiếm

các bằng chứng khoa học, nghiên

cứucơ sở khoa học của các vấn đề thực

tiễn để tìm câu trả lời cho vấn đề mình

nghiên cứu.

4. Giải thích, Chưa giải thích được cơ sở khoa học, phân tích, bản chất của các sự vật, hiện tượng đánh giá trong thực tiễn có liên quan đến bài học vấn đề hoặc phát sinh trong cuộc sống. thực tiễn

Có thể giải thích, hoặc phân tích một

phần vấn đề, qua đó có thể đưa ra một

số ý tưởng để giải quyết các vấn đề

liên quan.

Giải thích chính xác, rõ ràng cơ sở khoa

học của các sự vật hiện tượng và các

ứng dụng khoa học trong tự nhiên và

trong cuộc sống, sản xuất.

5. Đề xuất Chưa đề xuất được biện pháp hoặc đề

biện pháp, xuất của HS không mang tính khả thi và

thực hiện xa rời thực tiễn

giải Đã đưa ra một số đề xuất mang tính khả

quyết vấn đề thi, đề ra các biện pháp kiểm chứng giả

thực tiễn và thuyết nhưng chưa thực hiện giải quyết

đề xuất vấn đề.

vấn đề mới Đề xuất được các biện pháp hợp lí; thực

hiện giải quyết vấn đề thực tiễn hiệu

quả và đề xuất được vấn đề mới.

Bảng 3.4. Bảng đánh giá quá trình hoạt động GQVĐ của học sinh dành cho GV

Tiêu chí Mức độ thể hiện Giai

đoạn

Rất Không Rõ Không Đánh giá rõ rõ ràng có ràng ràng

Vấn đề 1. Đưa ra được các sự kiện, các minh

thực tiễn, chứng hình ảnh, video về các vấn đề

ý tưởng liên quan đến chủ đề: Dòng điện đi

hướng qua khối chất lỏng như muối, axit,

nghiệp bazơ

Ý tưởng 2. Đề xuất ý tưởng về cách tìm hiểu

dòng điện chạy trong môi trường chất

lỏng rõ ràng, hấp dẫn, lôi cuốn và có

tính khả thi

Phân tích 3. Trình bày rõ kiến thức có liên quan

tính khả đến chủ đề: “Khảo sát cấu tạo và

thi nguyên tắc hoạt động của

mạđiện.Chế tạo thí nghiệm mạđiện

và sản phẩm mạ điện”. Phân tích

được thời gian thực hiện hợp lý, khả

thi của chủ đề

4. Xác định và lựa chọn mục tiêu của

chủ đề

Hoạch 5. Vạch ra các nhiệm vụ và hành

định động để thực hiện giải pháp đề ra

6. Phân công nhiệm vụ cụ thể, rõ ràng

cho mỗi thành viên trong nhóm

Giai Tiêu chí Mức độ thể hiện

đoạn

Rất Không Rõ Không Đánh giá rõ rõ ràng có ràng ràng

7. Lên kế hoạch thực hiện giải pháp cho

từng giai đoạn cụ thể của chủ đề phù

hợp với thời gian và nhân sự của nhóm Lập tiến

độ 8. Có kế hoạch báo cáo tiến độ và

hình thức báo cáo

9. Dự trù những khó khăn và đề xuất

phương án dự phòng

10. Trình bày tình huống có vấn đề để

thực hiện chủ đề: : “Khảo sát cấu tạo

và nguyên tắc hoạt động của

mạđiện.Chế tạo thí nghiệm mô hình

mạđiện và sản phẩm mạ điện”.

11. Đề xuất phương án tìm hiểu về

bản chất bên trong của hiện tượng các Tổ chức điện tích (ion dương, ion âm) chuyển thực hiện động như thế nào bên trong khối chất

điện phân

12. Phân tích sự tạo thành hạt tải điện

(ion dương, ion âm) trong khối chất

điện phân, đặc điểm và sự chi phối

của tính chất của dòng điện trong chất

điện phân như thế nào

13. Tìm hiểu hiện tượng dương cực tan

Giai Tiêu chí Mức độ thể hiện

đoạn

Rất Không Rõ Không Đánh giá rõ rõ ràng có ràng ràng

14. Đề xuất dùng vật liệu dễ tìm, đơn

giản để thực hiện thí nhiệm về dương

cực tan

15. Đề xuất phương án thiết kế, chế

tạo và lắp ráp mạch điện thực hiện thí

nghiệm mạ một vật.

16. Nêu những ảnh hưởng của các

nhà máy luyện kim, tới môi trường

sống và cách phòng tránh

17. Tìm kiếm các dụng cụ thí nghiệm

18. Bài trình bày (đa phương tiện: máy

Sản phẩm tính + máy chiếu, sản phẩm, thí

nghiệm)

19. Facebook, video về chủ đề

20. Đánh giá ưu nhược điểm của chủ đề Mở rộng 21. Đề xuất phương án cải tiến đề chủ đề khắc phục những tồn tại hiện có

Bảng 3.5. Phiếu đánh giá nhóm học sinh của giáo viên

Nhóm HS được đánh giá: …………………………………………………

TT Tiêu chí Điểm tối đa Điểm đánh giá

1 Nhận biếtđược vấn đề thực tiễn 2

2 Xác địnhđược cáckiến thứcliên quan vấn 2

đề thực tiễn

3 Tìm tòi, khám phá kiến thứcliên quanvấn 2

đề thực tiễn

4 Giải thích, phân tích, đánh giá vấn đềthực 2

tiễn

5 Đề xuất biện pháp, thực hiện giải quyết 2

vấn đề thực tiễn và đề xuất vấn đề mới,

sản phẩm

Tổng điểm

* Bảng các tiêu chí và mức độ đánh giá năng lực vận dụng kiến thức vào

thực tiễn

Bảng 3.6. Tiêu chí đánh giá năng lực trong hoạt động DHTN của học sinh

Tiêu chí

Mức độ 2 (1 điểm) Đưa ra được ý kiến đúng Mức độ 3 (2 điểm) Đưa ra được nhiều ý kiến đúng

Mức độ 1 (0 điểm) Không đưa ra được ý kiến nào hoặc đưa ra được ý kiến nhưng chưa đúng Không tham gia hoặc thờ ơ với công việc Tham gia nhiệt tình, có trách nhiệm cao

thành Không hoàn thành nhiệm vụ được giao Có tham gia nhưng chưa thật nhiệt tình và trách nhiệm Hoàn thành phần lớn nhiệm vụ được giao tốt Hoàn nhiệm vụ được giao

Không có sángtạo trong công việc Có sự sáng tạo trong công việc Rất sáng tạo trong thực hiện công việc

Có sự giúp đỡ Hầu như không giúp đỡ bạn trong nhóm 1. Đóng góp ý kiến khi thực hiện nhiệm vụ nhóm 2. Thái độ tham gia công việc nhóm 3. Mức độ hoàn thành nhiệm vụ được giao 4. Đề xuất, sáng tạo trong công việc được giao 5. Giúp đỡ các bạn trong nhóm Giúp đỡ các bạn trong nhóm rất nhiệt tình

+ So sánh kết quả trung bình của bài kiểm tra với kết quả trung bình phiếu

đánh giá

6.9

6.8

6.7

6.6

6.5

6.4

6.3

6.2

6.1

Điểm TB các piếu đánh giá

Điểm TB bài kiểm tra

Hình 3.1.Điểm TB bài kiểm tra với điểm TB các phiếu đánh giá

Kết quả trung bình của bài kiểm tra sau khi dạy xong chủ đề là 6,8; kết quả trung

bình của các phiếu đánh giá là 6,33. Kết quả này phần nào cho thấy năng lực giải quyết

vấn đề vận dụng kiến thức vào thực tiễn của học sinh được nâng cao hơn sau khi học

chủ đề theo quan điểm giáo dục STEM (hình 3.1).

+ Để so sánh điểm đánh giá năng lực VDKT vào thực tiễn với điểm trung bình

học tập, chúng tôi đã lấy trung bình kết quả học tập môn Vật lí học kì I năm học 2018-

2019 của học sinh lớp thực nghiệm. Điểm đánh giá năng lực VDKT vào thực tiễn trung

bình là 6,33 thấp hợp khá nhiều so với điểm kết quả học tập trung bình môn Vật lí năm

9 8 7 6 5 4 3 2 1 0

Điểm TB các phiếu đánh giá năng lực

Điểm TB học tập HK I (2018-2019)

học 2018-2019 là 7,7 (hình 3.2).

Hình 3.2. Điểm TB các phiếu đánh giá năng lực và điểm TB học tập

Kết quả này cho thấy quá trình kiểm tra đánh giá kết quả học tập môn Vật lí của

học sinh có thể ít quan tâm tới việc đánh giá năng lực giải quyết vấn đề trong đó có

năng lực VDKT vào thực tiễn của học sinh. Qua trao đổi với đồng nghiệp và qua thực

tế giảng dạy của bản thân, tôi thấy trong dạy học môn Vật lí nói riêng và các môn học

khác nói chung hầu hết quá trình kiểm tra đánh giá hiện nay mới chỉ chú trọng tới việc

đánh giá kiến thức của học sinh mà chưa bao quát tới đánh giá năng lực học sinh, trong

đó có năng lực giải quyết vấn đề vận dụng kiến thức vào thực tiễn. Tuy rằng định hướng

dạy học của nền giáo dục nước ta hiện nay là dạy học phát triển năng lực.

+ So sánh kết quả đánh giá năng lực của các nhóm trong lớp

Nhóm 1

Nhóm 2

Nhóm 3

Nhóm 4

Điểm đánh giá năng lực trung bình của các nhóm thể hiện ở hình 3.3.

Hình 3.3.Điểm trung bình đánh giá năng lực của các nhóm

Kết quả trên cho thấy điểm trung bình đánh giá năng lực giải quyết vấn đề vận

dụng kiến thức vào thực tiễn của các nhóm có sự khác nhau. Sự chênh lệch nhiều nhất

xảy ra ở nhóm 1 và nhóm 2 (chênh lệch 1,9 điểm), điều này cho thấy học sinh nhóm

nhóm 1 tập chung nhiều học sinh có năng lực vận dụng kiến thức vào thực tiễn tốt hơn

hẳn nhóm 2. Để phát triển đồng đều năng lực VDKT vào thực tiễn ở các nhóm thì giáo

viên nên chú ý khi chia nhóm sao cho trong các nhóm có số lượng HS giỏi, khá, trung

bình, yếu tương đối đồng đều.

3.5. Đánh giá chung về thực nghiệm sư phạm

Qua việc đánh giá định tính và đánh giá định lượng chúng tôi nhận thấy dạy học

theo quan điểm giáo dục STEM đem lại hiệu quả khá cao trong giáo dục ở cấp trung

học phổ thông đặc biệt là với các trường THPT miền núi. Dạy học theo quan điểm giáo

dục STEM thì học sinh thực sự là trung tâm trong quá trình dạy học, giáo viên chỉ là

người tổ chức, hướng dẫn và phát hiện kịp thời những khó khăn của học sinh để từ đó

đưa ra các gợi ý, trợ giúp cho mỗi học sinh. Điều quan trong của dạy học theo định

hướng giáo dục STEM là học sinh được trải nghiệm, được vận dụng những kiến thức

đã lĩnh hội vào các vấn đề thực tế giúp phát triển năng lực giải quyết vấn đề nói chung

và năng lực VDKT vào thực tiễn của HS nói riêng. Kết quả này phần nào cho thấy tính

đúng đắn của giả thuyết khoa học đã được trình bày trong luận văn, sự phù hợp của

chuỗi hoạt động đã nêu ra ở chương 2 và sự phù hợp của các tiêu chí cũng như các mức

độ đánh giá năng lực VDKT vào thực tiễn của HS

KẾT LUẬN CHƯƠNG 3

Trong chương này, chúng tôi đã tiến hành thực nghiệm sư phạm với mục đích

kiểm tra tính đúng đắn của giả thuyết khoa học đã nêu ra ở phần mở đầu. Qua việc tổ

chức, theo dõi, phân tích diễn biến và kết quả của đợt thực nghiệm, chúng tôi thấy:

- Việc tổ chức dạy học chủ đề “Khảo sát dòng điện trong chất điện phân, Chế

tạo sản phẩm mạ điện”dưới hình thức dạy học chính khóa (2 tiết) đã đạt được mục

tiêu dạy học đề ra. Học sinh đã phát huy được tính tích cực, chủ động, sáng tạo và bộc

lộ được năng lực giải quyết vấn đề trong đó có năng lực VDKT vào thực tiễn của học

sinh. Nếu áp dụng hợp lý cách dạy này sẽ giúp hình thành và phát triển năng lực giải

quyết vấn đề về vận dụng kiến thức vào thực tiễn cho học sinh.

- Với thời gian dạy trên lớp cho chủ đề chỉ có hai tiết (tiết 1 nghiên cứu kiến

thức nền; tiết 2 báo cáo sản phẩm), tuy nhiên chúng tôi đã sắp xếp, bố trí thời lượng

tương đối hợp lý để các em vừa có được kiến thức nền, vừa tìm ra được phương án để

thiết kế sản phầm và báo cáo sản phẩm. Trong suốt quá trình tổ chức hoạt động học và

trải nghiệm chủ đề tôi đã tổ chức cho học sinh làm việc độc lập và làm việcnhóm.

- Tiến trình dạy học hợp lý góp phần tạo được hứng thú học Vật lý cho học sinh

nhờ vận dụng các kiến thức lý thuyết vào thực tiễn một cách trực quan và sinh động.

Qua thực nghiệm sự phạm, chúng tôi thấy rằng kết quả thực nghiệm sự phạm

phần nào đã khẳng định được tính đúng đắn của các giả thuyết khoa học đã nêu ra trong

đề tài, sự phù hợp của chuỗi các hoạt động của chủ đề. Tính hiệu quả, khả thi của đề

tài được thể hiện ở sự hứng thú và kết quả của quá trình học tập của học sinh. Như vậy,

phương pháp dạy học theo định hướng giáo dục STEM với chuỗi hoạt động hợp lý sẽ

giúp hình thành và phát triển năng lực giải quyết vấn đề nói chung và năng lực VDKT

vào thực tiễn cho HS nói riêng.

Các phân tích thực nghiệm trên đã khẳng định tính khả thi của việc tổ chức dạy

học chủ đề “Tổ chức dạy học chương ‘Dòng điện trong các môi trường’ theo quan

điểm giáo dục STEM cho học sinh THPT miền núi”.

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

A. Kết luận

Sau khi thực hiện đề tài nghiên cứu chúng tôi đã hoàn thành các nhiệm vụ sau:

1. Tổng quan về giáo dục STEM, mục tiêu của giáo dục STEM, các đặc điểm

của giáo dục STEM, vai trò của giáo dục STEM và quy trình thiết kế chủ đề dạy học

theo quan điểm giáo dục STEM, các khái niệm, biểu hiện của năng lực vận dụng kiến

thức vào thực tiễn của học sinh.

2. Đề xuất được khái niệm dạy học theo định hướng giáo dục STEM và đưa ra

được quy trình xây dựng một chủ đề dạy học theo quan điểm giáo dục STEM.

3. Điều tra, đánh giá được thực trạng việc dạy và học ở một số trường trên địa

bàn tỉnh Thái Nguyên và sự hiểu biết về giáo dục STEM của một bộ phận giáo viên và

học sinh.

4. Xác định các tiêu chí, mức độ biểu hiện của năng lực VDKT và thực tiễn và

xây dựng bộ công cụ đánh giá năng lực VDKT vào thực tiễn của HS (bảng kiểm quan

sát của GV, phiếu điều tra, phiếu tự đánh giá của HS, bài kiểm tra,…).

5. Thiết kế được 01 chủ đề dạy học theo định hướng giáo dục STEM nhằm phát

triển năng lực VDKT vào thực tiễn cho học sinh.

6. Tiến hành thực nghiệm sự phạm tại lớp 11A1của trường THPT Định Hóa,

huyện Định Hóa, Tỉnh Thái Nguyên

7. Xử lí thống kê kết quả bài kiểm tra, bảng kiểm quan sát đánh giá năng lực

năng lực VDKT vào thực tiễn của học sinh sau thực nghiệm.

Qua thực nghiệm sự phạm, chúng tôi thấy rằng kết quả thực nghiệm sự phạm đã

khẳng định được tính đúng đắn của các giả thuyết khoa học nêu ra trong đề tài, sự phù

hợp của chuỗi hoạt động trong tiến trình giảng dạy chủ đề. Tính hiệu quả, khả thi của

đề tài được thể hiện sự hứng thú và ở kết quả của quá trình học tập của học sinh. Dạy

học theo quan điểm giáo dục STEM với chuỗi hoạt động hợp lý sẽ giúp hình thành và

phát triển năng lực VDKT vào thực tiễn cho học sinh.

B. Kiến nghị

Qua quá trình nghiên cứu và thực hiện đề tài, chúng tôi thấy dạy học theo định

hướng giáo dục STEM là phương pháp hay, hiệu quả. Tuy nhiên dạy học theo quan

điểm giáo dục STEM thì giáo viên hiện nay còn gặp rất nhiều khó khăn. Vì thế chúng

tôi có một vài ý kiến sau:

1. Bộ Giáo dục và Đào tạo, các Sở Giáo dục và Đào tạo nên tăng cường tập huấn

và bồi dưỡng cho đội ngũ giáo viên về giáo dục STEM, đặc biệt là dạy học theo quan

điểm giáo dục STEM.

2. Bộ Giáo dục và Đào tạo cần đầu tư kinh phí cho các trường để mua sắm trang

thiết bị cho các hoạt động trải nghiệm, đồng thời cắt giảm giờ dạy định mức cho giáo

viên cũng như giảm tải nội dung chương trình sách giáo khoa.

4. Nếu tổ chức dạy học theo quan điểm giáo dục STEM thì phải thay nội dung,

hình thức kiểm tra đánh giá nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn đề đặc biệt là năng

lực VDKT vào thực tiễn của HS .

5. Để việc tổ chức dạy học theo định hướng giáo dục STEM đạt hiệu quả tốt

nhất cần phải có các phương tiện dạy học hiện đại (máy chiếu, máy vi tính); cần có

phòng học được trang bị đầy đủ các dụng cụ kỹ thuật; đòi hỏi người học phải biết cách

khai thác các tài liệu, các kênh thông tin…;đòi hỏi cao ở người dạy từ khâu hình thành

ý tưởng, xây dựng chuỗi hoạt động học tập, chuẩn bị dụng cụ - trang thiết bị - tài liệu

dạy học. Khó khăn này tạo ra thách thức không nhỏ cho cả trường học, người dạy và

người học.

Với thời gian nghiên cứu có hạn và kinh nghiệm nghiên cứu chưa nhiều, vì

thế luận văn này không tránh khỏi những khiếm khuyết. Tôi kính mong quý thầy

cô giáo và đồng nghiệp đóng góp ý kiến để luận văn này thêm đầy đủ, để có thể

vận dụng vào dạy học ở các trường THPT.

Tôi xin chân thành cảm ơn!

TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Tài liệu tiếng Việt:

[1]. Bernd Meier, Nguyễn Văn Cường. Một số vấn đề chung về đổi mới phương pháp

dạy học ở trường trung học phổ thông, Hà Nội, 2010

[2]. Lương Duyên Bình, Vũ Quang, Nguyễn Thượng Chung, Tô Giang, Trần Chí

Minh, Ngô Quốc Quýnh.Vật lý 12, NXB Giáo dục, 2008.

[3]. Bộ giáo dục và Đào tạo (2017), Hội thảo giáo dục STEM trong trường Phổ thông

Việt Nam

[4]. Bộ GD & ĐT, vụ Giáo dục trung học, Chương trình phát triển giáo dục trung học

(2014). Tài liệu tập huấn, dạy học và kiểm tra, đánh giá kết quả học tập theo định

hướng phát triển năng lực học sinh môn Vật lý cấp trung học phổ thông (lưu hành

nội bộ), Hà Nội tháng 8 năm 2014.

[5]. Bộ Giáo dục và Đào tạo (2018), Chương trình giáo dục phổ thông - Chương trình

tổng thể - Tháng 12 năm 2018 .

[6]. Nguyễn Thị Hằng (2010), Tổ chức dạy học dự án một số nội dung kiến thức

chương Mắt và các dụng cụ quang Vật lí 12 THPT trung học phổ thông, Luận

văn Thạc sĩ Khoa học Giáo dục, Trường ĐHSP Huế, ĐH Huế.

[7]. Hoàng Thị Bích Hồng (2008), Tổ chức dạy học nội dung kiến thức chương “Dòng

điện xoay chiều” SGK Vật lí 12 THPT nhằm phát huy tính tích cực, tự chủ của

học sinh trong học tập, Luận văn Thạc sĩ Khoa học Giáo dục, Trường ĐHSP -

ĐH Thái Nguyên.

[8]. Nguyễn Văn Khải. Tài liệu hướng dẫn dạy học tích hợp trong dạy học vật lí ở

trường trung học phổ thông, 2011.

[9]. Nguyễn Thế Khôi, Vũ Thanh Khiết, Nguyễn Đức Hiệp, Nguyễn Ngọc Hưng,

Nguyễn Đức Thâm, Phạm Đình Thiết, Vũ Đình Túy, Phạm Quý Tư. Vật lý 12

Nâng cao, NXB Giáo dục, 2008.

[10]. Hà Thị Liễu (2016), Đánh giá năng lực GQVĐ của HS trong dạy học chương

“Động lực học chất điểm”Vật lí 1 THPT, Luận văn Thạc sĩ Khoa học Giáo dục,

Trường ĐHSP - ĐH Thái Nguyên.

[11]. Nguyễn Thanh Nga, Phùng Việt Hải, Nguyễn Quang Linh, Hoàng Phước Muội.

Thiết kế và tổ chức chủ đề giáo dục STEM cho học sinh trung học cơ sở và trung

học phổ thông, NXB Đại học sư phạm thành phố Hồ Chí Minh.

79

[12]. Nguyễn Văn Phúc (2013), Tổ chức dạy học dự án các ứng dụng kỹ thuật chương

“Dòng điện xoay chiều”Vật lí 12 THPT, Luận văn Thạc sĩ Khoa học Giáo dục,

Trường ĐHSP - ĐH Thái Nguyên.

[13]. Nguyễn Thị Lan Phương, Đề xuất khái niệm và chuẩn đầu ra của năng lực giải quyết

vấn đề với HS trung học phổ thông. Viện khoa học giáo dục, Việt Nam.

[14]. Lê Xuân Quang (2017), Dạy học môn Công nghệ phổ thông theo định hướng giáo

dục STEM, Luận văn Tiến sĩ Khoa học Giáo dục, Trường ĐHSP Hà Nội.

[15]. Quốc hội Nước Cộng hòa xã hội chủ nghĩa Việt Nam (2006), Luật giáo dục, NXB

Chính trị Quốc gia, Hà Nội.

[16]. Lục Văn Thái (2011), Nghiên cứu hoạt động ngoại khóa về “Dòng điện xoay

chiều” Vật lí 12 THPT Ban cơ bản, Luận văn Thạc sĩ Khoa học Giáo dục, Trường

ĐHSP - ĐH Thái Nguyên.

[17].Lê Thị Thao - Trường Đại học Vinh- Tạp chí Giáo dục, Số đặc biệt tháng 6/2018,

tr 176-181

[18]. Nguyễn Cảnh Toàn (Chủ biên) (2004), Học và dạy cách học, NXB Đại học Sư

phạm, Hà nội.

[19]. Đỗ Hương Trà (2011), Các kiểu tổ chức dạy học hiện đại trong dạy học Vật lí ở

trường phổ thông, NXB đại học Sư phạm Hà Nội.

[20]. Đỗ Hương Trà (2015), Dạy học tích hợp phát triển năng lực học sinh Quyển 1

KHTN, NXB ĐHSP HN.

[21]. Đỗ Văn Tuấn (2014), “Những điều cần biết về giáo dục STEM”, Tạp chí Tin học

và Nhà trường, 182.

[22]. Thái Duy Tuyên (2006), Phương pháp dạy học: truyền thống và ñổi mới, NXB

Giáo dục, Hà Nội.

[23]. Xavier Roegiers (1996), Khoa sư phạm tích hợp - Hay làm thế nào để phát triển

các năng lực ở nhà trường, NXBGD, Hà Nội.

II. Tài liệu mạng

[24]. http://www.baohaiquan.vn/Pages/Chuong-trinh-giao-duc-STEM-Nhung-tich-

cuc-dang-duoc-nhan-rong.aspx

80

[25]. https://baomoi.com/chuong-trinh-giao-duc-stem-nhung-tich-cuc-dang-duoc-

nhan-rong/c/20725184.epi

[26]. https://dayhoctheoduan.wikispaces.com

[27]. http://khoahoahoc.vinhuni.edu.vn/dao-tao/dao-tao-dai-hoc/seo/day-hoc-tich-

hop-co-so-cho-su-phat-trien-nang-luc-hoc-sinh-74238

[28]. http://www.sch.vn/luu-tru/1004-giao-vien-gii/12766-day-hoc-tich-hop

[29] http://ww38.dayhocvatli.net/vi/2012-04-04-19-34-06/ve-day-vat-li/75-

d%E1%BA%A1y-h%E1%BB%8Dc-theo-d%E1%BB%B1-%C3%A1n.html

[30] http://www.stem.vn/gioi-thieu-giao-duc-stem-mo-hinh-trien-khai-ppp-tai-viet-

nam?cv=1

[31] https://visco.edu.vn/giao-duc-stem-la-gi.html

81 PHỤ LỤC

Phụ lục 1. PHIẾU THAM KHẢO Ý KIẾN GIÁO VIÊN

Kính gửi: Quý thầy/cô giáo

Hiện nay tôi đang nghiên cứu đề tài: TỔ CHỨC DẠY HỌC CHƯƠNG “DÒNG ĐIỆN TRONG CÁC MÔI TRƯỜNG”THEO QUAN ĐIỂM GIÁO DỤC STEM CHO HỌC SINH TRUNG HỌC PHỔ THÔNG MIỀN NÚI

Để có được những thông tin phục vụ đề tài, chúng tôi rất mong nhận

được ý kiến của Quý Thầy/Cô về một số vấn đề dưới đây bằng cách đánh dấu chéo (X) vào ô lựa chọn ý kiến. Rất mong nhận được sự ủng hộ nhiệt tình của Quý Thầy/Cô giáo. Xin chân thành cảm ơn!

- Quý Thầy/Cô đang công tác tại trường:

…………………………………………………Tỉnh:…………………

- Thâm niên giảng dạy:………………………………………………

1. Trong quá trình dạy học ngoài các mục tiêu về kiến thức, kĩ năng, thái độ,

Thầy/Cô quan tâm đến các năng lực chung của HS thông qua các bài giảng củamình

như thế nào?

Mức độ sử dụng

STT Năng lực chung

Hiếm khi

1 Năng lực tự chủ và tự học Thường xuyên Thỉnh thoảng Chưa bao giờ

2 Năng lực giao tiếp và hợp tác

Năng lực giải quyết vấn đề và 3 sáng tạo

4 Năng lực ngôn ngữ

5 Năng lực tính toán

Năng lực tìm hiểu tự nhiên và 6 xã hội

7 Năng lực công nghệ

8 Năng lực tin học

PL1

Các năng lực chung khác mà Thầy/Cô quan tâm:

……………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………

2. Mức độ Thầy/Cô sử dụng từng phương pháp và kĩ thuật dạy học dưới đây

như thế nào?

Mức độ sử dụng

STT Phương pháp/kĩ thuật dạy học Hiếm khi Thường xuyên Thỉnh thoảng Chưa sử dụng

1 Thuyết trình

2 Đàm thoại

3 PPDH thực hành

4 PPDH giải quyết vấn đề

5 PPDH dựa trên dự án

6 PPDH hợp tác theo nhóm

7 Kĩ thuật KWL (Hiểu, muốn, học)

8 Kĩ thuật sơ đồ tư duy

9 Kĩ thuật khăn trải bàn

10 Kĩ thuật các mảnh ghép

11 PPDH tích hợp

3. Trong quá trình dạy nội dung chương “Dòng điện trong các môi trường”

Thầy/Cô có thường xuyên hướng dẫn HS vận dụng những kiến thức đã được học để

giải quyết những tình huống thực tiễn?

□ Thường xuyên □ Hiếm khi

□ Thỉnh thoảng □ Chưa bao giờ

4. Thầy/Cô có thường xuyên tổ chức cho HS hợp tác để làm ra các sản

phẩm trong quá trình học chương “Dòng điện trong các môi trường” ?

PL2

□ Thường xuyên □ Hiếm khi

□ Thỉnh thoảng □ Chưa bao giờ

5. Khi dạy học nội dung chương “Dòng điện trong các môi trường” Thầy/Cô có chú ý đến việc định hướng hứng thú nhằm phát triển năng lực của HS?

□ Rất chú ý □ Thỉnh thoảng mới chú ý

□ Chú ý □ Không chú ý

6. Thầy/Cô có thường xuyên kết nối những kiến thức từ các môn Toán học, Công nghệ, Tin học, Hóa học, Sinh học, học trong quá trình dạy học nội dung chương “Dòng điện trong các môi trường”

□ Thường xuyên □ Hiếm khi

□ Thỉnh thoảng □ Chưa bao giờ

7. Thầy/Cô cho biết những hiểu biết của mình về các phương pháp dạy học tích cực và mức độ sử dụng các phương pháp này trong dạy học nội dung chương “Dòng điện trong các môi trường” ?

□ Chưa biết về PP này Biết nhưng chưa sử dụng □

□ Đã từng sử dụng Thường xuyên sử dụng □

8. Thầy/ Cô có thường xuyên kiểm tra NL học sinh trong quá trình dạy

học nội dung chương “Dòng điện trong các môi trường” Vật lí 11- Chương trình cơ bản hay không và thường sử dụng hình thức kiểm tra nào?

Hình thức Thường xuyên Thỉnh thoảng Không bao giờ

Thông qua các bài kiểm tra

Thông qua quan sát

Thông qua các sản phẩm học tập của học sinh

Thông qua dự án học tập

Thông qua việc vận dụng kiến thức vào thực tiễn

PL3

9. Các loại hình phương tiện dạy học Thầy/Cô thường sử dụng?

Mức độ sử dụng

Thường Thỉnh Hiếm Chưa STT Các loại hình PTDH xuyên thoảng khi bao giờ

1 Tranh ảnh, sách giáo khoa

2 Mô hình, thí nghiệm ảo

3 Thí nghiệm thật

4 Máy chiếu

5 Máy vi tính

Các phương tiện dạy học khác mà Thầy/Cô thường sử dụng:

……………………………………………………………………………

10. Theo thầy (cô) việc vận dụng các phương pháp DH tích cực và tích hợp liên

môn trong dạy học gặp khó khăn gì?(có thể chọn nhiều phương án)

Không đủ thời gian 

Không đủ phương tiện 

Học sinh không hứng thú học 

11. Thầy/Cô có thường xuyên hướng dẫn HS tham gia cuộc thi Nghiên cứu khoa

học kĩ thuật do Bộ Giáo dục và Đào tạo tổ chức hàng năm?

□ Thường xuyên

□ Chưa bao giờ

Ý kiến khác:..................................................................................

12. Theo Thầy/Cô, giáo dục STEM là gì?

……………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………….......…

………………………………………………………………………………….......

Xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ và đóng góp ý kiến của Quý Thầy/Cô giáo!

PL4

Phụ lục 2

PHIẾU PHỎNG VẤN HỌC SINH

Họvà tên:……………………………………………….

Lớp:………………….………………………………

Trường:………………………………………………

Em hãy khoanh tròn vào những lựa chọn của mình. Câu 1: Trong các giờ học vật lí trên lớp về nội dung chương “Dòng điện

trong các môi trường”, em có được xem giáo viên tiến hành thí nghiệm vật lí không?

a. Có b. Không

Nếu giáo viên có tiến hành thí nghiệm thì đó là những bài học nào?

- Bài: Dòng điện trong kim loại ........................................................................ - Bài: Dòng điện trong chất điện phân ............................................................. - Bài: Dòng điện trong chất khí ........................................................................ - Bài: Dòng điện trong chất bán dẫn ................................................................. - Bài: Thực hành: Khảo sát tính chỉnh lưu của điôt bán dẫn ............................

Câu 2: Khi học về nội dung chương “Dòng điện trong các môi trường”

Vật lý 11 - Cơ bản, em có được làm thí nghiệm không? b. Không

a. Có

- Nếu có, hãy kể tên các thí nghiệm được làm:

.........................................................................................................................................

Câu 3: Khi tự học ở nhà, với môn vật lí nội dung chương “Dòng điện

trong các môi trường” Vật lý 11- cơ bản, em học bài khi: - Thường xuyên học vật lí ............................................................................... - Giáo viên dặn hôm sau có giờ kiểm tra vật lí ................................................ - Hôm sau thời khóa biểu có môn vật lí ........................................................... - Không học bài ở nhà ...................................................................................... Câu 4: Khi học các bài thuộc nội dung chương “Dòng điện trong các môi trường” Vật lý 11 - cơ bản ở trên lớp, em cảm thấy mình có khả năng nắm vững kiến thức đến mức nào ?

PL5

a. Hiểu kĩ b. Bình thường c. Không hiểu

Câu 5: Em có muốn làm các thí nghiệm trong chương “Dòng điện trong

các môi trường” Vật lý 11 không?

a. Rất muốn b. Bình thường c. Không muốn d. Tùy vào thí nghiệm

Câu 6: Em có muốn tham gia vào hoạt động trải nghiệm sáng tạo trong

chương “Dòng điện trong các môi trường” Vật lý 11 - cơ bản không?

a.Rất muốn b. Tùy vào nội dung trải nghiệm

c. Không muốn d. Tùy vào điều kiện thời gian

Câu 7: Nếu được tham gia vào hoạt động trải nghiệm của nội dung chương “Dòng điện trong các môi trường” Vật lý 11- Cơ bản, em thích làm gì nhất?

- Thiết kế, chế tạo thí nghiệm

- Luyện giải bài tập

- Đọc thêm tài liệu mở rộng về các nội dung của chương “Dòng điện

trong các môi trường” Vật lý 11- cơ bản

- Đề xuất khác:…………………………………………………….

Câu 8: Em có thể thiết kế và chế tạo các ứng dụng về một trong những

nội dung của chương “Dòng điện trong các môi trường” Vật lý 11 không?

a.Có b. Không