Luận văn Thạc sĩ Khoa học giáo dục: Tổ chức dạy học một số kiến thức chương “Từ trường” và “Cảm ứng điện từ” – Vật lí 11 THPT theo định hướng giáo dục STEM

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

Tôn Ngọc Tâm

TỔ CHỨC DẠY HỌC MỘT SỐ KIẾN THỨC

CHƯƠNG “TỪ TRƯỜNG” VÀ “CẢM ỨNG

ĐIỆN TỪ” – VẬT LÝ 11 THPT THEO

ĐỊNH HƯỚNG GIÁO DỤC STEM

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC

Thành phố Hồ Chí Minh – 2018

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

Tôn Ngọc Tâm

TỔ CHỨC DẠY HỌC MỘT SỐ KIẾN THỨC

CHƯƠNG “TỪ TRƯỜNG” VÀ “CẢM ỨNG

ĐIỆN TỪ” – VẬT LÝ 11 THPT THEO

ĐỊNH HƯỚNG GIÁO DỤC STEM

Chuyên ngành: Lí luận và phương pháp dạy học bộ môn Vật lí

Mã số: 8140111

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:

TS. NGUYỄN THANH NGA

Thành phố Hồ Chí Minh – 2018

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu khoa học của riêng tôi. Các số

liệu nêu trong luận văn là trung thực khách quan và chưa từng được công bố trong

bất kì công trình nghiên cứu của tác giả nào khác.

TP. Hồ Chí Minh, tháng 10 năm 2018

Tác giả luận văn

Tôn Ngọc Tâm

LỜI CẢM ƠN

Để hoàn thành luận văn này, tôi đã nhận được sự hướng dẫn và giúp đỡ tận tình

về mọi mặt từ các thầy cô, gia đình, bạn bè và các học sinh.

Tôi xin trân trọng cảm ơn Ban Giám hiệu, Phòng Sau đại học, các giảng viên

khoa Vật lí Trường Đại học Sư phạm Tp. Hồ Chí Minh. Đặc biệt với tất cả tấm lòng

kính trọng và biết ơn sâu sắc, tôi xin chân thành bày tỏ lòng biết ơn tới TS. Nguyễn

Thanh Nga – người thầy đã giành nhiều thời gian dìu dắt, trực tiếp hướng dẫn và chỉ

bảo tận tình và tôi cũng xin trân trọng và biết ơn Th.S Hoàng Phước Muội – đàn anh

đi trước cũng đã nhiệt tình chỉ bảo trong suốt thời gian nghiên cứu và hoàn thành luận

văn.

Tôi xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu, cùng các em HS trường THCS –

THPT Hoa Sen, chị Ngọc đã dành thời gian giúp đỡ và tạo điều kiện tốt nhất để tôi

tiến hành thực nghiệm sư phạm.

Cuối cùng tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đối với gia đình, bạn bè và các bạn

học viên K27 đã động viên giúp đỡ tôi trong quá trình học tập, nghiên cứu và hoàn

thành luận văn này.

Xin chân thành cảm ơn!

Tp. Hồ Chí Minh, tháng 10 năm 2018

Tác giả

Tôn Ngọc Tâm

MỤC LỤC

Lời cam đoan

Lời cảm ơn

Mục lục

Danh mục viết tắt

Danh mục các bảng

Danh mục hình

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

Chương 1. CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN VỀ GIÁO DỤC STEM

TRONG TRƯỜNG PHỔ THÔNG ............................................ 4

1.1. Cơ sở tâm lý học lứa tuổi của học sinh trung học phổ thông đối với giáo

dục STEM .................................................................................................... 4

1.1.1. Đặc điểm tâm lý lứa tuổi học sinh trung học phổ thông (THPT) ...... 4

1.1.2. Đặc điểm nhận thức lứa tuổi học sinh THPT .................................... 5

1.2. Hoạt động dạy học cho học sinh THPT theo định hướng giáo dục STEM . 6

1.2.1. Bản chất của quá trình dạy học .......................................................... 6

1.2.2. Đặc trưng của quá trình dạy học trong thời đại của cuộc cách mạng

công nghiệp 4.0 ................................................................................. 7

1.3. Cơ sở lý thuyết về giáo dục STEM ............................................................. 9

1.3.1. Khái niệm về giáo dục STEM ............................................................ 9

1.3.2. Đặc trưng của giáo dục STEM ......................................................... 10

1.3.3. Chủ đề giáo dục STEM .................................................................... 11

1.4. Phát triển năng lực sáng tạo kỹ thuật của học sinh trong dạy học chủ đề

STEM ........................................................................................................ 12

1.4.1. Khái niệm năng lực sáng tạo ............................................................ 12

1.4.2. Khái niệm năng lực sáng tạo kỹ thuật .............................................. 16

1.4.3. Biểu hiện của năng lực sáng tạo kỹ thuật của học sinh trung học phổ

thông trong dạy học ......................................................................... 22

1.4.4. Biện pháp phát triển năng lực sáng tạo kỹ thuật của học sinh trong

dạy học chủ đề STEM ..................................................................... 24

1.4.5. Tiêu chí đánh giá năng lực sáng tạo kỹ thuật cho học sinh trong dạy

học chủ đề STEM ............................................................................ 26

1.5. Dạy học mở mang tính thiết kế chủ đề giáo dục STEM ........................... 29

1.5.1. Khái niệm dạy học mở mang tính thiết kế ....................................... 29

1.5.2. Đặc trưng của dạy học mở mang tính thiết kế ................................. 29

1.5.3. Tiến trình dạy học mở mang tính thiết kế chủ đề STEM phát triển

năng lực sáng tạo kỹ thuật ............................................................... 30

1.6. Tiến trình thiết kế chủ đề giáo dục STEM ................................................ 33

1.6.1. Tiến trình thiết kế chủ đề giáo dục STEM ....................................... 33

1.6.2. Tiến trình thiết kế, chế tạo mô hình sản phẩm kỹ thuật hỗ trợ dạy học

chủ đề giáo dục STEM .................................................................... 34

1.7. Tiến trình dạy học chủ đề STEM sáng tạo kỹ thuật. ................................. 37

1.8. Điều tra thực tiễn dạy học STEM trong trường phổ thông ....................... 41

KẾT LUẬN CHƯƠNG 1 ............................................................................... 45

Chương 2. TỔ CHỨC DẠY HỌC MỘT SỐ CHỦ ĐỀ STEM CỦA KIẾN

THỨC CHƯƠNG “TỪ TRƯỜNG” VÀ “CẢM ỨNG ĐIỆN

TỪ” – VẬT LÝ 11 THPT ......................................................... 46

2.1. Phân tích kiến thức chương “Từ trường” và “Cảm ứng điện từ” theo định

hướng giáo dục STEM .............................................................................. 46

2.2. Thiết kế chủ đề STEM “Xe đồ chơi vật lý sáng tạo” ................................ 47

2.2.1. Xây dựng tài liệu hướng dẫn học sinh ............................................. 47

2.2.2. Thiết kế phiếu học tập ...................................................................... 47

2.2.3. Xây dựng câu hỏi kiểm tra đánh giá kết quả học tập ....................... 47

2.2.4. Xây dựng kế hoạch dạy học chủ đề STEM “Xe đồ chơi sáng tạo” . 47

2.3. Thiết kế chủ đề STEM “Tàu Ya-ma-tô”.................................................... 52

2.3.1. Xây dựng tài liệu hướng dẫn học sinh ............................................. 52

2.3.2. Thiết kế phiếu học tập ...................................................................... 52

2.3.3. Xây dựng kế hoạch dạy học chủ đề STEM “Tàu Ya-ma-tô” .......... 52

2.4. Thiết kế chủ đề STEM “Động cơ điện một chiều” ................................... 56

2.4.1. Xây dựng tài liệu hướng dẫn học sinh ............................................. 56

2.4.2. Thiết kế phiếu học tập ...................................................................... 56

2.4.3. Xây dựng kế hoạch dạy học chủ đề STEM “Động cơ điện một chiều”

......................................................................................................... 56

2.5. Thiết kế chủ đề STEM “Loa điện” ............................................................ 62

2.5.1. Xây dựng tài liệu hướng dẫn học sinh ............................................. 62

2.5.2. Thiết kế phiếu học tập ...................................................................... 62

2.5.3. Xây dựng kế hoạch dạy học chủ đề STEM “Loa điện” ................... 62

2.6. Thiết kế chủ đề STEM “Máy biến áp” ...................................................... 68

2.6.1. Xây dựng tài liệu hướng dẫn học sinh ............................................. 68

2.6.2. Thiết kế phiếu học tập ...................................................................... 68

2.6.3. Xây dựng câu hỏi kiểm tra đánh giá kết quả học tập ....................... 68

2.6.4. Xây dựng kế hoạch dạy học chủ đề STEM “Máy biến áp” ............. 68

2.7. Chủ đề: “Máy thu thanh” ........................................................................... 74

2.7.1. Xây dựng tài liệu hướng dẫn học sinh ............................................. 74

2.7.2. Thiết kế phiếu học tập ...................................................................... 74

2.7.3. Xây dựng kế hoạch dạy học chủ đề STEM “Máy thu thanh”.......... 74

2.8. Công cụ đánh giá chủ đề STEM ................................................................ 79

2.8.1. Nguyên tắc đánh giá ......................................................................... 79

2.8.2. Các yêu cầu đánh giá kết quả học tập .............................................. 80

2.8.3. Xây dựng bộ công cụ đánh giá ........................................................ 81

KẾT LUẬN CHƯƠNG 2 ............................................................................... 89

Chương 3. THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM ..................................................... 89

3.1. Mục đích thực nghiệm sư phạm ................................................................ 89

3.2. Đối tượng thực nghiệm sư phạm ............................................................... 89

3.3. Phương pháp thực nghiệm sư phạm .......................................................... 89

3.4. Kế hoạch tổ chức thực nghiệm sư phạm ................................................... 90

3.5. Phân tích diễn biến quá trình thực nghiệm sư phạm ................................. 90

3.5.1. Đối với chủ đề STEM “Xe đồ chơi sáng tạo”.................................. 91

3.5.2. Đối với chủ đề STEM “Tàu Ya-ma-tô” ........................................... 97

3.6. Đánh giá kết quả thực nghiệm sư phạm .................................................. 105

3.6.1. Đánh giá định tính .......................................................................... 105

3.6.2. Đánh giá định lượng ...................................................................... 121

KẾT LUẬN CHƯƠNG 3 ............................................................................. 125

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ...................................................................... 126

DANH MỤC CÔNG TRÌNH CỦA TÁC GIẢ ........................................... 128

DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO .................................................... 129

PHỤ LỤC

DANH MỤC VIẾT TẮT

GV : Giáo viên

HS : Học sinh

KT : Kỹ thuật

THPT : Trung học phổ thông

NLST : Năng lực sáng tạo

STKT : Sáng tạo kỹ thuật

TDKT : Tư duy kỹ thuật

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 1.1. Tiêu chí đánh giá năng lực sáng tạo kỹ thuật của học sinh trong dạy

học chủ đề STEM ............................................................................. 26

Bảng 1.2. Khảo sát mức độ hứng thú của học sinh đối với môn vật lý. ........... 42

Bảng 1.3. Khảo sát việc học môn vật lý của học sinh ....................................... 42

Bảng 1.4. Khảo sát mức độ thích học môn vật lý của học sinh ........................ 43

Bảng 3.1. Bảng thống kê điểm số của học sinh lớp 11A7. ............................. 121

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1. Tiêu chí của chủ đề giáo dục STEM ................................................. 11

Hình 1.2. Sơ đồ cấu trúc năng lực sáng tạo trong hoạt động nhận thức của

học sinh ............................................................................................. 15

Hình 1.3. Tiến trình dạy học mở mang tính thiết kế chủ đề STEM phát triển năng

lực sáng tạo ....................................................................................... 30

Hình 1.4. Kiểu dạy học mở trong dạy kỹ thuật ................................................. 32

Hình 1.5. Quy trình cấu trúc kiểu dạy thiết kế .................................................. 32

Hình 1.6. Quy trình cấu trúc kiểu dạy giải thích .............................................. 33

Hình 1.7. Quy trình thiết kế chủ đề giáo dục STEM ........................................ 33

Hình 1.8. Tiến trình thiết kế, chế tạo mô hình KT ............................................ 35

Hình 1.9. Tiến trình dạy học chủ đề STEM sáng tạo kỹ thuật ......................... 37

Hình 3.1. Các học sinh nhóm 2 đang vẽ cấu tạo DC motor ............................. 92

Hình 3.2. HS nhóm 4 đang tiến hành gia công, chế tạo sản phẩm ................... 93

Hình 3.3. Học sinh các nhóm tham gia thảo luận ............................................. 95

Hình 3.4. Sản phẩm của các nhóm sau nhiều lần sửa chữa, cải tiến ................ 96

Hình 3.5. HS nhóm 4 đang gia công, chế tạo mô hình tàu Ya-ma-tô ............. 101

Hình 3.6. HS nhóm 5 đang gia công, chế tạo mô hình tàu Ya-ma-tô ............. 101

Hình 3.7. Các thành viên nhóm 5 đang thuyết trình và vận hành sản phẩm .. 103

Hình 3.8. Sản phẩm mô hình tàu Ya-ma-tô của nhóm 5 ................................ 103

Hình 3.9. Sản phẩm của các nhóm học sinh ................................................... 104

Hình 3.10. Bản vẽ kỹ thuật của nhóm 1............................................................ 109

Hình 3.11. Bản vẽ kỹ thuật của nhóm 2............................................................ 109

Hình 3.12. Bản vẽ kỹ thuật của nhóm 4............................................................ 110

Hình 3.13. Bản vẽ thiết kế mới của học sinh nhóm 2 ....................................... 112

Hình 3.14. Học sinh tiến hành thay đổi một số chi tiết KT cho mô hình động cơ

điện một chiều ................................................................................. 113

Hình 3.15. Học sinh đang gia công cải tiến xe để tải các vật nặng .................. 114

Hình 3.16. Học sinh nhóm 2 (bên trái), nhóm 5 (bên phải) đang lắp màng loa vào

khung loa của mô hình loa điện ...................................................... 118

Hình 3.17. Học sinh đề xuất được tiến trình gia công, lắp ráp mô hình động cơ

điện một chiều ................................................................................. 120

Hình 3.18. Đồ thị biểu diễn điểm số của học sinh ............................................ 122

Hình 3.19. Biểu đồ thể hiện phần trăm điểm của HS ....................................... 123

MỞ ĐẦU

1. Lý do chọn đề tài

Trong thời đại của cuộc cách mạng công nghiệp 4.0 diễn ra trên toàn thế giới,

nhiều nước phát triển đã chủ trương triển khai chương trình giáo dục theo hướng tích

hợp khoa học, công nghệ, kỹ thuật, toán học. Đó là định hướng giáo dục STEM. Để

bắt nhịp theo xu hướng chung của thế giới, đòi hỏi giáo dục Việt Nam phải nhanh

chóng thay đổi để thích nghi và hội nhập quốc tế.

Hiện nay, nước ta đang bước vào thời kỳ công nghiệp hoá, hiện đại hoá để theo

kịp với sự phát triển chung đó, hòa nhập với nền kinh tế thế giới - nền kinh tế tri thức.

Yêu cầu đó đòi hỏi nền giáo dục nước ta phải đào tạo ra những con người có đủ tri

thức, năng lực, trí tuệ và phẩm chất đạo đức tốt. Nghị quyết Ban chấp hành Trung

ương 2 khoá VIII Đảng Cộng sản Việt Nam (12-1996) cũng đã khẳng định: “Khắc

phục lối truyền thụ một chiều, rèn luyện thành nếp tư duy sáng tạo của người học, từng

bước áp dụng các phương pháp tiên tiến và phương tiện hiện đại vào quá trình dạy

học, đảm bảo điều kiện và định hướng tự học, tự nghiên cứu cho học sinh…”. Điều đó

cũng đã được khẳng định trong điều 28.2 Luật giáo dục: “…Phương pháp giáo dục

phổ thông phải phát huy tính tích cực, tự giác, chủ động, sáng tạo của HS; phù hợp với

đặc điểm của từng lớp học, môn học; bồi dưỡng phương pháp tự học, khả năng làm

việc theo nhóm; rèn luyện kĩ năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn; tác động đến tình

cảm, đem lại niềm vui, hứng thú học tập cho học sinh”. Trước tình hình đó, việc triển

khai các chương trình giáo dục mới, tiên tiến, hiệu quả trên thế giới vào Việt Nam là

hướng đi đúng, cần thiết và quy luật tất yếu.

Bên cạnh đó, nội dung kiến thức môn Vật lý rất thuận lợi để tổ chức dạy học theo

định hướng giáo dục STEM; rất cần thiết cho việc nghiên cứu về giáo dục STEM, triển

khai dạy học bộ môn Vật lý nói chung và triển khai vào dạy học phần “Từ trường và

cảm ứng điện từ” nói riêng là hoàn toàn có cơ sở và phù hợp với định hướng đổi mới

căn bản giáo dục Việt Nam sau 2015 theo hướng phát triển năng lực ở người học nhằm

đáp ứng những đòi hỏi của xã hội hiện đại.

Với những lý do trên, chúng tôi lựa chọn đề tài: “Tổ chức dạy học một số kiến

thức chương “Từ trường” và “Cảm ứng điện từ” – Vật lý 11 THPT theo định hướng

giáo dục STEM”.

2. Mục đích nghiên cứu

Tổ chức dạy học một số kiến thức chương “Từ trường” và “Cảm ứng điện từ” theo

định hướng giáo dục STEM” nhằm phát triển năng lực sáng tạo kỹ thuật của học sinh.

3. Giả thuyết khoa học

Nếu thiết kế và tổ chức dạy học một số kiến thức chương “Từ trường” và “Cảm

ứng điện từ” Vật lý 11 THPT theo định hướng giáo dục STEM thì sẽ phát triển được

năng lực sáng tạo kỹ thuật cho học sinh.

4. Đối tượng, phạm vi nghiên cứu

- Đối tượng nghiên cứu: cơ sở lý luận và thực tiễn về giáo dục STEM, nội dung kiến

thức chương “Từ trường” và “Cảm ứng điện từ” theo định hướng giáo dục STEM.

- Phạm vi nghiên cứu: Hoạt động dạy và học một số kiến thức chương “Từ

trường” và “Cảm ứng điện từ” môn Vật lý lớp 11 Trung học phổ thông (THPT).

5. Nhiệm vụ nghiên cứu

- Xây dựng cơ sở lý luận và thực tiễn về dạy học một số kiến thức chương “Từ

trường” và “Cảm ứng điện từ” theo định hướng giáo dục STEM.

- Xây dựng tiến trình dạy học một số kiến thức chương “Từ trường” và “Cảm

ứng điện từ” theo định hướng giáo dục STEM. Đề xuất, xây dựng chủ đề giáo dục

STEM trong dạy học một số kiến thức chương “Từ trường” và “Cảm ứng điện từ”.

- Thực nghiệm sư phạm nhằm kiểm nghiệm giả thuyết đề ra.

- Xây dựng bộ công cụ đánh giá năng lực sáng tạo kỹ thuật.

6. Phương pháp nghiên cứu

6.1. Phương pháp nghiên cứu lý luận

6.2. Phương pháp nghiên cứu thực tiễn

6.3. Phương pháp thực nghiệm sư phạm

6.4. Phương pháp thống kê toán học

7. Đóng góp của đề tài

Về lý luận

Đề xuất tiến trình dạy học một số kiến thức chương “Từ trường” và “Cảm ứng

điện từ” theo định hướng giáo dục STEM. Nghiên cứu đề xuất, xây dựng chủ đề giáo

dục STEM.

Về thực tiễn

Kết quả nghiên cứu của luận văn làm tài liệu tham khảo, nghiên cứu về giáo dục

STEM và vận dụng vào dạy học một số kiến thức chương “Từ trường” và “Cảm ứng

điện từ” tại các trường phổ thông.

8. Cấu trúc của luận văn

Ngoài phần mở đầu, kết luận và phần khuyến nghị, tài liệu tham khảo và mục lục

thì nội dung của luận văn được cấu trúc thành 3 chương:

Chương 1. Cơ sở lý luận và thực tiễn về giáo dục STEM trong trường phổ thông

Chương 2. Tổ chức dạy học một số chủ đề STEM của kiến thức chương “Từ

trường” và “Cảm ứng điện từ” – Vật lý 11 THPT

Chương 3. Thực nghiệm sư phạm

Chương 1. CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN VỀ GIÁO DỤC

STEM TRONG TRƯỜNG PHỔ THÔNG

1.1. Cơ sở tâm lý học lứa tuổi của học sinh trung học phổ thông đối với giáo dục

STEM1

1.1.1. Đặc điểm tâm lý lứa tuổi học sinh trung học phổ thông (THPT)

Ở tuổi thanh niên HS (15 – 18 tuổi) hay HS THPT đạt những điều kiện nhất định

về sinh lý như: chiều cao, cân nặng, hệ tim mạch, hệ nội tiết và đặc biệt là hệ thần

kinh. Sự liên kết các phần khác nhau của vỏ não tạo điều kiện cần thiết cho các hoạt

động tiếp nhận, dẫn truyền, phân tích, tổng hợp, hệ thống hóa các kích thích lý học,

hóa học, cơ học bên trong và bên ngoài cơ thể; kết nối các hoạt động của cơ thể với

hoạt động riêng của hệ thần kinh.

Tâm lý thanh niên HS được hình thành và phát triển dựa trên nền tảng của những

cấu trúc và chức năng tâm lý đã có ở tuổi thiếu niên. Ở thời điểm này, thanh niên HS

đã đạt được những thành tựu nổi bật về sự phát triển tâm lý như: tư duy trừu tượng

phát triển và tính chủ định trong tất cả các quá trình nhận thức phát triển mạnh, xúc

cảm – tình cảm trong sáng, đa dạng. Khả năng tự ý thức và đặc biệt là sự tự đánh giá

phát triển mạnh mẽ, các em bắt đầu biết suy nghĩ, suy xét khi hành động. Các em có

nhu cầu được khẳng định mình trong cộng đồng người. Ý thức về tính người lớn của

bản thân phát triển mạnh, ý thức sẵn sàng hành động chứng tỏ mình là người lớn và

muốn được công nhận là người trưởng thành đang hừng hực trong các em. Thanh niên

HS có sự phát triển mang tính hài hòa, cân đối và đang gần đến mức hoàn thiện tính

độc lập trong quan hệ với người lớn ở gia đình, trường học và xã hội; sự chiếm lĩnh và

trở thành vai trò của hoạt động học tập – hướng nghiệp so với tất cả các hoạt động

khác của lứa tuổi.

Vì vậy, việc đưa vào trường phổ thông chương trình giáo dục theo định hướng

STEM với những yêu cầu về tư duy, sáng tạo, thực hành là phù hợp với giai đoạn phát

1 Lý Minh Tiên, (2016)

triển sinh lý của các em HS. Giáo dục STEM tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình tư

duy và học tập các kiến thức khoa học của học sinh, cho sự phát triển các thao tác tư

duy và các kỹ năng học tập của thanh niên học sinh.

1.1.2. Đặc điểm nhận thức lứa tuổi học sinh THPT

Đặc điểm về hoạt động nhận thức lứa tuổi HS THPT được thể hiện qua các hoạt

động: tri giác, trí nhớ, tư duy, chú ý,… có năm tính chất cơ bản: tính mục đích, tính

chủ định, tính suy luận, tính hệ thống và tính thực tiễn. Những chính sách giáo dục và

những phương cách giảng dạy cần phải tạo mọi điều kiện để thúc đẩy sự phát triển khả

năng nhận thức của các em HS.

a. Tri giác

Tri giác của thanh niên HS là tri giác có mục đích, có suy xét và có hệ thống. Khi

nhìn, nghe, tiếp xúc với các sự vật và hiện tượng xung quanh, thanh niên HS thường

đặt câu hỏi: “Tôi tiếp xúc cái này để làm gì?”, “Cái này có ý nghĩa gì và nó có liên

quan gì với những cái khác tôi đã biết?”, “Cái này quan trọng hơn cái nào?”

Trong dạy học, GV nên hướng dẫn và khuyến khích HS tìm ra kiến thức nào là

quan trọng và chủ yếu trong bài học, kiến thức đang học có liên quan gì với các kiến

thức đã học và được ứng dụng trong thực tế ra sao, vị trí của kiến thức đang học trong

hệ thống kiến thức có liên quan tới nó, kiến thức đang học có ý nghĩa gì cho thanh niên

HS trong cuộc sống hiện tại và tương lai và tại sao phải học nó.

b. Trí nhớ

Cùng với xu hướng phát triển tính mục đích và tính ý nghĩa trong tri giác, tính

chủ định trong ghi nhớ của thanh niên HS cũng phát triển mạnh. Ghi nhớ có ý nghĩa

cũng phát triển mạnh và tạo nên tính logic, tính hệ thống trong nhận thức của thanh

niên HS. Những hiện tượng cố gắng nhồi nhét kiến thức một cách máy móc vào bộ

nhớ, cố gắng nhớ nguyên xi càng nhiều nội dung học tập càng tốt gần như ít thấy thể

hiện ở các em. Thay vào đó là các em tìm kiếm những cách ghi nhớ mang tính ý nghĩa

như: xác định các ý chính trong từng bài học khi học các môn khoa học xã hội, nhớ

công thức các môn khoa học tự nhiên bằng các sơ đồ và các lập luận logic, sử dụng

bản đồ tư duy. Ghi nhớ có ý nghĩa giúp thanh niên HS không chỉ có thể nhớ một khối

lượng kiến thức đồ sộ mà còn giúp các em có thể dễ dàng tái hiện các thông tin cần

thiết để phục vụ cho quá trình giải quyết các bài tập và bài kiểm tra, giúp các em đạt

được kết quả cao trong học tập.

Ở tuổi thanh niên HS, các loại trí nhớ phát triển mạnh như: trí nhớ hình ảnh, trí

nhớ ngôn ngữ, trí nhớ số học, trí nhớ vận động, trí nhớ logic,… GV và các bậc phụ

huynh có thể dựa vào sự phát triển các loại trí nhớ ở từng em để làm cơ sở cho định

hướng nghề nghiệp của các em.

c. Tư duy

Ở tuổi thanh niên HS, các loại tư duy phát triển mạnh như: tư duy trừu tượng, tư duy

lý luận. Còn tư duy hình tượng và tư duy hành động vẫn đang phát triển và có vai trò hỗ

trợ cho tư duy trừu tượng trong quá trình lĩnh hội các tri thức khoa học, rèn luyện các kỹ

năng học tập. Các phẩm chất tư duy phát triển mạnh như: tính độc lập, tính lập luận, tính

phê phán, tính linh hoạt, tính hệ thống, tính khái quát, tính sáng tạo.

Các phương pháp dạy học có tác dụng phát triển tư duy như: phương pháp đàm

thoại, phương pháp tình huống, phương pháp làm việc nhóm, phương pháp dạy học

dự án,… Hệ thống câu hỏi và bài tập cần được thiết kế trên cơ sở đòi hỏi thanh niên

phải sử dụng tất cả các khả năng của mình như: phân tích, chứng minh, tổng hợp, so

sánh, bình luận, đánh giá, hệ thống hóa,…

d. Chú ý

Sự chú ý của thanh niên HS chịu sự chi phối của thái độ và hứng thú của các em

đối với đối tượng của sự chú ý. Đối với những môn học được các em yêu thích, các

em thường tập trung chú ý nhiều hơn. Các em có thể chủ động tìm hiểu các nội dung

học tập mà các em yêu thích từ nhiều nguồn cung cấp thông tin khác nhau, dành nhiều

thời gian và công sức để lĩnh hội các nội dung mà các em yêu thích. Và ngược lại đối

với những môn các em không thích, khó hiểu, khó ghi nhớ,.. thì thường tỏ ra lơ là,

không dành nhiều thời gian cho những môn học đó.

1.2. Hoạt động dạy học cho học sinh THPT theo định hướng giáo dục STEM

1.2.1. Bản chất của quá trình dạy học

Bản chất của quá trình dạy học là giúp HS tiếp nhận kiến thức, hình thành kỹ

năng, rèn luyện kỹ xảo thông qua đó HS có được những năng lực cần thiết cho cuộc

sống. Sau những bài học trên lớp ngoài việc giúp HS đạt được những mục tiêu nhất

định do GV đề ra và gắn kết các kiến thức vào giải các bài tập trên giấy, khó giúp HS

khắc sâu kiến thức và áp dụng vào thực tế. Tuy nhiên, chúng ta không thể phủ nhận

những kết quả mà kiểu dạy học này mang lại. Bên cạnh đó, hoạt động dạy học cho học

sinh THPT theo định hướng giáo dục STEM còn giúp HS có sự kết nối kiến thức trong

các lĩnh vực chuyên môn của giáo dục STEM: Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật và Toán

học. Trong dạy học theo định hướng giáo dục STEM về bản chất là:

- Dạy học tích hợp: định hướng đầu ra, phát triển năng lực, lấy HS làm trung tâm

và kết nối kiến thức vào thực tiễn cuộc sống;

- Định hướng phát triển năng lực và đánh giá của định hướng phát triển năng lực

là đánh giá quá trình;

- Định hướng hành động;

- Định hướng vận dụng vào giải quyết các vấn đề thực tiễn;

Như vậy, nội dung và phương pháp dạy học không bị giới hạn về dạy học lý thuyết

mà có sự gắn kết giữa các kiến thức và thực hành, gắn kết lý thuyết vào thực tế, giữa tư

duy và hành động, hình thành kỹ năng, rèn luyện kỹ xảo thông qua các hoạt động thực

hành định hướng sản phẩm và tiếp nhận kiến thức một cách nhẹ nhàng.

1.2.2. Đặc trưng của quá trình dạy học trong thời đại của cuộc cách mạng công

nghiệp 4.0

a. Hoạt động nhóm

Trong quá trình dạy học, khi GV giao cho HS các nhiệm vụ khó hoặc hàm lượng

câu hỏi nhiều nên cần từ 3 – 6 học sinh lập thành một nhóm để cùng nhau giải quyết

vấn đề. Trong dạy học theo nhóm chủ yếu được thiết kế sao cho có sự phân công công

việc rõ ràng giữa các thành viên để tất cả HS đều có nhiệm vụ. Cần hướng dẫn HS

cách phân chia nhiệm vụ các thành viên trong nhóm như: Nhóm trưởng, thư ký, thành

viên báo cáo, các thành viên để làm mô hình, đọc hiểu, tìm kiếm thông tin,... Trong

nhóm phải có sự đồng nhất, sự hỗ trợ và học hỏi lẫn nhau để hoàn thành tốt nhiệm vụ

GV giao cho.

b. Vẽ sơ đồ tư duy

Sơ đồ tư duy là một phương pháp lưu trữ, sắp xếp thông tin, khái quát hóa tri

thức trong một lĩnh vực nào đó bằng cách sử dụng từ khóa, hình ảnh là chủ đạo để kích

thích ghi nhớ lâu hoặc kích hoạt những ký ức cụ thể và làm nảy sinh những suy nghĩ,

ý tưởng mới. Sơ đồ tư duy trong học tập giúp ghi nhớ, triển khai ý tưởng, tổng kết nội

dung trong từng bài học, từng chương hay trong từng môn học, lập kế hoạch dự án,…

một cách nhanh chóng và hiệu quả.

Như vậy, HS phải đọc kỹ tài liệu hướng dẫn, vận dụng những điều đã học, đã

biết trong cuộc sống để tóm tắt nội dung theo từ khóa quan trọng hoặc vẽ hình ảnh chủ

đạo hoàn thành sơ đồ ngắn gọn, súc tích và dễ hiểu nhất. Điều này thể hiện khả năng

nắm bắt kiến thức của HS và thông qua hoạt động này HS có thể ghi nhớ các kiến thức

thật rõ ràng, mạch lạc, logic trong thời gian ngắn.

c. Thiết kế, chế tạo mô hình

Thông qua việc dạy và học môn Vật lý theo định hướng giáo dục STEM, HS

được thiết kế, chế tạo các sản phẩm gắn liền với thực tiễn có liên quan đến thí nghiệm

hoặc ứng dụng kiến thức được học. HS cần phải có bản vẽ kỹ thuật để hình dung hình

dạng sản phẩm và bản vẽ sẽ giúp định hướng hoạt động thiết kế, chế tạo sản phẩm của

HS. Sau đó, HS sử dụng các thiết bị, dụng cụ, nguyên vật liệu để chế tạo thành các sản

phẩm mong muốn.

d. Thuyết trình báo cáo

Thuyết trình để báo cáo nội dung kiến thức học được trong bài, HS trình bày đặc

điểm cấu tạo, nguyên lý hoạt động và quá trình thực hiện sản phẩm, nhiệm vụ của các

thành viên trong nhóm, những khó khăn và cách khắc phục, cải tiến sản phẩm của

nhóm. Thuyết trình báo cáo là một trong những hoạt động giúp HS chia sẻ kinh nghiệm

chiếm lĩnh kiến thức, phản biện với các nhóm khác để bảo vệ chính kiến, giải đáp thắc

mắc giữa các nhóm. Ngoài ra, còn giúp HS tự tin thể hiện kỹ năng trình bày một vấn

đề khi đứng trước đám đông. GV ngoài việc theo sát quá trình hoạt động nhóm, tiến

trình học tập cũng như quá trình hoàn thiện sản phẩm của các nhóm thì thuyết trình

báo cáo giúp GV so sánh kết quả học tập giữa các nhóm để từ đó điều chỉnh và hoàn

thiện định hướng kiểm tra, đánh giá đúng năng lực giữa các HS trong nhóm hoặc giữa

các nhóm trong lớp. Ngoài việc kiểm tra, đánh giá kết quả học tập của HS thì khâu

kiểm tra, đánh giá quá trình học tập của HS cũng mang lại tính khách quan hơn.

1.3. Cơ sở lý thuyết về giáo dục STEM

1.3.1. Khái niệm về giáo dục STEM 2

a. Thuật ngữ STEM

STEM là thuật ngữ viết tắt chữ cái đầu tiên của các từ trong tiếng Anh: Science,

Technology, Engineering, Mathematics.

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

học Trái đất nhằm giúp học sinh 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 công nghệ được phát triển như

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

Engineering (Kỹ thuật): phát triển sự hiểu biết của học sinh về cách công nghệ

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

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

cung cấp cho học sinh 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.

Mathematics (Toán học): là môn học nhằm phát triển ở học sinh khả năng phân

tích, biện luận và truyền đạt ý tưởng một cách hiệu quả thông qua việc tính toán, giái

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

Thuật ngữ STEM được dùng trong hai ngữ cảnh khác nhau đó là ngữ cảnh giáo

dục và ngữ cảnh nghề nghiệp.

- Đối với ngữ cảnh giáo dục, STEM nhấn mạnh đến sự quan tâm của nền giáo

dục đối với các môn Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật và Toán học. Quan tâm đến việc

tích hợp các môn học trên gắn với thực tiễn để nâng cao năng lực cho người học. Giáo

dục STEM có thể được hiểu và diễn giải ở nhiều cấp độ như: chính sách STEM,

chương trình STEM, nhà trường STEM, môn học STEM, bài học STEM, hoạt động

2 Lê Xuân Quang, (2017)

STEM.

- Đối với ngữ cảnh nghề nghiệp, STEM được hiểu là nghề nghiệp thuộc các lĩnh

vực Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật và Toán học.

b. Giáo dục STEM

Có ba cách hiểu chính về giáo dục STEM như sau:

+ Quan tâm đến các môn Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật và Toán học

Đây cũng là quan niệm về giáo dục STEM của Bộ giáo dục Mỹ, giáo dục STEM

là một chương trình nhằm cung cấp hỗ trợ, tăng cường, giáo dục Khoa học, Công nghệ,

Kỹ thuật và Toán học ở tiểu học và trung học cho đến các bậc sau đại học. Đây là

nghĩa rộng khi nói về giáo dục STEM.

+ Tích hợp của bốn lĩnh vực Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật và Toán học

Kiến thức hàn lâm được kết hợp chặt chẽ với các bài học thực tế thông qua việc

học sinh được áp dụng những kiến thức Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật và Toán học

vào trong những bối cảnh cụ thể nhằm tạo nên một kết nối giữa nhà trường, cộng đồng

và các doanh nghiệp.

+ Tích hợp từ hai lĩnh vực về Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật và Toán học trở

lên

Giáo dục STEM là phương pháp tiếp cận, khám phá trong giảng dạy và học tập

giữa hai hay nhiều hơn các môn học STEM, hoặc giữa một chủ đề STEM và một hoặc

nhiều môn học khác trong nhà trường.

1.3.2. Đặc trưng của giáo dục STEM

Các đặc trưng của giáo dục STEM như:

- Về bản chất là dạy học tích hợp nhưng đặc trưng cơ bản của giáo dục STEM là

chỉ bàn đến tích hợp các nội dung thuộc các lĩnh vực Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật

và Toán học.

- Là hoạt động định hướng thực hành và định hướng sản phẩm: dạy học môn Vật

lý theo định hướng giáo dục STEM mang đậm tư tưởng thiết kế nhằm hướng đến hoàn

thiện sản phẩm, thông qua đó lĩnh hội được tri thức một cách tự nhiên hơn, thoải mái

hơn.

- Định hướng hứng thú.

- Là hoạt động dạy học nhằm cho HS hoạt động trí óc và chân tay kết hợp với

nhau một cách chặt chẽ, bên cạnh đó còn giúp giải phóng năng lượng, thần kinh, cơ

bắp của người học.

- Là quan điểm dạy học tích cực hóa của GV và tiếp cận toàn thể.

- Giáo dục STEM là nhấn mạnh việc học tập trong những điều kiện phức hợp

nhưng vẫn đảm bảo việc nắm vững những kiến thức cơ bản, rèn luyện những kỹ năng

cơ bản.

1.3.3. Chủ đề giáo dục STEM3

Kiến thức thuộc lĩnh vực STEM

Làm việc nhóm

Giải quyết vấn đề thực tiễn

Tiêu chí chủ đề STEM

Định hướng thực hành

Hình 1.1. Tiêu chí của chủ đề giáo dục STEM

+ Chủ đề giáo dục STEM hướng tới giải quyết các vấn đề trong thực tiễn

Vận dụng kiến thức STEM để giải quyết các vấn đề thực tiễn chính là mục tiêu

của dạy học theo quan điểm giáo dục STEM. Do vậy, chủ đề giáo dục STEM không

phải là để giải quyết các vấn đề mang tính tưởng tượng xa rời thực tế mà nó luôn hướng

đến giải quyết các vấn đề các tình huống trong xã hội, kinh tế, môi trường trong cộng

3 Nguyễn Thanh Nga, 2017a

đồng địa phương của họ cũng như toàn cầu.

+ Chủ đề STEM phải hướng tới việc học sinh vận dụng các kiến thức trong lĩnh

vực STEM để giải quyết vấn đề.

Tiêu chí này nhằm đảm bảo theo đúng tinh thần giáo dục STEM, qua đó mới phát

triển được những năng lực của học sinh: năng lực sáng tạo, năng lực sáng tạo kỹ

thuật,…

+ Chủ đề STEM định hướng thực hành

Định hướng thực hành là một tiêu chí của quan điểm giáo dục STEM nhằm hình

thành và phát triển năng lực kết hợp lý thuyết và thực hành cho học sinh. Điều này sẽ

giúp học sinh có được kiến thức từ kinh nghiệm thực hành chứ không phải chỉ từ lý

thuyết. Bằng cách xây dựng các bài giảng theo chủ đề và dựa trên thực hành, học sinh

sẽ hiểu sâu về lý thuyết, nguyên lý thông qua các hoạt động thực tế.

+ Chủ đề STEM khuyến khích làm việc nhóm giữa các học sinh

Trên thực tế có những chủ đề STEM vẫn có thể triển khai cá nhân. Tuy nhiên,

làm việc theo nhóm là hình thức làm việc phù hợp trong việc giải quyết các nhiệm vụ

phức hợp gắn với thực tiễn. Làm việc theo nhóm là một kỹ năng quan trọng trong thế

kỷ 21, bên cạnh đó khi làm việc theo nhóm học sinh sẽ được đặt vào môi trường thức

đẩy các nhu cầu giao tiếp chia sẻ ý tưởng và cùng nhau phát triển giải pháp.

1.4. Phát triển năng lực sáng tạo kỹ thuật của học sinh trong dạy học chủ đề

STEM

1.4.1. Khái niệm năng lực sáng tạo

a. Khái niệm năng lực

+ Theo từ điển Tiếng Việt: “Năng lực là khả năng làm tốt công việc”.

+ Trong tâm lý học người ta coi năng lực là những thuộc tính tâm lý riêng của cá

nhân, nhờ những thuộc tính này mà con người hoàn thành tốt đẹp một loạt hoạt động

nào đó, mặc dù phải bỏ ra ít sức lao động. Người có năng lực về một mặt nào đó thì

không phải nổ lực nhiều trong quá trình công tác mà vẫn khắc phục được nhiều khó

khăn một cách nhanh chóng và dễ dàng hơn những người khác hoặc có thể vượt qua

khó khăn mới mà người khác không thể vượt qua được.

+ Năng lực là một thuộc tính tâm lý phức hợp, là điểm hội tụ của nhiều yếu tố

như tri thức, kỹ năng, kỹ xảo, kinh nghiệm, sự sẵn sàng hành động và trách nhiệm đạo

đức.

+ Năng lực là những khả năng và kỹ xảo học được hoặc sẵn có của cá thể nhằm

giải quyết các tình huống xác định, cũng như sự sẵn sàng về động cơ, xã hội… và khả

năng vận dụng các cách giải quyết vấn đề một cách có trách nhiệm và hiệu quả trong

Năng lực là tổ hợp những thuộc tính tâm lý, sinh lý của cá nhân được hình thành

trong hoạt động, biểu hiện bằng hoạt động, được đánh giá qua hành động; chi phối

chất lượng và hiệu quả của hoạt động.

(TS. Ngô Văn Hoan, 2013)

những tình huống linh hoạt.

Theo TS. Ngô Văn Hoan trong khái niệm này cần nhấn mạnh đến bốn thuộc tính

bản chất:

+ Sự phát triển của năng lực phụ thuộc vào sự tổ hợp độc đáo những thuộc tính

tâm lý, sinh lý của cá nhân. Nên sự phát triển của năng lực có liên quan và phụ thuộc

đến các đặc điểm bẩm sinh, làm cho người này khác người kia.

+ Năng lực được hình thành và phát triển trong hoạt động, biểu hiện ra trong hoạt

động, được đánh giá qua hành động. Năng lực là một cấu phần thống nhất trong hoạt

động cá nhân, không tồn tại ngoài hoạt động. Năng lực và hoạt động là quan hệ biện

chứng trong một thể thống nhất. Năng lực phụ thuộc vào môi trường, điều kiện tự

nhiên, xã hội diễn ra hoạt động. Sự đa dạng của năng lực phụ thuộc vào sự đa dạng và

phong phú của hoạt động.

+ Năng lực chi phối chất lượng và hiệu quả của hoạt động. Chất lượng và hiệu

quả của hoạt động phản ánh trình độ năng lực. Cùng một kết quả của hoạt động nhưng

tiến hành với phương thức, phương pháp khác nhau thì chất lượng khác nhau, do đó

cũng phản ánh trình độ năng lực khác nhau.

+ Năng lực tương đối ổn định nhưng luôn luôn vận động, phát triển. Năng lực

tồn tại ở hai dạng: khả năng và hiện thực. Ở dạng hiện thực, đó là năng lực hiện thời

có thể quan sát, đánh giá xác nhận. Năng lực dưới dạng tiềm năng biểu thị khả năng

của cá nhân; tiềm năng được nhận thức do dự báo, chẩn đoán. Tiềm năng và năng lực

hiện thời có quan hệ biện chứng với nhau theo quan hệ giữa khả năng và hiện thực.

Đánh giá năng lực cá nhân là đánh giá cả hai dạng: năng lực hiện thời và tiềm năng.

Theo “Giáo trình tâm lý học đại cương” thì năng lực chỉ tồn tại trong quá trình

vận động, phát triển của một hoạt động cụ thể: Năng lực vừa là tiền đề, vừa là kết quả,

vừa là điều kiện của hoạt động, đồng thời được phát triển trong chính hoạt động đó.

Vì vậy, muốn hình thành năng lực nhất thiết phải tham gia vào hoạt động. Hiện nay

người ta quan tâm nhiều đến phát triển năng lực hành động. Các năng lực cơ bản, riêng

biệt của con người sau đây “gặp nhau” tạo thành năng lực hành động. Năng lực hành

động gồm các năng lực riêng biệt:

- Năng lực chuyên môn: là khả năng thực hiện các nhiệm vụ về chuyên môn cũng

như đánh giá kết quả một cách độc lập, có phương pháp và đảm bảo chính xác về mặt

chuyên môn (bao gồm khả năng tư duy logic, phân tích, tổng hợp và trừu tượng; khả

năng nhận biết các mối quan hệ thống nhất trong quá trình).

- Năng lực phương pháp: là khả năng đối với những hành động có kế hoạch, định

hướng mục đích trong công việc giải quyết các nhiệm vụ và vấn đề đặt ra. Trọng tâm

của năng lực phương pháp là những phương pháp nhận thức, xử lý, đánh giá, truyền

thụ và giới thiệu.

- Năng lực xã hội: là khả năng đạt được mục đích trong những tình huống xã hội

cũng như trong những nhiệm vụ khác nhau với sự phối hợp chặt chẽ với những thành

viên khác. Trọng tâm của năng lực xã hội là ý thức được trách nhiệm của bản thân

cũng như của những người khác, tự chịu trách nhiệm, tự tổ chức, có khả năng thực

hiện các hành động xã hội, khả năng cộng tác và giải quyết xung đột.

- Năng lực cá thể: là khả năng suy nghĩ và đánh giá được những cơ hội phát triển

cũng như những giới hạn của mình; phát triển được năng khiếu cá nhân cũng như xây

dựng và thực hiện kế hoạch cho cuộc sống riêng; những quan điểm, chuẩn giá trị đạo

đức và động cơ chi phối các hành vi ứng xử.

b. Khái niệm sáng tạo

Theo từ điển Bách khoa toàn thư Liên Xô: “Sáng tạo là một loại hoạt động mà

kết quả của nó là một sản phẩm tinh thần hay vật chất có tính cách tân, có ý nghĩa xã

hội, có giá trị”.

Theo từ điển tiếng Việt: “Sáng tạo là nghĩ ra và làm ra giá trị vật chất hoặc tinh thần”.

Sáng tạo được hiểu là một quá trình hoạt động của con người tạo ra sản phẩm vật

chất hay tinh thần trong việc phát hiện ra vấn đề và tìm ra cách thức để giải quyết được

vấn đề đó đạt hiệu quả. Kết quả của nó là một sản phẩm tinh thần hay vật chất có tính

mới, có ý nghĩa xã hội, có giá trị. Còn những hoạt động có tạo ra sản phẩm vật chất

hay tinh thần tuy có tính mới nhưng không có giá trị hoặc không mang lại lợi ích cho

xã hội thì không được gọi là hoạt động sáng tạo.

Hình 1.2. Sơ đồ cấu trúc năng lực sáng tạo trong hoạt động

nhận thức của học sinh4

c. Khái niệm năng lực sáng tạo

Huỳnh Văn Sơn cho rằng: “Năng lực sáng tạo là khả năng tạo ra những cái mới

hoặc giải quyết vấn đề một cách mới mẻ của con người”.

Tương tự, Hồ Bá Thâm có quan niệm ngắn gọn: “Năng lực sáng tạo là năng lực

Năng lực sáng tạo là khả năng tạo ra những giá trị mới về vật chất và tinh thần,

tìm ra cái mới, giải pháp mới, công cụ mới, vận dụng thành công những hiểu biết

đã có vào hoàn cảnh mới đối với các nhà khoa học và đối với xã hội. Còn đối với

HS, cái mới đó chủ yếu là đối với bản thân mình.

4 Nguyễn Thanh Nga, (2017a)

tạo ra cái mới về chất hợp quy luật”.

(Hà Duyên Tùng, 2014)

Năng lực sáng tạo là khả năng thực hiện được những điều sáng tạo. Đó là biết

làm thành thạo và luôn đổi mới, có những nét độc đáo riêng luôn phù hợp với thực tế.

Luôn biết và đề ra những cái mới khi chưa được học, nghe giảng hay đọc tài liệu hay

tham quan về việc gì đó nhưng vẫn đạt kết quả cao.

Đối với HS phổ thông tất cả những gì mà các em “tự nghĩ ra” khi GV chưa dạy,

HS chưa đọc sách, chưa biết được, nhờ trao đổi với bạn bè đều coi như có mang tính

sáng tạo. Sáng tạo là bước nhảy vọt trong sự phát triển năng lực nhận thức của HS.

Không có con đường logic để dẫn đến sáng tạo, bản thân HS phải tự tìm thấy kinh

nghiệm hoạt động thực tiễn của mình. Cách tốt nhất để hình thành và phát triển năng

lực nhận thức, năng lực sáng tạo của HS là đặt họ vào vị trí chủ thể của hoạt động tự

lực, tự giác, tích cực của bản thân mà chiếm lĩnh kiến thức, phát triển năng lực sáng

tạo, hình thành quan điểm đạo đức. Như vậy, trách nhiệm chủ yếu của người GV là

tìm ra biện pháp hữu hiệu để rèn luyện năng lực sáng tạo cho HS từ khi cấp sách đến

trường.

1.4.2. Khái niệm năng lực sáng tạo kỹ thuật

a. Khái niệm kỹ thuật

Theo Từ điển tiếng Việt (2002): “Kỹ thuật là tổng thể nói chung những phương

tiện và tư liệu hoạt động của con người, được tạo ra để thực hiện quá trình sản xuất và

phục vụ cho các quá trình phi sản xuất của xã hội”. Như vậy, kỹ thuật gắn liền với

trang thiết bị, công cụ, vật liệu, máy móc do con người tạo ra để phục vụ cho các nhu

cầu của con người cho xã hội.

Kỹ thuật là tổng thể nói chung những phương pháp, phương thức sử dụng trong

một hoạt động nào đó của con người. Có thể hiểu, kỹ thuật là những phương pháp,

cách thức, thủ thuật để tiến hành những hoạt động, hành động kết hợp với sử dụng

những tri thức, kinh nghiệm của con người tác động vào tự nhiên, quá trình sản

xuất để tạo ra sản phẩm hoặc cho những hành động, hoạt động khác của con người.

Theo nghĩa khác:

- Kỹ thuật theo nghĩa rộng: là toàn bộ những đối tượng do con người làm ra (công

cụ, máy móc,…); là năng lực, tài khéo về thể chất (ví dụ: kỹ thuật nhảy xa), về

tinh thần (kỹ thuật tính nhẩm), về xã hội (kỹ thuật quản trị doanh nghiệp); là một

hình thức hoạt động hay nhận thức bất kỳ (có kế hoạch, có mục đích, có thể lặp

lại,…); là nguyên tắc chung của việc làm chủ thế giới xung quanh.

- Kỹ thuật theo nghĩa hẹp: là toàn bộ những đối tượng do con người làm ra, nói

gọn là “hệ thống kỹ thuật hay đồ vật”; toàn bộ những hành vi và thiết chế trong

đó những hệ thống kỹ thuật ra đời; toàn bộ những hành động, trong đó những hệ

thống kỹ thuật được sử dụng. Theo nghĩa đó, kỹ thuật không phải là một lĩnh vực

tự tồn, cô lập, trái lại còn gắn liền với kinh tế, xã hội, chính trị và văn hóa.

Dựa theo chức năng (biến đổi, chuyên chở, tích trữ,…) và theo loại đối tượng

(chất liệu hay vật liệu, năng lượng hay thông tin,…), người ta thường chia ra thành

chín lĩnh vực kỹ thuật:

(1) Kỹ thuật biến đổi chất liệu, ví dụ: kỹ thuật chế biến, kỹ thuật chế tạo, hay kỹ

thuật sản xuất;

(2) Kỹ thuật vận tải: kỹ thuật cung ứng, kỹ thuật giao thông;

(3) Kỹ thuật tích trữ: kỹ thuật kho bãi, xây dựng;

(4) Kỹ thuật chuyển hóa năng lượng;

(5) Kỹ thuật truyền tải năng lượng;

(6) Kỹ thuật tích trữ năng lượng;

(7) Kỹ thuật xử lý thông tin (kể cả đo đạc, điều khiển, điều chỉnh);

(8) Kỹ thuật truyền tải thông tin;

(9) Kỹ thuật tích trữ thông tin (kể cả in ấn, âm thanh, hình ảnh và phim ảnh).

(Ngô Văn Hoan, 2013)

(Nguyễn Thanh Nga, 2017a)

b. Khái niệm tư duy kỹ thuật 5

Tư duy kỹ thuật là sự phản ánh khái quát các nguyên lý, các quá trình kỹ thuật,

hệ thống kỹ thuật nhằm giải quyết một nhiệm vụ trong thực tiễn liên quan đến nghề

5 Nguyễn Văn Tuấn, (2017)

kỹ thuật. Đó là loại tư duy xuất hiện trong lĩnh vực lao động kỹ thuật nhằm giải quyết

những bài toán có tính chất kỹ thuật (nhiệm vụ hay tình huống có vấn đề trong kỹ

thuật).

Các bài toán (nhiệm vụ) kỹ thuật rất đa dạng, phụ thuộc vào các ngành kỹ thuật

tương ứng như bài toán thiết kế chế tạo, bài toán gia công, bài toán bảo quản,… Tuy

nhiên, giữa chúng vẫn có những đặc điểm chung, khác hẳn với các bài toán thông

thường trong toán học. Có hai đặc điểm cơ bản của bài toán kỹ thuật, đó là:

(1) Không đầy đủ dữ kiện, các yêu cầu đặt ra thường mang tính khái quát và có

thể có nhiều đáp số, yêu cầu cần phải tìm tòi, hoàn thiện.

(2) Có mối liên hệ chặt chẽ giữa hành động trí óc và hành động thực hành, kinh

nghiệm thực tiễn. Sự kết hợp giữa lý thuyết và thực hành càng chặt chẽ khăng khít thì

càng cho kết quả có độ tin cậy và chính xác cao.

c. Đặc trưng của tư duy kỹ thuật 67

Tư duy kỹ thuật (TDKT) có hai đặc trưng cơ bản sau:

Tư duy kỹ thuật có tính chất lý thuyết thực hành

Các thành phần lý thuyết của hoạt động tư duy khi giải bài toán kỹ thuật được

biểu hiện dưới nhiều hình thức khác nhau:

- Hành động vận dụng những kiến thức kỹ thuật đã có;

- Hành động hình thành khái niệm kỹ thuật kết hợp với những khái niệm đã lĩnh

hội từ trước…

Các hành động thực hành cũng có những chức năng không giống nhau. Có thể

phân hành động thực hành ra các loại sau: hành động thử - tìm tòi, hành động thực

hiện, hành động kiểm tra, hành động điều chỉnh.

Tư duy kỹ thuật có mối liên hệ rất chặt chẽ giữa các thành phần khái niệm và

hình tượng (hình ảnh) trong hoạt động.

Như chúng ta đã biết thành phần hình ảnh có một ý nghĩa khởi đầu trong việc

lĩnh hội những tri thức lý thuyết, hiểu theo nghĩa rộng tức là lĩnh hội những khái niệm.

6 Nguyễn Thanh Nga, (2017a) 7 Nguyễn Văn Tuấn, (2017)

Thành phần hình ảnh đóng vai trò là điểm tựa cho việc lĩnh hội những khái niệm,

những tri thức lý thuyết, tạo điều kiện để quá trình nắm vững và cụ thể hóa khái niệm

được dễ dàng. Thế nhưng ở đây ta lại khẳng định rằng các thành phần hình ảnh và khái

niệm là những thành phần cần thiết và có giá trị ngang nhau trong tư duy kỹ thuật.

Sơ đồ động không cho ta biết gì về kích cỡ của các bộ phận hay chi tiết máy, hay

một kết cấu nói chung, cũng không giúp ta hình dung được nguyên lý làm việc và tính

chất hoạt động của thiết bị máy móc. Nói cách khác, sơ đồ (mặc dù đã rất cụ thể) vẫn

đòi hỏi phải vận dụng, phải huy động cả kiến thức (khái niệm) lẫn hình ảnh (biểu

tượng) để hình dung cơ chế vận hành của hệ thống thiết bị.

Muốn hiểu sơ đồ trước hết phải có kiến thức nhất định về các thiết bị, các chi

tiết, các bộ phận cụ thể. Thứ hai là vận dụng các sơ đồ đòi hỏi phải biết tưởng tượng

hình dung sự vận động của các hiện tượng được biểu hiện bằng các mối quan hệ nhất

định giữa các ký hiệu. Trên thực tế, ở bất kỳ sơ đồ động lực nào cũng phải thấy được

các phần liên hệ với nhau trong một cơ cấu hay trong một máy, trong bất kỳ sơ đồ điện

kỹ thuật nào cũng phải theo dõi được đường đi của dòng điện… Tóm lại muốn hiểu

được sơ đồ và học cách sử dụng sơ đồ, không chỉ cần có kiến thức mà còn phải thấy

được trong cái “tĩnh” của sơ đồ có cái “động” của chuyển động. Nếu không có sự tác

động qua lại giữa các khái niệm và hình tượng thì không thể giải quyết được nhiều bài

toán kỹ thuật. Nói cách khác, khi tư duy để giải bài toán kỹ thuật, cùng với việc vận

dụng các khái niệm, ta phải hình dung trong đầu hình khối, sự chuyển động của đối

tượng nghiên cứu. Ở đây, bản vẽ thực sự là tiếng nói của kỹ thuật. Vì vậy, có thể thấy

tư duy kỹ thuật cũng chính là tư duy không gian.

Trong dạy học, chúng ta thường sử dụng bản vẽ, sơ đồ và các phương tiện trực

quan khác. Đó là cách làm thông thường có hiệu quả, nhưng người ta cũng hay áp

dụng biện pháp này một cách phiến diện, chỉ cốt làm chỗ dựa vào lĩnh hội các tri thức

lý thuyết mà thiếu sự tác động qua lại giữa các thành phần của tư duy kỹ thuật.

Trong sản xuất cũng như trong việc học nghề, hoạt động tư duy là quá trình thống

nhất biện chứng giữa lý thuyết và thực hành, giữa khái niệm và hình ảnh. Việc tách ra

các phần tương đối độc lập của nó chỉ nhằm giúp cho quá trình nhận thức sâu sắc hơn.

Về mặt cấu trúc tâm lý bên trong, tư duy kỹ thuật gồm ba thành phần: khái niệm,

hình ảnh, thực hành.

Những thành phần lý thuyết, trực quan sinh động của tư duy kỹ thuật không chỉ

có mối liên hệ lẫn nhau mà mỗi thành phần trong cấu trúc thống nhất này có vai trò

quan trọng ngang nhau, do đó chúng không thể tồn tại tách rời nhau được.

Năng lực được phân thành năng lực chung và năng lực riêng (năng lực chuyên

môn, phương pháp,…). Năng lực kỹ thuật là năng lực chuyên môn, trong số các

năng lực cơ bản của con người.

d. Khái niệm năng lực sáng tạo kỹ thuật

Thứ nhất, Năng lực là đặc biệt của tài năng, mang tính bẩm sinh. Chỉ có số ít

người được gọi là có năng lực. Một số ít người có tư chất, tài năng bộc lộ sớm và

ảnh hưởng đến hành động của cá nhân. Năng lực được phát triển trên cơ sở những

năng khiếu và những yếu tố đặc biệt của tư chất.

Thứ hai, Năng lực được hình thành và phát triển trong hoạt động thực tiễn của

con người. Năng lực mang tính lịch sử xã hội. Nó là kết quả của quá trình giáo

dục, tự phấn đấu, rèn luyện vươn lên của cá nhân. Tư chất, các đặc điểm tâm lý,

sinh lý cá nhân là tiền đề của năng lực.

“Sự phát triển năng lực có hai quan điểm sau:”

“Dựa trên sự hình thành và phát triển năng lực có ba dạng hoạt động đặc thù có

tính độc lập”

“(1) Hoạt động lao động sản xuất;”

“(2) Hoạt động học tập, nghiên cứu;”

“(3) Hoạt động vui chơi, giải trí.”

“Từ đó cũng xác định được ba định hướng để phát triển NLKT:”

“Một, Phát triển NLKT trên cơ sở tổ chức hoạt động lao động kỹ thuật, lao động

Hai, Phát triển NLKT bằng hoạt động học tập qua các môn học được giáo dục với

các phương pháp dạy học: phương pháp nghiên cứu khoa học, dạy học dự án, giáo

dục theo định hướng STEM.

sản xuất trong các xưởng, nhà máy và sinh hoạt hướng nghiệp”.

Ba, Phát triển NLKT thông qua hoạt động vui chơi, giải trí KT hoặc mang tính

giáo dục theo định hướng STEM như: trò chơi KT, hoạt động trải nghiệm sáng

tạo KT, hội thi sáng tạo KT, hội thi sáng tạo STEM.

(Nguyễn Văn Hoan, 2013)

Định hướng phát triển NLKT thông qua các hoạt động học tập, nghiên cứu và

các hoạt động vui chơi, giải trí là các định hướng cơ bản rất phù hợp với đối tượng HS

NLKT là tổ hợp độc đáo những thuộc tính tâm lý, sinh lý của cá nhân, bao gồm

hệ thống tri thức khoa học – kỹ thuật – công nghệ – toán học, kỹ năng nghề nghiệp,

thái độ và phương thức, phương pháp sử dụng.

THPT.

NLKT được hình thành trong các hoạt động KT, chi phối chất lượng và hiệu quả

của hoạt động KT. Hoạt động KT là các hoạt động trí tuệ mà yếu tố cốt lõi, đặc

thù là TDKT, tưởng tượng KT, tư duy hệ thống. NLKT bao gồm các yếu tố cơ sở,

nền tảng như: kiến thức, kỹ năng, kỹ xảo KT; còn các yếu tố bổ trợ như: động cơ,

hứng thú KT, cảm xúc, xu hướng cá nhân, trí nhớ, ý thức, tình cảm, thái độ. NLKT

gồm bốn năng lực thành phần cốt lõi: năng lực nhận thức KT, năng lực hành động

KT, năng lực phát hiện và giải quyết vấn đề KT, năng lực sáng tạo KT. Trong đó,

năng lực sáng tạo KT là năng lực cao nhất trong bốn năng lực thành phần Có bốn

mức độ biểu hiện: thông hiểu KT, đạt được kỹ năng kỹ xảo KT, thành thạo KT,

sáng tạo KT.

(Nguyễn Văn Hoan, 2013)

Dựa trên các khái niệm NLKT đã phân tích ở các mục trên, thì năng lực sáng tạo

kỹ thuật là năng lực kỹ thuật được hiểu là hoạt động có mục đích, khả năng vận dụng

phương pháp, đưa ra giải pháp vào các dụng cụ kỹ thuật, phương tiện kỹ thuật, sử dụng

các thuật ngữ, khái niệm, nguyên lý kỹ thuật, các quá trình kỹ thuật, hệ thống kỹ thuật

trong những điều kiện kỹ thuật cụ thể nhằm tạo ra những cái mới hoặc giải quyết một

nhiệm vụ có vấn đề trong thực tiễn liên quan đến kỹ thuật, khác với những cái đã có

sẵn trong xã hội và đem lại hiệu quả kinh tế - kỹ thuật của sản phẩm, chất lượng sản

phẩm trong thời gian nhất định để phục vụ các nhu cầu hoặc cho các mục đích khác

của con người, thậm chí phải mang lại hạnh phúc cho con người.

Như vậy, theo chúng tôi hiểu thì năng lực sáng tạo kỹ thuật của HS THPT là khả

năng vận dụng phương pháp, đưa ra giải pháp vào các dụng cụ kỹ thuật, các thuật

ngữ, khái niệm, nguyên lý kỹ thuật được học; các quá trình kỹ thuật; hệ thống kỹ thuật

mà HS đã biết trong điều kiện cụ thể để tạo ra sản phẩm mang tính mới hoặc giải

quyết một nhiệm vụ có vấn đề trong thực tiễn liên quan đến kỹ thuật đối với HS nhằm

phát triển về kiến thức, kỹ năng, thái độ; hiệu quả kinh tế - kỹ thuật và chất lượng của

sản phẩm trong thời gian nhất định do GV thỏa thuận hoặc giao cho HS.

1.4.3. Biểu hiện của năng lực sáng tạo kỹ thuật của học sinh trung học phổ

thông trong dạy học

Căn cứ sơ đồ cấu trúc năng lực sáng tạo, đặc điểm tâm lý nhận thức của HS phổ

thông, các tiêu chí của chủ đề giáo dục STEM, khái niệm năng lực sáng tạo kỹ thuật,

có thể chỉ ra một số biểu hiện của năng lực sáng tạo KT ở HS trong dạy học môn Vật

lý theo định hướng giáo dục STEM:

(1) HS dùng những dụng cụ, thiết bị không chuyên dụng mà vẫn thực hiện được

các yêu cầu KT như các dụng cụ, thiết bị KT chuyên dụng.

Chẳng hạn, thay vì dùng mũi khoan để khoan các lỗ tròn trên các vật bằng nhựa,

nhưng trong phòng học không có máy khoan hay mũi khoan thì HS dùng mỏ hàn chì

để làm nóng chảy phần nhựa cần khoan sau đó dùng dao rọc giấy để khoét từ từ cho

thật tròn và đẹp như được khoan bằng máy.

(2) HS biết tận dụng những tính chất, đặc tính của các dụng cụ, vật liệu khác bổ

trợ để thực hiện các thao tác thực hành trở nên dễ dàng, ít tốn thời gian và công sức.

Chẳng hạn, thay vì phải cần một HS trong nhóm dùng tay để giữ các chi tiết KT

giúp cho các bạn thực hành KT thì HS có tư duy KT sẽ biết cách dùng kẹp để giữ cố

định các chi tiết KT để quá trình thao tác KT trở nên dễ dàng, đỡ tốn công sức và tạo

thuận lợi cho các bạn khác trong nhóm thực hiện các nhiệm vụ khác.

(3) HS sửa chữa và cải tiến các lỗi của sản phẩm đã hoàn thành trước đó và mang

lại hiệu quả.

Chẳng hạn, sau khi chế tạo xong động cơ điện một chiều, HS nhận thấy roto

(cuộn dây) quay được một lát sau có thể làm cuộn dây bị biến dạng đã sửa chữa bằng

cách dùng khung kim loại nghịch từ gắn vào cuộn dây, còn có HS khác cải tiến về tốc

độ quay của roto bằng cách lòng lõi sắt non vào giữa cuộn dây.

(4) Nghiên cứu tổng quan các giải pháp KT có sẵn, sau đó đưa ra bình luận vấn

đề mà các giải pháp KT còn thiếu xót, sau đó chất vấn với giáo viên, bạn bè,... Từ đó

đề xuất giải pháp KT mới và tối ưu hơn.

(5) HS phác họa được các chi tiết KT, sản phẩm KT theo đúng tỉ lệ và gọi đúng

tên các chi tiết KT mặc dù chưa được biết trước đó.

(6) HS có khả năng tự mày mò, tìm hiểu cấu trúc và đặc tính các linh kiện rời rạc

của sản phẩm đã bị tháo ra hoặc các bộ kít còn mới rồi sau đó lắp ráp các linh kiện lại

với nhau cho ra sản phẩm hoàn chỉnh.

Chẳng hạn, sau khi học xong chủ đề về Radio, HS sử dụng bộ kít Radio để lắp

ráp và hàn chì các mối nối giữa các linh kiện điện tử để tạo thành Radio hoàn chỉnh.

Sau đó, HS hứng thú, tìm hiểu các bộ kít khác về nhà tự mài mò lắp ráp và sau đó cũng

cho ra sản phẩm thành công.

(7) HS khai thác, khắc phục các lỗi và cải tiến các công dụng của các thiết bị,

dụng cụ KT. Sử dụng các thiết bị, dụng cụ KT như thế nào là an toàn.

(8) Tìm ra giải pháp khảo sát, đo đạc mới, đảm bảo tính hiệu quả KT nhưng dễ

thực hiện, đảm bảo tính chính xác;

(9) Tự lực thiết kế sơ đồ cấu tạo, bản vẽ KT thể hiện cấu tạo, chức năng các chi

tiết KT đang nghiên cứu.

(10) HS tự nghiên cứu công dụng, vận hành được các sản phẩm KT mà trước đó

HS chưa biết.

Chẳng hạn, HS có thể lắp lưỡi cưa vào máy khoan để cưa gỗ hoặc sắt. HS có thể

lắp giấy nhám thay thế lưỡi mài để làm nhẵn bề mặt các vật.

(11) HS sau khi sử dụng qua các thiết bị KT đã khám phá ra các công dụng mới.

(12) HS tự nghiên cứu thành công ra các sản phẩm KT khác đòi hỏi thao tác KT

cao. Chẳng hạn, HS đã biết hàn chì các linh kiện điện tử thông thường vào mạch điện,

sau đó có thể tự hàn các linh kiện điện tử rất nhỏ vào mạch điện. Mắc được các mạch

điện phức tạp.

(13) HS tự đề xuất được quy trình thiết kế, lắp ráp sản phẩm KT.

Chẳng hạn, dựa trên các mẫu sản phẩm KT, từ đó HS quan sát và thiết kế được

quy trình lắp ráp sản phẩm KT.

(14) HS tự tìm ra các thiết bị, vật liệu mới thay thế cho thiết bị, vật liệu cũ nhưng

vẫn đảm bảo tính hiệu quả cao và tiết kiệm.

(15) HS kết hợp các thao tác tư duy (so sánh, phân tích, đánh giá) và các phương

pháp phán đoán, mô hình giả thuyết, kiểm tra giả thuyết, từ đó đưa ra kết luận chính

xác cho vấn đề.

(16) HS vận dụng kiến thức được học để giải quyết các vấn đề mới, tình huống

mới trong thực tiễn liên quan đến ngành kỹ thuật.

1.4.4. Biện pháp phát triển năng lực sáng tạo kỹ thuật của học sinh trong dạy

học chủ đề STEM

Biện pháp 1: Tổ chức cho học sinh giải các bài toán kỹ thuật. Thường xuyên tổ

chức cho học sinh giải các bài toán kỹ thuật trong giờ học vật lý, đặc biệt là các bài

toán liên quan đến thực hành theo hướng lắp ráp các sản phẩm KT. Đây là hoạt động

quan trọng, cốt lõi trong việc phát triển năng lực sáng tạo KT cho HS. Thường thì giao

nhiệm vụ cho HS bằng các dụng cụ hay vật liệu thô sơ để HS tính toán kích thước và

gia công thành các chi tiết KT, sau đó lắp ráp các chi tiết này thành một sản phẩm KT

nhằm rèn luyện cho HS kỹ năng, kỹ xảo thực hành KT. Thông qua đó, HS đạt được

một số thao tác tư duy KT nhất định. Nhưng việc giao nhiệm vụ như vậy sẽ trở nên

bất tiện, gây khó khăn cho HS khi thời gian trên lớp không cho phép. Như vậy, để đảm

bảo việc thực hành của HS trong thời gian cho phép sự chuẩn bị trước khi lên lớp của

GV là hết sức cần thiết như quy trình lắp ráp sản phẩm và gia công trước một số vật

liệu thô thành các chi tiết của sản phẩm KT.

Biện pháp 2: Xây dựng nhiệm vụ phát thảo bản vẽ KT khi nghiên cứu thí nghiệm

hay sản phẩm kỹ thuật. Vẽ phát thảo bản vẽ KT là một trong những nhiệm vụ không

thể thiếu khi nghiên cứu thí nghiệm hay sản phẩm KT. HS được khắc sâu trong trí nhớ

về sơ bộ các thí nghiệm vật lý hay sản phẩm KT. Và đặc biệt không chỉ giúp HS rèn

luyện khả năng phát họa mà còn giúp HS phát triển tư duy hình ảnh về sản phẩm KT,

tưởng tượng KT,…

Biện pháp 3: Tổ chức hoạt động thiết kế bản vẽ KT từ các bộ thí nghiệm hay sản

phẩm KT. Sau khi phát thảo sơ bộ về các bộ thí nghiệm vật lý hay sản phẩm KT thì có

thể cho HS thiết kế bản vẽ KT. Khi đó từ bản phát thảo sơ bộ của mình, HS sẽ vẽ chi

tiết hơn, tỉ mỉ hơn với đầy đủ các thông số KT.

Biện pháp 4: Tổ chức cho học sinh thuyết trình, phản biện về sản phẩm thông

qua bản vẽ kỹ thuật. Sau khi HSThuyết trình cũng là cách kiểm tra sự hiểu biết về bản

thiết kế KT, cách HS suy nghĩ về trình tự logic để hình thành bản vẽ thiết kế, HS sẽ

phải phân tích công dụng các chi tiết KT trong bản thiết kế nhằm giúp GV định hướng

phát triển tư duy KT cho HS. Qua đó, HS được củng cố và mở rộng các thuật ngữ KT,

được hình thành và phát triển kỹ năng thuyết trình, phản biện khi đứng trước đám

đông.

Biện pháp 5: Tổ chức hoạt động nhằm nghiên cứu về sản phẩm kỹ thuật. Khi HS

tham gia hoạt động nghiên cứu các sản phẩm KT có nghĩa là tạo điều kiện cho HS mở

rộng phạm vi hiểu biết về các sản phẩm KT, cấu tạo KT, các kết cấu hay chi tiết KT

được liên kết với nhau, về nguyên lý hoạt động của sản phẩm KT,…

Biện pháp 6: Khai thác các lỗi kỹ thuật của các sản phẩm kỹ thuật. Mỗi sản phẩm

KT có ưu và nhược điểm riêng, có phạm vi và yêu cầu sử dụng nhất định. Điều này có

thể có HS sẽ biết, có HS sẽ chưa biết. Việc sử dụng các sản phẩm KT vào thực tế sẽ

gặp khó khăn hoặc không sử dụng được khi không dùng đúng mục đích của sản phẩm.

Khi cho HS tiếp xúc với các sản phẩm KT là việc hết sức cần thiết, nhưng cho HS tìm

ra các lỗi KT thì đòi hỏi HS cần tư duy về KT, nắm rõ các nguyên lý KT,…hơn rất

nhiều.

Biện pháp 7: Tạo điều kiện cho học sinh cải tiến, sửa chữa sản phẩm kỹ thuật.

Sau khi cho HS tìm ra được các lỗi KT từ sản phẩm KT, GV nên tạo điều kiện cho HS

bài tập về nhà hay làm việc nhóm thảo luận về cách cải tiến, sửa chữa sản phẩm KT

để tạo nên bước nhảy về tư duy KT. Làm tiền đề cho HS vận dụng các khái niệm, sự

phát triển năng lực sáng tạo KT.

Biện pháp 8: Hướng dẫn cho học sinh tiếp xúc, làm quen với những thiết bị, sản

phẩm kỹ thuật mới. HS sẽ cảm thấy thích thú, kích thích tính tò mò khi được tiếp xúc,

làm quen những thiết bị, sản phẩm KT được ứng dụng những công nghệ mới. Từ những

thiết bị, sản phẩm KT mới HS sẽ tìm ra những kiến thức vật lý nào đã được ứng dụng

chính và những kiến thức các môn học khác liên quan.

1.4.5. Tiêu chí đánh giá năng lực sáng tạo kỹ thuật cho học sinh trong dạy học

chủ đề STEM

Căn cứ vào tiến trình dạy học STEM sáng tạo kỹ thuật, biểu hiện của sáng tạo kỹ

thuật và tiêu chí đánh giá tính sáng tạo của học sinh trong dạy học chủ đề STEM,

chúng tôi có thể cụ thể hóa năng lực sáng tạo kỹ thuật của học sinh thông qua các thiêu

chí. Đây là công cụ đánh giá của giáo viên, đánh giá đồng đẳng, tự đánh giá của học

sinh trong dạy học chủ đề STEM.

Bảng 1.1. Tiêu chí đánh giá năng lực sáng tạo kỹ thuật của học sinh

trong dạy học chủ đề STEM8

Mức độ thể hiện Các tiêu chí 1 2 3 4

(1) Tự tìm ra vấn đề mới, tính huống mới

trong thực tiễn kỹ thuật và đề xuất phương

án giải quyết đúng, mang lại hiệu quả;

tương ứng với biểu hiện STKT (10), (11),

(12)

(2) Kết hợp các thao tác tư duy (so sánh,

phân tích, đánh giá) và các phương pháp

phán đoán, mô hình giả thuyết, kiểm tra giả

thuyết, từ đó đưa ra kết luận chính xác cho

8 (Nguyễn Thanh Nga, 2017a)

vấn đề; tương ứng với biểu hiện STKT (15)

Mức độ thể hiện Các tiêu chí 1 2 3 4

(3) Thiết kế được sơ đồ, bản vẽ thể hiện

nguyên lý cấu tạo và hoạt động, vận hành

của hệ thống kỹ thuật và chỉ ra được tính

mới, tính hiệu quả của nó so với những cái

đã biết; tương ứng với biểu hiện STKT (4)

(4) Tìm ra giải pháp khảo sát, đo đạc mới,

đảm bảo tính hiệu quả nhưng dễ thực hiện,

đảm bảo tính chính xác; tương ứng với biểu

hiện STKT (8)

(5) Tự mày mò, tìm hiểu cấu trúc và đặc tính

các linh kiện rời rạc của sản phẩm đã bị tháo

ra hoặc các bộ kít còn mới rồi sau đó lắp ráp

các linh kiện lại với nhau cho ra sản phẩm

hoàn chỉnh; tương ứng với biểu hiện STKT

(6)

(6) Tìm ra các thiết bị, vật liệu mới thay thế

cho thiết bị, vật liệu cũ nhưng vẫn đảm bảo

tính hiệu quả cao và tiết kiệm; tương ứng

với biểu hiện STKT (14)

(7) Đề xuất giải pháp thiết kế mới cho hệ

thống kỹ thuật đã có, thay đổi một số chi tiết

thiết kế nhằm tăng hiệu quả cho hệ thống kỹ

thuật; tương ứng với biểu hiện STKT (3)

(8) Tiến hành thực hiện giải pháp, thi công,

chế tạo,..hệ thống kỹ thuật nhằm mang lại

lợi ích và có ý nghĩa xã hội; tương ứng với

biểu hiện STKT (2)

Mức độ thể hiện Các tiêu chí 1 2 3 4

(9) Vận dụng kiến thức được học để giải

quyết các vấn đề mới, tình huống mới trong

thực tiễn liên quan đến ngành kỹ thuật;

tương ứng với biểu hiện STKT (16)

(10) Đề xuất bản vẽ kỹ thuật mới nhằm giải

quyết vấn đề kỹ thuật trong khâu thiết kế

bản vẽ sản phẩm; tương ứng với biểu hiện

STKT (5), (9)

(11) Lập được nhiều phương án giải quyết

cho một vấn đề thực tiễn kỹ thuật và mang

lại kết quả tối ưu; tương ứng với biểu hiện

STKT (4)

(12) Đề xuất được tiến trình gia công, chế

tạo sản phẩm mới trong khâu giải quyết vấn

đề thực tiễn kỹ thuật; tương ứng với biểu

hiện STKT (13)

(13) Tiến hành gia công, chế tạo sản phẩm

kỹ thuật và giải quyết được các vấn đề kỹ

thuật; tương ứng với biểu hiện STKT (1),

(2), (7), (11), (12)

(14) Vận hành thử nghiệm nhiều lần để tìm

ra công dụng của sản phẩm kỹ thuật mà

trước đó chưa biết, tìm ra các lỗi kỹ thuật

nhằm cải tiến sản phẩm tự chế tạo; tương

Các mức độ biểu hiện tính sáng tạo kỹ thuật được hiểu là:

ứng với biểu hiện STKT (3), (10)

Mức 1: Không có

Mức 2: Không rõ ràng

Mức 3: Rõ ràng

Mức 4: Rất rõ ràng

1.5. Dạy học mở mang tính thiết kế chủ đề giáo dục STEM

Dạy học mở mang tính thiết kế là kiểu dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề

trong những tình huống có vấn đề của cuộc sống hằng ngày: học tập, nghề nghiệp,

nghiên cứu,… liên quan đến nội dung chuyên môn

(Nguyễn Thanh Nga, 2017a)

1.5.1. Khái niệm dạy học mở mang tính thiết kế

Tính mở của kiểu phương pháp dạy học này được thể hiện bởi các đặc trưng sau:

“Tính đa lời giải”

“Khuyến khích học sinh tham gia vào giải quyết vấn đề”

Dạy học theo kiểu mở được thiết kế dựa trên phương pháp nghiên cứu khoa học,

khuyến con người tìm kiếm tích cực và có niềm vui trong hoạt động đó. Tiền thân

của dạy học theo kiểu mở là dạy theo sự ngẫu nhiên, tự nhiên sống động. nay được

hiểu là dựa trên kinh nghiệm học sinh đã có, mở ra phạm vi cho học sinh hoạt

động từ những tình huống có vấn đề, lấy học sinh làm trung tâm, khuyến khích

tính chủ thể của học sinh trong quá trình dạy học.

(Nguyễn Thanh Nga, 2017a)

“Giảm bớt sự căng thẳng của học sinh”

1.5.2. Đặc trưng của dạy học mở mang tính thiết kế

Dạy học mở mang tính thiết kế có những đặc trưng sau:

“Sự nhận thức kỹ thuật của người học là dựa trên những kinh nghiệm của người

học và cùng với nó để phát triển nhận thức kỹ thuật”

“Vai trò của người giáo viên là người truyền đạt tri thức chuyển hóa thành người

tư vấn tổ chức cho người học tự nhận thức”

“Khơi dậy sự tò mò tìm kiếm của người học”

Dạy học mở mang tính thiết kế sẽ mở ra một cơ hội cho học sinh hoạt động và

phát triển kỹ năng hoạt động. Để thực hiện được giờ dạy theo kiểu mở thì cần

phải có những tình huống có vấn đề (hay những nhiệm vụ học tập) mang tính tổng

thể, có không gian quyết định, có độ tự do trong việc đưa ra các lời giải. Những

lời giải của học sinh được tổng hợp lại thông qua đàm thoại trong hình thức học

theo nhóm. Hoạt động chủ yếu chính là hoạt động của học sinh tìm ra và quyết

định lời giải tối ưu cho vấn đề đó.

(Nguyễn Thanh Nga, 2017a)

1.5.3. Tiến trình dạy học mở mang tính thiết kế chủ đề STEM phát triển năng

lực sáng tạo kỹ thuật

“Dạy học mở mang tính thiết kế phù hợp cho những nội dung mang tính thiết kế

hệ thống kỹ thuật, phát triển năng lực sáng tạo kỹ thuật cho học sinh”

“Giáo viên cần phải khuyến khích người học tìm kiếm các lời giải và chấp nhận

các lời giải”

“Giáo viên cùng với người học nhận xét để họ thấy được các lời giải đúng”

“Học sinh được tổ chức học theo nhóm, thảo luận, hợp tác với nhau và học lẫn nhau”

“Tiến trình dạy học mở mang tính thiết kế chủ đề STEM phát triển năng lực sáng

tạo của học sinh được thực hiện theo sơ đồ hình 1.3”

Hình 1.3. Tiến trình dạy học mở mang tính thiết kế chủ đề STEM phát triển

9 Nguyễn Thanh Nga, (2017a)

năng lực sáng tạo 9

“(1) Vấn đề mở: là bài toán xuất hiện trong thực tiễn nhưng có nhiều lời giải,

thông thường đó là bài toán liên quan đến kỹ thuật”

“(2) Đề xuất giải pháp thiết kế: từ bài toán mở, học sinh sẽ đưa ra nhiều giải pháp

khác nhau để giải quyết vấn đề”

“(3) Đánh giá giải pháp: trên sơ sở các giải pháp được đề xuất, học sinh tiến hành

phân tích, đánh giá ưu nhược điểm của từng giải pháp”

“(4) Lựa chọn giải pháp tối ưu: sau khi đánh giá từng giải pháp, học sinh thống

nhất lựa chọn một giải pháp tối ưu, phù hợp”

“(5) Thực hiện giải pháp lựa chọn: sau khi chọn được giải pháp tối ưu, học sinh

tiến hành tổ chức thực hiện giải pháp như: lên kế hoạch, thiết kế bản vẽ, tìm kiếm vật

liệu, lắp ráp”

“(6) Sản phẩm vật chất: sau khi thực hiện giải pháp, học sinh sẽ thu được sản

(7) Vận hành – Thử nghiệm: học sinh cho vận hành sản phẩm để đánh giá xem có

đạt được yêu cầu như dự tính ban đầu hay không, nếu không vận hành được hoặc

vận hành bị lỗi thì học sinh sẽ tiếp tục khắc phục để cho ra sẳn phẩm đạt yêu cầu.

(Nguyễn Thanh Nga, 2017a)

phẩm có thể là mô hình vật chất – chức năng hoặc sản phẩm thật”

“(8) Sản phẩm hoàn thiện: là sản phẩm cuối cùng sau khi được học sinh cải tiến,

Trong thực tế, học sinh có thể không thực hiện được theo đúng thứ tự các giai

đoạn từ (1) đến (8) như trình bày ở trên. Học sinh có thể thực hiện theo tiến trình

như sau: (1)  (2)  (5)  (6)  (7)  (2)  (5)  (6)  (7)  (2)  (5) 

(6)  (7)  (8) và hiệu quả dạy học cũng đạt kết quả cao.

(Nguyễn Thanh Nga, 2017a)

Dạy mở mang tính thiết kế về bản chất cấu trúc theo con đường giải quyết vấn đề,

cho nên tạo được một không khí học tập tốt, phát triển được tư duy giải quyết vấn

đề ở học sinh và lấy học sinh làm trung tâm.

khắc phục các lỗi và vận hành đạt yêu cầu”

(Nguyễn Thanh Nga, 2017a)

Cấu trúc theo kiểu dạy học này theo kiểu phương pháp tư duy sáng tạo và thừa kế

phát triển. Chính vì vậy, sau đó cùng với người học nhận xét để họ thấy được các

lời giải đúng. Trong giờ học của kiểu dạy học này học sinh được tổ chức học theo

nhóm, thảo luận, hợp tác với nhau và học lẫn nhau.

(Nguyễn Thanh Nga, 2017a)

Kiểu dạy học mở trong dạy kỹ thuật là cho những nội dung mang tính thiết kế hệ

thống kỹ thuật, có nghĩa là đi từ hiệu quả, hiệu ứng, nhiệm vụ đến cấu tạo, cấu

trúc của hệ thống kỹ thuật như sơ đồ 1.4.

(Nguyễn Thanh Nga, 2017a)

Hình 1.4. Kiểu dạy học mở trong dạy kỹ thuật10

Thực tế là đi từ một tình huống có vấn đề, người học tìm kiếm các lời giải tối ưu

thông qua hoạt động nhóm. Quá trình đó được mô tả theo sơ đồ sau:

Hình 1.5. Quy trình cấu trúc kiểu dạy thiết kế11

Khi các lời giải của học sinh không có lời giải nào đúng hoặc học sinh gặp khó

khăn trong việc giải quyết vấn đề thì giáo viên sử dụng kết hợp kiểu phương pháp giải

thích tuyến tính và kiểu thiết kế. Kiểu giải thích tuyến tính có thể tổ chức học sinh học

theo hai con đường:

10 Nguyễn Văn Tuấn, (2017). 11 Nguyễn Văn Tuấn, (2017).

- Thứ nhất: tổ chức cho họ tự thu nhận thông tin còn khiếm khuyết.

- Thứ hai: giáo viên hướng dẫn giải thích, cung cấp nội dung thông tin cho người

học.

Hình 1.6. Quy trình cấu trúc kiểu dạy giải thích12

Kiểu dạy mở mang tính thiết kế về bản chất cấu trúc theo con đường giải quyết

vấn đề, cho nên tạo được một không khí học tập tốt, phát triển được tư duy giải quyết

vấn đề ở người học và là kiểu dạy học lấy người học làm trung tâm.

Vai trò của giáo viên trong kiểu dạy học mở mang tính thiết kế: - Thầy hướng dẫn cho trò tự nghiên cứu tìm kiếm lời giải;

- Thầy tổ chức cho người học thực hiện, giải quyết tìm kiếm lời giải, hợp tác với

bạn, đối thoại người học – người học – thầy;

- Thầy hướng dẫn cho người học cách tự học, phát hiện, giải quyết vấn đề.

Một số khó khăn khi thực hiện theo kiểu dạy học mở mang tính thiết kế:

- Có thể giảm thời gian giảng dạy trên lớp, song đòi hỏi phải đảm bảo thời gian

và điều kiện để người học tự nghiên cứu đưa ra các lời giải, đối thoại với bạn và với

thầy. Điều kiện đảm bảo cho kiểu dạy học mở mang tính thiết kế như sách, tài liệu chuyên môn cần thiết và không gian lớp học.

- Đòi hỏi người thầy phải có một năng lực tổ chức và năng lực chuyên môn cao.

1.6. Tiến trình thiết kế chủ đề giáo dục STEM

1.6.1. Tiến trình thiết kế chủ đề giáo dục STEM

Dựa vào 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 sau:

12 Nguyễn Văn Tuấn, (2017) 13 Nguyễn Thanh Nga, (2017a)

Hình 1.7. Quy trình thiết kế chủ đề giáo dục STEM13

* Vấn đề thực tiễn: được hiểu là các tình huống xảy ra có vấn đề đối với học sinh,

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

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

ứng nhu cầu. Nó cũng có thể là yêu cầu của định hướng nghề nghiệp, 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 vấn đề thực tiễn mà học sinh gặp phải.

* Xác định kiến thức STEM cần giải quyết: là các kiến thức trong chủ đề có liên

quan đến Vật lý, Hóa học, Sinh học, Công nghệ, Kỹ thuật, Toán học…

* Xác định mục tiêu 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 sáng tạo, trong thời gian ngắn thì giáo viên cần định hướng thường xuyên cho học

sinh qua câu hỏi định hướng hoạt động học tập.

1.6.2. Tiến trình thiết kế, chế tạo mô hình sản phẩm KT hỗ trợ dạy học chủ

đề giáo dục STEM

Dựa trên điều kiện cơ sở vật chất, kiến thức cần dạy và định hướng sản phẩm

KT, quy trình thiết kế, chế tạo mô hình sản phẩm KT theo hướng lắp ráp hỗ trợ dạy

học chủ đề giáo dục STEM được thực hiện như sau:

Hình 1.8. Tiến trình thiết kế, chế tạo mô hình KT

Bước 1: Xác định cấu tạo các bộ phận KT: dựa trên ý tưởng thiết kế để liệt kê

các bộ phận cấu tạo của sản phẩm KT.

Bước 2: Tìm hiểu nguyên lý hoạt động, mối liên hệ giữa các bộ phận KT: sau khi

xác định cấu tạo các bộ phận của sản phẩm KT, ta bắt đầu tìm hiểu nguyên lý hoạt

động. Từ đó, xác định mối liên hệ giữa các bộ phận KT.

Bước 3: Xác định vị trí thích hợp các bộ phận KT: sau khi tìm hiểu nguyên lý

hoạt động, mối liên hệ giữa các bộ phận KT, ta bắt đầu xác định vị trí thích hợp giữa

các bộ phận KT bằng cách phát họa trên giấy. Sao cho các bộ phận KT này hoạt động

thật tối ưu.

Bước 4: Xác định bản vẽ thiết kế KT: sau khi xác định được vị trí thích hợp giữa

các bộ phận KT bằng cách phát họa trên giấy. Ta bắt đầu xác định bản vẽ thiết kế KT trên

giấy thật chi tiết các bộ phận và có sự liên kết giữa các bộ phận KT với nhau.

Bước 5: Chuẩn bị nguyên vật liệu, dụng cụ cần thiết: sau khi xác định được bản

vẽ thiết kế KT, ta bắt đầu chuẩn bị nguyên vật liệu, dụng cụ cần thiết cho quá trình gia

công, chế tạo sản phẩm KT theo hướng lắp ráp.

Bước 6: Tiến hành gia công, lắp ráp sản phẩm: sau khi chuẩn bị nguyên vật liệu,

dụng cụ cần thiết xong, ta bắt đầu tiến hành gia công, lắp ráp sản phẩm KT hoàn chỉnh.

Bước 7: Vận hành thử sản phẩm KT: sau khi tiến hành gia công, lắp ráp sản phẩm

xong, ta tiến hành vận hành thử sản phẩm KT để kiểm tra xem sản phẩm có hoạt động

tốt không. Nếu không tốt thực hiện bước 8, nếu tốt chuyển sang thực hiện bước 9.

Bước 8: Sửa chữa, cải tiến sản phẩm: sau khi vận hành thử sản phẩm KT, nếu sản

phẩm hoạt động không tốt, ta tiến hành sửa chữa, cải tiến sản phẩm lần (1) bắt đầu lại ở

bước 6 cho đến bước 7, nếu sản phẩm hoạt động tốt thì thực hiện tiếp bước 9.

Sau khi sửa chữa, cải tiến lần (1) không thành công, ta tiến hành sửa chữa, cải

tiến sản phẩm lần (2) bắt đầu lại ở bước 5 cho đến bước 7, nếu sản phẩm hoạt động tốt

thì thực hiện tiếp bước 9.

Sau khi sửa chữa, cải tiến lần (2) không thành công, ta tiến hành sửa chữa, cải

tiến sản phẩm lần (3) bắt đầu lại ở bước 4 cho đến bước 7, nếu sản phẩm hoạt động tốt

thì thực hiện tiếp bước 9.

Sau khi sửa chữa, cải tiến lần (3) không thành công, ta tiến hành sửa chữa, cải

tiến sản phẩm lần (4) bắt đầu lại ở bước 3 cho đến bước 7, nếu sản phẩm hoạt động tốt

thì thực hiện tiếp bước 9.

Sau khi sửa chữa, cải tiến lần (4) không thành công, ta tiến hành sửa chữa, cải

tiến sản phẩm lần (5) bắt đầu lại ở bước 2 cho đến bước 7, nếu sản phẩm hoạt động tốt

thì thực hiện tiếp bước 9.

Sau khi sửa chữa, cải tiến lần (5) không thành công, Ta tiến hành sửa chữa, cải

tiến sản phẩm lần (6) bắt đầu lại ở bước 1 cho đến bước 7, nếu sản phẩm hoạt động tốt

thì thực hiện tiếp bước 9.

Thông thường, để tránh tốn thời gian sau mỗi vòng lặp sửa chữa, cải tiến từ lần

thứ 2 trở đi nếu sản phẩm hoạt động không tốt, ta đều kiểm tra lại các bước trong vòng

lặp đó.

Bước 9: Trang trí, hoàn thiện sản phẩm KT: sau khi sản phẩm đã được sửa chữa,

cải tiến, ta tiến hành trang trí sản phẩm cho hoàn chỉnh.

1.7. Tiến trình dạy học chủ đề STEM sáng tạo kỹ thuật.

Hình 1.9. Tiến trình dạy học chủ đề STEM sáng tạo kỹ thuật

Giai đoạn 1: Đặt vấn đề kỹ thuật. Là giai đoạn mà HS sẽ được trải qua các hoạt

động như: đặt vấn đề thực tiễn kỹ thuật, nghiên cứu kiến thức khoa học. Sau giai đoạn

này thì HS được thuyết trình, báo cáo ngắn các vần đề đã tìm hiểu.

(1) Đặt vấn đề thực tiễn kỹ thuật: Vấn đề được lựa chọn mang đậm chất kỹ thuật

gắn với thực tiễn, thường là các vấn đề:

- Thiết kế các sản phẩm KT nhằm hỗ trợ các công việc hằng ngày nhằm tiết kiệm

thời gian, công sức mà vẫn đảm bảo được chất lượng của công việc.

- Sửa chữa, cải tiến các thiết bị KT (thiết bị điện tử, cơ khí hay các thiết bị, dụng

cụ dùng trong gia đình).

- Tìm ra nguyên vật liệu mới có thể thay thế nguyên vật liệu cũ nhưng vẫn đảm

bảo được tính khả thi và mang lại hiểu quả kinh tế cao.

- Thiết kế lại vị trí thích hợp các chi tiết KT nhằm làm tăng hiệu suất hoạt động

giữa các chi tiết trong thiết bị KT.

Các vấn đề này phải thú vị, hấp dẫn để HS tự nảy sinh nhu cầu giải quyết vấn đề,

tiếp nhận nhiệm vụ giải quyết các các đề KT một cách tự nhiên.

Thông thường, khi giải quyết các vấn đề thực tiễn kỹ thuật: chế tác các chi tiết

KT, thiết kế chế tạo các thiết bị phục vụ nhu cầu vui chơi, giải trí,… Từ đó, học sinh

ứng dụng được ngay vào cuộc sống.

(2) Nghiên cứu kiến thức khoa học: Sau khi đặt vấn đề, HS phát sinh nhu cầu cần

giải quyết vấn đề theo cách vừa nêu theo tiến trình như thế nào? HS muốn làm được

phải tự làm việc với tài liệu hướng dẫn để tìm hiểu các kiến thức khoa học liên quan

đến vấn đề thực tiễn KT và HS kết hợp các thao tác tư duy (so sánh, phân tích, đánh

giá) và các phương pháp phán đoán. Từ đó, HS xây dựng mô hình giả thuyết, đề xuất

phương án kiểm tra giả thuyết và đưa ra kết luận chính xác cho vấn đề cần giải quyết.

Sau khi HS giữa các nhóm nghiên cứu kiến thức khoa học và xây dựng mô hình giả

thuyết thì cho HS các nhóm lên thuyết trình về những vấn đề đã tìm hiểu được hoặc

chỉ báo cáo ngắn gọn kiến thức nền với những chủ đề HS khó xây dựng được mô hình

giả thuyết.

Giai đoạn 2: Giải quyết vấn đề kỹ thuật. Là giai đoạn mà HS phải hoạt động

nhóm để trải qua các nhiệm vụ:

a) Giải quyết vấn đề: Đề xuất phương án ⟹ Thiết kế bản vẽ, thuyết trình ⟹ Đề

xuất quy trình gia công, chế tạo ⟹ Gia công, chế tạo (Cung cấp dụng cụ, nguyên vật

liệu ⟹ Tiến hành gia công, chế tạo ⟹ Giải đáp thắc mắc KT).

b) Vận hành thử nghiệm

c) Thuyết trình, vận hành sản phẩm

(3) Giải quyết vấn đề:

Đề xuất phương án: Đầu tiên, HS phải đề xuất ý tưởng hay phương án thiết kế

giải quyết vấn đề KT. HS càng có nhiều ý tưởng hay phương án sẽ càng dễ giải quyết

được vấn đề KT một cách tối ưu.

Thiết kế bản vẽ, thuyết trình: các nhóm phác thảo bản vẽ KT về sản phẩm

nhằm cụ thể các ý tưởng, phương án thiết kế. Bên cạnh đó, HS còn phải nêu được hệ

thống, cơ cấu TK của sản phẩm dựa trên bản thiết kế và lựa chọn nguyên vật liệu phù

hợp cho các chi tiết KT trong bản vẽ thiết kế. GV nên tạo điều kiện cho các nhóm HS

tự do thiết kế bản vẽ KT và không nên nhận xét, so sánh bản vẽ KT của các nhóm

nhằm tránh trường hợp hạn chế năng lực sáng tạo KT của các nhóm HS. Sau đó, GV

cho các nhóm lần lượt thuyết trình bản vẽ KT. Phần thuyết trình cần làm rõ các chi tiết

KT, vai trò các chi tiết KT, cơ cấu của sản phẩm, nguyên vật liệu dự kiến sử dụng,…

GV cho các nhóm HS còn lại phản biện, chỉ ra ưu điểm và nhược điểm của từng bản

vẽ KT. Trong nhiệm vụ này, học sinh có nhiều cơ hội để rèn luyện và phát triển tư duy

phản biện. Cuối cùng, GV tổ chức các nhóm thảo luận, thống nhất bản vẽ KT tối ưu

các chi tiết KT cũng như về cơ sở vật chất,… phù hợp với nguyên vật liệu GV đã chuẩn

bị từ trước, nếu không phải dùng biện pháp thay thế.

Đề xuất quy trình gia công, chế tạo:

Sau khi HS thuyết trình về thiết kế bản vẽ KT, HS sẽ dựa vào đó đề xuất quy

trình gia công, chế tạo sản phẩm nhằm phát triển thêm năng lực tự lực ở HS trong quá

trình học. Giữa các nhóm nên thống nhất quy trình gia công, chế tạo chung để khi so

sánh thao tác KT, khó khăn KT giữa các nhóm sẽ đồng đẳng hơn.

Gia công, chế tạo:

+ Cung cấp nguyên vật liệu, dụng cụ:

Đầu tiên, các nhóm lần lượt nhận dụng cụ, nguyên vật liệu từ GV đã chuẩn bị

trước đó. Đối với các vật liệu dễ tìm như: vỏ lon, vỏ chai nhựa, nắp chai,… GV giao

cho các nhóm tự chuẩn bị.

+ Tiến hành gia công, chế tạo sản phẩm

Sau đó, nhóm trưởng huy động và điều phối, phân chia nhiệm vụ các thành viên

trong nhóm gia công, chế tạo các bộ phận, chi tiết KT của sản phẩm. Cuối cùng, lắp

ráp các bộ phận, chi tiết KT thành sản phẩm.

+ Giải đáp thắc mắc kỹ thuật

Bắt đầu diễn ra cùng lúc HS thực hiện quá trình gia công, chế tạo sản phẩm. GV

cần theo sát các hoạt động của HS khi dùng các dụng cụ, vật liệu không an toàn và

nhắc nhở khi cần thiết. GV cần lưu ý các nhóm kiểm tra sản phẩm trước khi vận hành,

cần xác định: Sản phẩm có cân bằng không? Lắp ráp đúng bản vẽ thiết kế không? Các

chi tiết KT được kết nối chắc chắn chưa?... Trong nhiệm vụ này, học sinh có nhiều cơ

hội rèn luyện và phát triển năng lực sáng kỹ thuật, năng lực thực hành, hình thành và

phát triển các kỹ năng gia công vật liệu cơ bản như: sử dụng cưa máy hay cưa cầm tay,

cắt và gọt bằng dao hay kéo, sử dụng máy khoan, sử dụng mỏ hàn,… Đặc biệt, GV

cần quản lí, nhắc nhở các nhóm tuân thủ các quy tắc an toàn.

(4) Vận hành thử nghiệm

Các nhóm tiến hành vận hành và quan sát kết quả vận hành của sản phẩm. Nếu

sản phẩm hoạt động ổn định, phù hợp với dự đoán thì các nhóm tiến hành viết báo cáo,

chuẩn bị thực hiện báo cáo sản phẩm. Nếu sản phẩm hoạt động không ổn định, kết quả

không phù hợp với dự đoán thì nhóm cần quay lại kiểm tra từ nhiệm vụ đề xuất phương

án thiết kế và xem xét lại dự đoán ban đầu.

Bên cạnh đó, GV cần khuyến khích, định hướng và lựa chọn một số nhóm hay

học sinh có năng lực kỹ thuật vượt trội tiến hành thử nghiệm cải tiến sản phẩm. Hơn

nữa, GV nên điều phối những nhóm mà có thành viên có năng lực kỹ thuật tốt, sau khi

nhóm hoàn thành nhiệm vụ mà trước thời gian quy định sẽ hỗ trợ các nhóm khác hoàn

thành sản phẩm.

(5) Thuyết trình, vận hành sản phẩm

Đầu tiên, GV tổ chức cho các nhóm lần lượt thuyết trình, báo cáo:

- Quá trình gia công, chế tạo, đặc biệt nêu được các khó khăn trong quá trình gia

công, chế tạo và làm rõ được các giải pháp để giải quyết các khó khăn.

- Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của sản phẩm.

- Vận hành sản phẩm. Cần khuyến khích và hướng dẫn các nhóm phối hợp thuyết

minh với vận hành sản phẩm để minh họa.

GV nên khích lệ các nhóm huy động nhiều học sinh tham gia thuyết trình. Sau

đó, GV tổ chức các nhóm phản biện, góp ý về sản phẩm, phần trình bày của các nhóm.

Cuối cùng, GV tổ chức các nhóm đánh giá báo cáo sản phẩm thông qua các tiêu chí

đánh giá.

Giai đoạn 3: Kết luận và đánh giá. Là giai đoạn mà HS phải hoạt động nhóm để

trải qua các hoạt động:

a) Kết luận chung của GV.

b) Thực hiện bài kiểm tra STEM.

(6) Kết luận chung

GV căn cứ vào sự quan sát mức độ hoạt động của các nhóm, kết quả đánh giá

của các nhóm HS với nhau và của GV để đưa ra đánh giá phù hợp. Sau đó, GV kết

luận kiến thức cần dạy cho học sinh và GV khen thưởng đối với nhóm hoạt động tốt,

khiển trách đối với nhóm hoạt động không tốt.

(7) Thực hiện bài kiểm tra STEM

Trong quá trình xây dựng kế hoạch tổ chức hoạt động dạy học vật lý theo định

hướng giáo dục STEM, GV căn cứ trên nội dung của chủ đề và thời gian xây dựng chủ

đề có thể cho HS thực hiện kiểm tra STEM hay không.

1.8. Điều tra thực tiễn dạy học STEM trong trường phổ thông

Để tìm hiểu về thực trạng học vật lý 11 – THPT theo định hướng giáo dục STEM,

chúng tôi tiến hành điều tra tìm hiểu mức độ hứng thú của HS đối với môn Vật lý trên

địa bàn thành phố Hồ Chí Minh. Trong quá trình khảo sát, chúng tôi nhận được 69 HS

phản hồi phiếu khảo sát dánh cho học sinh THPT được đính kèm trong phần phụ lục

2. Trong phần tìm hiểu hứng thú của học sinh, chúng tôi soạn 3 câu hỏi dành cho học

sinh. Mỗi câu hỏi chúng tôi ghi lại phần trả lời của học sinh rồi thống kê thành từng

bảng số liệu cụ thể như sau:

Đối với câu hỏi 1 “Mức độ hứng thú của em đối với môn Vật lý như thế nào?”

để tiện cho việc thống kê chúng tôi mã hóa các mức độ thành các số như sau: “Rất

hứng thú” = 4, “Hứng thú” = 3, “Bình thường” = 2, “Không hứng thú” = 1, “Rất không

hứng thú” = 0. Ở câu hỏi này chúng tôi thống kê được là:

Bảng 1.2. Khảo khát mức độ hứng thú của học sinh đối với môn vật lý.

Mức 0 Mức 1 Mức 2 Mức 3 Mức 4 Các mức

2 14 42 9 2 Tần số

2 16 58 67 69 Tần số tích lũy

⟹ Từ bảng thống kê này cho thấy đa số HS chọn mức 2, có nghĩa là HS cảm

thấy bình thường khi học môn Vật lý.

Đối với câu hỏi 2 “Em có suy nghĩ như thế nào về việc học Vật lý của bản thân?”

để tiện cho việc thống kê chúng tôi mã hóa các mức độ thành các số như sau: “Rất

đồng ý” = 4, “Đồng ý” = 3, “Bình thường” = 2, “Không đồng ý” = 1, “Rất không đồng

ý” = 0. Ở câu hỏi này chúng tôi thống kê được là:

Bảng 1.3. Khảo sát việc học môn vật lý của học sinh

Suy nghĩ 1 3 4 5 7 8 6 2 9 10 11 12

0 0 6 1 2 0 0 0 0 2 3 2 Mức 0

10 11 25 12 19 10 4 4 4 22 7 14 Mức 1

36 25 34 28 26 20 29 27 27 34 29 27 Mức 2

19 30 19 10 19 25 15 17 21 24 21 9 Mức 3

4 10 5 0 11 20 4 15 17 5 5 2 Mức 4

⟹ Từ bảng thống kê này cho thấy đa số HS cũng chọn mức 2 ở hầu hết các suy

nghĩ. Ở suy nghĩ 4, phần lớn các em chọn không đồng ý (mức 2), còn trong suy nghĩ

2, các em chọn đồng ý (mức 3) là nhiều nhất. Đặt biệt, trong suy nghĩ 6, 8, 9 các em

chọn mức 2, 3, 4 là nhiều nhất và các suy nghĩ này tập trung nhất vào mức 4 so với

các suy nghĩ khác ⟹ Điều này chứng tỏ HS rất đồng ý với cách học Vật lý gắn liền

với thực tiễn, trực quan và có ích cho cuộc sống; còn đối với suy nghĩ 11, 12 các em

thường chọn tập trung mức 1, 2, 3 nhưng mức 3 nhiều hơn mức 1 ⟹ Điều này chứng

tỏ HS rất tích cực trong việc chuẩn bị bài trước ở nhà, thích thảo luận với bạn bè và

Thầy (Cô) về những hiện tượng Vật lý.

Đối với câu hỏi 3 “Em thích học Vật lý như thế nào?” để tiện cho việc thống kê

chúng tôi mã hóa các mức độ thành các số như sau: “Rất thích” = 4, “Thích” = 3, “Bình

thường” = 2, “Không thích” = 1, “Rất không thích” = 0. Ở câu hỏi này chúng tôi thống

kê được là:

Bảng 1.4. Khảo sát mức độ thích học môn vật lý của học sinh

Câu 1 2 3 4 5 6 7 8

0 0 0 0 0 3 1 12 Mức 0

4 0 0 3 1 4 11 14 Mức 1

19 13 16 15 19 42 32 29 Mức 2

29 28 25 24 24 11 19 5 Mức 3

17 28 28 27 25 9 6 9 Mức 4

⟹ Từ bảng thống kê này cho thấy đa số HS cũng chọn mức 2, 3, 4 ở hầu hết các

sở thích, hứng thú. Đặt biệt, HS thể hiện rất rõ ràng ở việc được làm việc nhóm, làm

thí nghiệm, tham gia hoạt động ngoại khóa, cũng như được học qua xem phim, video,

phóng sự. HS thấy việc tự đánh giá việc học của bản thân và các bạn trong lớp là bình

thường. Học sinh thể hiện mức 0, 1, 2 rất rõ ở việc giáo viên giảng và đọc cho học sinh

ghi bài.

KẾT LUẬN CHƯƠNG 1

Trong chương I, chúng tôi trình bày cơ sở lý luận và thực tiễn về giáo dục STEM

trong trường phổ thông, bao gồm:

- Cơ sở tâm lý học lứa tuổi của học sinh trung học phổ thông.

- Hoạt động dạy học cho học sinh THPT theo định hướng giáo dục STEM.

- Cơ sở lý thuyết về giáo dục STEM; phát triển năng lực sáng tạo kỹ thuật của

học sinh trong dạy học chủ đề STEM.

- Dạy học mở mang tính thiết kế chủ đề giáo dục STEM và tiến trình thiết kế chủ

đề giáo dục STEM.

Đầu tiên chúng tôi trình bày đặc điểm tâm lý lứa tuổi và các đặc điểm nhận thức

lứa tuổi học sinh THPT về tri giác, trí nhớ, tư duy và sự chú ý.

Kế đến chúng tôi trình bày nội dung của hoạt động dạy học cho học sinh THPT

theo định hướng giáo dục STEM bao gồm việc phân tích bản chất của quá trình dạy

học và đưa ra các đặc trưng của quá trình dạy học Vật lý trong thời đại của cuộc cách

mạng công nghiệp 4.0.

Trong phần tiếp theo, chúng tôi trình bày những nội dung cơ bản nhất về cơ sở

lý thuyết giáo dục STEM thông qua việc định nghĩa thuật ngữ STEM, các khái niệm

liên quan, đặc trưng và các tiêu chí của chủ đề giáo dục STEM.

Một trong những phần quan trọng trong chương này, thông qua việc phân tích

các khái niệm năng lực, sáng tạo, năng lực sáng tạo, kỹ thuật, tư duy kỹ thuật, trên

quan điểm kế thừa và phát triển, chúng tôi đã hình thành và làm rõ được khái niệm

mới: “năng lực sáng tạo kỹ thuật” đối với HS, cùng với những biểu hiện và biện pháp

phát triển năng lực sáng tạo kỹ thuật của học sinh trong dạy học chủ đề STEM. Chúng

tôi cũng đã xây dựng được bộ tiêu chí đánh giá năng lực sáng tạo kỹ thuật cho học sinh

trong dạy học chủ đề STEM trong phần này.

Sau đó, chúng tôi trình bày nội dung của phương pháp dạy học mở mang tính

thiết kế chủ đề giáo dục STEM bằng cách chỉ ra khái niệm, các đặc trưng của nó và đã

xây dựng được một tiến trình dạy học mở mang tính thiết kế chủ đề STEM phát triển

năng lực sáng tạo kỹ thuật cho HS.

Chúng tôi cũng đã xây dựng được một tiến trình thiết kế chủ đề giáo dục STEM

mà cụ thể là tiến trình thiết kế, chế tạo mô hình sản phẩm kỹ thuật hỗ trợ giáo viên dạy

học chủ đề STEM. Bên cạnh đó cũng xây dựng được tiến trình dạy học chủ đề STEM

sáng tạo kỹ thuật trải qua 3 giai đoạn: đặt vấn đề kỹ thuật, giải quyết vấn đề kỹ thuật,

kết luận và đánh giá.

Cuối cùng, chúng tôi kết luận các kết quả thu được từ việc điều tra thực tiễn dạy

học STEM trong một số trường phổ thông trên địa bàn thành phố Hồ Chí Minh qua

các số liệu thống kê.

Sau khi nghiên cứu cơ sở lý luận và thực tiễn, chúng tôi nhận thấy rằng, giáo dục

STEM là một định hướng dạy học tiên tiến, có quy trình chặt chẽ và khi ứng dụng nó

vào dạy học ở trường phổ thông nói chung và dạy học Vật lý ở phổ thông nói riêng sẽ

phát huy được năng lực sáng tạo kỹ thuật của HS. Từ việc xây dựng được tiến trình

thiết kế – chế tạo mô hình kỹ thuật và tiến trình dạy học chủ đề STEM sáng tạo kỹ

thuật; trong chương 2 của luận văn chúng tôi sẽ trình bày chi tiết kế hoạch tổ chức dạy

học một số kiến thức của chương “Từ trường” và “Cảm ứng điện từ” – Vật Lý 11 theo

định hướng giáo dục STEM.

Chương 2. TỔ CHỨC DẠY HỌC MỘT SỐ CHỦ ĐỀ STEM

CỦA KIẾN THỨC CHƯƠNG “TỪ TRƯỜNG” VÀ “CẢM ỨNG

ĐIỆN TỪ” – VẬT LÝ 11 THPT

2.1. Phân tích kiến thức chương “Từ trường” và “Cảm ứng điện từ” theo định

hướng giáo dục STEM

Kiến thức từ trường gồm: khái niệm từ trường, khái niệm từ trường đều, khái

niệm đường sức từ, từ trường Trái Đất. Một số ứng dụng của từ trường như: la bàn

dùng để xác định phương hướng, nam châm điện trong chuông báo trộm, thẻ từ dùng

trong các bãi giữ xe, chụp ảnh cộng hưởng từ MRI, máy dò kim loại để phát hiện các

vật bằng kim loại có từ tính trong lòng đất hay ở những nơi mà mắt thường không nhìn

thấy, dụng cụ đo cường độ dòng điện,...Lực từ có nhiều ứng dụng trong động cơ điện,

loa điện, cần cẩu nam châm điện, tàu đệm từ, máy phân loại bột khoáng sản để tách

các chất có từ tính ra khỏi hỗn hợp, công tơ điện dùng để đo điện năng tiêu thụ.

Lực Lo-ren-xơ là lực từ tác dụng lên hạt mang điện chuyển động trong vùng

không gian có từ trường. Nó có đặc điểm là luôn vuông góc với phương của véc tơ vận

tốc chuyển động của hạt nên không làm thay đổi động năng của hạt mang điện. Nhiều

ứng dụng trong kỹ thuật liên quan đến lực Lo-ren-xơ như: khối phổ kế là một thiết bị

có tác dụng tách riêng các hạt tích điện (các ion) có cùng điện tích nhưng khối lượng

khác nhau bằng cách cho dòng các ion bay vào một từ trường đều theo hướng vuông

góc với các đường sức, các ion cùng điện tích có khối lượng khác nhau sẽ bay theo

những nửa đường tròn có bán kính khác nhau; các máy gia tốc hạt; nhận biết hạt tải

điện trong các loại bán dẫn.

Kiến thức cảm ứng điện từ gồm: đại lượng từ thông, hiện tượng cảm ứng điện từ,

định luật Len-xơ (Lentz) về chiều dòng điện cảm ứng. Một số ứng dụng kỹ thuật của

hiện tượng cảm ứng điện từ như: máy biến áp, máy phát điện, động cơ điện,.. Dòng

điện Fu-cô (Foucault) ứng dụng trong các bộ phanh điện từ của những ô tô hạng nặng,

trong các lò cảm ứng để nung nóng kim loại, lò tôi kim loại, bếp từ.

Hiện tượng tự cảm có rất nhiều ứng dụng trong thực tiễn, đặc biệt là trong các

mạch điện xoay chiều. Trong đó, cuộn cảm là một phần tử quan trọng trong các mạch

dao động và các máy biến áp,… Cuộn cảm có các chức năng như: làm cản trở dòng

điện xoay chiều, để xoay pha của dòng điện xoay chiều (cảm kháng), là thành phần

của mạch thu và phát sóng điện từ, làm nam châm điện, điều khiển sự cộng hưởng

điện,…

(Nguyễn Thanh Nga và Tôn Ngọc Tâm,2017)

2.2. Thiết kế chủ đề STEM “Xe đồ chơi vật lý sáng tạo”

2.2.1. Xây dựng tài liệu hướng dẫn học sinh

(Được đính kèm trong mục 1 của phần phụ lục 3)

2.2.2. Thiết kế phiếu học tập

(Được đính kèm trong mục 1 của phần phụ lục 4)

2.2.3. Xây dựng câu hỏi kiểm tra đánh giá kết quả học tập

(Được đính kèm trong mục 1 của phần phụ lục 5)

2.2.4. Xây dựng kế hoạch dạy học chủ đề STEM “Xe đồ chơi sáng tạo”

KẾ HOẠCH DẠY HỌC

CHỦ ĐỀ STEM: “XE ĐỒ CHƠI SÁNG TẠO”

1) Mục tiêu dạy học

1.1) Kiến thức

- Phân tích được phương chiều của lực từ tác dụng lên đoạn dòng điện thẳng và

lên khung dây;

- Trình bày được cấu tạo và nguyên lý hoạt động của motor điện một chiều (DC

motor);

- Trình bày được cấu tạo và nguyên lý hoạt động của xe đồ chơi chuyển động

bằng phản lực, bằng hệ thống truyền chuyển động;

- Trình bày được cách lắp các mạch điện một chiều: mắc nối tiếp, mắc song song;

- Tính được tỉ số truyền chuyển động.

1.2) Kỹ năng

- Thiết kế bản vẽ mô hình các loại xe đồ chơi;

- Mắc mạch điện một chiều song song, nối tiếp;

- Gia công, chế tạo được các loại xe đồ chơi theo phương án thiết kế;

- Thuyết minh được ý tưởng thiết kế, cách thức chế tạo các loại xe đồ chơi;

- Giải quyết các vấn đề kỹ thuật trong quá trình gia công, chế tạo các loại xe đồ chơi;

- Vận hành thử nghiệm, cải tiến mô hình sản phẩm;

- Làm việc nhóm, thuyết trình, lắng nghe, phản biện, bảo vệ chính kiến.

1.3) Thái độ

- Hòa nhã, hợp tác làm việc nhóm;

- Tích cực, trung thực và tỉ mỉ khi gia công, chế tạo các loại xe đồ chơi;

- Giữ gìn sức khỏe bản thân, không sử dụng các loại đồ chơi có chứa chất độc

hại và xuất xứ không rõ ràng.

1.4) Phát triển năng lực

- Năng lực giải quyết vấn đề;

- Năng lực sáng tạo kỹ thuật.

2) Phương pháp dạy học

- Phương pháp dạy học theo nhóm;

- Phương pháp dạy học mở mang tính thiết kế.

3) Chuẩn bị

3.1) Giáo viên

Gọi a là số nhóm học sinh trong một lớp:

+ Dụng cụ: chuẩn bị a bộ dụng cụ. Mỗi bộ dụng cụ gồm: 1 súng bắn keo, 1 dao

rọc giấy, 1 kéo, 1 tua-vít.

+ Vật liệu: chuẩn bị a bộ vật liệu. Mỗi bộ vật liệu gồm: giấy foam/bìa carton kích

thước 20cm x 20cm, 2 căm xe đạp, 1 pin 9V, 1 jack pin 9V, 1 công tắc, dây điện 20cm, 1

keo nến, 4 bánh xe nhựa, 1 motor, 1 cánh quạt, 8 que đè lưỡi, 2 puli, 1 dây thun.

+ Sản phẩm mẫu

+ Tài liệu hướng dẫn học sinh (Mỗi nhóm 2 bản)

+ Phiếu học tập (Mỗi nhóm 1 phiếu)

+ Đề kiểm tra 15 phút (Mỗi học sinh 1 đề)

3.2) Học sinh

+ Dụng cụ học tập: thước kẻ, bút viết, giấy trắng.

+ Tìm hiểu các mẫu xe đồ chơi đã có, cách truyền chuyển động,…

4) Tiến trình dạy học

4.1) Hoạt động 1: Đặt vấn đề thực tiễn (5 phút)

Các loại đồ chơi nói chung và đồ chơi cho học sinh trung học nói riêng hiện nay

có rất nhiều loại khác nhau, vừa đa dạng về kích thước, nguồn gốc, vừa đa dạng về

chủng loại và giá cả. Để đáp ứng nhu cầu vui chơi, giải trí tiết kiệm và an toàn, học

sinh có thể tự làm những đồ chơi đơn giản (như các loại xe đồ chơi, mô hình máy bay,

tàu thuyền,…) để chơi ở nhà, ở trường hay bất cứ nơi đâu. Tuy nhiên, việc đơn thuần

mua và chơi các loại đồ chơi này chỉ mang đến tính giải trí, an toàn sức khỏe, nhưng

lại hạn chế việc mở rộng kiến thức, sự hiểu biết về kỹ thuật,… thì sự trải nghiệm tự

làm xe đồ chơi, đặc biệt khi mô phỏng các loại xe như môtô, ôtô tải, xe công trình, xe

vượt địa hình,… là cơ hội để mở rộng kiến thức, hiểu biết về kỹ thuật, về các cơ cấu

truyền động, về cấu tạo và nguyên lý hoạt động của motor DC, bên cạnh đó tận dụng

được các nguyên liệu thân thiện môi trường và tiết kiệm chi phí,…

4.2) Hoạt động 2: Tìm hiểu cấu tạo và nguyên lý hoạt động của motor DC

(Học sinh làm việc nhóm, mỗi nhóm từ 6 – 8 thành viên có nhóm trưởng và thư ký)

Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Thời gian

Phát tài liệu hướng Nhận tài liệu, phiếu học tập, dụng cụ

dẫn học sinh, phiếu học tập, và vật liệu của nhóm.

dụng cụ và vật liệu cho mỗi Nghiên cứu tài liệu được giáo viên

nhóm. cung cấp.

Giới thiệu dụng cụ và Kiểm tra dụng cụ và vật liệu của

vật liệu. nhóm. 15 phút DC motor là bộ phận Tháo DC motor để quan sát cấu tạo

chủ yếu trong các xe đồ bên trong, xem tài liệu và vẽ lại sơ đồ cấu

chơi motor. Vậy DC motor tạo motor.

có cấu tạo và nguyên lý hoạt Đọc tài liệu và quan sát sơ đồ cấu tạo

động như thế nào? vừa tìm hiểu để hiểu nguyên lý hoạt động

của DC motor.

Cho học sinh đại diện Đại diện nhóm lên thuyết trình trước

nhóm (1 – 2 nhóm) lên cả lớp. Trả lời thắc mắc của các nhóm và

thuyết trình cấu tạo và phản biện với các nhóm khác.

nguyên lý hoạt động của

DC motor.

Đưa ra nhận xét và rút Lắng nghe và ghi bài.

ra kết luận về cấu tạo và

nguyên lý hoạt động của

DC motor.

4.3) Hoạt động 3: Thiết kế bản vẽ mô hình xe yêu thích, mắc mạch điện

(Học sinh làm việc theo nhóm)

Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Thời gian

Dựa trên các xe đồ Tìm hiểu và trình bày cấu tạo và

chơi motor. Hãy trình bày nguyên lý hoạt động của xe đồ chơi vào

cấu tạo và nguyên lý hoạt phiếu học tập.

động của xe đồ chơi?

Lưu ý: Có thể gợi ý

bằng lời hoặc hình ảnh các

mô hình xe.

Để gia công, chế tạo Nhận nhiệm vụ thiết kế bản vẽ mô

mô hình xe yêu thích. hình xe nhóm yêu thích từ nhóm trưởng. 10 phút

Chúng ta cần thiết kế bản vẽ

mô hình xe đồ chơi.

Trong xe đồ chơi, bộ Nhận nhiệm vụ lắp mạch điện từ

phận truyền động cho xe là nhóm trưởng.

DC motor. Vậy mạch điện

mắc cho DC motor như thế

nào?

Quan sát, cải tiến bản Trình bày bản vẽ thiết kế và sơ đồ

vẽ thiết kế, sơ đồ mạch điện mạch điện của nhóm vào phiếu học tập.

của các nhóm.

Nhận xét báo cáo của

các nhóm.

4.4) Hoạt động 4: Gia công, chế tạo mô hình theo phương án thiết kế, vận

hành thử và cải tiến mô hình (Học sinh làm việc theo nhóm)

Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Thời gian

Cho học sinh gia Gia công, chế tạo mô hình xe theo

công, chế tạo mô hình xe phương án thiết kế đã cải tiến. Giải quyết

theo phương án thiết kế đã các vấn đề kỹ thuật trong quá trình gia

cải tiến. công, chế tạo.

Giải đáp thắc mắc kỹ Tiếp nhận và giải quyết vấn đề kỹ 35 phút thuật của các nhóm. thuật.

Cho học sinh vận hành Vận hành thử mô hình

thử mô hình, cải tiến nếu (Nếu sản phẩm hoạt động không tốt

sản phẩm và ghi chép vào thì tiến hành cải tiến)

phiếu học tập. Ghi bài vào phiếu học tập

4.5) Hoạt động 5: Thuyết trình sản phẩm, vận hành mô hình xe hoàn chỉnh

và làm bài kiểm tra

(Học sinh làm việc theo nhóm)

Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Thời gian

Chọn 1 – 3 nhóm học Đại điện nhóm lên thuyết trình và

sinh lên thuyết trình và vận vận hành mô hình sản phẩm của nhóm.

hành mô hình xe hoàn

chỉnh. 25 phút

Lưu ý: nếu học sinh

trong các nhóm thuyết trình

thụ động trong hoạt động

này thì giáo viên nên cho

học sinh bóc thăm hoặc

chọn ngẫu nhiên để đảm

bảo tính công bằng và

khách quan.

Nhận xét, rút ra kết Lắng nghe và rút kinh nghiệm

luận và tuyên dương những

nhóm làm việc hiệu quả.

Cho HS làm kiểm tra Làm bài kiểm tra 15 phút.

15 phút về chủ đề: “Xe đồ

chơi sáng tạo”.

5) Rút kinh nghiệm và chỉnh sửa giáo án

........................................................................................................................................

2.3. Thiết kế chủ đề STEM “Tàu Ya-ma-tô”

2.3.1. Xây dựng tài liệu hướng dẫn học sinh

(Được đính kèm trong mục 2 của phần phụ lục 3)

2.3.2. Thiết kế phiếu học tập

(Được đính kèm trong mục 2 của phần phụ lục 4)

2.3.3. Xây dựng kế hoạch dạy học chủ đề STEM “Tàu Ya-ma-tô”

KẾ HOẠCH DẠY HỌC

CHỦ ĐỀ STEM: “TÀU YA-MA-TÔ”

1. Mục tiêu dạy học

1.1. Kiến thức

- Phát biểu được bản chất dòng điện trong môi trường điện phân;

- Nhận biết NaCl là chất điện ly và dung dịch NaCl dẫn điện được;

- Trình bày được sơ đồ cấu tạo và nguyên lý hoạt động của tàu Ya-ma-tô;

- Trình bày cách xác định chiều của lực từ tác dụng lên dòng điện trong chất diện

phân.

1.2. Kỹ năng

- Thiết kế được bản vẽ KT tàu Ya-ma-tô;

- Gia công, chế tạo và thuyết trình được cách thức chế tạo tàu Ya-ma-tô;

- Vận dụng giải các bài tập tính độ lớn của lực từ trong chất điện phân;

- Giải quyết các vấn đề kỹ thuật trong quá trình gia công, chế tạo tàu;

- Vận hành thử nghiệm, cải tiến mô hình sản phẩm;

- Làm việc nhóm, thuyết trình, lắng nghe, phản biện va bảo vệ chính kiến.

1.3. Thái độ

- Tích cực tham gia thiết kế bản vẽ KT, gia công và chế tạo sản phẩm;

- Sử dụng các dụng cụ và vật liệu an toàn, hiệu quả;

- Phân chia nhiệm vụ cho nhau và làm việc nhóm có hiệu quả.

1.4. Phát triển năng lực cho học sinh

- Năng lực hợp tác;

- Năng lực thuyết trình;

- Năng lực sáng tạo kỹ thuật.

2. Phương pháp dạy học

- Phương pháp dạy học theo nhóm;

- Phương pháp dạy học đàm thoại.

3. Chuẩn bị

3.1. Giáo viên

Gọi a là số nhóm học sinh trong một lớp:

+ Dụng cụ: chuẩn bị a bộ dụng cụ. Mỗi bộ dụng cụ gồm: 1 dao rọc giấy, 1 súng

bắn keo, 1 kéo.

+ Vật liệu: chuẩn bị a bộ vật liệu. Mỗi bộ vật liệu gồm: 1 miếng mút xốp 10cm

x 15cm dày 2cm, 4 que đè lưỡi, 2 keo nến, 2 viên pin 9V, 2 jack pin 9V, 1 cuộn keo 2

mặt, 20cm dây điện, 1 công tắc điện, 2 miếng lá nhôm có kích thước 1,5cm x 10cm, 2

viên nam châm vĩnh cửu (nam châm trắng), 0.2kg muối trắng.

+ Sản phẩm mẫu

+ Tài liệu hướng dẫn học sinh (Mỗi nhóm 2 bản)

+ Phiếu học tập (Mỗi nhóm 1 phiếu)

3.2. Học sinh

+ Dụng cụ học tập: thước thẳng, bút viết, giấy trắng,…

+ Tìm hiểu kiến thức về lực từ tác dụng lên dòng điện thẳng đặt trong từ trường đều.

4. Tiến trình dạy học

4.1. Hoạt động 1: Đặt vấn đề (2 phút)

Thông thường các tàu di chuyển trên biển bằng chân vịt. Các chân vịt này phải

dùng bằng hợp chất đặc biệt để không bị ăn mòn bởi nước biển. Vì trong nước biển có

chứa rất nhiều muối, là chất đã làm ăn mòn. Do vậy, để hạn chế việc ăn mòn này trong

thế chiến thứ II quân đội Nhật đã thiết kế tàu chiến hạm có thể di chuyển rất lâu trên

biển mà không cần dùng chân vịt, đó là tàu Ya-ma-tô. Hôm nay chúng ta sẽ cùng tìm

hiểu cấu tạo, nguyên lý hoạt động và gia công, chế tạo mô hình tàu Ya-ma-tô này.

4.2. Hoạt động 2: Thiết kế bản vẽ tàu Ya-ma-tô

(Học sinh chia nhóm, mỗi nhóm 4 – 6 thành viên có nhóm trưởng và thư ký)

Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Thời gian

Phát tài liệu hướng Nhận tài liệu hướng dẫn, phiếu học

dẫn, phiếu học tập, dụng cụ tập, dụng cụ và vật liệu của nhóm.

và vật liệu cho mỗi nhóm. Nghiên cứu tài liệu được giáo viên 3 phút

cung cấp.

Giới thiệu dụng cụ và Kiểm tra dụng cụ và vật liệu của

vật liệu. nhóm.

Cho HS tìm hiểu cấu Nhận nhiệm vụ và thực hiện nhiệm

tạo và nguyên lý hoạt động vụ. Sau đó đại diện nhóm lên thuyết trình

của mô hình tàu Ya-ma-tô. trước lớp.

Sau đó cho HS thuyết trình.

Cho học sinh thiết kế Nhận nhiệm vụ thiết kế bản vẽ mô

bản vẽ tàu Ya-ma-tô theo hình tàu Ya-ma-tô theo hình dạng nhóm

hình dạng yêu thích. yêu thích từ nhóm trưởng.

Lưu ý: Có thể gợi ý

bằng lời hoặc hình ảnh mô

hình mẫu đã chuẩn bị 15 phút

trước.

Cho học sinh lắp Các thành viên còn lại cùng lắp

mạch điện mạch điện.

Quan sát, cải tiến bản Trình bày và cải tiến bản thiết kế của

thiết kế của các nhóm. nhóm.

4.3. Hoạt động 3: Gia công, chế tạo mô hình tàu Ya-ma-tô theo bản thiết kế,

chuẩn bị bài thuyết trình (Học sinh làm việc theo nhóm)

Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Thời gian

Cho học sinh gia Nhóm trưởng phân công nhiệm vụ

công, chế tạo mô hình tàu thành viên nào gia công, chế tạo mô hình

theo phương án thiết kế và xe theo phương án thiết kế, thành viên nào

chuẩn bị bài thuyết trình soạn bài thuyết trình. Sau đó tiến hành

theo hướng dẫn trong tài làm nhiệm vụ nhóm trưởng đã được giao. 35 phút

liệu. Thư ký ghi chép lại nhiệm vụ của

các thành viên.

Giải quyết các vấn đề kỹ thuật trong

quá trình gia công, chế tạo.

Giải đáp thắc mắc kỹ Tiếp nhận và giải quyết vấn đề kỹ

thuật của các nhóm. thuật.

Cho học sinh vận Vận hành thử mô hình.

hành thử mô hình và ghi (Nếu mô hình hoạt động không tốt

chép vào phiếu học tập. → tiến hành cải tiến mô hình)

Ghi bài vào phiếu học tập.

4.4. Hoạt động 4: Thuyết trình sản phẩm và vận hành mô hình tàu hoàn chỉnh

(Học sinh làm việc theo nhóm)

Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Thời gian

Chọn 2 - 4 nhóm học Đại điện nhóm lên thuyết trình và

sinh lên thuyết trình và vận vận hành sản phẩm của nhóm. Giải đáp 30 phút hành mô hình tàu hoàn câu hỏi của các nhóm còn lại và trả lời câu

chỉnh trước cả lớp. hỏi từ giáo viên.

Nhận xét, đánh giá và Lắng nghe và rút kinh nghiệm.

tuyên dương những nhóm 5 phút

làm việc hiệu quả.

5. Rút kinh nghiệm và chỉnh sửa giáo án

........................................................................................................................................

2.4. Thiết kế chủ đề STEM “Động cơ điện một chiều”

2.4.1. Xây dựng tài liệu hướng dẫn học sinh

(Được đính kèm trong mục 3 của phần phụ lục 3)

2.4.2. Thiết kế phiếu học tập

(Được đính kèm trong mục 3 của phần phụ lục 4)

2.4.3. Xây dựng kế hoạch dạy học chủ đề STEM “Động cơ điện một chiều”

KẾ HOẠCH DẠY HỌC

CHỦ ĐỀ STEM “MÔ HÌNH ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU”

1) Mục tiêu dạy học

1.1) Kiến thức

- Trình bày được khái niệm động cơ điện một chiều;

- Trình bày được cấu tạo và nguyên lý hoạt động của động cơ điện một chiều;

- Trình bày được cách lắp mạch điện cho mô hình động cơ điện một chiều;

- Trình bày được quy trình thiết kế, chế tạo mô hình động cơ điện một chiều;

- Biết được sự tồn tại của từ trường xuyên qua khung dây là nguyên nhân gây ra

lực từ làm khung dây quay quanh trục.

1.2) Kỹ năng

- Thiết kế bản vẽ mô hình động cơ điện một chiều;

- Thiết kế được sơ đồ mạch điện cho mô hình động cơ điện một chiều;

- Đọc hiểu tài liệu hướng dẫn chủ đề mô hình động cơ điện một chiều;

- Gia công, chế tạo được mô hình động cơ điện một chiều;

- Giải quyết được các vấn đề kỹ thuật trong quá trình gia công, chế tạo mô hình

động cơ điện một chiều;

- Vận hành thử nghiệm, cải tiến được mô hình sản phẩm động cơ điện một chiều;

- Thuyết minh được ý tưởng thiết kế, quy trình thiết kế, chế tạo mô hình động cơ

điện một chiều.

1.3) Thái độ

- Tích cực hợp tác làm việc nhóm;

- Tỉ mỉ gia công, chế tạo mô hình động cơ điện một chiều;

- Có ý thức về an toàn điện.

1.4) Phát triển năng lực

- Năng lực hợp tác;

- Năng lực thuyết trình;

- Năng lực sáng tạo kỹ thuật.

2) Phương pháp dạy học

- Phương pháp dạy học theo nhóm;

- Phương pháp dạy học giảng giải.

3) Chuẩn bị

3.1) Giáo viên

Gọi a là số nhóm học sinh trong một lớp

+ Dụng cụ: chuẩn bị a bộ dụng cụ. Mỗi bộ dụng cụ gồm: 1 súng bắn keo, 1 kềm,

1 tua-vít, 1 dao rọc giấy, 1 máy khoan.

+ Vật liệu: chuẩn bị a bộ vật liệu. Mỗi bộ vật liệu gồm: 1 bảng điện kích thước 12cm

x 18cm, 25g dây đồng 0.2mm, 1 căm xe, 1 cánh quạt nhựa, 1 keo nến, 2 nam châm vĩnh

cửu, 1 pin 9V, 1 công tắc, 2 ke L 4 lỗ, 4 ốc vít M315, 8 lông đền, 1 vỏ lon.

+ Mô hình động cơ điện một chiều

+ Tài liệu hướng dẫn học sinh (Mỗi nhóm 2 bản)

+ Phiếu học tập (Mỗi nhóm 1 bản)

3.2) Học sinh

+ Dụng cụ học tập: bút viết, vở ghi chép, thước.

+ Tìm hiểu trước ở nhà kiến thức về lực từ tác dụng lên khung dây.

4) Tiến trình dạy học

4.1) Hoạt động 1: Đặt vấn đề (2 phút)

Động cơ điện là thiết bị được sử dụng rất rộng rãi trong đời sống xung quanh

chúng ta như: dùng để bơm nước, làm quạt mát, quạt tản nhiệt, trong các đồ chơi,…

Động cơ điện một chiều là loại đơn giản nhất về cấu tạo cũng như kết cấu kỹ thuật.

4.2) Hoạt động 2: Tìm hiểu cấu tạo và nguyên lý hoạt động của mô hình động

cơ điện một chiều

(Học sinh làm việc nhóm, mỗi nhóm từ 4 - 6 thành viên có nhóm trưởng và thư ký)

Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Thời gian

- Giao tài liệu hướng dẫn, - Nhận tài liệu hướng dẫn, phiếu

phiếu học của chủ đề STEM: học tập từ giáo viên.

Mô hình động cơ điện một 15 phút chiều.

- Cho học sinh các nhóm - Các thành viên trong nhóm đọc

đọc tài liệu hướng dẫn tìm hiểu tài liệu hướng dẫn tìm hiểu về cấu tạo và

cấu tạo và nguyên lý hoạt động nguyên lý hoạt động của động cơ điện

của động cơ điện một chiều. một chiều.

- Cho học sinh các nhóm - Đại diện nhóm thuyết trình và

thuyết trình và phản biện giữa phản biện với các nhóm khác về các vấn

các nhóm với nhau về vấn đề đã đề đã tìm hiểu.

tìm hiểu

- Nhận xét, giải thích các - Lắng nghe và ghi kiến thức tìm

thắc mắc của các nhóm và rút ra hiểu được vào phiếu học tập.

kết luận.

4.3) Hoạt động 3: Thiết kế bản vẽ mô hình động cơ điện một chiều, sơ đồ mạch

điện

(Học sinh làm việc theo nhóm)

Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Thời gian

- Dựa trên cấu tạo của - Nhận nhiệm vụ, các thành viên

động cơ điện một chiều. Hãy trong nhóm sau khi tìm hiểu cấu tạo

thiết kế bản vẽ mô hình động cơ động cơ điện một chiều sẽ đưa ra ý tưởng

điện một chiều? và thống nhất ý tưởng thiết kế bản vẽ mô

Lưu ý: Có thể gợi ý bằng hình.

hình ảnh hoặc mô hình động cơ

điện một chiều do giáo viên đã

chuẩn bị từ trước.

18 phút

Hình 2.19 Mô hình động

cơ điện một chiều

- Quan sát, gợi ý cải tiến - Lắng nghe, phản biện và ghi nhận

bản vẽ thiết kế của các nhóm. cải tiến bản vẽ thiết kế vào phiếu học tập.

- Để mô hình hoạt động - Nhận nhiệm vụ thiết kế sơ đồ

được, chúng ta cần mắc mạch mạch điện cho mô hình động cơ điện

điện cho mô hình. Hãy thiết kế một chiều.

sơ đồ mạch điện cho mô hình

động cơ điện một chiều?

- Quan sát, cải tiến sơ đồ Nhận nhiệm vụ lắp mạch điện từ

mạch điện của các nhóm. nhóm trưởng.

Cho các nhóm báo cáo kết Trình bày bản vẽ thiết kế sơ đồ

quả thiết kế sơ đồ mạch điện. mạch điện của nhóm trước lớp và ghi

vào phiếu học tập.

4.4) Hoạt động 4: Gia công, chế tạo mô hình theo phương án thiết kế, vận

hành thử và cải tiến mô hình

(Học sinh làm việc theo nhóm)

Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Thời gian

- Cho học sinh gia công, - Nhận nhiệm vụ gia công, chế tạo

chế tạo mô hình động cơ điện mô hình động cơ điện một chiều theo

một chiều theo quy trình lắp ráp quy trình lắp ráp mô hình trong tài liệu

trong tài liệu hướng dẫn dựa trên hướng dẫn dựa trên phương án thiết kế

bản vẽ thiết kế mô hình đã cải đã cải tiến. Giải quyết các vấn đề kỹ

tiến. thuật trong quá trình gia công, chế tạo.

Trang trí mô hình.

- Giải đáp thắc mắc kỹ - Tiếp nhận giải đáp vấn đề KT và 40 phút

thuật của các nhóm. tiến hành thực hiện giải quyết vấn đề kỹ

thuật.

- Dựa vào bản thiết kế sơ - Sau khi gia công, chế tạo mô hình

đồ mạch điện. Hãy mắc mạch động cơ điện một chiêu, tiến hành lắp

điện cho mô hình động cơ điện mạch điện cho mô hình.

một chiều. Sau đó, kiểm tra

mạch điện của các nhóm

- Cho học sinh tiến hành - Sau khi được giáo viên kiểm tra

vận hành thử mô hình động cơ mạch điện, tiến hành vận hành thử mô

điện một chiều và cải tiến mô hình động cơ điện một chiều. Nếu sản

hình nếu không hoạt động hoặc phẩm hoạt động không tốt thì tiến hành

hoạt động không tốt. cải tiến.

4.5) Hoạt động 5: Thuyết trình sản phẩm và vận hành mô hình động cơ điện

một chiều hoàn chỉnh

(Học sinh làm việc theo nhóm)

Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Thời gian

- Cho các nhóm học sinh - Đại điện nhóm lên thuyết trình và

lên thuyết trình về các vấn đề đã vận hành mô hình sản phẩm của nhóm

học được và tiến hành vận hành trước lớp.

mô hình loa điện hoàn chỉnh

trước cả lớp.

Lưu ý: nếu học sinh trong

các nhóm thuyết trình thụ động

trong hoạt động này thì giáo

viên nên cho học sinh bóc thăm

hoặc chọn ngẫu nhiên để đảm 15 phút bảo tính công bằng và khách

quan.

- Giữ sản phẩm mô hình - Lên bàn để sản phẩm các nhóm

của các nhóm trên một bàn quan sát và rút ra nhận xét, đánh giá sản

trước lớp rồi cho tất cả mô hình phẩm của các nhóm.

hoạt động. Cho tất cả học sinh

xem qua tổng thể mô hình của

các nhóm. Sau đó cho học sinh

tự rút ra nhận xét, đánh giá về

kết quả sản phẩm đã làm được.

- Nhận xét và tuyên dương - Lắng nghe và rút kinh nghiệm

những nhóm làm việc hiệu quả.

5) Rút kinh nghiệm và chỉnh sửa giáo án

........................................................................................................................................

2.5. Thiết kế chủ đề STEM “Loa điện”

2.5.1. Xây dựng tài liệu hướng dẫn học sinh

(Được đính kèm trong mục 4 của phần phụ lục 3)

2.5.2. Thiết kế phiếu học tập

(Được đính kèm trong mục 4 của phần phụ lục 4)

2.5.3. Xây dựng kế hoạch dạy học chủ đề STEM “Loa điện”

KẾ HOẠCH TỔ CHỨC DẠY HỌC

CHỦ ĐỀ STEM: LOA ĐIỆN

1) Mục tiêu dạy học

1.1) Kiến thức

- Phát biểu được định nghĩa về loa điện;

- Trình bày được cấu tạo và nguyên lý hoạt động của loa điện;

- Tính được cường độ từ trường trong lòng ống dây;

- Trình bày được vai trò của ống dây và nam châm vĩnh cửu trong lo điện;

- Trình bày được vai trò của màng loa trong loa điện.

1.2) Kỹ năng

- Đọc hiểu được tài liệu hướng dẫn làm loa điện;

- Vẽ được sơ đồ cấu tạo của loa điện;

- Gia công, chế tạo được loa điện;

- Giải quyết các vấn đề kỹ thuật trong quá trình gia công chế tạo loa điện;

- Vận hành thử nghiệm và cải tiến loa điện;

- Phối hợp làm việc với nhau giữa các thành viên trong nhóm để hoàn thành sản phẩm.

1.3) Thái độ

- Hòa nhã, hợp tác làm việc nhóm;

- Tích cực, trung thực và tỉ mỉ khi gia công, chế tạo loa điện;

- Có tinh thần trách nhiệm cao trong quá trình gia công, chế tạo loa điện;

- Hứng thú trong việc tìm hiểu tài liệu hướng dẫn làm loa điện, tìm hiểu kiến thức.

1.4) Phát triển năng lực cho học sinh

- Năng lực làm việc nhóm;

- Năng lực thuyết trình;

- Năng lực sáng tạo kỹ thuật.

2) Phương pháp dạy học

- Phương pháp dạy học theo nhóm;

- Phương pháp dạy học thuyết trình;

- Phương pháp dạy học mở mang tính thiết kế.

3) Chuẩn bị

3.1) Giáo viên

Gọi a là số nhóm trong một lớp học:

+ Dụng cụ: chuẩn bị a bộ dụng cụ. Mỗi bộ dụng cụ gồm: 1 kéo, 1 súng bắn keo,

1 dao rọc giấy.

+ Vật liệu: chuẩn bị a bộ vật liệu. Mỗi bộ vật liệu gồm: 25g dây đồng 0.2mm, 1

cuộn băng keo trong, 1 cuộn keo hai mặt, 2 cây keo nến, 1 tấm giấy A4, 1 viên nam

châm vĩnh cửu, 1 vỏ chai nhựa 1.5L.

+ Mô hình loa điện mẫu

+ Phiếu tài liệu hướng dẫn học sinh (Mỗi nhóm 2 bản)

+ Phiếu học tập (Mỗi nhóm 1 bản)

3.2) Học sinh

- Dụng cụ học tập: thước kẻ, viết.

- Vỏ chai nhựa 1,5L.

- Tìm hiểu trước ở nhà các kiến thức về lực từ.

4) Tiến trình dạy học

4.1) Hoạt động 1: Đặt vấn đề (3 phút)

Việc lan truyền thông tin liên lạc, các thông báo mang tính tức thời hay đơn giản

là trong các hoạt động giải trí, nghe nhạc, chúng ta đều cần đến một thiết bị có vai trò

quan trọng không thể thiếu, đó là loa điện. Các nhà sản xuất thiết bị âm thanh đã cho

ra đời những sản phẩm có chất lượng ngày càng cao, mẫu mã đa dạng phù hợp với thị

hiếu khách hàng.

Hôm nay các em sẽ cùng nhau tìm hiểu và tạo ra thiết bị này, bằng nhũng vật liệu

tái chế quen thuộc dễ tìm trong đời sống hằng ngày và thân thiện với môi trường.

4.2) Hoạt động 2: Tìm hiểu cấu tạo và nguyên lý hoạt động của loa điện

(Học sinh làm việc nhóm, mỗi nhóm từ 4 -6 thành viên có nhóm trưởng và thư ký)

Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Thời gian

- Giao tài liệu hướng dẫn - Nhận tài liệu hướng dẫn và phiếu

và phiếu học tập cho các nhóm. học tập

Đặt câu hỏi để tạo tình Trả lời các câu hỏi dẫn dắt của giáo 20 phút huống có vấn đề cho học sinh: viên và nhận ra tình huống có vấn đề

Câu 1: Cấu tạo của loa Câu 1: Các bộ phận của loa như:

điện gồm những bộ phận nào? nam châm vĩnh cửu, ống dây, khung loa,

màng loa, màng chống bụi, trụ sắt

non,… Bộ phận chính của loa điện chính

là màng loa.

Câu 2: Bộ phận nào của Câu 2: Màng loa. Sự rung (dao

loa điện tạo ra âm thanh? Vì động) của màng loa phát ra âm thanh.

sao?

Câu 3: Màng loa được gắn Câu 3: Có. Vì khi có dòng điện

với một ống dây đặt trong từ chạy qua ống dây đặt trong từ trường của

trường của nam châm vĩnh cửu. nam châm, xuất hiện lực từ tác dụng lên

Khi cho dòng điện chạy qua ống ống dây, màng loa được gắn với ống dây

dây, màng loa có bị ảnh hưởng nên cũng bị ảnh hưởng.

không? Vì sao?

Câu 4: Khi cường độ dòng Câu 4: Màng loa cũng dao động có

điện trong ống dây thay đổi theo quy luật, phụ thuộc vào sự thay đổi của

một quy luật nhất định, sự dao cường độ dòng điện trong ống dây).

động của màng loa có đặc điểm

gì?

Câu 5: Nếu tín hiệu âm Câu 5: Tín hiệu dòng điện trong

thanh được chuyển thành tín cuộn dây làm màng loa phát ra âm thanh,

hiệu dòng điện trong cuộn dây. âm thanh này tương tự như tín hiệu âm

Âm thanh do màng loa phát ra thanh ban đầu được đưa vào.

có mối liên hệ gì với các tín hiệu

này?

Câu 6: Em hãy nêu nguyên Câu 6: Khi cho tín hiệu điện chạy

lý hoạt động của loa điện? qua ống dây trong loa ⟹ có lực từ tác

dụng lên ống dây ⟹ do ống dây được

nối với màng loa nên làm rung màng loa

⟹ loa phát ra âm thanh.

4.4) Hoạt động 4: Gia công, chế tạo mô hình theo phương án thiết kế, vận

hành thử và cải tiến mô hình loa điện

(Học sinh làm việc theo nhóm)

Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Thời gian

- Cho học sinh thiết kế bản - Nhận nhiệm vụ thiết kế sơ đồ

vẽ sơ đồ mạch điện và bản vẽ mạch điện, bản vẽ thiết kế mô hình loa

thiết kế cho mô hình loa điện. điện.

- Cho học sinh gia công, - Nhận nhiệm vụ gia công, chế tạo

chế tạo mô hình động loa điện mô hình động loa điện theo quy trình lắp

theo quy trình lắp ráp trong tài ráp mô hình trong tài liệu hướng dẫn dựa

liệu hướng dẫn dựa trên bản vẽ trên phương án thiết kế đã cải tiến. Giải

thiết kế mô hình đã cải tiến. quyết các vấn đề kỹ thuật trong quá trình

gia công, chế tạo mô hình. Trang trí mô

hình.

- Giải đáp thắc mắc kỹ - Tiếp nhận giải đáp vấn đề KT và

thuật trong quá trình gia công, tiến hành thực hiện giải quyết vấn đề kỹ 40 phút chế tạo mô hình loa điện của các thuật trong quá trình gia công, chế tạo.

nhóm.

- Dựa vào bản thiết kế sơ - Sau khi gia công, chế tạo mô hình

đồ mạch điện. Hãy mắc mạch loa điện, tiến hành lắp mạch điện cho mô

điện cho mô hình loa điện. Sau hình.

đó, kiểm tra mạch điện của các

nhóm.

- Cho học sinh tiến hành - Sau khi được giáo viên kiểm tra

vận hành thử mô hình loa điện mạch điện, tiến hành vận hành thử mô

và cải tiến mô hình nếu không hình loa điện. Nếu sản phẩm hoạt động

hoạt động hoặc hoạt động không không tốt thì tiến hành cải tiến.

tốt.

4.5) Hoạt động 5: Thuyết trình sản phẩm và vận hành mô hình loa điện hoàn chỉnh

(Học sinh làm việc theo nhóm)

Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Thời gian

- Cho các nhóm học sinh - Đại điện nhóm lên thuyết trình và

lên thuyết trình về các vấn đề đã vận hành mô hình sản phẩm của nhóm

học được và tiến hành vận hành trước lớp.

mô hình loa điện hoàn chỉnh

trước cả lớp.

Lưu ý: nếu học sinh trong

các nhóm thuyết trình thụ động

trong hoạt động này thì giáo

viên nên cho học sinh bóc thăm

hoặc chọn ngẫu nhiên để đảm

bảo tính công bằng và khách 27 phút quan.

- Giữ sản phẩm mô hình - Lên bàn để sản phẩm các nhóm

của các nhóm trên một bàn quan sát và rút ra nhận xét, đánh giá sản

trước lớp rồi cho tất cả mô hình phẩm của các nhóm.

hoạt động. Cho tất cả học sinh

xem qua tổng thể mô hình của

các nhóm. Sau đó cho học sinh

tự rút ra nhận xét, đánh giá về

kết quả sản phẩm đã làm được.

- Nhận xét và tuyên dương - Lắng nghe và rút kinh nghiệm

những nhóm làm việc hiệu quả.

5) Rút kinh nghiệm và chỉnh sửa giáo án

........................................................................................................................................

2.6. Thiết kế chủ đề STEM “Máy biến áp”

2.6.1. Xây dựng tài liệu hướng dẫn học sinh

(Được đính kèm trong mục 5 của phần phụ lục 3)

2.6.2. Thiết kế phiếu học tập

(Được đính kèm trong mục 5 của phần phụ lục 4)

2.6.3. Xây dựng câu hỏi kiểm tra đánh giá kết quả học tập

(Được đính kèm trong mục 2 của phần phụ lục 5)

2.6.4. Xây dựng kế hoạch dạy học chủ đề STEM “Máy biến áp”

KẾ HOẠCH DẠY HỌC

CHỦ ĐỀ STEM “MÁY BIẾN ÁP”

1) Mục tiêu dạy học

1.1) Kiến thức

- Phát biểu được định nghĩa máy biến áp;

- Phát biểu được hiện tượng cảm ứng điện từ, dòng điện cảm ứng, dòng điện Fu-

cô, suất điện động cảm ứng;

- Biết phân loại và nêu được đặc điểm của máy biến áp;

- Trình bày được cấu tạo và nguyên lý hoạt động của máy biến áp;

- Trình bày được cách lắp mạch điện để đo hiệu điện thế vào, hiệu điện thế ra và

tỷ số biến áp;

- Tính được công suất của máy biến áp

1.2) Kỹ năng

- Thiết kế bản vẽ cấu tạo của máy biến áp;

- Thiết kế được sơ đồ mạch điện để đo được hiệu điện thế vào và hiệu điện thế ra;

- Đọc hiểu tài liệu hướng dẫn chủ đề STEM “Máy biến áp”;

- Thuyết trình được nguyên lý hoạt động của máy biến áp;

- Tính được tỷ số biến áp và công suất của máy biến áp.

1.3) Thái độ

- Tích cực hợp tác làm việc nhóm;

- Cẩn thận, tỉ mỉ trong quá trình lắp mạch điện;

- Có ý thức về an toàn điện.

1.4) Phát triển năng lực

- Năng lực hợp tác;

- Năng lực thuyết trình;

- Năng lực sáng tạo kỹ thuật.

2) Phương pháp dạy học

- Phương pháp dạy học theo nhóm;

- Phương pháp dạy học giảng giải.

3) Chuẩn bị

3.1) Giáo viên

Gọi a là số nhóm học sinh trong một lớp

+ Dụng cụ: chuẩn bị a bộ dụng cụ. Mỗi bộ dụng cụ gồm:, 1 máy biến áp hoạt

động bình thường, 2 đồng hồ đo điện đa năng,

+ Vật liệu: chuẩn bị a bộ vật liệu. Mỗi bộ vật liệu gồm: 1 máy biến áp đã bị hỏng,

các dây nối, 4 kẹp cá sấu.

+ Tài liệu hướng dẫn học sinh (Mỗi nhóm 2 bản)

+ Phiếu học tập (Mỗi nhóm 1 bản)

+ Đề kiểm tra (Mỗi học sinh 1 đề)

3.2) Học sinh

+ Dụng cụ học tập: bút viết, vở ghi chép, thước.

+ Tìm hiểu trước ở nhà kiến thức về hiện tượng cảm ứng điện từ.

4) Tiến trình dạy học

4.1) Hoạt động 1: Đặt vấn đề (2 phút)

Trong rất nhiều nơi cần thay đổi hiệu điện thế hay điện áp để phù hợp với thiết

bị điện tử. Để truyền tải điện năng đi xa mà điện áp không bị giảm đi thì chúng ta cần

có một thiết bị nâng điện áp lên, thiết bị này gọi là máy biến thế hay máy biến áp.

4.2) Hoạt động 2: Tìm hiểu các kiến thức liên quan máy biến áp

(Học sinh làm việc nhóm, mỗi nhóm từ 4 - 6 thành viên có nhóm trưởng và thư ký)

Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Thời gian

- GV giao 2 bản tài liệu - Nhận tài liệu hướng dẫn, phiếu

hướng dẫn, 1 phiếu học tập của học tập từ giáo viên.

chủ đề STEM “Máy biến áp”

cho học sinh. 13 phút

- Cho học sinh các nhóm - Nhóm trưởng phân công các

đọc tài liệu hướng dẫn tìm hiểu thành viên trong nhóm đọc tài liệu

định nghĩa máy biến áp, khái hướng dẫn tìm hiểu định nghĩa máy biến

niệm hiện tượng cảm ứng điện áp, khái niệm hiện tượng cảm ứng điện

từ và định luật Fa-ra-đây. từ và định luật Fa-ra-đây.

- Cho học sinh báo cáo sơ - Lắng nghe, nhận nhiệm vụ, báo

lược các kiến thức đã tìm hiểu cáo và trình bày kiến thức vào phiếu học

được. tập.

- Cho học sinh tìm hiểu về - Ghi nhận và trình bày vào phiếu

các loại và đặc điểm của máy học tập.

biến áp.

- GV cho học sinh tìm hiểu - Các nhóm đọc tài liệu hướng dẫn

cấu tạo và nguyên lý hoạt động và tìm hiểu cấu tạo và nguyên lý hoạt

của máy biến áp trong phiếu học động của máy biến áp.

tập.

- Cho học sinh các nhóm - Các nhóm báo cáo và phản biện

báo cáo sơ lược và phản biện với nhau về các vấn đề đã tìm hiểu.

giữa các nhóm với nhau về vấn

đề đã tìm hiểu.

- Nhận xét, giải thích các - Lắng nghe và ghi kiến thức tìm

thắc mắc của các nhóm và rút ra hiểu được vào phiếu học tập.

kết luận.

4.3) Hoạt động 3: Tìm hiểu cấu tạo máy biến áp dân dụng thực tế

(Học sinh làm việc theo nhóm)

Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Thời gian

- GV giao dụng cụ và vật - Đại diện nhóm nhận dụng cụ, vật

liệu cho từng nhóm. liệu từ GV.

- Giới thiệu và hướng dẫn - Lắng nghe và ghi nhận hướng dẫn 15 phút học sinh cách sử dụng biến thế để áp dụng khi thực hiện nhiệm vụ khác.

nguồn, đồng hồ đo điện đa năng

cho học sinh, biến thế nguồn.

- Dựa trên cấu tạo của máy - Nhận nhiệm vụ, các thành viên

biến áp đã tìm hiểu trong tài liệu trong nhóm sau khi tìm hiểu cấu tạo

hướng dẫn. Hãy tháo máy biến động cơ điện một chiều sẽ đưa ra ý tưởng

áp đã bị hỏng để kiểm chứng cấu và thống nhất ý tưởng thiết kế bản vẽ mô

tạo của máy biến áp dân dụng hình.

thực tế rồi rút ra kết luận và vẽ

cấu tạo của máy biến áp vào

phiếu học tập.

GV giải đáp thắc mắc của - Lắng nghe và ghi nhận.

học sinh về cấu trúc kỹ thuật bên

trong máy biến áp dân dụng.

- GV tiến hành cho học - Trình bày bản vẽ cấu tạo của máy

sinh các nhóm báo cáo kết quả biến áp của nhóm trước lớp và vẽ lại vào

bản vẽ cấu tạo của máy biến áp. phiếu học tập.

4.4) Hoạt động 4: Tiến hành đo hiệu điện thế ra, hiệu điện thế vào và tính tỷ

số biến áp

(Học sinh làm việc theo nhóm)

Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Thời gian

- Cho học sinh vẽ sơ đồ - Nhận nhiệm vụ, dựa vào tài liệu

mạch điện để đo hiệu điện thế hướng dẫn để thiết kế bản vẽ sơ đồ mạch

ra, hiệu điện thế vào của máy điện để đo hiệu điện thế ra, hiệu điện thế

biến áp. vào của máy biến áp.

Sau đó GV kiểm tra các sơ 30 phút

đồ mạch điện của từng nhóm.

- Cho học sinh lắp mạch - Tiếp nhận vấn đề và các nhóm bắt

điện từ sơ đồ mạch điện vừa vẽ đầu tiến hành lắp mạch điện theo sơ đồ

đã được GV kiểm tra. mạch điện đã vẽ từ trước.

- Kiểm tra mạch điện của - Lắng nghe góp ý của GV và bắt

các nhóm có mắc đúng mạch đầu tiến hành đo hiệu điện thế vào, hiệu

điện hay chưa, nếu chưa thì giải điện thế ra sau khi được GV đồng ý.

thích cho học sinh hiểu rõ và

mắc lại mạch điện. Nhắc học

sinh chỉ nên sử dụng nguồn từ

biến thế nguồn để đưa hiệu điện

thế vào máy biến áp.

- Hướng dẫn học sinh các - Sau khi lắng nghe hướng dẫn của

đo hiệu điện thế vào, hiệu điện GV về cách đo hiệu điện thế vào và hiệu

thế ra. Sau đó cho học sinh tiến điện thế ra. Học sinh bắt đầu tiến hành

hành đo hiệu điện thế ra, hiệu đo và ghi lại kết quả các lần đo hiệu điện

điện thế vào của máy biến áp. thế vào, hiệu điện thế ra vào phiếu học

Sau đó ghi nhận lại các kết quả tập.

vào phiếu học tập.

- Sau khi các nhóm đã ghi - Tiến hành tính toán tỷ số biến áp

lại kết quả các lần đo, GV hướng từ kết quả các lần đo đã ghi trong phiếu

dẫn học sinh cách tính tỷ số biến học tập. Sau đó đưa ra nhận xét kết quả

áp rồi so sánh và nhận xét các thu được gần bằng nhau.

kết quả tính được.

4.5) Hoạt động 5: Thuyết trình tổng thế các kiến thức học sinh đã tìm hiểu được

(Học sinh làm việc theo nhóm)

Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Thời gian

- Cho các nhóm học sinh - Đại điện nhóm lên thuyết trình và

lên thuyết trình về các vấn đề đã các nhóm khác đặt câu hỏi cho nhóm

học được và phản biện giữa các thuyết trình. 30 phút nhóm với nhau.

Lưu ý: nếu học sinh trong

các nhóm thuyết trình thụ động

trong hoạt động này thì giáo

viên nên cho học sinh bóc thăm

hoặc chọn ngẫu nhiên để đảm

bảo tính công bằng và khách

quan.

- Nhận xét, rút ra kết luận - Lắng nghe và rút kinh nghiệm

và tuyên dương những nhóm

làm việc hiệu quả.

- Cho học sinh làm kiểm - Học sinh nghiêm túc hoàn thành

tra cuối chủ đề. bài kiểm tra cuối chủ đề.

5) Rút kinh nghiệm và chỉnh sửa giáo án

........................................................................................................................................

2.7. Chủ đề: “Máy thu thanh”

2.7.1. Xây dựng tài liệu hướng dẫn học sinh

(Được đính kèm trong mục 6 của phần phụ lục 3)

2.7.2. Thiết kế phiếu học tập

(Được đính kèm trong mục 6 của phần phụ lục 4)

2.7.3. Xây dựng kế hoạch dạy học chủ đề STEM “Máy thu thanh”

KẾ HOẠCH DẠY HỌC

CHỦ ĐỀ STEM: MÁY THU THANH

1) Mục tiêu dạy học

1.1) Kiến thức

- Trình bày được nguyên lý hoạt động của máy thu thanh AM, FM;

- Trình bày được các sơ đồ khối của máy thu thanh AM, FM;

- Trình bày được vai trò cơ bản của các linh kiện điện tử trong máy thu thanh.

- Trình bày được các thông số của máy thu thanh;

- Nhận biết được máy thu sóng phải tương thích với máy phát sóng về tần số và

phương thức điều chế;

- Nhận biết được công thức tính độ tự cảm của ống dây.

1.2) Kỹ năng

- Đọc được giá trị của điện trở;

- Gia công, lắp ráp máy thu thanh;

- Giải quyết các vấn đề kỹ thuật trong quá trình gia công, lắp ráp;

- Sử dụng được mỏ hàn điện để hàn các linh kiện điện tử vào mạch điện;

- Vận hành thử nghiệm và cải tiến máy thu thanh;

- Làm việc nhóm giao tiếp và phối hợp giữa giáo viên hướng dẫn và học sinh,

thuyết trình, lắng nghe phản biện và bảo vệ chính kiến.

1.3) Thái độ

- Hứng thú trong việc tìm hiểu chủ đề, tìm hiểu kiến thức mới, hợp tác làm việc nhóm;

- Tích cực, trung thực và tỉ mỉ khi gia công, lắp ráp máy thu thanh;

- Có tinh thần học hỏi, trách nhiệm cao trong quá trình hoàn thành sản phẩm;

- Giữ an toàn cho bản thân cũng như các bạn khác khi sử dụng các thiết bị điện.

1.4) Phát triển năng lực cho học sinh

- Năng lực hợp tác;

- Năng lực giải quyết vấn đề;

- Năng lực sáng tạo kỹ thuật.

2) Phương pháp dạy học

- Phương pháp dạy học theo nhóm;

- Phương pháp dạy học giảng giải.

3) Chuẩn bị

3.1) Giáo viên

Gọi a là số nhóm học sinh trong một lớp:

+ Dụng cụ: chuẩn bị a bộ dụng cụ. Mỗi bộ dụng cụ gồm: 1 súng bắn keo, 1 kềm

cắt, 1 tua-vit, 1 mỏ hàn, 1 hộp lắp 2 pin 1.5V.

+ Vật liệu: chuẩn bị a bộ vật liệu, Mỗi bộ vật liệu gồm: 1 Bộ kít máy thu thanh

AM/FM – CF210SP, 1 cuộn chì hàn, 1 keo nến, 1 dây dẫn điện.

+ Sản phẩm mẫu

+ Tài liệu hướng dẫn cho học sinh (Mỗi nhóm 2 bản)

+ Phiếu học tập (Mỗi nhóm 1 bản)

3.2) Học sinh

- Dụng cụ học tập cá nhân

- Bảng vẽ làm việc nhóm

4) Tiến hành dạy học

4.1) Hoạt động 1: Đặt vấn đề (5 phút)

Trong cuộc sống hàng ngày, tin tức thời tiết về tốc độ gió, cấp độ biển động trên

biển rất cần thiết cho ngư dân đi biển. Để truyền những thông tin này kịp thời đến ngư

dân có rất nhiều phương tiện truyền thông khác nhau như: máy thu thanh, truyền

hình,… thì máy thu thanh là thiết bị tiện dụng vì nhỏ gọn, ít tiêu hao năng lượng, rất

thích hợp cho ngư dân ra khơi trong thời gian dài ngày.

* Bộ câu hỏi định hướng:

 Câu hỏi khái quát

- Làm thế nào để các ngư dân đi biển có thể nghe được tin tức?

 Câu hỏi bài học

- Máy thu thanh có cấu tạo và nguyên lý hoạt động như thế nào?

- Cần chuẩn bị những dụng cụ nào để láp ráp được mạch điện máy thu thanh?

- Nếu tần số máy thu thanh thu được không tương ứng với thang hiển thị, cần

phải điều chỉnh độ tự cảm L của cuộn cảm như thế nào?

4.2) Hoạt động 2: Tìm hiểu cách đọc giá trị điện trở và các linh kiện điện tử khác

(Học sinh làm việc nhóm, mỗi nhóm từ 4 - 6 thành viên, có nhóm trưởng và thư ký)

Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Thời gian

- Giao học sinh các - Tìm hiểu tài liệu hướng dẫn cách

điện trở vạch màu đã được đọc giá trị điện trở vạch màu. Ghi giá trị

sắp xếp theo thứ tự và tài đọc được vào bảng 1 trong phiếu học tập.

liệu hướng dẫn học sinh đọc - Giải quyết các vấn đề kỹ thuật

giá trị điện trở. trong quá trình gia công, chế tạo.

- Giải đáp thắc mắc - Tiếp nhận vấn đề. 15 phút

các vấn đề về cách đọc giá - Ghi bài vào phiếu học tập

trị điện trở.

- Giao học sinh bộ kít - Tìm hiểu về các linh kiện điện tử

máy thu thanh CF210SP còn lại trong bộ kít máy thu thanh

CF210SP

4.3) Hoạt động 3: Gia công, lắp ráp bộ kít máy thu thanh CF210SP

(Học sinh làm việc nhóm)

Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Thời gian

- Giao dụng cụ, thiết bị cần - Nhận dụng cụ, thiết bị cần thiết.

thiết cho quá trình gia công,

lắp ráp sản phẩm.

- Hướng dẫn học sinh đọc - Đọc tài liệu.

tài liệu.

- Yêu cầu học sinh tìm các - Tìm các vật liệu, dụng cụ, báo cáo những

40 phút vật liệu, dụng cụ đã giao để khó khăn cần được hỗ trợ.

chuẩn bị tiến hành thực hiện

chủ đề.

- Giải đáp thắc mắc về vấn - Thắc mắc những về vấn đề tìm nguyên

đề tìm nguyên vật liệu trong vật liệu và các dụng cụ hỗ trợ trong quá

bộ kít và các dụng cụ cần trình lắp ráp máy thu thanh.

- Ghi bài vào phiếu học tập

thiết cho quá trình lắp ráp

Radio.

- Yêu cầu học sinh tiến hành - Tiếp nhận vấn đề.

gia công, lắp ráp sản phẩm - Giải quyết các vấn đề kỹ thuật trong quá

CF210SP và trả lời các câu trình gia công, chế tạo

hỏi trong phiếu học tập. - Trả lời câu hỏi trong phiếu học tập.

Cho học sinh vận hành thử Vận hành thử, nếu không thành công thì

sản phẩm, nếu không thành về nhà tiếp tục sửa chữa, cải tiến sản

công cho học sinh tiếp tục phẩm.

sửa chữa, cải tiến.

Gợi ý: kiểm tra các các linh

kiện đã mắc đúng vị trí,

đúng cực hay có thiếu linh

kiện nào không,…

- Hướng dẫn học sinh điều - Tiếp nhận vấn đề và giải quyết vấn đề.

chỉnh tần số dò đài nếu tần

số thu được không phù hợp

với vạch chỉ thị trên Radio.

4.4) Hoạt động 4: Thuyết trình, báo cáo sản phẩm CF210SP

(Học sinh làm việc nhóm)

Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Thời

gian

- Phát biểu mẫu đánh giá kết - Đại điện nhóm lên thuyết trình và vận

quả của các nhóm cho học hành sản phẩm của nhóm.

sinh. 30 phút - Cho các nhóm học sinh lên - Đánh giá kết quả của các nhóm còn lại

thuyết trình và vận hành sản theo biểu mẫu đã được giáo viên phát.

phẩm CF210SP.

- Cho các nhóm đánh giá kết

quả thuyết trình và sản

phẩm chéo nhau giữa các

nhóm theo mẫu.

Lưu ý: nếu học sinh trong

các nhóm thuyết trình thụ

động trong hoạt động này

thì giáo viên nên cho học

sinh bóc thăm hoặc chọn

ngẫu nhiên để đảm bảo tính

công bằng và khách quan.

Nhận xét, rút ra kết luận và Lắng nghe, ghi bài và rút kinh nghiệm

tuyên dương những nhóm

làm việc hiệu quả.

5) Rút kinh nghiệm và chỉnh sửa giáo án

........................................................................................................................................

2.8. Công cụ đánh giá chủ đề STEM

2.8.1. Nguyên tắc đánh giá

Đặc điểm của giáo dục STEM là định hướng sản phẩm, sản phẩm phải gắn với

thực tiễn có tính ứng dụng cao; phương pháp giảng dạy là dạy học dựa trên dự án, dạy

học mở mang tính thiết kế,… Do vậy, việc đánh giá thường xuyên, đa dạng hóa các

hình thức và công cụ đánh giá là rất cần thiết. Ở đây, giáo viên có thể đánh giá dựa

trên các hoạt động trên lớp, đánh giá qua việc trình bày, báo cáo sản phẩm của người

học… cần đảm bảo nguyên tắc kết hợp đánh giá của giáo viên với tự đánh giá lẫn nhau

của học sinh.

- Đánh giá phải hướng tới sự phát triển phẩm chất và năng lực của học sinh thông

qua mức độ đạt chuẩn kiến thức, kỹ năng, thái độ và các biểu hiện năng lực, phẩm chất

của người học.

- Đánh giá không chỉ chú ý đến thành tích mà cần chú ý đến tính phát triển, đánh

giá gắn liền với thực tiễn nghĩa là thay vì đánh giá tái hiện lại các kiến thức học từ sách

vở thì cẩn phải đánh giá năng lực của người học, việc vận dụng các kiến thức học được

vào thực tiễn cuộc sống. Không so sánh học sinh này với học sinh khác; coi trọng việc

động viên, khuyến khích sự hứng thú, tính tích cực và vượt khó trong học tập, rèn

luyện của học sinh; giúp học sinh phát huy năng khiếu cá nhân; đảm bảo kịp thời, công

bằng, khách quan, không tạo áp lực cho học sinh.

2.8.2. Các yêu cầu đánh giá kết quả học tập

Việc đánh giá kết quả học tập chương “Từ trường” và “Cảm ứng điện từ” – Vật

lý 11 theo định hướng giáo dục STEM của học sinh cần thỏa mãn các yêu cầu sau:

- Đánh giá quá trình học tập của học sinh: Việc đánh giá người học phải được

thực hiện trong suốt quá trình dạy học thay vì chỉ đánh giá sản phẩm cuối cùng. Việc

đánh giá này sẽ giúp giáo viên thu thập được những thông tin phản hồi về quá trình

nhận thức của người học, kết quả học tập qua từng giai đoạn, kết quả thực hiện từng

nhiệm vụ học tập. Từ đó, giáo viên đưa ra những tác động sư phạm cần thiết điều khiển

hoạt động học tập của người học nhằm đạt kết quả tốt nhất.

- Nội dung đánh giá người học chú trọng về đánh giá năng lực và phẩm chất:

Đây là mục tiêu chính được đặt ra trong từng bài học theo định hướng đổi mới giáo

dục sau 2015. Trong đó, đánh giá năng lực nhằm xác định là khả năng thực hiện thành

công hoạt động trong một bối cảnh nhất định nhờ sự huy động tổng hợp các kiến thức,

kỹ năng và các thuộc tính cá nhân khác của người học. Đánh giá phẩm chất nhằm xem

xét người học ở cách ứng xử, tính tích cực, hứng thú học tập. Bên cạnh đó, xem xét

những tính tốt thể hiện thái độ, hành vi ứng xử trong đạo đức, lối sống, ý thức pháp

luật, niềm tin, tình cảm… của người học.

- Đánh giá kết quả học tập cá nhân: Điều này là bắt buộc vì theo quy chế đào

tạo. Tuy nhiên, việc đánh giá kết quả học tập cá nhân giúp giáo viên đối chiếu tới mục

tiêu dạy học mà giáo viên đã xây dựng cũng như phương pháp dạy học mà giáo viên

đã sử dụng. Kết quả học tập cá nhân luôn có những tác động tới nhận thức, tư duy, tình

cảm của người học.

- Đánh giá kết quả học tập nhóm: Dạy học định hướng giáo dục STEM bên cạnh

ý nghĩa giúp người học liên kết được những kiến thức thuộc lĩnh vực giáo dục STEM

được học với thực tiễn cuộc sống. Biết được cách vận dụng kiến thức để đưa ra những

giải pháp từ thực tiễn. Đây còn là cơ hội người học có thể phát triển những kỹ năng

mềm như kỹ năng giao tiếp, kỹ năng hợp tác, kỹ năng làm việc nhóm… Việc đánh giá

kết quả học tập nhóm thực chất là đánh giá sự phát triển những kỹ năng trên của người

học trong quá trình học tập.

2.8.3. Xây dựng bộ công cụ đánh giá

Sử dụng rubric đánh giá năng lực sáng tạo kỹ thuật của HS trong dạy học vật lý

theo theo định hướng giáo dục STEM theo các tiêu chí ứng với 4 mức độ sau:

+ Xây dựng Rubric đánh giá năng lực hoạt động nhóm

Mức các Mức 1 Mức 2 Mức 3 Mức 4 Kết luận tiêu chí

Không tham Tham gia Chủ động Chủ động

gia đóng góp đóng góp ý tham gia tham gia

ý kiến xây kiến xây đóng góp ý đóng góp ý

dựng kiến dựng kiến kiến xây kiến xây Tham gia

thức thức một dựng kiến dựng kiến đóng góp ý

cách miễn thức nhưng thức thường kiến

cưỡng, hời không xuyên

hợt thường

xuyên

Không đưa Không đưa Thỉnh Thường

ra phương án ra phương thoảng đưa xuyên đưa Giải quyết giải quyết án giải quyết ra phương ra phương vấn đề vấn đề và vấn đề, án giải quyết án giải quyết

không đóng nhưng có vấn đề, đóng vấn đề, tích

góp ý kiến đóng góp ý góp ý kiến cực đóng

đối với kiến đối với đối với góp ý kiến

phương án phương án phương án đối với

của các thành của các của các phương án

viên trong thành viên thành viên của các

nhóm trong nhóm trong nhóm thành viên

trong nhóm

Luôn không Ít khi hoàn Luôn hoàn Luôn hoàn Khả năng hoàn thành thành nhiệm thành nhiệm thành nhiệm hoàn nhiệm vụ vụ và làm vụ nhưng vụ được thành một cách làm một giao một nhiệm vụ hời hợt cách hời hợt cách xuất được giao sắc

+ Xây dựng Rubric đánh giá bài thuyết trình

Mức các Mức 1 Mức 2 Mức 3 Mức 4 Kết luận tiêu chí

Diễn đạt Diễn đạt đủ Diễn đạt đủ Diễn đạt đủ

không đủ nội dung nội dung nội dung

nội dung yêu cầu, yêu cầu, yêu cầu,

yêu cầu, giọng nói giọng nói giọng nói

giọng nói chưa mạch mạch lạc, mạch lạc, rõ Khả năng không lạc, rõ ràng, rõ ràng, ràng, rất hấp diễn đạt mạch lạc, không hấp không hấp dẫn người

rõ ràng, dẫn người dẫn người nghe

không hấp nghe nghe

dẫn người

nghe

Bố cục Bố cục đầy Bố cục đầy Bố cục đầy

không đầy đủ, không đủ, không đủ, có tính

đủ, không có tính có tính sáng tạo, có Bố cục bài có tính sáng sáng tạo, sáng tạo, có phân chia thuyết tạo, không không phân phân chia thuyết trình trình phân chia chia thuyết thuyết trình trong nhóm

thuyết trình trình trong trong nhóm

trong nhóm nhóm

Không sử Sử dụng Sử dụng Sử dụng

dụng phần phần mềm phần mềm phần mềm

mềm thuyết thuyết trình thuyết trình thuyết trình Phần mềm

trình và chưa hiệu hiệu quả và hiệu quả và sử dụng

không có quả và có tính có tính thẩm thuyết

tính thẩm không có thẩm mỹ mỹ cao trình

mỹ tính thẩm

mỹ

Nội dung Nội dung Nội dung Nội dung

chưa đầy đầy đủ theo đầy đủ theo đầy đủ theo

đủ theo yêu yêu cầu, yêu cầu, có yêu cầu, có

cầu, không không có hình ảnh hình ảnh Nội dung có hình ảnh hình ảnh minh họa, minh họa, bài thuyết minh họa, minh họa, chưa mang mang tính trình chưa mang chưa mang tính sáng sáng tạo,

tính sáng tính sáng tạo, chưa hấp dẫn

tạo, chưa tạo, chưa hấp dẫn

hấp dẫn hấp dẫn

Thời gian Thời gian Thời gian Thời gian Phân bố thuyết trình thuyết trình thuyết trình thuyết trình thời gian quá dài tương đối phù hợp và hợp lý và

(hoặc ngắn) phù hợp và phân chia phân chia thuyết

và phân phân chia thời gian thời gian trình

chia thời thời gian giữa các giữa các nội

gian giữa giữa các nội dung dung rất tốt

các nội nội dung tốt

dung chưa chưa tốt

tốt

+ Xây dựng Rubric đánh giá năng lực hoàn thiện sản phẩm KT

Mức các Mức 1 Mức 2 Mức 3 Mức 4 Kết luận tiêu chí

Không Tham gia Tham gia Tham gia đề

tham gia đề đề xuất đề xuất xuất

xuất phương án phương án phương án Tham gia

phương án thiết kế bản thiết kế bản thiết kế bản đề xuất

thiết kế bản vẽ sản vẽ sản vẽ sản phẩm phương án

vẽ sản phẩm KT phẩm KT KT và tất cả thiết kế

phẩm KT nhưng các nhưng chỉ các bản vẽ bản vẽ sản

bản vẽ có một vài đều rất chi phẩm KT

không chi bản vẽ là tiết

tiết chi tiết

Không có Có phương Có phương Có phương

phương án án cải tiến án cải tiến án cải tiến

cải tiến sản sản phẩm sản phẩm sản phẩm Đề xuất

phẩm KT KT nhưng KT nhưng KT và các phương án

không có rất ít phương án cải tiến sản

phương án phương án đều mang phẩm KT

nào mang mang lại lại hiệu quả.

lại hiệu quả hiệu quả

Không biết Biết cách Biết cách Biết cách sử

cách sử sử dụng sử dụng dụng thiết

dụng bất kỳ một vài thiết bị, bị, dụng cụ

thiết bị, thiết bị, dụng cụ KT KT ở mức Kỹ năng dụng cụ KT dụng cụ KT ở mức độ cơ độ cơ sử dụng ở mức độ ở mức độ cơ bản khi bản không bị, thiết cơ bản mặc cơ bản khi có sự có hướng cụ dụng dù có sự có sự hướng dẫn dẫn của GV, KT hướng dẫn hướng dẫn của GV, tài chỉ nhờ tài

của GV, tài của GV, tài liệu hướng liệu hướng

liệu hướng liệu hướng dẫn dẫn

dẫn dẫn

Lắp ráp sản Lắp ráp sản Lắp ráp sản Lắp ráp sản

phẩm KT phẩm KT phẩm KT phẩm KT

không đúng đúng theo đúng theo đúng theo

theo thiết thiết kế, các thiết kế, các thiết kế, các

kế, các chi chi tiết lắp chi tiết lắp chi tiết lắp Kỹ năng

tiết lắp ráp ráp không ráp chắc ráp chắc lắp ráp sản

không chắc chắc chắn, chắn, thao chắn, thao phẩm KT

chắn, thao thao tác quá tác quá thời tác đúng

tác quá thời thời gian gian quy thời gian

gian quy quy định định quy định

định

Sản phẩm Sản phẩm Sản phẩm Sản phẩm

KT không KT có tính KT có tính KT có tính Tính thẩm có tính thẩm mỹ về thẩm mỹ về thẩm mỹ về mỹ của sản thẩm mỹ về hình dạng hình dạng hình dáng phẩm KT hình dạng và màu sắc, và màu sắc, và màu sắc,

và màu sắc, không có có tính sáng có tính sáng

không có tính sáng tạo nhưng tạo và tiện

tính sáng tạo và tiện không tiện lợi khi sử

tạo và tiện lợi khi sử lợi khi sử dụng

lợi khi sử dụng dụng

dụng

+ Xây dựng Rubric đánh giá năng lực giải quyết vấn đề

Mức các Mức 1 Mức 2 Mức 3 Mức 4 Kết luận tiêu chí

Không có Thỉnh Thỉnh Luôn luôn

hứng thú, thoảng giải thoảng giải giải quyết

không quan quyết vấn quyết vấn vấn đề một Thái độ tâm giải đề nhưng đề đầy cách tích đối với vấn quyết vấn giải quyết hứng thú cực, hứng đề đề một cách thú

không hứng

thú

Không Thỉnh Luôn luôn Luôn luôn

chuẩn bị thoảng có chuẩn bị chuẩn bị

kiến thức chuẩn bị kiến thức kiến thức Sự chuẩn

để giải kiến thức nhưng một cách bị kiến

quyết vấn cần thiết để không chính xác, thức

đề giải quyết chính xác, cụ thể

vấn đề rõ ràng

Không giải Thỉnh Thỉnh Luôn luôn

quyết bất thoảng giải thoảng giải giải quyết Khả năng kỳ vấn đề quyết được quyết được được vấn đề giải quyết nào ngay cả vấn đề khi vấn đề mà mà không vấn đề khi có sự có sự không có có hướng

hướng dẫn hướng dẫn hướng dẫn dẫn của thầy

của thầy cô của thầy cô của thầy cô cô hoặc bạn

hoặc bạn bè hoặc trao hoặc bạn bè bè

đổi với bạn

bè

KẾT LUẬN CHƯƠNG 2

Trong chương này, chúng tôi đã tiến hành phân tích nội dung một số kiến thức

chương “Từ trường” và “Cảm ứng điện từ” – Vật lý 11 THPT. Căn cứ vào mục tiêu

chuẩn kiến thức kỹ năng dạy học của các chương và quy trình thiết kế một chủ đề giáo

dục STEM, chúng tôi nghiên cứu, lựa chọn một số kiến thức của chương để xây dựng

minh họa 6 chủ đề nhằm tổ chức dạy học (chính khóa) theo định hướng giáo dục

STEM: “Xe đồ chơi sáng tạo”, “Tàu Ya-ma-tô”, “Động cơ điện một chiều”, “Loa

điện”, “Máy biến áp”, “Máy thu thanh”. Bên cạnh việc xây dựng kế hoạch tổ chức dạy

học Vật lý 11 theo các chủ đề STEM, chúng tôi còn xây dựng: tài liệu hướng dẫn học

sinh cho 6 chủ đề được đính kèm trong phần phụ lục 3, phiếu học tập cho 6 chủ đề

được đình kèm trong phần phụ lục 4 và một số đề kiểm tra mức độ nắm vững kiến

thức STEM sau khi học xong chủ đề được đính kèm trong phần phụ lục 5.

Để kiểm chứng giả thuyết khoa học và có cơ sở thực tiễn cho đề tài, chúng tôi đã

tiến thành thực nghiệm sư phạm ở trường THPT với hình thức dạy học chính khóa

trong 2 tiết học.

Nội dung thực nghiệm được thể hiện ở chương 3.

CHƯƠNG 3. THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM

3.1. Mục đích thực nghiệm sư phạm

Trên cơ sở các tiến trình dạy học đã xây dựng ở chương 2, chúng tôi tiến hành

thực nghiệm sư phạm nhằm đánh giá giả thuyết khoa học của đề tài, cụ thể là: Nếu

thiết kế và tổ chức dạy học một số kiến thức chương “Từ trường” và “Cảm ứng điện

từ” Vật lý 11 THPT theo định hướng giáo dục STEM thì sẽ phát triển được năng lực

sáng tạo kỹ thuật cho học sinh. Từ đó, HS vận dụng những kiến thức đã học thuộc lĩnh

vực STEM vào thực tiễn cuộc sống, rèn luyện kỹ năng làm việc nhóm, tư duy KT.

Đồng thời, đánh giá tính khả thi của tiến trình đã thiết kế và tổ chức dạy học một số

kiến thức chương “Từ trường” và “Cảm ứng điện từ” Vật lý 11 THPT theo định hướng

giáo dục STEM.

3.2. Đối tượng thực nghiệm sư phạm

Đối tượng thực nghiệm sư phạm là HS lớp 11A7 trường THCS – THPT Hoa Sen,

quận 9, thành phố Hồ Chí Minh. Sỉ số lớp 11A7 là 30 HS, trong đó có 16 HS nam và

14 HS nữ, nên lớp có thể xem là tương đối cân bằng về giới tính giữa nam – nữ. Ngoài

ra, học lực của HS trong lớp tương đối ngang nhau và có tư duy KT tương đối tốt so

với HS các lớp cùng khối.

Thực nghiệm sư phạm được tiến hành trong các tiết học STEM của trường THCS

– THPT Hoa Sen và thường là các tiết đôi.

3.3. Phương pháp thực nghiệm sư phạm

- Khảo sát hứng thú của đối tượng HS trong trường về các chủ đề STEM.

- Tiến hành tổ chức kiểm tra đầu vào (tiền kiểm) cho HS lớp 11A7 trước khi tham

các chủ đề STEM.

- Tổ chức dạy học theo tiến trình đã xây dựng ở chương 2.

- Chia nhóm HS để hoạt động trong từng chủ đề sao cho cân đối về số lượng HS

giữa nam – nữ, học lực và tư duy KT trong các nhóm. Mỗi nhóm đều có nhóm trưởng

và thư ký do nhóm bầu ra.

- Trong quá trình thực hiện các chủ đề STEM, chúng tôi thường xuyên trao đổi,

thảo luận với HS về những khó khăn, giải pháp thực hiện, tiềm năng

3.4. Kế hoạch tổ chức thực nghiệm sư phạm

- Từ 02/10/2017 đến 30/12/2017: Chuẩn bị giáo án, tài liệu hướng dẫn học sinh,

phiếu học tập, đề kiểm tra STEM, chuẩn bị dụng cụ, nguyên vật liệu, sản phẩm mẫu.

- Ngày 06/01/2018: Làm quen với lớp và cho HS làm bài tiền kiểm, phiếu khảo

sát hứng thú hoc tập môn Vật lý, thông báo cách làm việc với lớp và chia nhóm HS.

- Từ ngày 08/01/2018 đến 19/01/2018: hoàn chỉnh giáo án “Xe đồ chơi sáng tạo”,

chỉnh sửa các bộ dụng cụ, nguyên vật liệu, in tài liệu cho học sinh.

- Ngày 20/01/2018: Tiến hành tổ chức phần đầu tiên của chủ đề STEM đầu tiên

“Xe đồ chơi sáng tạo” để HS tập làm quen với tiến trình tổ chức dạy học Vật lý theo

định hướng giáo dục STEM.

- Ngày 03/03/2018: Chính thức thực nghiệm sư phạm chủ đề STEM “Xe đồ chơi

sáng tạo” trong 2 tiết chính khóa và tổ chức cho HS thực hiện bài kiểm tra STEM đầu

tiên lấy kết quả để phân tích.

- Ngày 17/03/2018: GV thực nghiệm sư phạm chủ đề STEM “Tàu Ya-ma-tô”

trong 2 tiết chính khóa.

- Ngày 24/03/2018: GV thực nghiệm sư phạm chủ đề STEM “Động cơ điện một

chiều” trong 2 tiết chính khóa.

- Ngày 31/03/2018: GV thực nghiệm sư phạm chủ đề STEM “Loa điện” trong 2

tiết chính khóa.

- Ngày 14/04/2018: GV thực nghiệm sư phạm chủ đề STEM “Máy biến áp” trong

2 tiết chính khóa và tổ chức cho HS thực hiện bài kiểm tra STEM lấy kết quả để phân

tích.

- Ngày 21/04/2018: GV thực nghiệm sư phạm chủ đề STEM “Máy thu thanh”

trong 2 tiết chính khóa.

3.5. Phân tích diễn biến quá trình thực nghiệm sư phạm

Chúng tôi tiến hành khảo sát hứng thú học tập cho lớp TN để điều tra hứng thú

của HS trước khi học theo các chủ đề STEM (phiếu điều tra chung cho các HS của

khối 11 trong trường). Chúng tôi nhận thấy rằng, mức độ hứng thú theo các chủ đề

STEM của lớp 11A7 cao hơn một chút so với mặt bằng chung của toàn trường. Chúng

tôi quyết định chọn HS lớp 11A7 để tiến hành TNSP kiểm chúng giả thuyết khoa học

của đề tài.

Trước khi chính thức tổ chức buổi học đầu tiên theo chủ đề STEM, chúng tôi tiến

hành cho HS làm bài tiền kiểm để kiểm tra HS về một số kiến thức chương “Từ trường”

và “Cảm ứng điện từ”, đồng thời hướng dẫn HS cách sử dụng một số dụng cụ KT như

máy khoan, máy hàn chì,.... HS nghiêm túc trong quá trình nghe hướng dẫn và làm bài

kiểm tra.

Để người đọc hình dung tiến trình dạy học chủ đề STEM, chúng tôi phân tích

diễn biến hai chủ để để minh họa.

3.5.1. Đối với chủ đề STEM “Xe đồ chơi sáng tạo”

a. Giai đoạn 1: Chuẩn bị

+ Chuẩn bị đồ dụng, dụng cụ và nguyên vật liệu dạy học xe đồ chơi dùng phản lực

GV chuẩn bị 5 bộ dụng cụ và nguyên vật liệu dạy học được đựng trong mỗi khay

nhựa để phát cho HS. Mỗi bộ gồm:

Dụng cụ: 1 súng bắn keo, 1 dao rọc giấy, 1 kéo, 1 tua-vít.

Vật liệu: 1 bảng điện kích thước 10cm x 15cm, 2 căm xe đạp, 1 pin 9V, 1 jack

pin 9V, 1 công tắc, dây điện 20cm, 1 keo nến, 4 bánh xe nhựa, 1 motor, 1 cánh quạt,

4 ke L, 4 ốc –vít M320 và 8 lông đền.

+ Chuẩn bị sản phẩm mẫu.

+ Chuẩn bị tài liệu hướng dẫn, phiếu học tập và đề kiểm tra cuối chủ đề STEM

“Xe dồ chơi sáng tạo”.

+ Chuẩn bị thiết bị dạy học:

- Do vị trí phòng học lớp 11A7 ở cách xa phòng học STEM nên phải cho các bộ

dụng cụ, nguyên vật liệu vào thùng để tiện mang đi.

- Trong quá trình dạy, HS sử dụng điện để dùng súng bắn keo, nên chuẩn bị 5 ổ

điện cho 5 nhóm.

- Sử dụng máy ảnh, điện thoại để ghi hình, ghi ảnh quá trình tổ chức dạy học chủ

đề STEM.

b. Giai đoạn 2: Tổ chức dạy học trên lớp

Chúng tôi tiến hành thực nghiệm theo tiến trình dạy học chủ đề STEM sáng tạo

kỹ thuật như sơ đồ mục 1.7 – chương 1 và giáo án ở mục 2.2 – chương 2.

- GV giới thiệu chủ đề và đặt vấn đề. HS chú ý lắng nghe.

- GV chia lớp học thành 5 nhóm, sau đó phát 2 bản tài liệu hướng dẫn và 1 phiếu

học tập cho mỗi nhóm. HS đại điện nhóm lên nhận tài liệu hướng dẫn và phiếu học

tập.

- GV cho HS tìm hiểu tài liệu hướng dẫn và đặt câu hỏi: “Để làm một chiếc xe

đồ chơi dùng phản lực, chúng ta cần những dụng cụ, vật liệu nào? Vật liệu nào làm bộ

phận chính cho xe đồ chơi?” HS các nhóm tập trung tham khảo tài liệu hướng dẫn và

phân tích nội dung trong tài liệu, sau đó HS dựa vào tài liệu trả lời rất chính xác câu

hỏi của GV.

- GV bàn giao dụng cụ, nguyên vật liệu cho các nhóm. Đại diện mỗi nhóm lên

nhận các bộ dụng cụ GV đã chuẩn bị trước đó. Giao mỗi nhóm 1 ổ cắm điện. HS rất

nhanh chóng nhận bộ dụng cụ, sau khi nhận dụng cụ có một số em rất thích sử dụng

súng bắn keo và cầm motor lên xoay xoay.

- GV giới thiệu thiết bị, dụng cụ và nguyên vật liệu, phiếu học tập cho các nhóm

HS. Các HS của lớp đa số đều chú ý lắng nghe.

- GV giao nhiệm vụ: “Mỗi nhóm hãy tháo DC motor đã nhận, sau đó vẽ lại cấu

tạo bên trong của nó và hãy trình bày nguyên lý hoạt động của DC motor vào phiếu

học tập?”. Đa phần các nhóm đều có nhóm trưởng phân công công việc cho nhau, một

số em vẽ cấu tạo của DC motor, một số em còn lại nghiên cứu tài liệu và trình bày

nguyên lý hoạt động của DC motor. Riêng nhóm 3 vẫn chưa trình bày được nguyên lý

hoạt động DC motor.

Hình 3.1. Các học sinh nhóm 2 đang vẽ cấu tạo DC motor

Sau đó, GV cho 2 nhóm báo cáo thuyết trình về cấu tạo và nguyên lý hoạt động

của DC motor trước lớp. Hầu hết HS các nhóm đều thuyết trình được, nhưng vẫn chưa

trôi chảy.

Sau khi HS thuyết trình về cấu tạo và nguyên lý hoạt động của DC motor, GV

đưa ra nhận xét và giao nhiệm vụ cho HS tìm hiểu cấu tạo và nguyên lý hoạt động của

xe đồ chơi. Sau đó tiến hành thiết kế bản vẽ cấu tạo của xe đồ chơi dùng phản lực. HS

nhận nhiệm vụ và chịu sự phân công của nhóm trưởng. Do bản vẽ cấu tạo của xe phụ

thuộc vào từng sở thích của các em, nên ở hoạt đồng này HS của các nhóm có sự tranh

cải về việc lựa chọn hình dáng của xe, vị trí lắp đặt DC motor, pin, công tắc,…

Hoạt động tiếp theo, GV cho HS bắt đầu tiến hành gia công, chế tạo xe đồ chơi

dùng phản lực dựa trên những dụng cụ, nguyên vật liệu được cung cấp. Hoạt động này,

nhóm trưởng các nhóm phát huy được vai trò của mình và phân công nhiệm vụ cho

các bạn sau khi nghiên cứu tài liệu hướng dẫn:

+ Phối hợp cùng các bạn chịu trách nhiệm tiến hành gia công, chế tạo xe đồ chơi

dùng phản lực sử dụng bộ dụng cụ nhận được từ GV về: số lượng, tình trạng chất

lượng các thiết bị dụng cụ, nguyên vật liệu, tìm hiểu quy trình thực hiện gia công, chế

tạo sản phẩm và kết hợp với bản vẽ thiết kế của từng nhóm.

+ Phối hợp với nhóm nhận nhiệm vụ hoàn thành phiếu học tập, điền đầy đủ

các nội

dung kiến thức trong phiếu học tập.

+ Phối hợp với nhóm nhận nhiệm vụ hoàn thành sơ đồ mạch điện trong phiếu

học tập và mắc mạch điện cho xe đồ chơi.

Hình 3.2. HS nhóm 4 đang tiến hành gia công, chế tạo sản phẩm

Dụng cụ, nguyên vật liệu cung cấp cho HS thực hiện gia công, chế tạo sản phẩm

xe đồ chơi dùng phản lực có một số đặc điểm sau:

- Thân xe được làm bằng bảng điện có kích thước khoảng 10cm x 15cm. Nếu

gắn các ke L vào bên trong cách 1.5cm mép ngoài của bảng điện thì sẽ làm thân xe

thấp xuống. Tiếp theo các em gắn thêm DC motor và mắc mạch điện vào thân xe, sau

đó lắp cánh quạt vào DC motor thì cánh quạt lại không quay được. Vì chiều dài cánh

quạt lớn hơn chiều cao của thân xe. Do đó phải lắp ke L xác mép ngoài của bảng điện.

Thông số KT của ke L sử dụng trong chủ đề này là ke L 2 lỗ.

- Khi lắp ke L ngoài mép thì các em khó bắt ốc vít vì ngoài mép không có lỗ khoan

sẵn, và ở 4 góc thì có các lỗ rất to không phù hợp với ốc vít giao cho mỗi nhóm. Cách giải

quyết là tận dụng mũi nhọn của kéo để khoét các lỗ ở vị trí mong muốn.

- Thiết kế mạch điện và mắc mạch điện cho xe đồ chơi. Cánh quạt cung cấp cho

HS có 2 loại: loại quay trái và loại quay phải. Nên các nhóm HS khi mắc mạch điện sẽ

phải chú ý đến điểm này để mắc mạch điện cho chính xác. Mạch điện giữa một số

nhóm có sự khác nhau.

Đối với nhiệm vụ này, GV đã chuẩn bị sẵn các bộ dụng cụ, tài liệu hướng dẫn và

phiếu học tập. HS dựa vào tài liệu hướng dẫn để thực hiện gia công, chế tạo sản phẩm,

nhận xét kết quả đạt được, sau đó tiếp tục thực hiện các nhiệm vụ khác trong phiếu

học tập. Các thành viên trong nhóm tiến hành gia công, chế tạo sản phẩm cần có khả

năng kỹ thuật tốt. Trong quá trình thực hiện, các HS sẽ làm việc với tài liệu hướng dẫn

và thực hiện theo quy trình gia công, chế tạo.

Qua đó, chúng tôi thấy HS các nhóm làm việc khá tập trung, thảo luận rất sôi nổi,

tích cực hoạt động, thực hiện nhiệm vụ học tập hiệu quả hơn vì đã biết cách đọc tài

liệu hướng dẫn và hợp tác với nhau tốt hơn.

Hình 3.3 . Học sinh các nhóm tham gia thảo luận

Thời điểm lớp học sôi nổi nhất là lúc các nhóm đều đang trong tiến trình thực

hiện các thao tác gia công, chế tạo xe đồ chơi dùng phản lực. Phân tích kết quả ở mỗi

nhóm như sau:

- Các nhóm 1, 2, 5 thực hiện gia công, chế tạo sản phẩm thành công.

- Các nhóm 3, 4 thực hiện gia công, chế tạo sản phẩm chưa thành công.

- Các nhóm: 1, 3, 5 hoàn thành tốt trong phiếu học tập.

- Các nhóm 2, 4 chưa hoàn thành tốt phiếu học tập. Nhưng vẽ được sơ đồ mạch điện.

- HS Quỳnh là thành viên trong nhóm 5 khi gia công, chế tạo sản phẩm có để ý

đến chuyển động thẳng của xe đồ chơi.

- HS Đạt là thành viên trong nhóm 1 khi gia công, chế tạo sản phẩm có để ý đến

chiều quay của DC motor có liên quan đến đặc điểm của cánh quạt và xe có chuyển

động thẳng hay không.

c. Giai đoạn 3: Tổ chức cho HS báo cáo kết quả, nhận xét và kết luận

+ Tổ chức cho HS báo cáo kết quả

- GV tổ chức cho các nhóm thuyết trình báo cáo kết quả gia công, chế tạo sản

phẩm. Các HS khác sau đó sẽ nhận xét, bổ sung, đặt câu hỏi cho nhóm thuyết trình.

Do thời gian có giới hạn nên chỉ có 2 nhóm thuyết trình báo cáo trong giờ học đó là

nhóm 1 và nhóm 2.

- Đối với phần báo cáo của nhóm 2: HS của nhóm báo cáo nội dung trong phiếu

học tập và vận hành thử sản phẩm. Nhìn chung, nhóm trình bày được cấu tạo và giải

thích được nguyên lý hoạt động của DC motor, chưa trình bày tốt cấu tạo và nguyên

lý hoạt động của xe đồ chơi dùng phản lực, nhóm chưa thể hiện bản vẽ thiết kế xe đồ

chơi nhưng đã thể hiện được sơ đồ mạch điện. Nhóm vận hành sản phẩm đạt kết quả

tốt trong lần 3 thì xe chuyển động thẳng, trong các lần vận hành thì cánh quạt đều quay

tự do,…

- Đối với phần báo cáo của nhóm 1: HS của nhóm báo cáo nội dung trong phiếu

học tập và vận hành thử sản phẩm. Nhìn chung, nhóm trình bày trôi chảy về các nội

dung: về cấu tạo và giải thích được nguyên lý hoạt động của DC motor, cấu tạo và

nguyên lý hoạt động của xe đồ chơi dùng phản lực, thể hiện bản vẽ thiết kế xe đồ chơi

rất rõ ràng và đính kèm bản vẽ thiết kế đã bao gồm sơ đồ mạch điện. Nhóm đạt kết

quả rất tốt trong lần vận hành sản phẩm đầu tiên.

Đối với các nhóm vận hành chưa thành công xe đồ chơi thì các nhóm sẽ phải

quay lại đọc kỹ tài liệu hướng dẫn, quy trình lắp ráp xe đồ chơi, phân tích nguyên nhân

và đánh giá vị trí lắp đặt các chi tiết KT, đưa ra giải pháp khắc phục các lỗi KT.

+ Nhận xét, đánh giá

- GV tổ chức cho HS nhận xét phần thuyết trình của 2 nhóm sau đó đặt câu hỏi

và phản biện, trong quá trình đó, phát hiện vấn đề. Nhìn chung, các nhóm 1, 2 và 5

tích cực đặt câu hỏi và phân tích vấn đề.

Hình 3.4. Sản phẩm của các nhóm sau nhiều lần sửa chữa, cải tiến

+ Kết luận

- GV nhận xét và hệ thống lại bản vẽ thiết kế xe đồ chơi và sơ đồ mạch điện.

- GV kết luận cấu tạo và nguyên lý hoạt động của DC motor và chỉ ra nội dung

kiến thức Vật lý trọng tâm của bài học: lực từ tác dụng lên dòng điện chạy trong đoạn

dây dẫn thẳng và khung dây.

- GV sử dụng kiến thức Vật lý đã dạy để giải thích lực từ tác dụng lên khung dây.

d. Giai đoạn 4: Kiểm tra và đánh giá kết quả dạy học trên lớp

Thực hiện bài kiểm tra: GV biên soạn đề kiểm tra gồm 20 câu, thời gian 10

phút dùng để kiểm tra các kiến thức Vật lý, Toán học, Công nghệ và Kỹ thuật.

3.5.2. Đối với chủ đề STEM “Tàu Ya-ma-tô”

a. Giai đoạn 1: Chuẩn bị

+ Chuẩn bị đồ dụng, dụng cụ và nguyên vật liệu dạy học chủ để STEM “Tàu Ya-

ma-tô”

GV chuẩn bị 5 bộ dụng cụ và nguyên vật liệu dạy học được đựng trong mỗi khay

nhựa để phát cho HS. Mỗi bộ gồm:

- Dụng cụ: 1 dao rọc giấy, 1 súng bắn keo, 1 kéo.

- Vật liệu: 1 miếng mút xốp 10cm x 15cm dày 2cm, 4 que đè lưỡi, 2 keo nến, 2

viên pin 9V, 2 jack pin 9V, 1 cuộn keo 2 mặt, 20cm dây điện, 1 công tắc điện, 2 miếng

lá nhôm có kích thước 1,5cm x 10cm (được cắt từ lon nước ngọt), 2 viên nam vĩnh

cửu (nam châm trắng).

+ Chuẩn bị mô hình tàu Ya-ma-tô mẫu.

+ Chuẩn bị tài liệu hướng dẫn, phiếu học tập.

+ Chuẩn bị thiết bị dạy học:

- Cần thùng to đựng các bộ dụng cụ, nguyên vật liệu để tiện mang đi vì vị trí

phòng học lớp 11A7 ở cách xa phòng học STEM.

- Trong quá trình dạy, HS sử dụng điện để dùng súng bắn keo, nên chuẩn bị 5 ổ

điện cho 5 nhóm.

- Khi HS gia công, chế tạo xong sản phẩm cần vận hành thử để sửa chữa, cải tiến

và trong quá trình báo cáo đều dùng đến dung dịch điện phân NaCl nên cần 1kg muối

ăn.

- Cần 6 khay nhựa, trong đó 5 khay phát cho HS và 1 khay chứa dung dịch điện

phân trong quá trình dạy học.

- Cần 10 miếng mút xốp 10cm x 15cm, 10 keo nến, 1 hộp que đè lưỡi (100 que)

để dự phòng HS mắc các lỗi KT cần thêm nguyên vật liệu để gia công, chế tạo mô

hình sản phẩm tàu Ya-ma-tô.

- Sử dụng máy ảnh, điện thoại để ghi hình, ghi ảnh quá trình tổ chức dạy học chủ

đề STEM.

b. Giai đoạn 2: Tổ chức dạy học trên lớp

Chúng tôi tiến hành thực nghiệm theo tiến trình dạy học chủ đề STEM sáng tạo

kỹ thuật như sơ đồ mục 1.7 – chương 1 và giáo án ở mục 2.2 – chương 2.

- GV giới thiệu chủ đề và đặt vấn đề. HS chú ý lắng nghe.

- GV chia lớp học thành 5 nhóm, sau đó phát 2 bản tài liệu hướng dẫn và 1 phiếu

học tập cho mỗi nhóm. HS đại điện nhóm lên nhận tài liệu hướng dẫn và phiếu học

tập.

- GV cho HS tìm hiểu tài liệu hướng dẫn và đặt câu hỏi: “Để làm một mô hình

tàu Ya-ma-tô, chúng ta cần những dụng cụ, nguyên vật liệu nào? Vật liệu nào làm bộ

phận chính trong mô hình tàu Ya-ma-tô?” HS các nhóm tập trung tham khảo tài liệu

hướng dẫn và phân tích nội dung trong tài liệu, sau đó HS dựa vào tài liệu trả lời câu

hỏi của GV rất chính xác.

- GV bàn giao dụng cụ, nguyên vật liệu cho các nhóm. Đại diện mỗi nhóm lên

nhận các bộ dụng cụ, nguyên vật liệu GV đã chuẩn bị trước đó. Giao mỗi nhóm 1 ổ

cắm điện. HS nhanh chóng nhận bộ dụng cụ, vật liệu về nhóm. Sau khi nhận bộ dụng

cụ, vật liệu có một số em rất thích sử dụng nam châm trắng và cầm súng bắn keo.

- GV giới thiệu thiết bị, dụng cụ và nguyên vật liệu, phiếu học tập cho các nhóm

HS. Các HS của lớp đa số đều chú ý lắng nghe.

- GV đặt câu hỏi: “Mỗi nhóm tham khảo tài liệu, sau đó hãy cho biết tàu Ya-ma-

tô là gì? Các bộ phận của mô hình tàu Ya-ma-tô?”. HS các nhóm đều trả lời rất tốt ở

câu hỏi này.

GV giao nhiệm vụ: “Hãy tìm hiểu cấu tạo và nguyên lý hoạt động của mô hình

tàu Ya-ma-tô?”. HS tìm hiểu cấu tạo và nguyên lý hoạt động của mô hình tàu dựa vào

tài liệu hướng dẫn. Sau đó, GV cho HS trình bày kiến thức đã tìm hiểu được vào phiếu

học tập và thuyết trình trước lớp. Đa phần các nhóm đều được nhóm trưởng phân công

rất rõ ràng công việc của các bạn chung nhóm. Một số em vẽ cấu tạo của mô hình tàu,

một số em khác nghiên cứu tài liệu và trình bày nguyên lý hoạt động vào phiếu học

tập

Sau đó, GV cho 3 nhóm báo cáo thuyết trình về cấu tạo và nguyên lý hoạt động

của mô hình tàu Ya-ma-tô trước lớp. Hầu hết HS các nhóm đều thuyết trình được,

trong đó có 1 nhóm thuyết trình tốt nhất.

Sau khi HS thuyết trình về cấu tạo và nguyên lý hoạt động của mô hình tàu Ya-

ma-tô, GV đưa ra nhận xét.

GV giao nhiệm vụ cho HS tiến hành thiết kế bản vẽ cấu tạo mô hình tàu Ya-ma-

tô. HS nhận nhiệm vụ và chịu sự phân công của nhóm trưởng. Do bản vẽ cấu tạo của

mô hình tàu phụ thuộc vào từng sở thích của các em, nên ở hoạt đồng này HS của các

nhóm có sự tranh cải về việc lựa chọn hình dáng của mô hình tàu, vị trí lắp đặt 2 miếng

lá nhôm, pin, công tắc, nam châm vĩnh cửu,… Mặc dù trong tài liệu hướng dẫn có gợi

ý bản vẽ cấu tạo của mô hình tàu. HS đặt rất nhiều câu hỏi “Tại sao?” cho GV:

Câu 1: Tại sao 2 miếng lá nhôm phải đặt ở giữa và dọc theo thân tàu?

Câu 2:Tại sao phải đặt 2 viên nam châm lên trên và ở giữa 2 miếng nhôm?

Câu 3: Tại sao không dán 2 miếng lá nhôm vào trực tiếp mút xốp bằng keo dán

sắt mà dùng băng keo 2 mặt?

Câu 4: Tại sao không dán 2 miếng lá nhôm trực tiếp vào mút xốp bằng băng keo

2 mặt mà phải thông qua que đè lưỡi?

Câu 5: Tại sao phải sử dụng 2 pin 9V cho mô hình tàu Ya-ma-tô?

Câu 6: Vị trí đặt 2 pin 9V này có cần phải theo quy định kỹ thuật gì không?

GV trả lời:

Câu 1: Hai miếng lá nhôm phải đặt ở giữa và dọc theo thân tàu đề lực từ tác dụng

lên dòng điện có phương đi qua trọng tâm của tàu để tàu chuyển động thẳng.

Câu 2: Phải đặt 2 viên nam châm vĩnh cửu lên trên và ở giữa 2 miếng nhôm để

phương của cảm ứng từ vuông góc với phương của dòng điện. Có thể đặt ở bên dưới

100

và ở giữa 2 miếng nhôm được nhưng sẽ làm viên nam châm bị ăn mòn bởi dung dịch

điện phân.

Câu 3: Không nên dùng keo dán sắt để dán miếng nhôm vào mút xốp vì keo dán

sắt sẽ làm mút xốp biến dạng giống như mút xốp gặp nhiệt độ cao.

Câu 4: Dán 2 miếng lá nhôm trực tiếp vào mút xốp bằng băng keo 2 mặt có thể

được nếu các miếng nhôm thật sự phẳng không bị cong. Miếng nhôm dùng trong chủ

đề này bị cong nên phải thông qua que đè lưỡi để không bị cong. Lúc vận hành mô

hình thì dòng điện chạy trong chất điện phân giữa 2 bản cực là đều nhau trên toàn diện

tích bản mặt miếng nhôm.

Câu 5: Lực từ tác dụng lên dòng điện trong chất điện phân tỉ lệ với hiệu điện thế

giữa hai bản cực. Chúng ta có thể dùng hiệu điện thế khác sao cho thấy rõ được hoạt

động của mô hình tàu Ya-ma-tô.

Câu 6: Vị trí đặt pin có ảnh hưởng đến chuyển động của tàu Ya-ma-tô. Đặt pin

sao cho thân tàu thăng bằng và 2 miếng nhôm phải nằm trong dung dịch điện phân khi

đặt tàu xuống dung dịch điện phân.

Hoạt động tiếp theo, GV cho HS bắt đầu tiến hành gia công, chế tạo mô hình tàu

Ya-ma-tô dựa trên những dụng cụ, nguyên vật liệu được cung cấp. Hoạt động này,

nhóm trưởng các nhóm phát huy được vai trò của mình và phân công nhiệm vụ cho

các bạn sau khi nghiên cứu tài liệu hướng dẫn:

+ Phối hợp cùng các bạn chịu trách nhiệm tiến hành gia công, chế tạo mô hình

tàu Ya-ma-tô sử dụng bộ dụng cụ nhận được từ GV về: số lượng, tình trạng chất lượng

các thiết bị dụng cụ, nguyên vật liệu, tìm hiểu quy trình thực hiện gia công, chế tạo sản

phẩm và kết hợp với bản vẽ thiết kế của từng nhóm.

+ Phối hợp với nhóm nhận nhiệm vụ hoàn thành phiếu học tập, điền đầy đủ các nội

dung kiến thức trong phiếu học tập.

+ Phối hợp với nhóm nhận nhiệm vụ hoàn thành sơ đồ mạch điện trong phiếu

học tập và mắc mạch điện cho mô hình tàu.

Phần mắc mạch điện, HS gặp khó khăn trong việc mắc mạch điện nối tiếp 2 pin

9V.

101

Hình 3.5. HS nhóm 4 đang gia công, Hình 3.6. HS nhóm 5 đang gia công,

chế tạo mô hình tàu Ya-ma-tô chế tạo mô hình tàu Ya-ma-tô

Dụng cụ, nguyên vật liệu cung cấp cho HS thực hiện gia công, chế tạo sản phẩm

mô hình tàu Ya-ma-tô có một số đặc điểm sau:

- Thân tàu được làm bằng mút xốp nổi rất tốt và có kích thước khoảng 10cm x

15cm. Cần dùng dao rọc giấy để khoét rãnh phải song song, sau đó lắp các que đè lưỡi

phải thấp xuống đáy thân tàu khoảng một nửa chiều rộng que đè lưỡi để 2 miếng nhôm

phải nằm trọn trong dung dịch điện phân.

- Khi dán keo nến cho que đè lưỡi dính vào thân tàu phải thật khéo nếu không

súng bắn keo có thể làm mút xốp biến dạng.

- Phải mắc mạch điện nối tiếp để làm tăng hiệu điện thế giữa hai bản cực. Chú ý

đến cực của nam châm vĩnh cửu sẽ ảnh hưởng đến chiều của lực từ. Phải đặt nam châm

vĩnh cửu sao cho lực từ tác dụng lên dòng điện có chiều hướng về sau để đẩy dung

dịch ra sau sẽ làm tàu chạy về phía trước theo định luật III Niu-tơn.

Đối với nhiệm vụ này, GV đã chuẩn bị sẵn các bộ dụng cụ, tài liệu hướng dẫn và

phiếu học tập. HS dựa vào tài liệu hướng dẫn để thực hiện gia công, chế tạo sản phẩm,

nhận xét kết quả đạt được, sau đó tiếp tục thực hiện các nhiệm vụ khác trong phiếu

học tập. Các thành viên trong nhóm tiến hành gia công, chế tạo sản phẩm cần có khả

năng kỹ thuật tốt. Trong quá trình thực hiện, các HS sẽ làm việc với tài liệu hướng dẫn

và thực hiện theo quy trình gia công, chế tạo.

102

Qua đó, chúng tôi thấy HS các nhóm làm việc khá thành thạo, thảo luận rất sôi

nổi, tích cực hoạt động, thực hiện nhiệm vụ học tập hiệu quả hơn vì đã biết cách đọc

tài liệu hướng dẫn và hợp tác với nhau tốt hơn.

Thời điểm lớp học sôi nổi nhất là lúc các nhóm đều đang trong tiến trình thực

hiện các thao tác gia công, chế tạo xe đồ chơi dùng phản lực. Phân tích kết quả ở mỗi

nhóm như sau:

- Các nhóm 2, 5 thực hiện gia công, chế tạo sản phẩm thành công.

- Các nhóm 1, 3, 4 thực hiện gia công, chế tạo sản phẩm chưa thành công do

trong quá trình gia công mút xốp không đạt nên đã thay mút xốp khác để gia công

nhưng mô hình tàu vẫn không hoạt động.

- Các nhóm đều hoàn thành tốt trong phiếu học tập.

- HS Nhân là thành viên trong nhóm 2 khi gia công, chế tạo sản phẩm đã lắp đặt

nam châm vĩnh cửu nằm phía dưới và chính giữa 2 miếng nhôm.

- Nhóm 4 cần sự giúp đỡ của giáo viên mới có thể mắc được mạch điện nối tiếp.

- HS Quỳnh là thành viên trong nhóm 5 khi gia công, chế tạo sản phẩm có huy

động các bạn cùng trang trí sản phẩm.

- Nhóm 5 hoàn thành trước và vận hành thử thì không thành công. Sau đó đã cải

tiến bằng cách lắp đặt nam châm nằm phía dưới và chính giữa 2 miếng nhôm thì đã

thành công. Nhóm mất thêm thời gian cho việc trang trí nên hoàn thành sau cùng nhưng

lại đạt được kết quả tốt nhất.

c. Giai đoạn 3: Tổ chức cho HS báo cáo kết quả, nhận xét và kết luận

+ Tổ chức cho HS báo cáo kết quả

- GV tổ chức cho các nhóm thuyết trình báo cáo kết quả gia công, chế tạo sản

phẩm. Các HS khác sau đó sẽ nhận xét, bổ sung, đặt câu hỏi cho nhóm thuyết trình.

Do thời gian có giới hạn nên chỉ có 1 nhóm thuyết trình báo cáo trong giờ học đó là

nhóm 5.

103

Hình 3.7. Các thành viên nhóm 5 đang thuyết trình và vận hành sản phẩm

Hình 3.8. Sản phẩm mô hình tàu Ya-ma-tô chủa nhóm 5

- Đối với phần báo cáo của nhóm 5: HS của nhóm báo cáo nội dung cấu tạo và

nguyên lý hoạt động của mô hình tàu Ya-ma-tô, trình bày bản vẽ thiết kế, sơ đồ mạch

điện, quy trình gia công, chế tạo sản phẩm và vận hành thử sản phẩm. Nhìn chung,

nhóm trình bày trôi chảy về các nội dung: về cấu tạo và giải thích được nguyên lý hoạt

động của mô hình tàu Ya-ma-tô, thể hiện bản vẽ thiết kế rõ ràng và đính kèm bản vẽ

104

thiết kế đã bao gồm sơ đồ mạch điện trên bảng. Nhóm đạt kết quả rất tốt trong lần vận

hành sản phẩm đầu tiên.

Đối với các nhóm vận hành chưa thành công mô hình tàu Ya-ma-tô thì các nhóm

sẽ phải quay lại đọc kỹ tài liệu hướng dẫn, quy trình gia công, chế tạo mô hình tàu,

phân tích nguyên nhân và đánh giá vị trí lắp đặt các chi tiết KT, đưa ra giải pháp khắc

phục các lỗi KT.

+ Nhận xét, đánh giá

- GV tổ chức cho HS nhận xét phần thuyết trình của 1 nhóm sau đó đặt câu hỏi

và phản biện, trong quá trình đó phát hiện vấn đề. Nhìn chung, nhóm được lên thuyết

trình thì tích cực đặt câu hỏi và phân tích vấn đề.

- GV cho sản phẩm mô hình tất cả các nhóm lên cùng một bàn học, HS đứng

xung quanh quan sát và nhận xét một cách tổng quan sản phẩm của các nhóm.

+ Kết luận

- GV nhận xét và hệ thống lại bản vẽ thiết kế mô hình và sơ đồ mạch điện cho

tàu Ya-ma-tô.

- GV kết luận cấu tạo và nguyên lý hoạt động của mô hình tàu Ya-ma-tô và chỉ

ra nội dung kiến thức Vật lý trọng tâm của bài học: công thức và cách xác định chiều

của lực từ tác dụng lên dòng điện trong chất diện phân.

Hình 3.9. Sản phẩm của các nhóm học sinh

Ngoài ra, các chủ đề STEM: “Động cơ điện một chiều”, “Loa điện”, “Máy biến

áp”, “Máy thu thanh” có tiến trình tổ chức tương tự và phát huy được tính tích cực,

phát triển được năng lực sáng tạo kỹ thuật của học sinh.

105

3.6. Đánh giá kết quả thực nghiệm sư phạm

3.6.1. Đánh giá định tính

Theo dõi diễn biến thực nghiệm sư phạm, chúng tôi nhận thấy các biểu hiện ở

HS phù hợp với tiêu chí đánh giá năng lực sáng tạo kỹ thuật của HS đã đưa ra ở mục

1.4.5 – Chương 1. Sau đây, chúng tôi đánh giá định tính thông qua các biểu hiện của

HS trong quá trình dạy học chủ đề STEM.

Tiêu chí 1: Tự tìm ra vấn đề mới, tình huống mới trong thực tiễn kỹ thuật và đề

xuất phương án giải quyết đúng, mang lại hiệu quả

+ Đối với chủ đề STEM “Xe đồ chơi sáng tạo”

Sau khi gia công, chế tạo xong sản phẩm xe đồ chơi dùng phản lực thì HS nhận

thấy cánh quạt kích thước lớn làm cánh quạt không quay được ⟹ thay đổi cánh quạt

kích thước lớn thành cánh quạt có kích thước nhỏ, xe đồ chơi sẽ vận hành bình thường.

[mức 2]

+ Đối với chủ đề STEM “Tàu Ya-ma-tô”

HS gia công, chế tạo mô hình tàu Ya-ma-tô đã tìm thấy vấn đề KT: dùng keo nến

dán các bản cực vào mút xốp sẽ rất dễ bị rơi ra ngoài khi đặt mô hình sản phẩm vào

dung dịch điện phân hoặc mút xốp biến dạng vì nhiệt độ của keo nến khá cao ⟹ Đề

xuất phương án giải quyết: dùng dây ni-lon để buộc các bản điện cực vào thân tàu.

[mức 3]

+ Đối với chủ đề STEM “Động cơ điện một chiều”

Khi HS gia công, chế tạo mô hình động cơ điện một chiều đã tìm ra vấn đề kỹ

thuật: khi khung dây quay sẽ dễ bị biến dạng ⟹ Đề xuất phương án: Thay dây đồng

có tiết diện lớn hơn hoặc sử dụng khung sẵn có độ bền tốt thì khi vận hành khung dây

sẽ không bị biến dạng. [mức 3]

+ Đối với chủ đề STEM “Loa điện”

Khi HS thiết kế, chế tạo loa điện thì nhận thấy màng loa được làm bằng giấy A4

và đang thử nghiệm trong phòng học, nếu dùng loa điện này mang đi chơi, đi du lịch

mà gặp trời mưa hay gặp nhiệt độ cao thì sao? ⟹ HS đề xuất phương án giải quyết:

sử dụng màng loa làm bằng chất liệu không thấm nước và chống cháy (chịu nhiệt cao).

[mức 4]

106

+ Đối với chủ đề STEM “Máy thu thanh”

Khi HS gia công, lắp ráp bộ kít AM/FM – CF210SP trong giai đoạn dùng mỏ

hàn để hàn IC vào PCB module (mạch điện của bộ kít) đã gặp khó khăn vì các chân

của IC rất nhỏ và nằm sát nhau đễ bị hàn dính các chân với nhau ⟹ Dùng khò hàn để

hàn các chân IC vào PCB. [mức 3]

Tiêu chí 2: Kết hợp các thao tác tư duy (so sánh, phân tích, đánh giá) và các

phương pháp phán đoán, mô hình giả thuyết, kiểm tra giả thuyết, từ đó đưa ra kết luận

chính xác cho vấn đề

+ Đối với chủ đề STEM “Tàu Ya-ma-tô”

HS nhóm 2 phân tích cấu trúc kỹ thuật của mô hình tàu Ya-ma-tô và dựa vào

kiến thức đã học:

- Dòng điện chạy trong dây dẫn đặt trong từ trường sẽ chịu tác dụng từ có phương

và chiều được xác định bằng quy tắc bàn tay trái hay quy tắc vặn đinh ốc;

- Theo định luật III Newton: khi hai vật A và B tương tác với nhau thì lực do A

tác dụng lên B bằng về độ lớn với lực do B tác dụng lên A, nhưng hai lực tác dụng

ngược chiều nhau.

HS suy luận: muốn tàu chạy về trước thì phải có lực đẩy dòng nước chạy về phía

sau.

Sau đó HS phân tích, bình thường các tàu muốn di chuyển được trên nước, người

ta dùng động cơ làm quay cánh quạt (chân vịt) để tạo lực đẩy nước về phía sau, theo

định luật III Newton thì có lực đẩy tàu chuyển động về phía trước.

HS đặt vấn đề: Vậy làm sao để tạo lực đẩy nước về phía sau mà không cần dùng

đến cánh quạt (chân vịt)?

HS đặt giả thuyết: “Nếu tạo ra được lực đẩy nước về phía sau mà không dùng

đến cánh quạt thì tàu có thể chuyển động về phía trước”.

HS xây dựng mô hình giả thuyết:

- Dòng điện chạy được trong các môi trường như: kim loại (chất rắn), chất điện

phân (chất lỏng), chất khí, bán dẫn (chất rắn).

- Nước biển (chất lỏng) là môi trường có chứa nhiều muối NaCl ⟹ là chất điện

li ⟹ chất điện phân

107

⟹ Ta chỉ cần cho dòng điện chạy trong chất điện phân rồi đặt trong từ trường

⟹ lực từ tác dụng lên dòng điện trong chất điện phân có phương dọc theo thân tàu và

có chiều về phía sau thân tàu.

⟹ Đặt bàn tay trái nằm ngửa ra và ngón cái choãi ra 900 chỉ chiều của lực từ, là

chiều về phía sau thân tàu;

⟹ Chiều từ cổ tay đến đầu các ngón tay là chiều của dòng điện, là chiều từ mép trái

sang mép phải của tàu hay ngược lại ⟹ Đặt 2 bản điện cực được nối với nguồn điện nằm

ngang dưới đáy và phía sau tàu để tạo ra dòng điện nằm ngang thân tàu;

⟹ Chiều của từ trường là hướng vào lòng bàn tay, là phương thẳng đứng, chiều

từ trên hướng xuống hoặc ngược lại ⟹ Đặt nam châm ở phía trên hoặc dưới và đều

nằm chính giữa 2 bản điện cực.

⟹ Tàu chuyển động được nhờ lực từ tác dụng lên dòng điện trong chất điện phân

tạo nên dòng nước chuyển động về phía sau làm tàu chuyển động về trước.

Kiểm tra mô hình giả thuyết: khi đặt 2 bản điện cực được nối với nguồn điện

trong chất điện phân và đặt một cực của nam châm vĩnh cửu nằm chính giữa 2 bản

điện cực thì thấy phần dung dịch giữa 2 bản điện cực chuyển động tạo thành dòng.

⟹ Kết luận: Lực từ tác dụng lên dòng điện trong chất điện phân đặt trong từ

trường sẽ tạo ra lực đẩy dòng nước về phía sau làm tàu chuyển động về phía trước.

[mức 3]

+ Đối với chủ đề STEM “Loa điện”

HS nhóm 5 phân tích cấu trúc kỹ thuật của mô hình loa điện và dựa vào kiến thức

đã học: một vật dao động tạo ra âm thanh, một vật phát ra âm thanh gọi là nguồn âm.

Từ đó HS so sánh các định nghĩa trên suy luận: loa điện cũng có chứa vật dao

động nên phát ra được âm thanh.

Sau đó HS kiểm tra lại: cho tín hiệu điện vào loa thì nhận thấy màng loa dao

động, HS kết luận: màng loa dao động nên phát ra âm thanh.

HS suy luận tiếp, muốn cho màng loa dao động vậy phải có lực nào đó tác động

vào màng loa. HS đặt vấn đề: Tại sao khi cho tín hiệu điện vào thì loa phát ra được âm

thanh? Tại sao trong loa điện lại có nam châm vĩnh cửu?

HS xây dựng mô hình giả thuyết:

108

- Các nam châm tương tác với nhau: các cực cùng tên thì đẩy nhau, các cực khác

tên thì hút nhau;

- Dòng điện cũng tác dụng từ lên nam châm thử đặt gần nó;

⟹ Dòng điện tương tác từ với nam châm; nam châm tương tác từ với nam châm;

dòng điện tương tác từ với dòng điện ⟹ Xung quanh dòng điện và nam châm có từ

trường;

- Nếu cho dòng điện chạy trong dây dẫn đặt trong từ trường sẽ chịu tác dụng từ

tác dụng lên dây dẫn đó;

- Nếu màng loa có chứa dây dẫn thì khi ta cho dòng điện chạy qua, từ trường của

nam châm tác dụng từ lên dây dẫn, làm màng loa bị kéo vào hoặc đẩy ra.

- Nếu dòng điện chạy qua dây dẫn có cường độ thay đổi, từ trường của nam châm

tác dụng từ lên dây dẫn có cường độ thay đổi, làm màng loa cũng bị kéo hoặc đẩy lúc

mạnh lúc nhẹ tương tự như độ lớn của cường độ dòng điện chạy qua dây dẫn;

- Nếu cho dòng điện có cường độ thay đổi theo quy luật (tín hiệu điện) chạy qua

dây dẫn, từ trường của nam châm tác dụng từ lên dây dẫn cũng thay đổi có quy luật

như tín hiệu điện ⟹ màng loa dao động phát ra âm thanh có quy luật giống như đồ thị

dòng điện;

- Nếu có thiết bị biến tín hiệu âm thanh thành tín hiệu điện rồi cho chạy qua dây

dẫn đặt trong từ trường của nam châm, từ trường của nam châm tác dụng lực từ lên

dây dẫn có độ lớn thay đổi như đồ thị tín hiệu điện ⟹ màng loa dao động phát ra âm

thanh có quy luật như đồ thị tín hiệu âm thanh.

HS phân tích cấu trúc kỹ thuật của loa điện: lấy loa điện thực tế và tháo các chi

tiết KT của loa điện thì thấy phía dưới màng loa có ống dây đồng và được đặt trong từ

trường của nam châm. Ống dây này được nối với 2 cực bên ngoài khung loa ⟹ Cho

tín hiệu âm thanh được cung cấp bởi máy nghe nhạc thì thấy màng loa dao động phát

ra âm thanh.

⟹ Mô hình giả thuyết đã được kiểm chứng. [mức 3]

Tiêu chí 3: Thiết kế được sơ đồ, bản vẽ thể hiện nguyên lý cấu tạo và hoạt động,

vận hành của hệ thống kỹ thuật và chỉ ra được tính mới, tính hiệu quả của nó so với

những cái đã biết

109

+ Đối với chủ đề STEM “Xe đồ chơi sáng tạo”

Khi HS thực hiện nhiệm vụ thiết kế bản vẽ mô hình xe đồ chơi thì có nhóm 1 đã

thể hiện hệ thống truyền chuyển động từ DC motor đến trục bánh xe trước. Trong khi

các nhóm khác và sản phẩm mẫu có bản vẽ KT thể hiện hệ thống truyền chuyển động

cho trục bánh xe sau. [mức 4]

Hình 3.10. Bản vẽ kỹ thuật của nhóm 1

Hình 3.11. Bản vẽ kỹ thuật của nhóm 2

110

Hình 3.12. Bản vẽ kỹ thuật của nhóm 4

Tiêu chí 5: Tự mày mò, tìm hiểu cấu trúc và đặc tính các linh kiện rời rạc của

sản phẩm đã bị tháo ra hoặc các bộ kít còn mới rồi sau đó lắp ráp các linh kiện lại với

nhau cho ra sản phẩm hoàn chỉnh

+ Đối với chủ đề STEM “Xe đồ chơi sáng tạo”

Từ sản phẩm mẫu, HS có thể tháo các bộ phận, chi tiết KT có trong xe đồ chơi

để tìm hiểu cấu trúc bên trong, bên ngoài và đặc tính, mối liên hệ, liên kết giữa các bộ

phận để từ đó lựa chọn nguyên vật liệu phù hợp. Sau đó kết hợp chuỗi thao tác KT vào

các nguyên vật liệu để biến thành các bộ phận, chi tiết KT tương ứng với bộ phận, chi

tiết KT của sản phẩm mẫu rồi lắp ráp lại thành một xe đồ chơi hoàn chỉnh. [mức 3]

+ Đối với chủ đề STEM “Tàu Ya-ma-tô”

HS tìm hiểu cấu trúc, đặc tính các chi tiết KT trong sản phẩm mẫu mô hình tàu

Ya-ma-tô, thậm chí có thể tháo rời các bộ phận, chi tiết KT của sản phẩm mẫu để quan

sát thật sâu, chính xác. Sau đó từ những nguyên vật liệu nào phù hợp với bộ phận nào

của mô hình mẫu, dụng cụ nào thực hiện chức năng ở những vị trí, thao tác KT nào để

tiến hành gia công, chế tạo thành sản phẩm hoàn chỉnh. [mức 3]

+ Đối với chủ đề STEM “Động cơ điện một chiều”

HS tháo rời DC motor để tìm hiểu cấu trúc bên trong có những chi tiết KT nào,

đặc điểm từng bộ phận, chi tiết KT hoạt động như thế nào, có mối quan hệ gì với nhau

hay không? Từ đó HS mô hình hóa DC motor thành mô hình động cơ điện một chiều

có kích thước các bộ phận, chi tiết KT lớn hơn và được thể hiện ra bên ngoài càng

111

nhiều càng tốt. Sau đó HS tiến hành gia công, lắp ráp các bộ phận, chi tiết KT thành

mô hình hoàn chỉnh. [mức 3]

+ Đối với chủ đề STEM “Loa điện”

HS tháo rời các loa điện đã không dùng đến để tìm hiểu cấu trúc bên trong rồi

quan sát sơ bộ các bộ phận, chi tiết KT rồi thống kê tên gọi, chức năng, chất liệu, hình

dạng các bộ phận, chi tiết KT lại. Sau đó, chuyển thể các bộ phận, chi tiết KT đó thành

những nguyên vật liệu tái chế sẵn có rồi lắp ráp các bộ phận, chi tiết KT lại theo một

tổ hợp các thao tác sử dụng kết hợp các dụng cụ và nguyên vật liệu một cách hợp lý

để sản phẩm trở nên hoàn chỉnh và hoạt động tốt. [mức 3]

+ Đối với chủ đề STEM “Máy thu thanh”

Một số HS có thể tự mày mò, tìm hiểu đặc tính các linh kiện điện tử trong các bộ

kít , sắp xếp vị trí các linh kiện cho đúng vị trí, đúng cực các chân linh kiện điện tử

trong sơ đồ mạch điện ⟹ sản phẩm có thể vận hành tốt ngay lần đầu tiên. [mức 3]

Tiêu chí 6: Tìm ra các thiết bị, vật liệu mới thay thế cho thiết bị, vật liệu cũ

nhưng vẫn đảm bảo tính hiệu quả cao và tiết kiệm

+ Đối với chủ đề STEM “Xe đồ chơi sáng tạo”

Khi HS vận hành thử xe đồ chơi dùng dây cu-roa thì nhận thấy nếu dùng dây

thun để làm dây cu-roa thì sẽ dễ bị kẹt dây ⟹ xe không hoạt động được. HS tìm ra vật

liệu khác là dây ni-lon để làm dây cu-roa. [mức 4]

+ Đối với chủ đề STEM “Tàu Ya-ma-tô”

HS khi gia công, chế tạo mô hình tàu Ya-ma-tô dùng mút xốp làm thân tàu đã

thấy khó khăn khi tạo các rãnh để đặt các bản điện cực và dán các nam châm vĩnh cửu,

khi vận hành thì pin hay bị rơi ra khỏi thân tàu ⟹ HS đề xuất thay đổi mút xốp thành

giấy Foam có đặc điểm: chống thấm nước tốt như mút xốp, cắt thành các mảnh rồi

dùng keo nến dán lại với nhau để tạo thành thân tàu ⟹ Hình dạng tàu được cắt theo

nhu cầu, sở thích. [mức 4]

+ Đối với chủ đề STEM “Loa điện”

HS đề xuất dùng giấy chống thấm hoặc nhựa hoặc bằng kim loại thay vì dùng

giấy A4 thường để mô hình loa điện có thể sử dụng được ở các điều kiện môi trường

khác nhau ⟹ Tính khả dụng cao. [mức 3]

112

Tiêu chí 7: Đề xuất giải pháp thiết kế mới cho hệ thống kỹ thuật đã có, thay đổi

một số chi tiết thiết kế nhằm tăng hiệu quả cho hệ thống kỹ thuật

+ Đối với chủ đề STEM “Xe đồ chơi sáng tạo”

Khi HS thực hiện lắp ráp xe đồ chơi dùng phản lực ke L 2 lỗ vào thân xe đã

không để ý đến chiều cao của xe dẫn đến khi lắp DC motor và cánh quạt vào thì cánh

quạt không quay được. HS đề ra phương án thay ke L 2 lỗ thành ke L 4 lỗ để nâng cao

thân xe ⟹ Cánh quạt quay được ⟹ Xe hoạt động bình thường. [mức 3]

Hình 3.13. Bản vẽ thiết kế mới của học sinh nhóm 2

+ Đối với chủ đề STEM “Tàu Ya-ma-tô”

Khi HS thực hiện gia công, chế tạo mô hình tàu Ya-ma-tô đã đề xuất giải pháp

thiết kế thân mô hình tàu bằng giấy Foam thay vì dùng mút xốp sẽ khó gia công, chế

tạo hơn: hạn chế dùng keo dán, pin dễ bị rơi khỏi tàu. [mức 4]

+ Đối với chủ đề STEM “Động cơ điện một chiều”

- Tại các ổ trục của mô hình động cơ một chiều, HS đề xuất thiết kế thêm chi tiết

ổ bi để khi vận hành động cơ, rôto chuyển động êm nhẹ hơn. [mức 4]

113

- Rôto sử dụng cho mô hình động cơ điện một chiều, HS đề xuất gắn thêm chi

tiết ngạnh ở 2 ổ trục để khi rôto chuyển động quay sẽ không bị lệch khỏi vị trí, không

làm ảnh hưởng đến chổi quét. [mức 3]

Hình 3.14. Học sinh tiến hành thay đổi một số chi tiết KT cho mô hình

động cơ điện một chiều

+ Đối với chủ đề STEM “Loa điện”

- HS đề xuất thay đổi màng loa bằng giấy A4 ⟹ màng loa bằng giấy chống thấm,

nhựa hay bằng kim loại trong mô hình loa điện. [mức 3]

- HS đề xuất thay đổi kích thước tiết diện của dây đồng dùng làm ống dây để quá

trình quấn ống dây dễ hơn, nhanh hơn. [mức 4]

+ Đối với chủ đề STEM “Máy thu thanh”

HS đề xuất thay đổi thông số cuộn cảm để tần số dò đài của máy thu thanh đúng

theo thang đo có trong bộ kít. [mức 4]

Tiêu chí 8: Tiến hành thực hiện giải pháp, thi công, chế tạo,...hệ thống kỹ thuật

nhằm mang lại lợi ích và có ý nghĩa xã hội

+ Đối với chủ đề STEM “Máy thu thanh”

HS thực hiện chủ đề STEM “Máy thu thanh” với ý nghĩa: sản phẩm máy thu

thanh có thể sử dụng được có thể giúp ngư dân nắm bắt thông tin về tình hình trên biển

đông kịp thời ⟹ Ngư dân sẽ có biện pháp phòng ngừa kịp thời. [mức 4]

114

Tiêu chí 9: Vận dụng kiến thức được học để giải quyết các vấn đề mới, tình

huống mới trong thực tiễn liên quan đến ngành kỹ thuật

+ Đối với chủ đề STEM “Xe đồ chơi sáng tạo”

- Sau khi học xong chủ đề STEM “Xe đồ chơi sáng tạo” HS có thể tự mày mò, gia

công, chế tạo thành công các loại xe đồ chơi mà không phải tốn nhiều tiền. [mức 3]

- Cải tiến được hệ thống truyền động, công suất động cơ cũng như nguồn điện để

tải được chính HS đó và các vật có khối lượng vừa phải. [mức 3]

Hình 3.15. Học sinh đang gia công cải tiến xe để tải các vật nặng

+ Đối với chủ đề STEM “Động cơ điện một chiều”

Sau khi học xong chủ đề STEM “Động cơ điện một chiều” HS đã biết chế tạo

động cơ điện một chiều cỡ nhỏ và biến động cơ đó thành máy phát điện cỡ nhỏ có thể

thắp sáng được đèn led. [mức 3]

+ Đối với chủ đề STEM “Loa điện”

Sau khi học xong chủ đề STEM “Loa điện” HS có thể tự mày mò, gia công, chế

tạo thành công các thùng loa để phát nhạc. [mức 4]

+ Đối với chủ đề STEM “Máy biến áp”

115

Sau khi học xong chủ đề STEM “Máy biến áp” HS có thể tự mày mò, gia công,

chế tạo thành công máy biến áp để biến đổi điện áp để phù hợp với các thiết bị đang

sử dụng và theo nhu cầu mong muốn. [mức 3]

+ Đối với chủ đề STEM “Máy thu thanh”

Sau khi học xong chủ đề STEM “Máy thu thanh” HS có thể tự mày mò, lắp ráp

thành công các bộ kít để giải quyết các vấn đề mong muốn: mạch phát loa bluetooth,

mạch led nháy theo nhạc,… [mức 4]

Tiêu chí 10: Đề xuất bản vẽ kỹ thuật mới nhằm giải quyết vấn đề kỹ thuật trong

khâu thiết kế bản vẽ sản phẩm

+ Đối với chủ đề STEM “Xe đồ chơi sáng tạo”

HS đề xuất bản vẽ KT mới về hình dạng thân xe đồ chơi, vị trí lắp đặt DC motor

nhưng vẫn đảm bảo chức năng hoạt động của các chi tiết KT. [mức 3]

+ Đối với chủ đề STEM “Tàu Ya-ma-tô”

HS đề xuất bản vẽ KT về mô hình tàu Ya-ma-tô: hình dạng thân mô hình tàu Ya-

ma-tô khác với bản thiết kế mẫu, vị trí lắp đặt nam châm vĩnh cửu ở dưới dung dịch

nước muối, vị trí lắp đặt pin tập trung về phía sau đuôi tàu nhưng vẫn đảm bảo chức

năng hoạt động của các chi tiết KT. [mức 3]

+ Đối với chủ đề STEM “Động cơ điện một chiều”

HS đề xuất bản vẽ kỹ thuật của mô hình động cơ điện một chiều với khung dây

có hình tròn, ở các trục của động cơ có thêm chi tiết để ngăn không cho trục của động

cơ lệch khỏi vị trí. [mức 3]

Tiêu chí 11: Lập được nhiều phương án giải quyết cho một vấn đề thực tiễn kỹ

thuật và mang lại kết quả tối ưu

+ Đối với chủ đề STEM “Xe đồ chơi sáng tạo”

Khi gia công, chế tạo xe đồ chơi đề xuất các phương án giải quyết vấn đề về kỹ

thuật cố định DC motor vào thân xe và mang lại hiệu quả tối ưu như:

- HS dùng băng keo đen để quấn DC motor vào khung xe, khi xe hoạt động DC

motor được giữ cố định rất tốt trên thân xe. [mức 3]

- HS dùng keo nến để cố định DC motor trên thân xe, khi xe hoạt động DC motor

vẫn được cố định rất tốt trên thân xe. [mức 3]

116

- HS dùng dây rút đễ giữ cố định DC motor trên thân xe, khi xe hoạt động DC

motor vẫn được giữ cố định rất tốt trên thân xe. [mức 3]

+ Đối với chủ đề STEM “Động cơ điện một chiều”

Khi gia công, chế tạo mô hình động cơ điện một chiều HS lập được nhiều phương

án giải quyết vấn đề kỹ thuật tạo độ bền cho khung dây không bị biến dạng trong quá

trình chuyển động và mang lại kết quả tối ưu như:

- HS dùng một đoạn dây nhôm trong các mốc phơi đồ uốn lại thành khung bằng

khung dây đồng rồi dán vào khung dây đồng, vì khung dây nhôm có độ cứng tốt hơn

dây đồng. [mức 3]

- HS dùng một đoạn dây hợp chất đồng có độ cứng tốt uốn lại thành khung bằng

khung dây đồng rồi dán vào khung dây đồng, vì khung dây kẽm có độ cứng tốt hơn

dây đồng. [mức 3]

- HS dùng loại dây đồng có tiết diện lớn hơn làm tăng độ cứng của khung dây để

khi chuyển động khung dây sẽ không bị biến dạng. [mức 3]

- HS cũng dùng loại dây đồng được GV giao nhưng quấn thật nhiều vòng và bó

thật xác lại với nhau làm tăng độ cứng của khung dây để khi khung dây chuyển động

không bị biến dạng. [mức 3]

+ Đối với chủ đề STEM “Loa điện”

HS trong quá trình gia công, chế tạo loa điện đã đề xuất nhiều phương án giải

quyết vấn đề về kỹ thuật quấn dây đồng vào khuôn và mang lại kết quả tối ưu như:

- HS dùng keo 2 mặt dán vào khuôn rồi quấn dây đồng để khi thao tác dây đồng

được cố định mà không bị tuột khỏi khuôn để thao tác quấn dây đồng vào khuôn trở

nên dễ dàng và sau đó dùng băng keo trong dán xung quanh ống dây để dây đồng

không bị bung ra hay bị biến dạng. [mức 4]

- HS dùng keo trong để cố định một đầu dây rồi sau đó quấn dây đồng vào khuôn

để dây đồng không bị tuột khỏi khuôn quấn dây để thao tác quấn dây đồng vào khuôn

trở nên dễ dàng. Sau đó, HS dùng băng keo trong để quấn xung quanh ống dây đồng

để khi lấy ống dây ra khỏi khuôn sẽ không bị bung ra hay bị biến dạng. [mức 4]

117

- HS dùng keo nến để cố định một đầu dây đồng rồi sau đó quấn dây để thao tác

quấn dây trở nên dễ dàng. Sau đó dùng keo 2 mặt dán xung quanh để khi lấy ống dây

ra khỏi khuôn sẽ không bị bung hay biến dạng. [mức 4]

- HS dùng băng keo trong quấn vào khuôn sao cho mặt keo nằm bên ngoài để

sau khi quấn dây đồng vào khuôn, HS quấn thêm 1 lớp băng keo trong lên ống dây,

lần này mặt keo hướng vào trong, để khi lấy ống dây đồng ra khỏi khuôn không bị

biến dạng. [mức 4]

HS trong quá trình gia công, chế tạo loa điện đã đề xuất nhiều phương án giải quyết

vấn đề về kỹ thuật lắp ống dây đồng vào màng loa và mang lại kết quả tối ưu như:

- HS dùng khuôn đã quấn ống dây gắn trực tiếp vào màng loa để ống dây không

bị biến dạng trong quá trình gia công, lắp ráp ống dây đồng vào màng loa. [mức 4]

- HS dùng keo 2 mặt và tận dụng độ cứng của miếng phủ bảo vệ lớp keo để làm

tăng độ bền của ống dây, nên khi lắp ống dây vào màng loa thì ống dây không bị biến

dạng. [mức 4]

- HS dùng keo dán sắt để tạo liên kết giữa các vòng dây quấn trong ống dây để

khi lắp ống dây vào màng loa thì không bị biến dạng. [mức 4]

HS trong quá trình gia công, chế tạo loa điện đã đề xuất nhiều phương án giải quyết

vấn đề về kỹ thuật lắp nắp chai nhựa vào khung loa và mang lại kết quả tối ưu như:

- HS dùng keo 2 mặt dán vào nắp chai rồi đặt khung loa vào, sau đó dùng băng

keo trong quấn nhiều vòng để cố định khung loa với nắp chai nhựa. [mức 3]

- HS dùng keo nến để dán khung loa vào nắp chai, sau đó dùng băng keo trong

quấn nhiều vòng để cố định khung loa với nắp chai. [mức 3]

- HS dùng keo dán sắt để dán nắp chai vào khung loa, kết quả là khung loa vẫn

liên kết vững chắc với nắp chai nhựa. [mức 3]

- HS dùng 3 ốc vít để khóa siết chắc liên kết giữa nắp chai nhựa và khung loa.

[mức 3]

HS trong quá trình gia công, chế tạo loa điện đã đề xuất nhiều phương án giải

quyết vấn đề về kỹ thuật dán nam châm vĩnh cửu vào khung loa và mang lại kết quả

tối ưu như:

118

- HS dùng keo 2 mặt để dán nam châm vĩnh cửu vào nắp chai nhựa được gắn với

khung loa. [mức 3]

- HS dùng keo nến để dán nam châm vĩnh cửu vào nắp chai nhựa được gắn với

khung loa. [mức 3]

- HS dùng keo dán sắt để dán nam châm vĩnh cửu vào nắp chai nhựa được gắn

với khung loa. [mức 3]

HS trong quá trình gia công, chế tạo loa điện đã đề xuất nhiều phương án giải

quyết vấn đề về kỹ thuật lắp màng loa vào khung loa và mang lại kết quả tối ưu như:

- HS dùng keo 2 mặt để dán màng loa vào khung loa, kết quả là màng loa được

liên kết vững chắc khung loa. [mức 3]

- HS dùng keo nến để dán màng loa vào khung loa, kết quả là màng loa vẫn được

liên kết vững chắc với khung loa. [mức 3]

- HS dùng các ốc, vít để tạo liên kết giữa màng loa với khung loa, cho cùng kết

quả như trên, liên kết giữa màng loa và khung loa rất tốt. [mức 3]

- HS dùng băng keo trong dán màng loa vào khung loa từ 2 đến 2 vòng thì màng

Hình .

loa cũng liên kết thật chắc với khung loa. [mức 3]

Hình 3.16. Học sinh nhóm 2 (bên trái), nhóm 5 (bên phải) đang lắp màng loa

vào khung loa của mô hình loa điện

+ Đối với chủ đề STEM “Máy thu thanh”

HS khi lắp ráp máy thu thanh đã đề xuất nhiều phương án giải quyết vấn đề về

kỹ thuật hàn các chân linh kiện điện tử vào mạch điện của máy thu thanh và mang lại

kết quả tối ưu như:

119

- HS dùng mỏ hàn và chì hàn để hàn các mối nối giữa các chân linh kiện điện tử

với mạch điện của máy thu thanh, các mối nối tạo được độ dẫn điện rất tốt. [mức 3]

- HS dùng mỏ hàn và thiết hàn để hàn các mối nối giữa các chân linh kiện điện tử

với mạch điện của máy thu thanh, các mối nối tạo được độ dẫn điện rất tốt. [mức 3]

- HS dùng khò hàn và chì hàn để hàn các mối nối giữa các chân linh kiện điện tử

với mạch điện của máy thu thanh, các mối nối tạo được độ dẫn điện rất tốt và các linh

kiện điện tử không bị cháy. [mức 3]

- HS dủng khò hàn và thiết hàn để hàn các mối nối giữa các chân linh kiện điện

tử với mạch điện của máy thu thanh, các mối nối tạo được độ dẫn điện rất tốt và các

linh kiện điện tử không bị cháy. [mức 3]

Tiêu chí 12: Đề xuất được tiến trình gia công, chế tạo sản phẩm mới trong khâu

giải quyết vấn đề thực tiễn kỹ thuật

+ Đối với chủ đề STEM “Xe đồ chơi sáng tạo”

HS đề xuất tiến trình lắp ráp xe đồ chơi dùng phản lực: thiết kế bản vẽ KT ⟹

lắp ke L vào bảng điện để tạo thành thân xe ⟹ lắp bánh xe vào thân xe ⟹ lắp mạch

điện và DC motor vào thân xe ⟹ lắp cánh quạt vào DC motor để tạo thành sản phẩm

xe đồ chơi hoàn chỉnh ⟹ tiến hành vận hành thử nghiệm để xem xe có chuyển động

thẳng không ⟹ nếu xe chuyển động không thẳng thì hỉnh sửa các ke L để các trục

bánh xe song song và vuông góc với thân xe ⟹ tiến hành vận hành thử nghiệm lại để

cho ra sản phẩm hoàn chỉnh. [mức 4]

+ Đối với chủ đề STEM “Tàu Ya-ma-tô”

HS đề xuất tiến trình gia công, chế tạo mô hình tàu Ya-ma-tô: thiết kế bản vẽ KT

thân mô hình tàu Ya-ma-tô ⟹ lắp mạch điện cho mô hình tàu Ya-ma-tô ⟹ lắp 2 bản

điện cực vào thân tàu ⟹ lắp các viên nam châm vào thân tàu ⟹ sản phẩm hoàn chỉnh.

[mức 4]

+ Đối với chủ đề STEM “Động cơ điện một chiều”

HS đề xuất tiến trình gia công, chế tạo mô hình động cơ điện một chiều: thiết kế

bản vẽ KT ⟹ lắp các giá đỡ trục bằng ke L 4 lỗ vào bảng điện (làm đế cho mô hình

động cơ điện một chiều) ⟹ quấn dây đồng thành cuộn và cố định vào căm xe để làm

rôto cho động cơ ⟹ làm 2 vành bán khuyên nối với 2 đầu cuộn dây ⟹ làm 2 chổi

120

quét ⟹ mắc mạch điện cho mô hình động cơ ⟹ lắp các chi tiết lại thành mô hình

động cơ và cố định thanh nam châm vĩnh cửu ở vị trí phù hợp ⟹ lắp chốt giữ trục rôto

để không vị lệch khỏi vị trí lúc vận hành ⟹ cung cấp nguồn và vận hành thử sản phẩm

⟹ sản phẩm mô hình động cơ điện hoàn chỉnh. [mức 4]

Hình 3.17. Học sinh đề xuất được tiến trình gia công, lắp ráp mô hình

động cơ điện một chiều

+ Đối với chủ đề STEM “Loa điện”

HS đề xuất tiến trình gia công, chế tạo mô hình loa điện: thiết kế bản v thiết kế

bản vẽ KT ⟹ tạo khung loa từ chai nhựa ⟹ quấn dây đồng thành ống dây ⟹ làm

màng loa ⟹ cố định viên nam châm ⟹ lắp ráp các chi tiết KT lại thành mô hình loa

điện ⟹ sản phẩm hoàn chỉnh. [mức 4]

+ Đối với chủ đề STEM “Máy thu thanh”

HS đề xuất được tiến trình lắp ráp sản phẩm: lắp các IC ⟹ các điện trở ⟹ tụ

điện ⟹ cuộn cảm ⟹ các linh kiện khác ⟹ lắp ráp vỏ lại thành sản phẩm hoàn chỉnh.

[mức 4]

Tiêu chí 13: Tiến hành gia công, chế tạo sản phẩm kỹ thuật và giải quyết được

các vấn đề kỹ thuật

+ Đối với chủ đề STEM “Xe đồ chơi sáng tạo”

HS giải quyết các vấn đề KT trong quá trình gia công, chế tạo xe đồ chơi: xác

định vị trí lắp ke L, đo kích thước của các trục xe, xác định vị trí lắp DC motor trên

thân xe và đo kích thước của cánh quạt với chiều cao của thân xe, thiết kế mạch điện.

[mức 3]

+ Đối với chủ đề STEM “Tàu Ya-ma-tô”

121

HS giải quyết các vấn đề KT trong quá trình gia công, chế tạo mô hình tàu Ya-

ma-tô: thiết kế mạch điện, thiết kế bản vẽ KT, gia công thân tàu, lắp ráp các bản điện

cực, sửa chữa sản phẩm nếu không hoạt động được. [mức 3]

+ Đối với chủ đề STEM “Động cơ điện một chiều”

HS giải quyết các vấn đề KT trong quá trình gia công, chế tạo mô hình động cơ

điện một chiều: quấn dây đồng thành cuộn, làm các vành bán khuyên, chổi quét. [mức

+ Đối với chủ đề STEM “Loa điện”

HS giải quyết các vấn đề KT trong quá trình gia công, chế tạo mô hình loa điện:

gia công khung loa, màng loa, ống dây đồng, gia cố các bộ phận, chi tiết KT lại với

nhau. [mức 3]

+ Đối với chủ đề STEM “Máy biến áp”

HS giải quyết các vấn đề KT trong quá trình tháo các chi tiết của máy biến áp,

đo các thông số hiệu điện thế ra và hiệu điện thế vào. [mức 3]

+ Đối với chủ đề STEM “Máy thu thanh”

HS giải quyết các vấn đề KT trong quá trình gia công, lắp ráp máy thu thanh: đọc

các giá trị điện trở vạch màu, hàn các chân linh kiện điện tử vào PCB (mạch điện), đặc

biệt là hàn các IC vào mạch điện, thay đổi độ tự cảm của ống dây để hiệu chỉnh tần số

thu được của máy thu thanh phù hợp với thang đo được cung cấp trong bộ kít. [mức

3.6.2. Đánh giá định lượng

Sau khi tổ chức dạy học theo chủ đề STEM, chúng tôi tiến hành cho HS làm bài

hậu kiểm để kiểm tra mức độ nắm vững kiến thức trong các chủ đề STEM. Trong quá

trình làm bài kiểm tra HS nghiêm túc trong quá trình nghe hướng dẫn và làm bài kiểm

tra. Chúng tôi đánh giá định lượng bài kiểm tra chủ để “DC motor và xe đồ chơi sáng

tạo” để minh họa.

Phổ điểm được phân bố bởi bảng sau:

Bảng 3.1. Bảng thống kê điểm số của học sinh lớp 11A7.

5 5.5 6 6.5 7 7.5 8 8.5 9 Điểm số xi

122

1 2 1 1 10 3 4 2 2 Tần số ni

1 3 4 5 15 18 22 24 26 Tần số tích lũy

Nhận xét:

+ Điểm trung bình:

+ Số điểm số có trong bảng phân bố là N = 33

+ Số trung vị tại vị trí: , ta dò theo hàng tần số tích lũy số trung vị = 7

+ Số yếu vị = 7

+ Hàng số: 9 – 5 = 4

+ Độ lệch tiêu chuẩn:

⟹ Đa số HS có điểm số đạt loại khá và sự chênh lệch điểm giữa các HS là không

nhiều.

Hình 3.18. Đồ thị biểu diễn điểm số của học sinh

123

Hình 3.19. Biểu đồ thể hiện phần trăm điểm của HS

Qua thống kê, chúng tôi nhận thấy HS đạt điểm từ 6.5 trở lên, chiếm 85%, chứng

tỏ qua cách tổ chức dạy học của chủ đề này, HS tiếp nhận được nhiều kiến thức. Trong

quá trình học chủ đề học sinh có các biểu hiện phát triển năng lực sáng tạo kỹ thuật

dựa theo các tiêu chí đánh giá năng lực sáng tạo kỹ thuật.

124

KẾT LUẬN CHƯƠNG 3

Sau đợt thực nghiệm sư phạm, thông qua việc tổ chức, theo dõi và phân tích diễn

biến và kết quả thực nghiệm, chúng tôi có những nhận xét sau:

- Việc tổ chức dạy học một số kiến thức chương “Từ trường” và “Cảm ứng điện

từ” – Vật lý 11 THPT theo định hướng giáo dục STEM dưới hình thức dạy học chính

khóa đã đạt được mục tiêu dạy học đề ra. HS phát triển được năng lực sáng tạo kỹ

thuật và nắm được kiến thức của mình trong quá trình học tập. Ngoài ra, HS còn phát

triển năng lực giải quyết vấn đề và rèn luyện một số kỹ năng cần thiết trong cuộc sống

như kỹ năng làm việc nhóm, thu thập và xử lí thông tin, thuyết trình, phản biện…

- Tiến trình dạy học góp phần tạo được hứng thú học Vật lý của HS nhờ vận dụng

các kiến thức hàn lâm vào thực tiễn, trực quan sinh động hơn. GV không những dạy

kiến thức khoa học mà còn giúp HS vui chơi, giải trí lành mạnh, hiểu hơn về các cơ

cấu kỹ thuật,…

- Từ phân tích thực nghiệm minh họa trên đã khẳng định tính khả thi của việc tổ

chức dạy học chương “Từ trường” và “Cảm ứng điện từ” – Vật lý 11” theo định hướng

giáo dục STEM trong việc đổi mới phương pháp dạy học ở trường phổ thông. Tuy

nhiên, chúng tôi nhận thấy một số hạn chế, khó khăn đối với phương án dạy học đã

soạn thảo:

- Dạy học theo định hướng giáo dục STEM tốn nhiều thời gian hơn dạy học

truyền thống, nên khó đảm bảo yêu cầu về mặt thời gian quy định cho môn học, năng

lực sáng tạo kỹ thuật của HS sẽ được thể hiện rõ ràng và thuyết phục hơn với thời gian

từ 5 đến 7 tuần tổ chức dạy học ngoại khóa. Nếu tổ chức dạy học chính khóa, thời

lượng phù hợp để dạy học sẽ là 3 tiết.

- Thực nghiệm chỉ tiến hành trên phạm vi hẹp, có tính đặc thù đối tượng, vùng

miền nên cũng chưa thể khẳng định tính hiệu quả với toàn bộ đối tượng HS THPT.

- Nếu tổ chức dạy học theo định hướng giáo dục STEM thì phải thay nội dung

kiểm tra đánh giá sao cho phù hợp với mục tiêu dạy học đã đề ra và nội dung bài kiểm

tra phải được kiểm duyệt chặt chẽ, đảm bảo tính khả thi, rõ ràng,…

- 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); Cũng cần có

125

phòng học được trang bị đầy đủ các dụng cụ kỹ thuật; Sự đòi hỏi cao ở người học (sử

dụng được Power Point, cách khai thác các tài liệu,… Sự đòi hỏi cao ở người dạy từ

khâu chuẩn bị: đề xuất ý tưởng, xây dựng giáo án, chuẩn bị dụng cụ, nguyên vật liệu,

tài liệu dạy học,… điều này cũng tạo thách thức cho người dạy, người học và kể cả

trường học.

126

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

1. Kết luận

Đối chiếu với mục đích và nhiệm vụ nghiên cứu của đề tài, luận văn đã đạt

được những kết quả như sau:

- Nghiên cứu cơ sở lý luận về giáo dục STEM nói chung và dạy học Vật lý theo

định hướng STEM nói riêng nhằm phát triển năng lực sáng tạo kỹ thuật của học sinh.

- Xây dựng được các biểu hiện của năng lực sáng tạo kỹ thuật và đề xuất được

biện pháp phát triển năng lực sáng tạo kỹ thuật ở học sinh. Thông qua đó xây dựng

các tiêu chí đánh giá năng lực sáng tạo kỹ thuật của học sinh.

- Xây dựng được tiến trình thiết kế, chế tạo mô hình sản phẩm kỹ thuật hay sản

phẩm mẫu hỗ trợ giáo viên dạy học các chủ đề STEM.

- Xây dựng được tiến trình dạy học một số kiến thức Vật lý theo định hướng

giáo dục STEM.

- Phân tích nội dung kiến thức chương “Từ trường” và “Cảm ứng điện từ” Vật

lý 11 theo định hướng giáo dục STEM.

- Dựa vào các vấn đề thực tiễn, thời sự,… liên quan đến kỹ thuật và phân tích

nội dung kiến thức Vật lý 11 để xây dựng tiến trình tổ chức dạy học Vật lý theo các

chủ đề STEM nhằm phát triển năng lực sáng tạo kỹ thuật cho học sinh.

- Xây dựng được tiêu chí đánh giá quá trình và đánh giá sản phẩm kỹ thuật

trong các chủ đề STEM.

- Tiến hành thực nghiệm sư phạm theo tiến trình đã xây dựng ở chương 2 tại

trường THCS – THPT Hoa Sen. Kết quả thực nghiệm sư phạm đã khẳng định đúng

đắn của giả thuyết khoa học đã nêu.

Ngoài những kết quả đat được, luận văn còn một số hạn chế như:

- Phạm vi thực nghiệm còn hẹp.

- Thời gian thực nghiệm sư phạm ngắn nên chưa phân tích được hết các vấn đề

kỹ thuật, các biểu hiện của năng lực sáng tạo kỹ thuật.

- Đối tượng học sinh còn nhiều hạn chế về chú ý, tự giác học tập và các kỹ năng

cần thiết trong thế kỷ 21 như sử dụng máy vi tính, tìm kiếm thông tin, đọc và chọn

lọc thông tin,…

127

Với những hạn chế trên, chúng tôi sẽ tiếp tục đi sâu nghiên cứu và có những cải

tiến phù hợp với từng đối tượng học sinh, bối cảnh địa lý,… với mục tiêu phát triển

năng lực sáng tạo kỹ thuật cho học sinh ngày càng phát triển ở trường phổ thông.

2. Kiến nghị

Qua điều tra thực tiễn và quá trình thực nghiệm ở trường phổ thông, chúng tôi có

một số kiến nghị như sau:

- Cần đổi mới toàn diện, tăng tính thực tiễn từ nội dung kiến thức đến các bài tập

vận dụng liên quan.

- Muốn đổi mới dạy học cần đổi mới phương pháp kiểm tra, đánh giá. Giáo viên

cần xây dựng các tiêu chí đánh giá và hình thức kiểm tra, đánh giá cho phù hợp với

mục tiêu dạy học đã đề ra.

- Khi xây dựng tiến trình dạy học Vật lý theo định hướng giáo dục STEM cần

chú trọng đến đối tượng dạy học, bối cảnh địa lý từng vùng miền cho phù hợp.

- Muốn dạy học Vật lý theo định hướng giáo dục STEM cần phát triển các kỹ

năng của thể kỷ 21 cho học sinh, phát triển các kỹ năng trong các môn học về STEM.

- Các trường phổ thông cần cải thiện cơ sở vật chất cơ bản để phục vụ cho bước

đầu triển khai cũng như làm quen với các hoạt động dạy học theo định hướng giáo dục

STEM.

128

DANH MỤC CÔNG TRÌNH CỦA TÁC GIẢ

[1]. Nguyễn Thanh Nga, Tôn Ngọc Tâm (2017), Xây dựng chủ đề giáo dục STEM

nội dung kiến thức “Từ trường và Cảm ứng điện từ” – Vật lý 11 (cơ bản), Kỷ

yếu Hội thảo khoa học giáo dục STEM trong chương trình giáo dục phổ thông

mới, NXB Đại học Sư Phạm, TP HCM.

[2]. Nguyễn Thanh Nga, Hoàng Phước Muội, Nguyễn Y Phụng, Tôn Ngọc Tâm

(2018), Building and organizing teachinh STEM topic “The potential energy

vehicle”, Tạp chí khoa học Giáo dục, tập 15, số 7, tr.5 – 21.

129

DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO

Đỗ Hương Trà. (2015). Dạy học tích hợp phát triển năng lực học sinh, Quyển 1 -Khoa

học tự nhiên, NXB Đại học Sư phạm.

Hà Duyên Tùng. (2014). Xây dựng và sử dụng các thiết bị thí nghiệm theo hướng phát

triển hoạt động nhận thức tích cực, sáng tạo của học sinh trong dạy học các

kiến thức về từ trường ở lớp 11 trung học phổ thông. Luận án tiến sĩ giáo dục

học. Chuyên ngành Lý luận và Phương pháp dạy học Bộ môn Vật lý. Hà Nội.

Huỳnh Văn Sơn, Lê Thị Hân (Chủ biên), Trần Thị Thu Mai, Nguyễn Thị Uyên Thy.

Giáo trình tâm lý học đại cương, NXB Đại học Sư phạm thành phố Hồ Chí

Minh.

Lê Xuân Quang. (2017). Dạy học môn Công nghệ phổ thông theo định hướng giáo dục

STEM, Luận án tiến sĩ giáo dục học, trường Đại học Sư phạm Hà Nội.

Lương Duyên Bình. (2015). Vật lý 11 (Cơ bản), Nhà xuất bản Giáo dục Việt Nam.

Lý Minh Tiên, Nguyễn Thị Tứ, Bùi Hồng Hà, Huỳnh Lâm Anh Chương (2016), Tâm

lý học lứa tuổi và tâm lý học sư phạm, NXB Đại học Sư phạm thành phố Hồ

Chí Minh, tr.85 – 93.

Ngô Văn Hoan. (2013). Phát triển năng lực kỹ thuật cho học sinh phổ thông trong dạy

học công nghệ 12. Luận văn tiến sĩ khoa học giáo dục. Hà Nội: Chuyên ngành

Lý luận và Phương pháp dạy học bộ môn kỹ thuật công nghệ.

Nguyễn Thanh Nga – Đỗ Hương Trà. (2013), Tổ chức dạy học dự án trong dạy học

Vật lí đại cương cho sinh viên ngành kĩ thuật theo hướng tiếp cận chuyên, Tạp

chí Giáo dục, số 320, tr.55-57.

Nguyễn Thanh Nga. (2016). Phát triển tư duy kĩ thuật cho sinh viên ngành kĩ thuật

trong Vật lí đại cương thông qua dạy học dự án, Tạp chí Giáo dục, số đặc biệt,

tháng 5/2016, tr.220-222.

Nguyễn Thanh Nga (Chủ biên), Phùng Việt Hải, Nguyễn Quang Linh, Hoàng Phước

Muội. (2017a, 2017b). 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, TP HCM.

130

Nguyễn Thanh Nga, Phùng Việt Hải, Nguyễn Quang Linh, Hoàng Phước Muội.

(2017). 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 TPHCM.

Nguyễn Văn Biên. (2015). Quy trình xây dựng chủ đề tích hợp về khoa học tự nhiên,

Tạp chí Khoa học, Trường Đại học Sư phạm Hà Nội.

Nguyễn Văn Tuấn. (2017). Phương pháp dạy kỹ thuật chuyên ngành, Tài liệu bài

giảng, Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật thành phố Hồ Chí Minh.

PL1

PHỤ LỤC

PHỤ LỤC 1. NỘI DUNG PHIẾU KHẢO SÁT HIỂU BIẾT CỦA GIÁO VIÊN

VỀ GIÁO DỤC STEM

PHIẾU KHẢO SÁT

HIỂU BIẾT CỦA GIÁO VIÊN VỀ GIÁO DỤC STEM

Xin kính chào quý Thầy (Cô)!

Nhóm nghiên cứu của trường Đại học Sư phạm Tp. Hồ Chí Minh thiết kế phiếu

khảo sát này gửi Quý Thầy (Cô) nhằm mục đích thu thập thông tin về những hiểu biết,

những thuận lợi và khó khăn khi tổ chức dạy học về giáo dục STEM của Quý Thầy

(Cô) đang dạy tại các trường trung học. Mong Quý Thầy (Cô) hợp tác, thực hiện khảo

sát để nhóm hoàn thiện tốt đề tài của nhóm.

Thông tin Quý Thầy (Cô) cung cấp chỉ dùng cho mục đích nghiên cứu nên sẽ được

giữ kín để đảm bảo quyền riêng tư.

Chân thành cảm ơn sự hợp tác của Quý Thầy (Cô)!

Họ và tên: ................................................................................. Giới tính:.......................

Nơi công tác:...................................................................................................................

Khối lớp đang dạy: .........................................................................................................

Bộ môn: ..........................................................................................................................

Thâm niên đứng lớp: ......................................................................................................

Địa chỉ mail: ...................................................................................................................

Quý Thầy (Cô) đã từng tìm hiểu, nghiên cứu hay giảng dạy giáo dục STEM?

 Lần đầu nghe  Có tìm hiểu  Có nghiên cứu  Đã giảng dạy

Đánh dấu X vào câu trả lời mà Quý Thầy (Cô) cho là đúng (mỗi câu hỏi có

thể chọn nhiều đáp án)

1. Theo Quý Thầy (Cô), giáo dục STEM là

 A. quan tâm đến các môn Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật và Toán học.

 B. quan điểm dạy học tích hợp của bốn lĩnh vực Khoa học, Công nghệ, Kỹ

thuật và Toán học.

PL2

 C. quan điểm dạy học tích hợp từ hai lĩnh vực về Khoa học, Công nghệ, Kỹ

thuật và Toán học trở lên.

 D. phương pháp dạy học tích hợp từ hai lĩnh vực về Khoa học, Công nghệ, Kỹ

thuật và Toán học trở lên.

 Ý kiến khác: ...........................................................................................................

 E. viết tắt của các từ Khoa học (S), Công nghệ (T), Kỹ thuật (E), Toán học (M).

2. Theo Quý Thầy (Cô), mục tiêu giáo dục STEM là

 A. phát triển các năng lực đặc thù của các môn học thuộc về STEM (Khoa học,

Công nghệ, Kỹ thuật và Toán học) cho học sinh.

 B. phát triển các năng lực cốt lõi, các kỹ năng cần thiết đáp ứng yêu cầu đổi mới

của cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ 4.

 C. định hướng nghề nghiệp cho học sinh.

 D. đào tạo học sinh thành những nhà khoa học, kỹ sư cơ khí, kỹ sư công nghệ,…

 Ý kiến khác:...........................................................................................................

3. Phương pháp dạy học nào phù hợp để tổ chức dạy học theo định hướng giáo

dục STEM?

 A. Dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề.

 B. Dạy học theo trạm.

 C. Dạy học theo góc.

 D. Dạy học hợp đồng.

 E. Dạy học dự án.

 F. Dạy học mở mang tính thiết kế.

 G. Bàn tay nặng bột (LAMAP).

 H. Dạy học đàm thoại.

 Ý kiến khác:...........................................................................................................

4. Chủ đề STEM cần đảm bảo tiêu chí nào sau đây?

 A. Chủ đề STEM phải hướng tới giải quyết các vấn đề trong thực tiễn.

 B. Chủ đề STEM phải hướng tới việc học sinh vận dụng các kiến thức trong

lĩnh vực STEM để giải quyết vấn đề thực tiễn.

PL3

 C. Chủ đề STEM định hướng thực hành.

 D. Chủ đề STEM khuyến khích làm việc nhóm giữa các học sinh.

 E. Chủ đề STEM phải tổ chức cho học sinh thiết kế, chế tạo các sản phẩm kỹ

thuật.

Ý kiến khác: ..........................................................................................................

5. Theo Quý Thầy (Cô), việc xây dựng tiêu chí đánh giá học sinh trong dạy học

chủ đề STEM được thực hiện như thế nào?

 A. Giáo viên là người lập tiêu chí đánh giá.

 B. Giáo viên lập tiêu chí đánh giá và có sự tham gia góp ý của đồng nghiệp, học

sinh,…

 C. Học sinh lập bảng tiêu chí đánh giá dưới sự hướng dẫn của giáo viên.

 D. Giáo viên và học sinh cùng lựa chọn và thống nhất một số tiêu chí đánh giá

phù hợp với chủ đề và bối cảnh thực hiện.

 E. Giáo viên tìm kiếm và vận dụng các tiêu chí đánh giá có sẵn của các chuyên

gia giáo dục.

 Ý kiến khác:...........................................................................................................

6. Theo Quý Thầy (Cô) những khó khăn trong dạy học theo định hướng giáo dục

STEM là gì?

 A. Cơ sở vật chất, phương tiện dạy học STEM chưa đáp ứng được nhu cầu dạy

học.

 B. Kết nối bài dạy STEM với các vấn đề thực tiễn.

 C. Nội dung kiến thức chương trình SGK khó thực hiện chủ đề giáo dục STEM.

 D. Chưa có nhiều tài liệu về giáo dục STEM ở Việt Nam.

 E. Thực hiện bài kiểm tra STEM.

 F. Nguồn lực chưa đáp ứng yêu cầu.

 G. Ý khác: ...........................................................................................................

7. Quý Thầy (Cô) đã trực tiếp hay tham gia tổ chức dạy học chủ đề STEM bao

giờ chưa?

PL4

 Có. Đó là các chủ đề ............................................................................................

 Chưa

8. Tổ chức các chủ đề dạy học STEM định hướng sản phẩm có điều kiện phát

triển các năng lực nào?

 A. Năng lực sáng tạo và sáng tạo kỹ thuật

 B. Năng lực kỹ thuật

 C. Năng lực giải quyết vấn đề, đặc biệt là giải quyết vấn đề thực tiễn

 D. Năng lực làm việc nhóm

 E. Năng lực tự hướng nghiệp

 F. Năng lực sử dụng công nghệ thông tin

 Ý kiến khác: .........................................................................................................

9. Theo Quý Thầy (Cô), hình thức phù hợp để tổ chức dạy học chủ đề STEM là

gì?

 A. Ngoại khóa như: câu lạc bộ STEM, hội thi STEM

 B. Chính khóa, lồng ghép trong các môn khoa học như: Vật lý, Hóa học, Sinh

học

 C. Dự án STEM kết hợp ngoại khóa

 D. Trung tâm STEM

 Ý kiến khác: .........................................................................................................

10. Theo Quý Thầy (Cô), hình thức STEM nào là khả thi khi triển khai dạy học

STEM ở trường trung học?

 A. STEM công nghệ cao với Robotics, trí tuệ nhân tạo, dự án thông minh

 B. STEM tái chế, sử dụng các vật liệu tái chế để chế tạo sản phẩm.

 C. STEM khoa học, với các thí nghiệm vui, thí nghiệm biểu diễn.

 D. STEM công nghệ truyền thống, với công nghệ gia công chế tạo truyền thống như:

cưa, khoan, mài, hàn,…

 E. STEM sinh học với công nghệ sinh học, tế bào gốc,…

 Ý kiến khác…………………………………………………………………………..

11. Theo Quý Thầy (Cô), không gian khả thi để triển khai dạy học STEM ở

trường trung học hiện này là

PL5

 A. phòng thí nghiệm thực hành, được trang bị thêm các dụng cụ, thiết bị gia

công truyền thống như: dao, kéo, cưa, khoan,…

 B. phòng STEM, được trang bị công nghệ hiện đại với máy in 3D, smartTivi,

máy tính bảng,…

 C. xưởng trường, không gian sáng tạo với đủ các công cụ hỗ trợ học sinh thiết

kế, chế tạo sản phẩm.

 D. phòng học bình thường, đến giờ học STEM, học sinh vận chuyển các thiết bị

dạy học cần thiết từ kho thiết bị.

 Ý kiến

khác………………………………………………………………………..

PHẦN DÀNH CHO GIÁO VIÊN DẠY BỘ MÔN VẬT LÝ

12. Quý Thầy (Cô) đã trực tiếp hay tham gia tổ chức dạy học chủ đề STEM nào

sao đây?

 Mô hình máy bay

 Xe đồ chơi sáng tạo

 Thuyền đồ chơi

 Quạt điện mini

 Máy thu, phát sóng Radio đơn giản

 Loa điện

 Led nháy theo nhạc

 Ý kiến khác:…………………………………………………………………….

13. Theo Quý Thầy (Cô), chương “Từ trường” và chương “Cảm ứng điện từ” Vật

lý 11 phù hợp để tổ chức các chủ đề STEM nào?

Tên chủ đề STEM Ứng dụng trong thực tiễn

 Máy thu thanh Radio Các ngư dân đi biển để nghe tin tức

 Máy dò kim loại Dò bom, mìn trong lòng đất trước khi thi công xây dựng

 Phanh từ Tăng mức độ an toàn của phương tiện giao thông

 Bãi xe thông minh Giữ xe bằng các thẻ từ giúp tăng tính an ninh, bảo mật

PL6

 Máy biến áp Điều chỉnh điện áp phù hợp với nhu cầu sử dụng

 Máy phát điện Nguồn cung cấp điện năng

 Động cơ điện Giảm bớt sức lao động của con người

 Loa điện Đầu ra của các thiết bị nghe nhìn

 Bếp từ Tăng độ an toàn trong việc nội trợ

 Tàu đệm từ Tiết kiệm thời gian trong vận chuyển hành khách và hàng

hóa

 Tàu Ya-ma-tô Vận chuyển hàng hóa trên biển không gây ô nhiễm môi

trường

 Báo trộm cho ngôi Bảo vệ an ninh cho ngôi nhà

nhà

 Mô hình máy bay Giúp vui chơi, giải trí tiết kiệm, mở rộng kiến thức cho học

sinh

 Xe đồ chơi sáng tạo Giúp vui chơi, giải trí tiết kiệm, mở rộng kiến thức cho học

sinh

 Thuyền đồ chơi Giúp vui chơi, giải trí tiết kiệm, mở rộng kiến thức cho học

sinh

 Quạt điện mini Làm mát khi mất điện

 Led nháy theo nhạc Kích thích nhu cầu vui chơi, giải trí

14. Theo Quý Thầy (Cô) bộ môn Vật lý có những thuận lợi nào để tổ chức dạy

học các chủ đề STEM?

 A. Là môn khoa học

 B. Là môn khoa học thực nghiệm

 C. Có nhiều ứng dụng thực tiễn

 D. Có tính ứng dụng kỹ thuật rất cao

 E. Là nền tảng cho sự phát triển của các ngành công nghiệp

 F. Là nền tảng cho sự phát triển công nghệ thông tin

 G. Thuận lợi khác:

15. Quý Thầy (Cô) đã tổ chức dạy học khái niệm “Từ trường” bằng những hình

thức dạy học nào?

PL7

 Thuyết trình

 Đàm thoại

 Thí nghiệm biểu diễn

 Dạy học dự án

 Dạy học mở mang tính thiết kế

 Dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề

16. Quý Thầy (Cô) đã tổ chức dạy học đại lượng “Cảm ứng từ” bằng những hình

thức dạy học nào?

 Thuyết trình

 Đàm thoại

 Thí nghiệm biễu diễn

 Dạy học dự án

 Dạy học mở mang tính thiết kế

 Dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề

17. Quý Thầy (Cô) đã tổ chức dạy học đại lượng “Lực Lo-ren-xơ” bằng những

hình thức dạy học nào?

 Thuyết trình

 Đàm thoại

 Thí nghiệm biễu diễn

 Dạy học dự án

 Dạy học mở mang tính thiết kế

 Dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề

18. Quý Thầy (Cô) đã tổ chức dạy học hiện tượng “Cảm ứng điện từ” bằng những

hình thức dạy học nào?

 Thuyết trình

 Đàm thoại

 Thí nghiệm biễu diễn

 Dạy học dự án

 Dạy học mở mang tính thiết kế

PL8

 Dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề

19. Quý Thầy (Cô) đã tổ chức dạy học “Hiện tượng tự cảm” bằng những hình

thức dạy học nào?

 Thuyết trình

 Đàm thoại

 Thí nghiệm biễu diễn

 Dạy học dự án

 Dạy học mở mang tính thiết kế

 Dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề

20. Quý Thầy (Cô) đã tổ chức dạy học đại lượng “Suất điện động cảm ứng” bằng

những hình thức dạy học nào?

 Thuyết trình

 Đàm thoại

 Thí nghiệm biễu diễn

 Dạy học dự án

 Dạy học mở mang tính thiết kế

 Dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề

PL9

PHỤ LỤC 2. PHIẾU ĐIỀU TRA HỌC SINH THPT

PHIẾU ĐIỀU TRA DÀNH CHO HỌC SINH THPT

Hãy cho biết ý kiến của mình về những vấn đề dưới đây bằng cách đánh dấu [X]

vào ô vuông hoặc viết câu trả lời đúng vào phần để trống (…). Thông tin thu được chỉ

dùng cho mục đích nghiên cứu, không dùng cho bất cứ mục đích nào khác.

Trường: ........................................................Lớp: ..................................................

Họ và tên: .....................................................Năm sinh: .........................................

Dân tộc: .......................................................Giới tính: ..........................................

Địa chỉ mail: ..........................................................................................................

PHẦN 1: TRÌNH ĐỘ BAN ĐẦU

Câu 1. Kết quả học tập môn Vật lý của em ở học kỳ I năm 2017 – 2018 được

xếp ở mức độ nào?

 Giỏi  Khá  Trung bình  Yếu 

Kém

Câu 2. Chọn câu trả lời sai

Lực từ là lực tương tác

a. giữa hai nam châm. c. giữa hai dòng điện.

b. giữa hai điện tích đứng yên. d. giữa một nam châm và một dòng điện.

Câu 3. Chọn câu trả lời đúng

Cảm ứng từ tại một điểm trong từ trường

a. vuông góc với đường sức từ. b. nằm theo hướng của đường sức từ.

c. nằm theo hướng của lực từ. d. không có hướng xác định.

Câu 4. Chọn câu trả lời đúng

Độ lớn cảm ứng từ trong lòng ống dây hình trụ

a. luôn bằng 0. b. tỉ lệ với chiều dài ống dây.

c. là đồng đều. d. tỉ lệ với tiết diện ống dây.

Câu 5. Chọn câu trả lời sai

Suất điện động tự cảm có giá trị lớn khi

a. dòng điện tăng nhanh. b. dòng điện giảm nhanh.

c. dòng điện có giá trị lớn. d. dòng điện biến thiên nhanh.

PL10

PHẦN 2: TÌM HIỂU HỨNG THÚ

Câu 1. Mức độ hứng thú của em đối với môn Vật lý như thế nào?

 Rất hứng thú  Hứng thú  Bình thường

 Không hứng thú  Rất không hứng thú

Câu 2. Em có suy nghĩ như thế nào về việc học Vật lý của bản thân?

Rất Rất

Đồng ý Bình thường Không đồng ý không đồng đồng ý ý

Em phát biểu xây dựng bài trong giờ học Vật 1 lý.

2 Em tập trung, chú ý nghe giảng khi học Vật lý.

3 Em thuộc bài, hoàn thành các bài tập Vật lý.

Em thích học lý thuyết trong sách giáo khoa 4 và sách bài tập Vật lý.

5 Em thấy kiến thức Vật lý khô khan, khó hiểu.

Em hứng thú khi thực hiện các bài thực 6 nghiệm Vật lý.

Em tự tìm, đọc tài liệu tham khảo Vật lý để 7 nâng cao kiến thức.

Em hứng thú học Vật lý vì có nhiều thí nghiệm 8 vui.

9 Em thấy kiến thức Vật lý có ích với cuộc sống.

10 Em đọc bài mới trước khi nghe thầy cô giảng.

11 Em hứng thú khi thảo luận với bạn bè về những hiện tượng Vật lý.

12 Em hứng thú khi trao đổi với thầy cô về những kiến thức Vật lý.

Câu 3. Em thích học môn Vật lý như thế nào? (em hãy đánh 1 dấu [x] vào ô

phù hợp của mỗi hàng ngang)

PL11

Rất Rất Bình Không Thích không thích thường thích thích

1 Được làm việc nhóm.

2 Được làm thí nghiệm.

3 Tham gia các hoạt động ngoại khóa.

4 Được làm các sản phẩm thực tế.

5 Được học qua xem phim, video, phóng sự.

Được tự đánh giá việc học của bản thân và 6 các bạn trong lớp.

Giáo viên giới thiệu tài liệu và giao nhiệm

7 vụ, học sinh về nhà tìm tài liệu, thực hiện

nhiệm vụ để chiếm lĩnh kiến thức.

8 Giáo viên giảng và đọc cho học sinh ghi.

Chân thành cảm ơn sự hợp tác của các em!

PL12

PHỤ LỤC 3. TÀI LIỆU HƯỚNG DẪN HỌC SINH TRONG CÁC CHỦ ĐỀ

STEM

1. Xây dựng tài liệu hướng dẫn học sinh đối với chủ đề STEM “Xe đồ chơi sáng

tạo”

TÀI LIỆU HƯỚNG DẪN

CHỦ ĐỀ STEM: DC MOTOR

Định nghĩa: DC Motor là thiết bị

điện tạo ra chuyển động, chuyển điện

năng thành cơ năng hoạt động dựa trên tác

dụng từ của dòng điện một chiều. Hình 2.1. Motor DC

1) Cấu tạo của DC Motor

Bộ phận chính của DC motor gồm 2 phần:

+ Stator (phần đứng yên): gồm 1 hay nhiều

cặp nam châm vĩnh cửu nhằm tạo ra từ trường.

+ Rotor (phần quay): gồm các cuộn dây

quấn nối với bộ góp, nó có nhiệm vụ đổi chiều

dòng điện chạy qua cuộn dây để chuyển động

quay của rotor là liên tục. Bộ phận chỉnh lưu này

được nối với nguồn điện một chiều thông qua Hình 2.2. Cấu tạo Motor DC

chổi quét.

2) Nguyên lý hoạt động của motor DC

+ Khi dòng điện chạy qua dây dẫn đặt trong từ trường đều, cảm ứng từ thì

xuất hiện lực từ tác dụng lên dây dẫn:

Lực từ và có điểm đặt tại trung điểm của M1M2, có phương vuông góc với

, có chiều tuân theo quy tắc bàn tay trái và có độ lớn:

(2.1.1.)

PL13

Hình 2.3. Lực từ tác dụng lên đoạn dây dẫn

Trong đó:

F (N) là lực từ

I (A) là cường độ dòng điện chạy qua cuộn dây (rotor)

B (T) là cảm ứng từ

α là góc hợp bởi và .

+ Momen ngẫu lực từ M (đơn vị là N.m) tác dụng lên khung dây có dòng điện:

Gọi cảm ứng từ của từ trường là , cường độ dòng điện chạy trong khung là I,

chiều dài các cạnh AD, BC là l (m), chiều dài cạnh AB, DC là d, thì theo định luật

Am-pe ta có:

(2.1.2.)

Do đó: (2.1.3.)

Gọi S (m2) là diện tích của mặt phẳng khung dây là . Nên:

– Trường hợp các đường sức từ nằm trong mặt phẳng khung dây:

(2.1.4.)

– Trường hợp các đường sức từ không nằm trong mặt phẳng khung dây thì

momen ngẫu lực từ được tính theo công thức: (2.1.5)

Trong đó: là góc hợp bởi vectơ cảm ứng từ và vectơ pháp tuyến của mặt

phẳng khung dây. Chiều tuân theo quy tắc nắm tay phải.

PL14

Hình 2.4. Biểu diễn moment ngẫu lực từ tác dụng lên khung dây

Khi cho dòng điện chạy qua khung dây momen ngẫu lực từ tác dụng lên khung

làm cho khung quay xung quanh trục OO’. Bộ góp điện gồm hai bán khuyên và hai

chổi quét làm cho mỗi khi mặt phẳng khung vuông góc với đường sức từ thì dòng điện

trong khung đổi chiều. Vì vậy khung dây quay liên tục. Tuy dòng điện trong khung

đổi chiều nhưng dòng điện từ nguồn đưa vào khung vẫn là dòng điện một chiều, nên

động cơ nói trên gọi là động cơ điện một chiều (hay DC motor).

TÀI LIỆU HƯỚNG DẪN

CHỦ ĐỀ STEM: XE ĐỒ CHƠI DC MOTOR CU-ROA

1) Vật liệu và dụng cụ

DC Motor Công tắc

Khung xe:

Pin 9V bìa carton, xiên

que, ống hút

2) Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của xe đồ chơi DC Motor

+ Cấu tạo: gồm 3 phần:

- Phần 1: Bộ phận tạo ra chuyển động quay (DC motor, trục xe, bánh xe);

- Phần 2: Hệ thống truyền động (puli, dây đai)

PL15

- Phần 3: Thân xe.

Sơ đồ mạch điện:

Hình 2.5 Sơ đồ mạch điện xe đồ chơi DC motor

+ Nguyên lý hoạt động của xe đồ chơi DC Motor

Chuyển động quay của DC motor thông qua hệ thống truyền động từ puli gắn

trên DC motor nối với puli trên trục bánh xe thông qua dây đai làm quay trục bánh xe.

Bánh xe quay làm xe chuyển động được.

3) Quy trình lắp ráp xe đồ chơi DC Motor

Bước 1: Làm khung xe (bìa carton,

tấm gỗ, giấy foam) theo hình dạng đã thiết

kế. Dùng keo nến để cố định ống hút vào

khung xe để luồn trục bánh xe vào. Sau Hình 2.6. Khung xe đồ chơi

đó, lắp puli vào trục bánh xe để truyền

động từ motor đến trục bánh xe.

Bước 2: Nối mạch điện cho motor

và lắp puli cho motor.

Hình 2.7. Mạch điện cho DC motor

Bước 3: Lắp dây curoa (dây thun)

vào 2 puli và canh chỉnh vị trí thích hợp

của motor rồi dùng keo nến cố định motor,

công tắc và pin.

Hình 2.8. Xe đồ chơi hoàn chỉnh

PL16

TÀI LIỆU HƯỚNG DẪN

CHỦ ĐỀ STEM: XE ĐỒ CHƠI PHẢN LỰC SỬ DỤNG DC MOTOR

1) Vật liệu và dụng cụ

DC Motor Công tắc Pin 9 V Jack pin 9 V

Bánh xe nhựa Táp lô nhựa Cánh quạt Que xiên nướng

2) Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của xe đồ chơi DC Motor

2.1) Cấu tạo: gồm 2 phần:

- Phần 1: Bộ phận tạo ra chuyển động quay (DC motor, cánh quạt, pin);

- Phần 2: Thân xe (táp lô nhựa, xiên que,…)

Sơ đồ mạch điện nối cho DC motor:

Sơ đồ mạch điện Lắp ráp mạch điện Lắp cánh quạt vào DC motor

2.2) Nguyên lý hoạt động của xe đồ chơi phản lực sử dụng DC motor

Dạng chuyển động: chuyển động phản lực. Tức là,

cánh quạt quay tạo ra lực thổi gió về phía sau => xuất

Hình 2.9. Sản phẩm mẫu xe đồ chơi dùng phản lực hiện phản lực đẩy xe đồ chơi chuyển động về phía trước. Kiến thức cơ bản: Định luật III Newton “Trong mọi trường hợp, khi A tác dụng lên B một lực thì B tác dụng lên A một lực. Hai lực này có cùng giá, cùng độ lớn nhưng ngược chiều”. Định luật III Newton nói về hai lực trực đối không cân bằng: lực và phản lực.

Công suất của DC motor:

P = U.I (2.1.6)

P có đơn vị là W

PL17

2.3) Quy trình lắp ráp xe đồ chơi phản lực sử dụng DC motor

Bước 1: Làm khung xe, bắt các chữ L vào táp lô nhựa để làm khung đỡ trục bánh

xe.

Bước 2: Lắp các bánh xe vào trục và lắp vào khung.

Bước 3: Nối mạch điện cho DC motor và lắp cánh quạt.

Bước 4: Lắp DC motor lên khung xe.

2. Xây dựng tài liệu hướng dẫn học sinh đối với chủ đề STEM “Tàu Ya-ma-tô”

TÀI LIỆU HƯỚNG DẪN

CHỦ ĐỀ STEM: TÀU YA-MA-TÔ

1) Tàu Ya-ma-tô là gì?

Tàu Ya-ma-tô là tàu hạm đội của Nhật Bản, hoạt động của nó dựa vào phản lực

gây ra bởi lực từ tác dụng lên dòng điện chạy trong nước biển.

Nước biển có chứa muối NaCl, là chất điện ly ⟹ Nước biển là dung dịch điện

phân ⟹ Dòng điện trong nước biển được xem là dòng điện trong chất điện phân.

Dòng điện trong chất điện phân là dòng ion dương và ion âm chuyển động có

hướng theo hai chiều ngược nhau trong điện trường.

Chất điện phân không dẫn điện tốt bằng kim loại. Dòng điện trong chất điện phân

không chỉ tải điện lượng mà còn tải cả vật chất đi theo. Các ion chuyển động về các

điện cực hoặc với dung môi tạo nên các phản ứng hóa học gọi là phản ứng phụ trong

hiện tượng điện phân.

Hiện tượng dương cực tan xảy ra khi các ion âm đi tới anot kéo các ion kim loại

vào trong dung dịch.

Hình 2.10. Mô hình tàu Ya-ma-tô

PL18

Các bộ phận của tàu Ya-ma-tô

- Nguồn điện dùng pin 9V;

- Công tắc điện;

- Thân tàu được làm bằng mút xốp;

- Hai tấm điện cực làm bằng nhôm dán sát vào que đè lưỡi, được đặt song song

với nhau và vuông góc với đáy tàu.

2) Sơ đồ cấu tạo và nguyên lý hoạt động

Hình 2.11. Sơ đồ cấu tạo của mô hình tàu Ya-ma-tô

Khi đặt mô hình tàu vào khay chứa dung dịch NaCl ⟹ xuất hiện dòng điện chạy

trong dung dịch NaCl giữa hai tấm điện cực ⟹ đặt các viên nam châm vĩnh cửu vuông

góc với tấm điện cực ⟹ lực từ sẽ tác dụng lên dòng điện chạy trong dung dịch NaCl

và đẩy dung dịch chuyển động theo hướng dọc với thân tàu ⟹ phản lực của lực từ này

sẽ giúp con tàu chuyển động theo hướng ngược lại.

Lực từ tác dụng lên dòng điện thẳng đặt trong từ trường được tính bởi biểu thức:

(B là cảm ứng từ của nam châm vĩnh cửu, I là cường độ dòng điện chạy

trong dung dịch NaCl giữa hai tấm điện cực, l là chiều dài dòng điện hay khoảng cách

giữa hai tấm điện cực, α là góc hợp bởi và ).

Công thức tính điện trở của vật dẫn điện:

(2.2.1.)

và theo định luật Ohm

(2.2.2.)

Từ (1) và (2), suy ra công thức tính cường độ dòng điện trong dung dịch điện phân:

PL19

(2.2.3.)

Do đó, công thức tính lực từ tác dụng lên dòng điện chạy trong dung dịch điện phân:

(2.2.4.)

Trong đó:

U (V) là hiệu điện thế giữa 2 bản cực;

S (m2) là diện tích tiết diện của các bản cực;

B (T) là cảm ứng từ của nam châm vĩnh cửu;

(Ω.m) là điện trở suất của chất điện phân;

α là góc hợp bởi và ;

R (Ω) là điện trở của chất điện phân;

I (A) là cường độ dòng điện trong chất điện phân;

l (m) là khoảng cách giữa 2 bản cực trong chất điện phân.

Chiều của lực từ tác dụng lên dòng điện thẳng được xác định theo quy tắc bàn

tay trái như sau:

Đặt bàn tay trái sao cho từ trường hướng vào lòng bàn tay, chiều từ cổ tay đến

các ngón tay là chiều dòng điện, khi đó ngón tay cái choãi ra 900 chỉ chiều của lực từ

tác dụng lên dòng điện.

3) Dụng cụ và quy trình lắp ráp mô hình tàu Ya-ma-tô

3.1) Dụng cụ, vật liệu

Súng bắn keo Dao rọc giấy Que đè lưỡi Mút xốp

Pin 9V Lá nhôm Kéo Keo 2 mặt

PL20

Dây điện Công tắc điện Jack pin 9V Keo nến

3.2) Gợi ý quy trình lắp ráp mô hình tàu Ya-ma-tô

Bước 1: Làm khung dẫn nước có gắn 2 lá nhôm đặt song song để tạo thành 2 tấm

điện cực dọc theo khung.

Bước 2: Nối dây điện từ nguồn 18V (2 pin 9V mắc nối tiếp) qua công tắc điện

đến 2 tấm điện cực.

Bước 3: Dán 2 viên nam châm vĩnh cửu gần 2 đầu que đè lưỡi và vuông góc với

2 tấm điện cực để tạo thành ống thủy lực.

Bước 4: Tạo rãnh ở đáy tàu (dùng mút xốp làm thân tàu). Sau đó gắn ống thủy

vào rãnh.

Bước 5: Cố định nguồn điện và công tắc điện bằng keo 2 mặt.

4) Hướng dẫn thực hiện báo cáo

Hình 2.12. Sơ đồ hướng dẫn thuyết trình, vận hành mô hình tàu Ya-ma-tô

PL21

3. Xây dựng tài liệu hướng dẫn học sinh đối với chủ đề STEM “Động cơ điện một

chiều”

TÀI LIỆU HƯỚNG DẪN

CHỦ ĐỀ STEM: ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU

Định nghĩa: Động cơ điện một chiều (DC motor) là thiết bị điện tạo ra chuyển

động, chuyển điện năng thành cơ năng hoạt động dựa trên tác dụng từ của dòng điện

một chiều.

Hình 2.13 DC motor

1) Cấu tạo

Hình 2.14. Cấu tạo của DC motor

Bộ phận chính của DC motor gồm 2 phần:

+ Stator (phần đứng yên): gồm 1 hay nhiều cặp nam châm vĩnh cửu nhằm tạo ra

từ trường.

+ Rotor (phần quay): gồm các cuộn dây quấn nối với bộ góp, nó có nhiệm vụ đổi

chiều dòng điện chạy qua cuộn dây để chuyển động quay của rotor là liên tục. Bộ phận

chỉnh lưu này được nối với nguồn điện một chiều thông qua chổi quét.

PL22

2) Nguyên lý hoạt động

Hình 2.15. Mô tả moment ngẫu lực từ tác dụng lên khung dây

Khi cho dòng điện chạy qua khung dây momen ngẫu lực từ tác dụng lên khung

làm cho khung quay xung quanh trục OO’. Bộ góp điện gồm hai bán khuyên và hai

chổi quét làm cho mỗi khi mặt phẳng khung vuông góc với đường sức từ thì dòng điện

trong khung đổi chiều. Vì vậy khung dây quay liên tục. Tuy dòng điện trong khung

đổi chiều nhưng dòng điện từ nguồn đưa vào khung vẫn là dòng điện một chiều, nên

động cơ nói trên gọi là động cơ điện một chiều (hay DC motor).

Khi dòng điện chạy qua dây dẫn đặt trong từ trường đều, cảm ứng từ thì xuất

hiện lực từ tác dụng lên dây dẫn:

Lực từ và có điểm đặt tại trung điểm của M1M2, có phương vuông góc với

, có chiều tuân theo quy tắc bàn tay trái và có độ lớn:

(2.3.)

Hình 2.16. Lực từ tác dụng lên dòng điện trong đoạn dây dẫn thẳng

PL23

Trong đó: F (N) là lực từ

I (A) là cường độ dòng điện chạy qua cuộn dây (rotor)

B (T) là cảm ứng từ

α là góc hợp bởi và .

3) Dụng cụ và quy trình lắp ráp động cơ điện một chiều

3.1) Các dụng cụ, vật liệu làm động cơ điện một chiều

Dây đồng cách điện Kéo Công tắc điện Pin 9V

Jack pin 9V Băng keo đen Dao rọc giấy Ke L

Căm xe đạp Cánh quạt nhựa Nam châm vĩnh Vỏ lon nước

cửu ngọt

Ống hút Biến trở Dây điện Tap-lô điện

PL24

3.2) Quy trình lắp ráp động cơ điện một chiều

Bước 1: Quấn dây đồng cách điện quanh thân vỏ lon nước ngọt hoặc vỏ chai nhựa

thành cuộn. Khoảng 20 – 40 vòng. Lưu ý: để hở hai đầu dây nối điện với mạch ngoài.

Bước 2: Lấy cuộn dây đồng ra khỏi vỏ lon nước ngọt hay vỏ chai nhựa và dùng

băng keo quấn 2 – 3 vị trí trên cuộn dây đồng để tạo hình dạng cho cuộn dây đồng.

Bước 3: Dùng kéo cắt 1 đoạn ống hút 7 -8 cm luồng qua cuộn dây sao cho 2 đầu

dây nối điện nằm cùng 1 đầu ống hút, rồi dùng băng keo quấn cố định ống hút lại.

Bước 4: Cắt 2 lá nhôm rồi sử dụng giấy nhám để cạo bỏ lớp cách điện, rồi dùng

kìm uốn chiều dài lá nhôm thành miếng bán khuyên.

Bước 5: Dùng keo nến dán 2 miếng bán khuyên vào 1 đầu của ống hút đã luồng

qua cuộn dây.

Bước 6: Dùng giấy nhám để cạo bỏ lớp cách điện ở 2 đầu nối của cuộn dây đồng.

Sau đó dùng băng keo đen dán cố định mỗi đầu dây nối vào mỗi miếng bán khuyên.

Bước 7: Sử dụng kìm để cắt căm xe thành 1 đoạn dài 10 – 12 cm. Sau đó luồng

căm xe vào trong ống hút có cuộn dây đồng. Sử dụng keo nến dán cố định căm xe

trong lòng ống hút. Lưu ý: bộ phận này còn gọi là roto.

Bước 8: Cắt que đè lưỡi thành 2 thanh bằng nhau. Trên mỗi đầu của thanh khoan

1 lỗ vừa đủ rộng để đưa căm xe vào được. Dùng keo nến dán 1 đầu (đầu không khoan

lỗ) của 1 thanh vào đế đỡ (viên gạch).

Bước 9: Lắp roto vào đầu của thanh vừa dán vào đế đỡ (viên gạch). Dán tiếp

thanh còn lại vào đế đỡ (viên gạch) để tạo thành động cơ điện.

Bước 10: Làm chổi quét 2 đầu của bán khuyên. Lưu ý: dùng dao cạo hết lớp cách

điện của lá nhôm.

Bước 11: Nối dây điện để tạo thành động cơ điện một chiều hoàn chỉnh.

PL25

Hình 2.17. Sản phẩm động cơ điện hoàn chỉnh

4. Xây dựng tài liệu hướng dẫn học sinh đối với chủ đề STEM “Loa điện”

TÀI LIỆU HƯỚNG DẪN

CHỦ ĐỀ STEM: LOA ĐIỆN

1) Các kiến thức liên quan

1.1) Thế nào là loa điện

Loa điện là thiết bị điện có nhiệm vụ biến đổi tín hiệu điện thành dao động cơ để

có thể phát ra âm thanh nhờ tác dụng từ của dòng điện đặt trong từ trường.

1.2) Kí hiệu của loa điện trong các sơ đồ mạch điện

Hình 2.20 Kí hiệu của loa điện

1.3) Từ trường của dòng điện trong ống dây

*/ Các đường sức từ

Bên trong ống dây, các đường sức song song với trục ống dây và cách đều nhau

⟹ từ trường đều.

Bên ngoài ống, có hình dạng và sự phân bố các đường sức từ giống như ở một

nam châm thẳng.

Chiều các đường sức: tuân theo quy tắc nắm tay phải (như hình 1)

PL26

Hình 2.21. Cách xác định chiều của đường sức từ

Nắm bàn tay phải, rồi đặt sao cho bốn ngón tay hướng theo chiều dòng điện chạy

qua các vòng dây thì ngón tay cái choãi ra chỉ chiều của đường sức từ trong lòng ống

dây.

*/ Công thức tính cảm ứng từ

Nếu ống dây dài đặt trong không khí, thì cảm ứng từ bên trong ống dây được tính

theo công thức sau:

(2.4)

Trong đó:

B (T): cảm ứng từ bên trong ống dây.

: số vòng dây trên 1m chiều dài của ống.

N: số vòng dây của ống.

l (m): chiều dài của ống dây .

I (A): cường độ dòng điện chạy qua ống dây.

2) Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của loa điện

2.1) Cấu tạo loa điện

PL27

Hình 2.22. Cấu tạo của từng chi tiết trong loa điện

Bộ phận chính của loa điện chính là màng loa. Các bộ phận khác của loa như:

nam châm vĩnh cửu, ống dây, khung loa, màng chống bụi, trụ sắt non,…

2.2) Nguyên lý hoạt động của loa điện

Khi cho tín hiệu điện chạy qua ống dây trong loa ⟹ có lực từ tác dụng lên ống

dây ⟹ do ống dây được nối với màng loa nên làm rung màng loa ⟹ loa phát ra âm

thanh.

3) Dụng cụ và quy trình lắp ráp sản phẩm

3.1) Các dụng cụ, vật liệu để làm loa

Súng bắn keo Kéo Keo 2 mặt Keo nến

Khung quấn dây Vỏ chai nhựa Dây đồng Nam châm vĩnh cửu đồng

PL28

3.2) Quy trình lắp ráp loa điện

Bước 1: Dùng vỏ chai nhựa 1,5L làm khung loa và cố định nam châm vĩnh cửu

vào khung loa.

Bước 2: Quấn ống dây bằng dây đồng, quấn khoảng 15 – 30 vòng.

Lưu ý: để hở hai đầu dây đồng để nối điện khoảng 10 cm.

Bước 3: Dùng giấy để làm màng loa. Dán ống dây đã quấn trước đó vào màng

loa bằng keo nến.

Bước 4: Dùng màng loa có dây quấn để dán vào khung loa.

Bước 5: Vận hành thử loa có hoạt động tốt không. Nếu không tốt thì cải tiến và

tiến hành làm lại.

5. Xây dựng tài liệu hướng dẫn học sinh đối với chủ đề STEM “Máy biến áp”

TÀI LIỆU HƯỚNG DẪN

CHỦ ĐỀ STEM: MÁY BIẾN ÁP

Hình 2.24. MBA dân dụng Hình 2.25: MBA công nghiệp

1) Định nghĩa: Máy biến áp hay máy biến thế (MBA) là thiết bị điện hoạt động

dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ, dùng để biến đổi điện áp xoay chiều.

* Khi có sự biến thiên từ thông qua mặt giới hạn bởi một mạch kín thì trong mạch

xuất hiện suất điện động cảm ứng. Hiện tượng xuất hiện suất điện động cảm ứng được

gọi là hiện tượng cảm ứng điện từ

2) Phân loại: dựa vào chức năng ta có máy biến áp hạ thế và máy biến áp tăng áp.

+ MBA hạ thế: là MBA có số vòng dây quấn ở cuộn thứ cấp N2 ít hơn ở cuộn sơ

cấp N1 (N2 < N1).

+ MBA tăng thế: là MBA có số vòng dây quấn ở cuộn thứ cấp N2 nhiều hơn ở

cuộn sơ cấp N1 (N2 > N1).

3) Kí hiệu:

PL29

Hình 2.26. Kí hiệu MBA với các lõi khác nhau

4) Cấu tạo: máy biến áp có 2 bộ phận chính: lõi thép, dây quấn và vỏ máy.

+ Lõi thép: thường làm bằng các + Dây quấn gồm cuộn sơ cấp có số vòng

lá thép silic mỏng có phủ lớp sơn cách dây quấn N1 và cuộn thứ cấp có số vòng dây

điện ghép sát với nhau nhằm giảm tác quấn là N2, thường làm bằng đồng hay nhôm.

hại của dòng điện Fu-cô. Vỏ máy thường được làm bằng nhựa hoặc sắt,

thép,… để bảo vệ máy biến áp.

Hình 2.27. Lõi thép silic Hình 2.28. Dây đồng để làm dây quấn

trong MBA

Hình 2.29. Cấu tạo MBA giảm áp

5) Nguyên lý hoạt động của máy biến áp

Nguyên lý hoạt động của MBA là có thể giải thích nhờ vào hiện tượng cảm ứng

điện từ như sau:

Khi nối cuộn sơ cấp với nguồn điện xoay chiều điện áp U1 → dòng điện xoay

chiều I1 biến thiên liên tục tại cuộn sơ cấp → từ trường B biến thiên → từ thông Φ qua

cuộn thứ cấp biến thiên liên tục → xuất hiện suất điện động cảm ứng U2.

PL30

Hình 2.30. Mô tả nguyên lý hoạt động của máy biến áp

Trong cuộn sơ cấp có N1 vòng dây, được đặt vào hiệu điện thế xoay chiều U1.

Trong cuộn thứ cấp có N2 vòng dây, có suất điện động U2 thì ta có biểu thức:

(2.5.1.)

Nếu mắc tải vào cuộn thứ cấp thì có dòng điện I2 chạy qua, còn trên cuộn sơ cấp

sẽ có I1 chạy qua. Ta có biểu thức:

hay (2.5.2.)

Và công suất của MBA là: hay

* Dòng điện cảm ứng: dòng điện xuất hiện khi có sự biến đổi từ thông qua mạch

điện kín gọi là dòng điện cảm ứng.

* Suất điện động cảm ứng là suất điện động sinh ra dòng điện cảm ứng trong

mạch kín.

* Định luật Fa-ra-đây: Độ lớn của suất điện động cảm ứng xuất hiện trong mạch

kín tỷ lệ với tốc độ biến thiên từ thông qua mạch kín đó.

(2.5.3.)

Trong đó:

: độ lớn của suất điện động cảm ứng, đơn vị Vôn (V);

: tốc độ biến thiên từ thông qua mạch kín.

* Dòng điện Fu-cô là dòng điện cảm ứng được sinh ra ở trong các khối vật dẫn

chuyển động trong từ trường hay được đặt trong từ trường biến đổi theo thời gian.

6) Dụng cụ, vật liệu sử dụng trong chủ đề

PL31

Đồng hồ đo điện Biến thế nguồn Máy biến áp Dây nối điện đa năng

6. Xây dựng tài liệu hướng dẫn học sinh đối với chủ đề STEM “Máy thu thanh”

TÀI LIỆU HƯỚNG DẪN

CHỦ ĐỀ STEM: MÁY THU THANH

1) Linh kiện điện trở: là linh kiện điện tử có tác dụng cản trở dòng điện chạy

qua nó.

Chức năng: cản trở dòng điện, chóng đoản mạch, chuyển điện năng thành nhiệt

năng (bếp điện, bàn là,…) và chuyển điện năng thành quang năng (đèn sợi đốt).

Hình . Ký hiệu và hình dạng của điện trở:

Cách đọc giá trị điện trở vạch màu và công thức tính công suất điện t

PL32

Hình 1. Hướng dẫn cách đọc giá trị điện trở vạch màu

Ghép điện trở: có 2 cách ghép: ghép nối tiếp, ghép song song

+ Ghép nối tiếp:

Điện trở tương đương:

Cường độ dòng điện:

Hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch:

+ Ghép song song

PL33

Điện trở tương đương:

Cường độ dòng điện:

Hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch:

2) Linh kiện tụ điện: là một hệ hai vật dẫn đặt gần nhau. Mỗi vật dẫn đó gọi là

một bản của tụ điện. Khoảng không gian giữa hai bản có thể là chân không hay bị

chiếm bởi một chất điện môi nào đó.

Chức năng: tích và phóng điện, ngăn dòng điện một chiều đi qua, tăng áp trong

các mạch tăng áp, là thành phần xoay pha của dòng điện xoay chiều (dung kháng), làm

ổn định điện áp, là thành phần của mạch thu và phát sóng điện từ, điều khiển sự cộng

hưởng điện,…

Hình 2. Các loại tụ điện

Bảng 1. Các công thức về ghép tụ

PL34

3) Máy thu thanh

Radio hay máy thu thanh là thiết bị điện tử thu sóng điện từ do các đài phát thanh

phát ra trong không gian, sau đó chọn lọc, xử lý, khuếch đại và phát ra âm thanh.

Hình 3. Máy thu thanh AM và FM

+ Máy thu sóng phải tương thích với máy phát sóng về tần số và phương thức

điều chế. Tần số thu sóng của máy thu thanh được tính theo công thức:

Trong đó:

L (H) là độ tự cảm của ống dây, được tính bằng công thức:

n (vòng/m) là mật độ vòng dây trên 1 đơn vị chiều dài, .

V (m3) là thể tích bên trong lòng ống dây.

C (F) là điện dung của tụ điện.

Núm vặn điều chỉnh tần số thực chất đó là tụ xoay, tụ này có thể thay đổi được

điện dung C làm tần số cũng thay đổi theo.

+ Các thông số kỹ thuật của máy thu thanh:

- Độ nhạy: là suất điện động nhỏ nhất trên anten để máy thu làm việc bình thường.

- Độ chọn lọc: là khả năng chọn lọc các tín hiệu cần thu và các tín hiệu cần loại

bỏ cũng như các tạp âm tác động vào anten.

- Dải tần của máy thu: là khoảng tần số mà máy thu có thể điều chỉnh để thu

được các sóng phát thanh với các chỉ tiêu kỹ thuật theo yêu cầu.

PL35

- Méo tần số: là khả năng khuếch đại ở những tần số khác nhau do trong sơ đồ

máy thu có các phần tử L, C.

Ngoài ra, người ta còn quan tâm đến méo phi tuyến và công suất ra của máy thu

thanh.

+ Hầu hết các máy thu hiện nay đều có thể thu sóng AM và FM. Dựa vào cấu

trúc sơ đồ mà được chia thành hai loại: máy thu thanh đổi tần, máy thu thanh khuếch

đại thẳng.

 Máy thu thanh điều tần (FM): Sơ đồ khối của thiết bị thu sóng radio thể hiện ở

hình 1.

Hình 4. Sơ đồ khối thiết bị thu sóng FM

+ Nguyên lý hoạt động: Sóng cao tần tiếp nhận từ anten sẽ được chọn lọc, khuếch

đại và đưa đến bộ trộn sóng (đem sóng cao tần mang tin tức trộn với sóng tạo ra tại

chỗ - gọi là dao động nội), để tạo nên sóng có tần số thấp hơn – gọi là trung tần). Sau

đó, sóng trung tần này được khuếch đại, giải điều chế (tách tín hiệu tần số thấp phản

ánh tin tức nguyên thủy ra khỏi sóng mang – quá trình này gọi là tách sóng), tiếp tục

khuếch đại và đưa đến bộ phận nhận tin (ví dụ như loa trong máy thu thanh).

- Ưu điểm: độ khuếch đại đồng đều hơn trên cả dải băng tần vì tần số trung tần

tương đối thấp và ổn định khi tín hiệu thay đổi.

- Nhược điểm: cấu trúc sơ đồ máy phức tạp.

PL36

 Máy thu thanh điều biên (AM): tín hiệu cao tần từ anten thu được khuếch đại

thẳng và đưa đến mạch tách sóng, mạch khuếch đại âm tần mà không qua mạch đổi

tần số.

- Ưu điểm: cấu trúc sơ đồ máy đơn giản

- Nhược điểm: chất lượng thu sóng không cao; độ chọn lọc kém, không ổn định;

khả năng thu sóng không đồng đều trên cả băng tần. Vì vậy máy thu loại này hiện nay

không còn được sử dụng.

Hình 5. Sơ đồ mạch điện của máy thu thanh CF210SP

QUY TRÌNH LẮP RÁP MÁY THU THANH

Bước 1: Tìm hiểu sơ đồ, bản vẽ thể hiện nguyên lý cấu tạo và hoạt động của máy

thu thanh Radio.

Bước 2: Đọc các giá trị và phân loại điện trở, tụ điện,…

Bước 3: Tiến hành lắp và hàn cố định lần lượt các điện trở, tụ điện, cuộn vào

mạch điện. Lưu ý: Thao tác lần lượt với từng loại giá trị của điện trở, tụ điện cẩn thận

và chính xác.

Bước 4: Phân loại và lắp các linh kiện khác: IC, transitor, led, loa, anten, jack

3.5,… vào mạch điện.

PL37

Bước 5: Dùng kềm cắt để cắt ngắn các chân của linh kiện sau khi lắp cố định các

linh kiện vào mạch điện; Lắp ráp mạch điện, pin, thang hiển thị tần số vào vỏ máy.

Tiến hành vận hành thử máy thu thành Radio.

Bước 6: Nếu việc vận hành máy thu thành Radio không thành công hoặc tần số

thu được không tương ứng với thang hiển thị thì tiến hành hiệu chỉnh, sau đó vận hành

lại cho đến khi máy thu thành hoạt động bình thường.

PL38

PHỤ LỤC 4. PHIẾU HỌC TẬP CHO HỌC SINH TRONG CÁC CHỦ ĐỀ STEM

1. Xây dựng phiếu học tập đối với chủ đề STEM “Xe đồ chơi sáng tạo”

PHIẾU HỌC TẬP

CHỦ ĐỀ STEM: XE ĐỒ CHƠI VẬT LÝ SÁNG TẠO

1. Em hãy vẽ lại sơ đồ cấu tạo và trình bày nguyên lý hoạt động của motor DC?

........................................................................................................................................

2. Em hãy trình bày bản vẽ khung xe của nhóm?

........................................................................................................................................

3. Em hãy vẽ sơ đồ mạch điện?

........................................................................................................................................

4. Motor đóng vai trò gì trong mô hình xe đồ chơi?

........................................................................................................................................

5. Puli thứ nhất gắn với motor có bán kính 3 mm, puli thứ hai gắn với trục bánh

xe có bán kính 9 mm. Tính tỉ số truyền chuyển động?

........................................................................................................................................

2. Xây dựng phiếu học tập đối với chủ đề STEM “Tàu Ya-ma-tô”

PHIẾU HỌC TẬP

PL39

CHỦ ĐỀ STEM: TÀU YA-MA-TÔ

Câu 1: Hãy trình bày bản vẽ thiết kế của nhóm?

........................................................................................................................................

Câu 2: Hãy vẽ sơ đồ mạch điện sử dụng cho mô hình tàu Ya-ma-tô?

........................................................................................................................................

Câu 3: Hãy trình bày nguyên lý hoạt động của tàu Ya-ma-tô?

........................................................................................................................................

Câu 4: Tại sao ta sử dụng nam châm trắng trong mô hình tàu Ya-ma-tô? Vị trí

đặt nam châm trắng ảnh hưởng như thế nào đến chuyển động của tàu? Hãy trình bày

cách xác định chiều của lực từ tác dụng lên dòng điện chạy trong chất điện phân?

........................................................................................................................................

Câu 5: Thế nào là dòng điện trong chất điện phân?

........................................................................................................................................

PL40

Câu 6: Hãy trình bày lại biểu thức tính lực từ tác dụng lên dòng điện trong chất

điện phân?

........................................................................................................................................

Câu 7: Theo em, tiến trình gia công, chế tạo mô hình tàu Ya-ma-tô là như thế nào?

........................................................................................................................................

3. Xây dựng phiếu học tập đối với chủ đề STEM “Động cơ điện một chiều”

PHIẾU HỌC TẬP

CHỦ ĐỀ STEM: ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU

Câu 1: Thế nào là động cơ điện một chiều?

........................................................................................................................................

Câu 2: Hãy trình bày cấu tạo và nguyên lý hoạt động của động cơ điện một chiều?

+ Cấu tạo

........................................................................................................................................

+ Nguyên lý hoạt động

........................................................................................................................................

Câu 3: Theo em, quy trình lắp ráp động cơ điện như thế nào thì dễ dàng lắp ráp?

........................................................................................................................................

PL41

........................................................................................................................................

Câu 4: Em hãy trình bày biểu thức tính lực từ tác dụng lên đoạn dây dẫn?

........................................................................................................................................

Câu 5: Hãy điền các từ vào chỗ trống tên gọi các bộ phận của sản phẩm?

Hình 2.18. Xác định tên gọi các bộ phận của sản phẩm

PL42

(1): .........................................................................................................................

(2): .........................................................................................................................

(3): .........................................................................................................................

(4): .........................................................................................................................

(5): .........................................................................................................................

(6): .........................................................................................................................

(7): .........................................................................................................................

(8): .........................................................................................................................

4. Xây dựng phiếu học tập đối với chủ đề STEM “Loa điện”

PHIẾU HỌC TẬP

CHỦ ĐỀ STEM: LOA ĐIỆN

Câu 1: Loa điện là gì? Loa điện được kí hiệu như thế nào trong các sơ đồ mạch

điện?

........................................................................................................................................

Câu 2: Em hãy vẽ sơ đồ cấu tạo và trình bày nguyên lý hoạt động của loa điện?

........................................................................................................................................

Câu 3: Dựa vào quy tắc nắm tay phải hãy xác định chiều đường sức từ trong các

trường hợp ở hình 2.23 sau:

Hình 2.23. Sơ đồ mạch điện

PL43

Câu 4: Tại sao bộ phận chính của loa điện là màng loa?

........................................................................................................................................

Câu 5: Một ống dây dài l =30 cm gồm N = 3000 vòng dây, đường kính mỗi vòng

dây d = 8 cm có dòng điện chạy qua với cường độ I = 2A. Tính cảm ứng từ của ống

dây.

........................................................................................................................................

5. Xây dựng phiếu học tập đối với chủ đề STEM “Máy biến áp”

PHIẾU HỌC TẬP

CHỦ ĐỀ STEM: MÁY BIẾN ÁP

Câu 1: Em hãy trình bày thế nào là hiện tượng cảm ứng điện từ và hãy phát biểu

định luật Fa-ra-đây?

........................................................................................................................................

Câu 2: Em hãy cho biết máy biến áp có mấy loại và đặc điểm của mỗi loại?

........................................................................................................................................

PL44

Câu 3: Chú thích các bộ phận trong mạch điện sau:

Hình 1. Sơ đồ bố trí dụng cụ đo hiệu điện thế vào (Uvào)

và hiệu điện thế ra (Ura) của MBA

(1): .........................................................................................................................

(2): .........................................................................................................................

(3): .........................................................................................................................

(4): .........................................................................................................................

Câu 4: Em hãy vẽ lại mạch điện trên thành sơ đồ mạch điện?

........................................................................................................................................

Câu 5: Ghi số liệu do hiệu điện thế ra và tính tỉ số k giữa hiệu điện thế vào (Uvào)

và hiệu điện thế ra (Ura) vào bảng dưới đây:

Số lần đo Lần 1 Lần 2 Lần 3 Lần 4 Lần 5

Uvào

Ura

Tỉ số k =

Uvào/Ura

→ Máy biến áp tăng thế hay máy biến áp hạ thế?

........................................................................................................................................

PL45

Câu 6: Em hãy trình bày cấu tạo và nguyên lý hoạt động của máy biến áp?

+ Cấu tạo: ...............................................................................................................

........................................................................................................................................

+ Nguyên lý hoạt động: .........................................................................................

........................................................................................................................................

Câu 7: Phân biệt các máy biến áp tương ứng với từng kí hiệu trong các hình sau:

Hình 2. ...................... Hình 3. ...................... Hình 4. ......................

6. Xây dựng phiếu học tập đối với chủ đề STEM “Máy thu thanh”

PHIẾU HỌC TẬP

CHỦ ĐỀ STEM: MÁY THU THANH

Câu 1: Em hãy đọc và ghi kết quả giá trị điện trở vào bảng dưới đây:

Bảng 1. Bảng ghi giá trị điện trở

ĐT 1 ĐT 2 ĐT 3 ĐT 4 ĐT 5 ĐT 6 ĐT 7 ĐT 8 ĐT 9

(𝛀) (𝛀) (𝛀) (𝛀) (𝛀) (𝛀) (𝛀) (𝛀) (𝛀) Giá trị điện trở (ĐT)

Giá trị ĐT

đọc được

PL46

Câu 2: Em hãy trình bày nguyên lý hoạt động của máy thu thanh AM và FM?

- Nguyên lý hoạt động của máy thu thanh AM:

........................................................................................................................................

- Nguyên lý hoạt động của máy thu thanh FM:

........................................................................................................................................

Câu 3: Làm sao máy thu thanh có thể thu được tần số của các đài phát thanh?

Hãy trình bày biểu thức tính tần số?

........................................................................................................................................

Câu 4: Em hãy vẽ lại sơ đồ khối của máy thu thanh AM, FM?

- Sơ đồ khối của máy thu thanh AM

........................................................................................................................................

- Sơ đồ khối của máy thu thanh FM

........................................................................................................................................

Câu 5: Điện trở, tụ điện là gì? Sau đó điền vào chỗ trống các hình 1, 2?

........................................................................................................................................

PL47

Hình 1. ………………. Hình 2. ……………….

Câu 6: Nêu các công thức của các cách ghép tụ điện và điện trở?

Điện trở Tụ điện

Ghép nối tiếp

- Điện trở tương đương: - Điện dung tương đương: ........................................................... ...................................................... - Cường độ dòng điện: - Điện tích: ........................................................... ...................................................... - Hiệu điện thế giữa 2 đầu AB: - Hiệu điện thế giữa 2 đầu AB: ........................................................... ......................................................

Ghép song song

- Điện trở tương đương: - Điện trở tương đương:

........................................................... ......................................................

- Cường độ dòng điện: - Cường độ dòng điện:

........................................................... ......................................................

- Hiệu điện thế giữa 2 đầu AB: - Hiệu điện thế giữa 2 đầu AB:

........................................................... ......................................................

PL48

Câu 7: Trình bày vai trò cơ bản của điện trở, tụ điện trong máy thu thanh.

........................................................................................................................................

Câu 8: Em hãy trình bày các thông số kỹ thuật của máy thu thanh?

........................................................................................................................................

Câu 9: Cần chuẩn bị những dụng cụ nào để láp ráp được mạch điện máy thu thanh?

........................................................................................................................................

Câu 10: Nếu tần số máy thu thanh Radio thu được không tương ứng với thang hiển

thị, cần phải điều chỉnh độ tự cảm L của cuộn cảm như thế nào? Vì sao?

........................................................................................................................................

Câu 11: Làm thế nào để các ngư dân đi biển có thể nghe được tin tức?

........................................................................................................................................

PL49

PHỤ LỤC 5. MỘT SỐ ĐỀ KIỂM TRA KIẾN THỨC STEM TRONG CÁC

CHỦ ĐỀ

1. Đề kiểm tra đánh giá kết quả học tập chủ đề STEM “Xe đồ chơi sáng tạo”

KIỂM TRA

DC MOTOR VÀ XE ĐỒ CHƠI

Tên: ................................... Lớp: .......................... Ngày:

...................................................

ĐIỂM LỜI PHÊ CỦA GIÁO VIÊN

Chọn đáp án đúng nhất

Câu 1. DC motor là

A. động cơ điện một chiều. B. động cơ điện xoay chiều.

C. nam châm điện một chiều. D. máy phát điện một chiều.

Câu 2. Cấu tạo bên trong của DC motor đã tìm hiểu có bao nhiêu cuộn dây?

A. 1 cuộn dây. B. 2 cuộn dây. C. 3 cuộn dây. D. 4 cuộn dây.

Câu 3. DC motor có bao nhiêu bộ phận chính?

A.1. B. 2. C. 3. D. 4.

Câu 4. Cấu tạo DC motor đã tìm hiểu, stator là bộ phận gồm

A. cuộn dây quấn quanh lõi sắt quay.

B. cuộn dây quấn quanh lõi sắt quay cùng bộ góp.

C. một cặp cực nam châm vĩnh cửu đứng yên.

D. một cặp cực nam châm điện đứng yên.

Câu 5. Cấu tạo bên trong DC motor đã tìm hiểu, rotor là bộ phận gồm

A. một cặp cực nam châm. B. cuộn dây, bộ góp và chổi quét.

C. cuộn dây với bộ góp. D. cuộn dây quấn quanh lõi sắt, bộ góp và chổi quét.

Câu 6. Cấu tạo bên trong DC motor đã tìm hiểu thì tại sao cuộn dây lại quấn

quanh lõi sắt?

A. Để rotor quay nhanh hơn. B. Để rotor quay nhanh dần đều.

C. Để rotor quay ổn định. D. Để rotor quay chậm dần đều.

PL50

Câu 7. Nguyên lý hoạt động của DC motor là

A. dựa trên tác dụng từ của dòng điện.

B. dựa trên tác dụng từ của dòng điện một chiều.

C. dựa trên tác dụng từ của dòng điện xoay chiều.

D. dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ.

𝐼

𝑙

𝐼

Câu 8. Biểu thức xác định độ lớn của lực từ là

𝐵𝑙

𝐵𝐼

𝐵

A. 𝐹 = 𝐵𝐼𝑙𝑠𝑖𝑛𝛼. B. 𝐹 = 𝑙𝑠𝑖𝑛𝛼. C. 𝐹 = 𝑠𝑖𝑛𝛼. D. 𝐹 = 𝑙𝑠𝑖𝑛𝛼.

Hình 1 Hình 2 Hình 3 Hình

Câu 9. Xe đồ chơi trong hình 1, nguyên lý chuyển động là

A. chuyển động phản lực. B. chuyển động kéo theo.

C. chuyển động tên lửa. D. chuyển động DC motor.

Câu 10. Xe đồ chơi trong hình 1, không sử dụng thiết bị, vật liệu nào?

A. DC motor. B. công tắc điện. C. nắp chai. D. dây thun.

Câu 11. Xe đồ chơi trong hình 1, sử dụng nguồn năng lượng điện được cung cấp

từ

A. ắc quy. B. pin AAA. C. pin con ó. D. pin 9 V.

Câu 12. Hình 2 là gì?

A. cầu dao điện. B. nắp điện. C. công tắc điện. D. nhựa điện.

Câu 13. Để điều khiển DC motor, công tắc điện được mắc như thế nào với DC

motor?

A. song song. B. nối tiếp. C. xung đối. D. tuần hoàn.

Câu 14. Thiết bị trong hình 3 là

A. dây điện. B. băng keo. C. jack pin 9 V. D. jack ắc quy.

Câu 15. Khi xe đồ chơi (hình 1) hoạt động, điện năng được chuyển hóa chủ yếu

thành dạng năng lượng nào của xe?

PL51

A. thế năng. B. động năng. C. quang năng. D. hóa năng.

Câu 16. Trong hình 4, DC motor đang ở trạng thái

A. hoạt động. B. ngưng hoạt động.

C. hoạt động chậm. D. không thể xác định.

Câu 17. Định luật III Newton liên quan đến

A. gia tốc. B. khối lượng. C. DC motor. D. lực và phản lực.

Câu 18. Xe đồ chơi (hình 1) chuyển động thẳng đều với tốc độ 3 m/s. Tính quãng

đường của xe trong 10 s (biết s = v.t).

A. 15 m. B. 20 m. C. 30 m. D. 45 m.

Câu 19. Trong mạch điện (hình 4), cường độ dòng điện qua DC motor là 1 A và

hiệu điện thế hai đầu DC motor là 7,2 V. Tính công suất của động cơ (biết P = UI).

A. 7,2 W. B. 7,2 J. C. 7,2 KWh. D. 7,2 V/I.

Câu 20. Khi đổi cực nối của DC motor với pin thì DC motor sẽ

A. quay nhanh hơn. B. quay chậm hơn.

C. quay ngược lại. D. không thay đổi.

2. Đề kiểm tra đánh giá kết quả học tập chủ đề STEM “Máy biến áp”

KIỂM TRA

CHỦ ĐỀ STEM: MÁY BIẾN ÁP

Tên:………………………………………….lớp……….ngày…………………

…

ĐIỂM LỜI PHÊ CỦA GIÁO VIÊN

Chọn đáp án đúng nhất

Câu 1: Máy biến áp là thiết bị điện có nhiệm vụ

A. biến đổi điện áp xoay chiều. B. biến đổi dòng điện một chiều.

C. biến đổi điện áp một chiều. D. chỉ tăng điện áp xoay chiều.

Câu 2: Nguyên lý hoạt động của máy biến áp dựa trên

A. hiện tượng cảm ứng điện từ. B. hiện tượng hỗ cảm.

C. hiện tượng cảm ứng. D. hiện tượng từ trễ.

PL52

Câu 3: Lõi thép trong máy biến áp có cấu tạo là các lá

A. sắt non ghép cách điện với nhau. C. sắt non ghép lại với nhau.

B. thép pha silic ghép cách điện với nhau. D. thép silic ghép với nhau.

Câu 4: Theo định luật Fa-ra-đây: Độ lớn của suất điện động cảm ứng được xác

định bằng biểu thức:

A. B. C. D.

Câu 5: Một máy biến áp đang hoạt động, cuộn sơ cấp có N1 vòng, điện áp 2 đầu

cuộn là U1, còn cuộn thứ cấp có N2 vòng, điện áp ở 2 đầu ra của cuộn này là U2. Tỉ số

nào sao đây là đúng?

A. B. C. D.

Câu 6: Một máy biến áp lý tưởng có cuộn sơ cấp gồm 2400 vòng dây, cuộn thứ

cấp gồm 800 vòng dây. Nối hai đầu cuộn sơ cấp với điện áp có giá trị 210 V. Điện áp

giữa hai đầu cuộn thứ cấp khi biến áp hoạt động không tải là

A. 0 V. B. 105 V. C. 630 V. D. 70 V.

Câu 7: Một máy biến áp đang hoạt động, điện áp 2 đầu cuộn sơ cấp là U1, có

dòng điện chạy qua là I1; còn điện áp ở 2 đầu ra của cuộn thứ cấp là U2 và cường độ

dòng điện chạy qua là I2. Tỉ số nào sao đây là đúng?

A. B. C. D.

Câu 8: Một máy biến áp lý tưởng có tỉ số vòng , hiệu điện thế ở hai đầu

cuộn thứ cấp là 15V. Bỏ qua hao phí tỏa nhiệt trên máy biến áp thì hiệu điện thế ở hai

đầu cuộn sơ cấp là

A. 153 V. B. 315 V. C. 220 V. D. 135 V.

Câu 9: Dây quấn trong các máy biến áp thường được làm bằng

A. thép hoặc sắt. B. đồng hoặc nhôm. C. sắt non. D. thép silic.

Câu 10: Tại sao lõi thép không có dạng khối liền mà dùng các lá thép mỏng

ghép cách điện với nhau?

A. Giảm tác hại của dòng điện Fu - cô. B. Do dễ gia công, lắp ráp.

PL53

C. Máy biến áp sẽ có tính thẩm mỹ. D. Để làm giảm khối lượng máy biến áp

Câu 11: Máy biến áp hoạt động với dòng điện

A. xoay chiều. B. một chiều. C. hai chiều. D. đa chiều.

Câu 12: Máy biến thế tăng áp là máy biến thế có số vòng dây cuộn sơ cấp

A. nhỏ hơn cuộn thứ cấp. B. lớn hơn cuộn thứ cấp.

C. bằng cuộn thứ cấp. D. không kết luận được.

Câu 13: Khi sử dụng máy biến áp, cuộn thứ cấp thường được nối với

A. mạng điện dân dụng. B. thiết bị tiêu thụ điện.

C. ắc quy. D. máy phát điện.

Câu 14: Máy biến áp không được sử dụng trong các thiết bị điện nào sau đây?

A. Sạc điện thoại. B. Sạc ắc quy. C. Quạt điện. D. Đèn bàn học 12 V.

Câu 15: Máy biến áp có số vòng dây của cuộn thứ cấp nhỏ hơn cuộn sơ cấp là

A. máy tăng áp. B. máy hạ áp. C. máy ổn áp. D. máy điều áp.

Câu 16: Hiện tượng cảm ứng điện từ xảy ra khi từ thông qua cuộn thứ cấp của

máy biến áp

A. biến thiên. B. đứng yên. C. chuyển động. D. không thay đổi.

Hình 1. Bố trí thí nghiệm đo tỉ số k của máy biến áp

Câu 17: Trong hình 1, máy biến áp có trong

A. 1 và 2. B. 1 và 4. C. 1 và 3. D. 2 và 4.

Luận văn Thạc sĩ Khoa học giáo dục: Tổ chức dạy học một số kiến thức chương “Từ trường” và “Cảm ứng điện từ” – Vật lí 11 THPT theo định hướng giáo dục STEM

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

Tôn Ngọc Tâm

TỔ CHỨC DẠY HỌC MỘT SỐ KIẾN THỨC

CHƯƠNG “TỪ TRƯỜNG” VÀ “CẢM ỨNG

ĐIỆN TỪ” – VẬT LÝ 11 THPT THEO

ĐỊNH HƯỚNG GIÁO DỤC STEM

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC

Thành phố Hồ Chí Minh – 2018

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

Tôn Ngọc Tâm

TỔ CHỨC DẠY HỌC MỘT SỐ KIẾN THỨC

CHƯƠNG “TỪ TRƯỜNG” VÀ “CẢM ỨNG

ĐIỆN TỪ” – VẬT LÝ 11 THPT THEO

ĐỊNH HƯỚNG GIÁO DỤC STEM

Chuyên ngành: Lí luận và phương pháp dạy học bộ môn Vật lí

Mã số: 8140111

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:

TS. NGUYỄN THANH NGA

Thành phố Hồ Chí Minh – 2018

LỜI CAM ĐOAN

LỜI CẢM ƠN

MỤC LỤC

DANH MỤC VIẾT TẮT

DANH MỤC CÁC BẢNG

DANH MỤC HÌNH

MỞ ĐẦU

Chương 1. CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN VỀ GIÁO DỤC

STEM TRONG TRƯỜNG PHỔ THÔNG

Kiến thức thuộc lĩnh vực STEM

Làm việc nhóm

Giải quyết vấn đề thực tiễn

Tiêu chí chủ đề STEM

Định hướng thực hành

KẾT LUẬN CHƯƠNG 1

Chương 2. TỔ CHỨC DẠY HỌC MỘT SỐ CHỦ ĐỀ STEM

CỦA KIẾN THỨC CHƯƠNG “TỪ TRƯỜNG” VÀ “CẢM ỨNG

ĐIỆN TỪ” – VẬT LÝ 11 THPT

KẾT LUẬN CHƯƠNG 2

CHƯƠNG 3. THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM

KẾT LUẬN CHƯƠNG 3

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

DANH MỤC CÔNG TRÌNH CỦA TÁC GIẢ

DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO

Có thể bạn quan tâm

Tài liêu mới

AI tóm tắt

Giới thiệu tài liệu

Đối tượng sử dụng

Từ khoá chính

Nội dung tóm tắt

Giới thiệu

Về chúng tôi

Việc làm

Quảng cáo

Liên hệ

Chính sách

Thoả thuận sử dụng

Chính sách bảo mật

Chính sách hoàn tiền

DMCA

Hỗ trợ

Hướng dẫn sử dụng

Đăng ký tài khoản VIP

093 303 0098

support@tailieu.vn

Phương thức thanh toán

Theo dõi chúng tôi

Facebook

Youtube

TikTok