SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM
PHÁT TRIỂN PHẨM CHẤT, NĂNG LỰC HỌC SINH
THÔNG QUA TỔ CHỨC THỰC HIỆN DẠY HỌC
CHỦ ĐỀ STEM PHẦN “MOMEN LỰC. ĐIỀU KIỆN CÂN BẰNG
CỦA VẬT” VẬT LÍ 10, TẠI TRƯỜNG THPT QUỲ HỢP
LĨNH VỰC: VẬT LÝ
SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO NGHỆ AN
TRƯỜNG THPT QUỲ HỢP
===== =====
SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM
PHÁT TRIỂN PHẨM CHẤT, NĂNG LỰC HỌC SINH
THÔNG QUA TỔ CHỨC THỰC HIỆN DẠY HỌC
CHỦ ĐỀ STEM PHẦN “MOMEN LỰC. ĐIỀU KIỆN CÂN BẰNG
CỦA VẬT” VẬT LÍ 10, TẠI TRƯỜNG THPT QUỲ HỢP
LĨNH VỰC: VẬT LÝ
Đồng tác giả : Vũ Thị Lý - Hồ Thế Ngọc
Tổ bộ môn : Khoa học tự nhiên
Năm thực hiện : 2022 - 2023
Số điện thoại : 0988937628 - 0799118666
Năm học 2022-2023
MỤC LỤC
Trang
PHẦN I: ĐẶT VẤN ĐỀ .......................................................................................... 1 1.1. Lý do chọn đề tài............................................................................................. 1 1.2. Mục đích nghiên cứu....................................................................................... 1 1.3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu................................................................... 2 1.4. Phương pháp nghiên cứu................................................................................. 2 1.5. Thời gian nghiên cứu ...................................................................................... 2 1.6. Tính mới và những đóng góp của đề tài ......................................................... 2 PHẦN II: NỘI DUNG NGHIÊN CỨU ................................................................. 4 CHƯƠNG I: CÁC CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI............ 4 I. Cơ sở lí luận........................................................................................................ 4 1.1. Một số vấn đề cơ bản về giáo dục STEM ....................................................... 4 1.1.1. Thuật ngữ STEM ...................................................................................... 4 1.1.2. Khoa học - Kĩ thuật - Công nghệ - Toán học. .......................................... 4 1.1.3. Giáo dục STEM ........................................................................................ 5 1.2. Lý thuyết về giáo dục STEM trong trường Trung học. .................................. 5 1.2.1. Giáo dục STEM trong trường trung học................................................... 5 1.2.2. Mục tiêu giáo dục STEM trong trường trung học. ................................... 6 1.2.3. Chủ đề dạy học STEM trong trường trung học ........................................ 6 1.2.4. Phân loại chủ đề STEM dựa vào mục đích dạy học ................................. 7 1.2.5. Phát triển năng lực sáng tạo của học sinh thông qua dạy học chủ đề STEM. .... 7 1.2.6. Phát triển tư duy kỹ thuật của học sinh thông qua dạy học chủ đề STEM ...... 8 1.2.7. Phát triển năng lực hướng nghiệp của học sinh thông qua dạy học chủ đề STEM ...................................................................................................... 8 1.2.8. Quy trình thiết kể chủ đề STEM............................................................... 8 1.3. Tổ chức dạy học chủ đề STEM cho học sinh trung học............................... 11 1.3.1. Tổ chức hội thi thiết kế mô hình sáng tạo theo định hướng giáo dục STEM cho học sinh trung học. ......................................................................... 11 1.3.2. Dạy học mở mang tính thiết kế chủ đề stem phát triển năng lực sáng tạo. ....... 12 II. Cơ sở thực tiễn................................................................................................. 13 2.1. Phiếu điều tra ............................................................................................. 13 2.2. Thực trạng dạy học môn Vật lý ở trường THPT Quỳ Hợp dưới góc độ giáo dục STEM ................................................................................................. 18 2.3. Nguyên nhân .............................................................................................. 19
CHƯƠNG II: THIẾT KẾ VÀ TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY CHỦ ĐỀ STEM PHẦN MOMEN LỰC, ĐIỀU KIỆN CÂN BẰNG CỦA VẬT. ............ 20 2.1. Thời gian và dự kiến thời lượng thực hiện ................................................... 20 2.2. Thiết kế và tổ chức các hoạt động dạy học chủ đề STEM phần “Momen Lực, điều kiện cân bằng của vật”......................................................................... 20 2.2.1. Xây dựng chủ đề STEM dùng đòn bẩy trong việc di chuyển vật nặng........ 20 2.2.2. Xây dựng chủ đề STEM chế tạo cân đòn. .............................................. 25 2.2.3. Kiểm tra đánh giá.................................................................................... 30 CHƯƠNG III: THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM..................................................... 31 3.1. Mục tiêu của thực nghiệm sư phạm. ............................................................. 31 3.2. Nội dung thực nghiệm sư phạm.................................................................... 31 PHẦN III. KẾT LUẬN ......................................................................................... 33 PHỤ LỤC ............................................................................................................... 34 TÀI LIỆU THAM KHẢO .................................................................................... 41
PHẦN I: ĐẶT VẤN ĐỀ
1.1. Lý do chọn đề tài
Năm học 2022-2023 là năm đầu tiên thực hiện chương trình giáo dục phổ thông 2018 đối với lớp 10 trung học phổ thông. Trên tinh thần Nghị quyết số 29/NQ-TW với nội dung đổi mới căn bản, toàn diện giáo dục và đào tạo đã nhấn mạnh “Đổi mới nội dung giáo dục theo hướng tinh giản, hiện đại, thiết thực, phù hợp với lứa tuổi, trình độ và ngành nghề; tăng thực hành, vận dụng kiến thức vào thực tiễn”. Giáo dục định hướng phát triển phẩm chất, năng lực người học nhằm đảm bảo chất lượng đầu ra của việc dạy học.
Thực hiện mục tiêu giáo dục phổ thông giúp học sinh làm chủ kiến thức phổ thông, biết vận dụng hiệu quả kiến thức kỹ năng đã học vào đời sống và tự học suốt đời, có định hướng lựa chọn nghề nghiệp phù hợp, biết xây dựng và phát triển hài hòa các mối quan hệ xã hội, có cá tính, nhân cách và đời sống tâm hồn phong phú, nhờ đó có được cuộc sống có ý nghĩa và đóng góp tích cực vào sự phát triển của đất nước và nhân loại. Giáo dục phổ thông mới chú trọng phát triển phẩm chất và năng lực người học thông qua nội dung giáo dục với những kiến thức, kỹ năng cơ bản, thiết thực hiện đại, phát triển hài hòa đức, trí, thể, mỹ.
Vật lý là môn khoa học thực nghiệm, nên một trong các khâu quan trọng của quá trình đổi mới phương pháp dạy học Vật lý là tăng cường hoạt động nghiên cứu và tìm hiểu các ứng dụng kỹ thuật của Vật lý cho học sinh trong quá trình học tập thông qua việc giao nhiệm vụ liên quan đến việc tìm hiểu công dụng, nguyên tắc hoạt động, cấu tạo, chế tạo và sử dụng một số dụng cụ đơn giản từ các vật liệu sẵn có để học sinh được trải nghiệm nghiên cứu khoa học, qua đó giúp học sinh hiểu biết sâu sắc hơn các kiến thức Vật lý. Với những trải nghiệm ưu việt từ trí tuệ nhân tạo và sự tích hợp các lĩnh vực Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật và Toán học gọi tắt là “STEM”.
Tuy nhiên dạy dọc theo định hướng giáo dục STEM tại trường THPT Quỳ Hợp chưa được chú trọng và nhân rộng. Đây là phương thức giáo dục tích hợp theo cách tiếp cận liên môn và thông qua thực hành, ứng dụng, trải nghiệm, hiện đang còn tương đối mới. Chính vì lý do trên mà chúng tôi chọn đề tài sáng kiến: Phát triển phẩm chất, năng lực học sinh thông qua tổ chức thực hiện dạy học chủ đề STEM phần “Momen Lực. Điều kiện cân bằng của vật” Vật Lí 10, tại trường THPT Quỳ Hợp. Để góp phần giúp các em nắm vững kiến thức, có khả năng liên hệ, liên kết giữa các kiến thức; có khả năng vận dụng kiến thức, kĩ năng vào cuộc sống, công việc giúp các em thực hiện “Học đi đôi với hành”, nâng cao hiệu quả công việc trong cuộc sống lao động sau này của các em.
1.2. Mục đích nghiên cứu
Nâng cao nhận thức và năng lực tổ chức dạy học chủ đề STEM cho giao viên
1
Tổ chức dạy học chủ đề STEM phần Momen lực, điều kiện cân bằng của vật trong chương trình vật lí lớp 10 thông qua đó nhằm phát huy tính tích cực, chủ động, sáng tạo,của học sinh, giúp học sinh biết vận dụng kiến thức về Momen lực và điều kiện cân bằng của vật vào cuộc sống. Tạo niềm vui và hứng thú tìm tòi, nghiên cứu, học tập góp phần nâng cao chất lượng giáo dục.
Hoạt động học tập phù hợp cho cả dạy học trực tiếp và dạy học trải nghiệm.
Qua hoạt động học tập giúp học sinh biết cách nghiên cứu khoa học.
1.3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
Đối tượng: Học sinh lớp 10 trường THPT Quỳ Hợp
Phạm vi nghiên cứu:
- Nghiên cứu lí luận về giáo dục STEM
- Nghiên cứu tổ chức hoạt động dạy học chủ đề STEM
- Nghiên cứu về lí thuyết Momen lực. Tìm hiểu một số ứng dụng về Momen
- Nghiên cứu nguyên lí và cấu tạo của cân đòn. Chế tạo và sử dụng cân đòn.
- Nghiên cứu về đòn bẩy, chế tạo và sử dụng đòn bẩy.
1.4. Phương pháp nghiên cứu
- Phương pháp nghiên cứu lý thuyết: Nghiên cứu cơ sở lí luận; nghiên cứu
các tài liệu về Momen lực, điều kiện cân bằng của vật.
- Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm khoa học: Nghiên cứu áp dụng kiến
thức vật lí chế tạo công cụ sử dụng trong cuộc sống.
- Phương pháp thực nghiệm sư phạm: Sau khi hoàn thiện kế hoạch đề tài thì tiến hành thực nghiệm dạy học trên các đối tượng học sinh khác nhau để kiểm tra đánh giá tính đúng đắn, tính thực tiễn và thiết thực của đề tài. Kết quả thực nghiệm được đánh giá qua phiếu khảo sát và bài kiểm tra của học sinh.
- Phương pháp xử lí số liệu: Bằng toán thống kê, sử dụng đồ hoạ vẽ đồ thị.
1.5. Thời gian nghiên cứu
- Từ tháng 5/2021 đến tháng 12/2021 hình thành ý tưởng
- Từ tháng 1/2021 đến tháng 12/2022 nghiên cứu và thử nghiệm.
- Từ tháng 01/2023 đến tháng 4/2023 viết thành đề tài.
1.6. Tính mới và những đóng góp của đề tài
- Góp phần nâng cao lí luận về giáo dục STEM
- Đánh giá thực trạng dạy học môn Vật lý ở trường THPT Quỳ Hợp dưới
góc độ giáo dục STEM.
- Xây dựng và tổ chức dạy học được một số chủ đề STEM phần “Momen
Lực, điều kiện cân bằng của vật” Vật lý 10 THPT
2
- Phát triển năng lực giải quyết vấn đề, năng lực tư duy kỹ thuật, năng lực sáng tạo, năng lực giao tiếp, năng lực làm việc nhóm, năng lực hướng nghiệp cho học sinh thông qua dạy học chủ đề STEM.
- Nội dung của đề tài thực tế và gần gũi đời sống. Đề tài được áp dụng các phương pháp phù hợp, linh hoạt, đa dạng, sử dụng các hình ảnh rõ nét, các thí nghiệm đơn giản giúp học sinh dễ hình thành năng lực và sử dụng.
3
PHẦN II: NỘI DUNG NGHIÊN CỨU
CHƯƠNG I: CÁC CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI
I. Cơ sở lí luận
1.1. Một số vấn đề cơ bản về giáo dục STEM
1.1.1. Thuật ngữ STEM
Hình 1
STEM là thuật ngữ viết tắt của các từ Science (Khoa học), Technology (Công nghệ), Engineering (Kĩ thuật) và Mathematics (Toán học), thường được sử dụng khi bàn đến các chính sách phát triển về Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học của mỗi quốc gia. Sự phát triển về Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học được mô tả bởi chu trình STEM (Hình 1), trong đó Science là quy trình sáng tạo ra kiến thức khoa học; Engineering là quy trình sử dụng kiến thức khoa học để thiết kế công nghệ mới nhằm giải quyết các vấn đề; Toán là công cụ được sử dụng để thu nhận kết quả và chia sẻ kết quả đó với những người khác.
Giáo dục STEM được sử dụng theo mô tả trong Chương trình giáo dục phổ thông năm 2018 như sau: Giáo dục STEM là mô hình giáo dục dựa trên cách tiếp cận liên môn, giúp học sinh áp dụng các kiến thức Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học vào giải quyết một số vấn đề thực tiễn trong bối cảnh cụ thể.
1.1.2. Khoa học - Kĩ thuật - Công nghệ - Toán học.
Mỗi bài học STEM trong chương trình giáo dục phổ thông đề cập đến một vấn đề tương đối trọn vẹn, đòi hỏi học sinh phải học và sử dụng kiến thức thuộc các môn học trong chương trình để sử dụng vào giải quyết vấn đề đó. Tiến trình mỗi bài học STEM được thực hiện phỏng theo quy trình kĩ thuật (Hình 2), trong đó việc "Nghiên cứu kiến thức nền" (background research) trong tiến trình dạy học mỗi bài học STEM chính là việc học để chiếm lĩnh nội dung kiến thức trong chương trình giáo dục phổ thông tương ứng với vấn đề cần giải quyết trong bài học, trong đó học sinh là người chủ động nghiên cứu sách giáo khoa, tài liệu bổ trợ, tiến hành các thí nghiệm theo chương trình học (nếu có) dưới sự hướng dẫn
4
của giáo viên; vận dụng kiến thức đã học để đề xuất, lựa chọn giải pháp giải quyết vấn đề; thực hành thiết kế, chế tạo, thử nghiệm mẫu; chia sẻ, thảo luận, điều chỉnh thiết kế. Thông qua quá trình học tập đó, học sinh được rèn luyện nhiều kĩ năng để phát triển phẩm chất, năng lực.
Xác định vấn đề
Nghiên cứu kiến thức nền
Toán Lý Hóa Sinh Tin CN
Đề xuất các giải pháp/bản thiết kế
Lựa chọn giải pháp/bản thiết kế
Chế tạo mô hình (nguyên mẫu)
Thử nghiệm và đánh giá
Chia sẻ và thảo luận
Điều chỉnh thiết kế
Hình 2: Tiến trình bài học STEM
1.1.3. Giáo dục STEM
Trên cơ sở các bài học STEM cho tất cả học sinh nêu trên, trong quá trình thực hiện sẽ có một số học sinh có sở trường, hứng thú (là những học sinh có vai trò chủ chốt của nhóm trong việc chế tạo, thử nghiệm mẫu) cần được khuyến khích và tạo điều kiện để tiếp tục mở rộng, đi sâu. Nhà trường cần có những hình thức tổ chức phù hợp tạo môi trường để các học sinh này được phát huy năng lực, sở trường của mình; cũng từ đó phát hiện và hướng dẫn những học sinh này say mê nghiên cứu thực hiện các dự án Khoa học, Kĩ thuật để tham gia "Cuộc thi khoa học kĩ thuật dành cho học sinh trung học". Đây là mức độ cao của giáo dục STEM trong giáo dục phổ thông.
1.2. Lý thuyết về giáo dục STEM trong trường Trung học.
1.2.1. Giáo dục STEM trong trường trung học.
Giáo dục STEM trong trường trung học là quan điểm dạy học định hướng
5
phát triển năng lực học sinh thuộc các lĩnh vực Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật và Toán học.
Các kiến thức và kỹ năng về Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật và Toán học được tổ chức dạy học tích hợp theo chủ đề nhằm giúp học sinh vận dụng kiến thức để giải quyết vấn đề thực tiễn mang lại hiệu quả và có giá trị
1.2.2. Mục tiêu giáo dục STEM trong trường trung học.
Giáo dục STEM là một phương thức giáo dục nhằm trang bị cho học sinh
những kiến thức khoa học gắn liền với ứng dụng của chúng trong thực tiễn.
Nội dung bài học theo chủ đề (sau đây gọi chung bài học) STEM gắn với việc giải quyết tương đối trọn vẹn một vấn đề, trong đó học sinh được tổ chức tham gia học tập một cách tích cực, chủ động và biết vận dụng kiến thức vừa học để giải quyết vấn đề đặt ra; thông qua đó góp phần hình thành phẩm chất năng lực cho học sinh.
1.2.3. Chủ đề dạy học STEM trong trường trung học
Khi xây dựng một chủ đề giáo dục STEM, một số câu hỏi có thể gặp phải với các giáo viên đó là liệu chủ đề được xây dựng có đúng theo tinh thần STEM hay không hay là một chủ đề tích hợp khoa học đơn thuần. Điều gì tạo nên sự phân biệt một chủ đề giáo dục STEM với các chủ đề học tập khác. Điều đầu tiên cần phải khẳng định trước hết một chủ đề dạy học theo định hướng STEM phải là một chủ đề mang tính tích hợp. Khái niệm STEM hay giáo dục STEM là một khái niệm rộng và nhiều tầng bậc, do vậy điều này cũng ảnh hưởng tới việc xác định hay cách đánh giá về một chủ đề giáo dục STEM. Trong nội dung trình bày dưới đây nghiên cứu đề xuất một số tiêu chí nhằm xác định về một chủ đề giáo dục STEM
Kiến thức lĩnh vực
Tiêu chí chủ
Làm việc nhóm
đề STEM
Giải quyết vấn đề thực tiễn
Định hướng thực hành
Hình 1.2. Tiêu chí của chủ đề giáo dục STEM
- Chủ đề STEM hướng tới giải quyết các vấn đề trong thế giới thực
Vận dụng kiến thức STEM để giải quyết các vấn đề thực tiễn chính là mục
6
tiêu của dạy học theo quan điểm STEM. Do vậy, bài học STEM không phải là để giải quyết các vấn đề mang tính tưởng tượng và 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 đồng địa phương của họ cũng như toàn cầu
Chủ đề STEM phải hướng tới việc HS 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 chuyên môn liên quan.
Chủ đề STEM định hướng thực hành.
Định hướng hành động là một đặc điểm của quan điểm STEM. Chỉ khi chủ đề STEM định hướng thực hành mới đảm bảo hình thành và phát triển năng lực cho HS. Điều này sẽ giúp học sinh có được kiến thức từ kinh nghiệm thực hành chứ không phải chỉ từ lí thuyết. Chính các hoạt động thực tế này sẽ giúp học sinh nhớ kiến thức lâu hơn và sâu hơn. Học sinh sẽ được làm việc theo nhóm, tự thảo luận tìm tòi kiến thức, tự vận dụng kiến thức vào các hoạt động thực hành rồi sau đó có thể truyền đạt lại kiến thức cho người khác. Với cách học này, giáo viên không còn là người truyền đạt kiến thức nữa mà sẽ là người hướng dẫn để học sinh tự xây dựng kiến thức cho chính mình.
Chủ đề STEM 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 kĩ năng quan trọng trong thế kỉ 21 bên cạnh đó khi làm việc theo nhóm học sinh sẽ được đặt vào môi trường thúc đẩy các nhu cầu giao tiếp chia sẻ ý tưởng và cùng nhau phát triển giải pháp .
1.2.4. Phân loại chủ đề STEM dựa vào mục đích dạy học
Chủ đề stem dạy học kiến thức mới: Được xây dựng trên cơ sở kết nối kiến thức của nhiều môn học khác nhau mà học sinh chưa được học ( hoặc được học một phần). Học sinh sẽ vừa giải quyết được vấn đề và vừa lĩnh hội được tri thức mới.
Chủ đề stem dạy học vận dụng: Được xây dựng trên cơ sở những kiến thức học sinh đã được học. Chủ đề stem dạng này sẽ bồi dưỡng cho học sinh năng lực vận dụng lý thuyết vào thực tiễn. Kiến thức lý thuyết được củng cố và khắc sâu.
1.2.5. Phát triển năng lực sáng tạo của học sinh thông qua dạy học chủ đề
STEM.
Giáo dục STEM nhằm chuẩn bị cho học sinh những cơ hội cũng như các thách thức trong nền kinh tế cạnh tranh toàn cầu của thế kỷ 21. Bên cạnh những hiểu biết về các lĩnh vực khoa học, công nghệ, kỹ thuật và toán học, học sinh sẽ được phát triển tư duy phê phán khả năng hợp tác để thành công.
7
1.2.6. Phát triển tư duy kỹ thuật của học sinh thông qua dạy học chủ đề
STEM .
Đó là những kiến thức liên quan đến các môn Khoa học, Kỹ thuật, Công nghệ và Toán học. Trong đó học sinh biết liên kết kiến thức Khoa học, Toán học để giải quyết các vấn đề thực tiễn. Học sinh biết sử dụng, quản lý và truy cập Công nghệ. Học sinh biết về quy trình thiết kế và chế tạo ra sản phẩm.
1.2.7. Phát triển năng lực hướng nghiệp của học sinh thông qua dạy học
chủ đề STEM
Giáo dục STEM sẽ tạo cho học sinh có những kiến thức kỹ năng mang tính nền tảng cho việc học tập ở các bậc cao hơn, cũng như cho nghề nghiệp tương lai của học sinh. Từ đó góp phần xây dựng lực lượng lao động có năng lực phẩm chất tốt, đặc biệt là lao động trong lĩnh vực STEM nhằm đáp ứng mục tiêu xây dựng và phát triển đất nước.
Tăng cường trang bị cho học sinh phổ thông những kỹ năng về STEM, tăng cường số lượng học sinh sẽ theo đuổi và nghiên cứu chuyên sâu về các lĩnh vực stem.
Quá trình sáng tạo có thể được nuôi dưỡng trong học sinh nhưng phải cần thời gian và học sinh cần được nhúng trong môi trường và không gian đặc thù để kích thích sự sáng tạo. Do vậy tiếp cận giáo dục STEM phải là tiếp cận liên ngành để tạo ra sự kết hợp hài hòa giữa các lĩnh vực Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật và Toán học nhằm mang đến cho học sinh những trải nghiệm thực tế có ý nghĩa.
1.2.8. Quy trình thiết kể chủ đề STEM.
Bước 1: Lựa chọn chủ đề bài học
Bước 2: Xác định vấn đề cần giải quyết
Bước 3: Xây dựng tiêu chí của thiết bị/giải pháp giải quyết vấn đề
Bước 4: Thiết kế tiến trình tổ chức hoạt động dạy học.
Bước 1: Lựa chọn chủ đề bài học
Căn cứ vào nội dung kiến thức trong chương trình môn học và các hiện tượng, quá trình gắn với các kiến thức đó trong tự nhiên; quy trình hoặc thiết bị công nghệ có sử dụng của kiến thức đó trong thực tiễn... để lựa chọn chủ đề của bài học.
8
Bước 2: Xác định vấn đề cần giải quyết
Sau khi chọn chủ đề của bài học, cần xác định vấn đề cần giải quyết để giao cho học sinh thực hiện sao cho khi giải quyết vấn đề đó, học sinh phải học được những kiến thức, kĩ năng cần dạy trong chương trình môn học đã được lựa chọn (đối với STEM kiến tạo) hoặc vận dụng những kiến thức, kỹ năng đã biết (đối với STEM vận dụng) để xây dựng bài học
Bước 3: Xây dựng tiêu chí của thiết bị/giải pháp giải quyết vấn đề
Sau khi đã xác định vấn đề cần giải quyết/sản phẩm cần chế tạo, cần xác định rõ tiêu chí của giải pháp/sản phẩm. Những tiêu chí này là căn cứ quan trọng để đề xuất giả thuyết khoa học/giải pháp giải quyết vấn đề/thiết kế mẫu sản phẩm.
Bước 4: Thiết kế tiến trình tổ chức hoạt động dạy học.
Tiến trình tổ chức hoạt động dạy học được thiết kế theo các phương pháp và kĩ thuật dạy học tích cực với 5 hoạt động học sau đây. Mỗi hoạt động học được thiết kế rõ ràng về mục đích, nội dung và sản phẩm học tập mà học sinh, phải hoàn thành. Các hoạt động học đó có thể được tổ chức cả ở trong và ngoài lớp học ở trường, ở nhà và cộng đồng.
Hoạt động 1: Xác định vấn đề
Trong hoạt động này, Giáo viên giao cho học sinh nhiệm vụ học tập chứa đựng vấn đề, trong đó học sinh phải hoàn thành một sản phẩm học tập cụ thể với các tiêu chí đòi hỏi học sinh phải sử dụng kiến thức mới trong bài học để đề xuất, xây dựng giải pháp và thiết kế nguyên mẫu của sản phẩm cần hoàn thành. Tiêu chí của sản phẩm là yêu cầu hết sức quan trọng, bởi đó chính là "tính mới" của sản phẩm, kể cả sản phẩm đó là quen thuộc với học sinh; đồng thời, tiêu chí đó buộc học sinh phải nắm vững kiến thức mới thiết kế và giải thích được thiết kế cho sản phẩm cần làm.
- Mục đích: Xác định tiêu chí sản phẩm; phát hiện vấn đề/nhu cầu.
- Nội dung: Tìm hiểu về hiện tượng, sản phẩm, công nghệ; đánh giá về hiện
tượng, sản phẩm, công nghệ...
- Dự kiến sản phẩm hoạt động của học sinh: Các mức độ hoàn thành nội dung (Bài ghi chép thông tin về hiện tượng, sản phẩm, công nghệ; đánh giá, đặt câu hỏi về hiện tượng, sản phẩm, công nghệ).
- Cách thức tổ chức hoạt động: Giáo viên giao nhiệm vụ (nội dung, phương tiện, cách thực hiện, yêu cầu sản phẩm phải hoàn thành); Học sinh thực hiện nhiệm vụ (qua thực tế, tài liệu, video; cá nhân hoặc nhóm); Báo cáo, thảo luận (thời gian, địa điểm, cách thức); Phát hiện/phát biểu vấn đề giáo viên hỗ trợ).
Hoạt động 2: Nghiên cứu kiến thức nền và đề xuất giải pháp
Trong hoạt động này, học sinh thực hiện hoạt động học tích cực, tự lực dưới
9
sự hướng dẫn của Giáo viên. Trong bài học STEM sẽ không còn các "tiết học" thông thường mà ở đó giáo viên giảng dạy" kiến thức mới cho học sinh. Thay vào đó, học sinh phải tự tìm tòi, chiếm lĩnh kiến thức để sử dụng vào việc đề xuất, thiết kế sản phẩm cần hoàn thành. Kết quả là, khi học sinh hoàn thành bản thiết kế thì đồng thời học sinh cũng đã học được kiến thức mới theo chương trình học tương ứng.
- Mục đích: Hình thành kiến thức mới và đề xuất giải pháp,
- Nội dung: Nghiên cứu nội dung sách giáo khoa, tài liệu, thí nghiệm ghi
nhận, hình thành kiến thức mới và đề xuất giải pháp/thiết kế.
- Dự kiến sản phẩm hoạt động của học sinh: Các mức độ hoàn thành nội dung (Xác định và ghi được thông tin, dữ liệu, giải thích, kiến thức mới, giải pháp/thiết kế).
- Cách thức tổ chức hoạt động: Giáo viên giao nhiệm vụ (Nêu rõ yêu cầu- đọc/nghe/nhìn/làm để xác định và ghi được thông tin, dữ liệu, giải thích kiến thức mới); Học sinh nghiên cứu sách giáo khoa, tài liệu, làm thí nghiệm (cá nhân nhóm); Báo cáo, thảo luận; Giáo viên điều hành, “chốt” kiến thức mới và hỗ trợ học sinh đề xuất giải pháp/thiết kế mẫu thử nghiệm.
Hoạt động 3: Lựa chọn giải pháp Trong hoạt động này, học sinh được tổ chức để trình bày, giải thích và bảo vệ bản thiết kế kèm theo thuyết minh (sử dụng kiến thức mới học và kiến thức đã có); đó là sự thể hiện cụ thể của giải pháp giải quyết vấn đề. Dưới sự trao đổi, góp ý của các bạn và Giáo viên, học sinh tiếp tục hoàn thiện (có thể phải thay đổi để bảo đảm khả thi) bản thiết kế trước khi tiến hành chế tạo, thử nghiệm,
- Mục đích: Lựa chọn giải pháp/bản thiết kế. - Nội dung: Trình bày, giải thích, bảo vệ giải pháp/thiết kế để lựa chọn và
hoàn thiện.
- Dự kiến sản phẩm hoạt động của học sinh: Giải pháp/bản thiết kế được lựa
chọn/hoàn thiện.
- Cách thức tổ chức hoạt động: Giáo viên giao nhiệm vụ (Nêu rõ yêu cầu học sinh trình bày, báo cáo, giải thích, bảo vệ giải pháp/thiết kế); Học sinh báo cáo thảo luận; Giáo viên điều hành, nhận xét, đánh giá và hỗ trợ học sinh lựa chọn giải pháp/thiết kế mẫu thử nghiệm.
Hoạt động 4: Chế tạo mẫu, thử nghiệm và đánh giá Trong hoạt động này, học sinh tiến hành chế tạo mẫu theo bản thiết kế đã hoàn thiện sau bước 3; trong quá trình chế tạo đồng thời phải tiến hành thử nghiệm và đánh giá. Trong quá trình này, học sinh cũng có thể phải điều chỉnh thiết kế ban đầu để bảo đảm mẫu chế tạo là khả thi.
- Mục đích: Chế tạo và thử nghiệm mẫu thiết kế. - Nội dung: Lựa chọn dụng cụ/thiết bị thí nghiệm, chế tạo mẫu theo thiết kế,
| thử nghiệm và điều chỉnh.
10
- Dự kiến sản phẩm hoạt động của học sinh: Dụng cụ/thiết bị/mô hình/đồ
vật... đã chế tạo và thử nghiệm, đánh giá.
- Cách thức tổ chức hoạt động: Giáo viên giao nhiệm vụ (lựa chọn dụng cụ/thiết bị thí nghiệm để chế tạo, lắp ráp...); Học sinh thực hành chế tạo, lắp ráp và thử nghiệm; Giáo viên hỗ trợ học sinh trong quá trình thực hiện.
Hoạt động 5: Chia sẻ, thảo luận, điều chỉnh Trong hoạt động này, học sinh được tổ chức để trình bày sản phẩm học tập
đã hoàn thành; trao đổi, thảo luận, đánh giá để tiếp tục điều chỉnh, hoàn thiện.
- Mục đích: Trình bày, chia sẻ, đánh giá sản phẩm nghiên cứu.
- Nội dung: Trình bày và thảo luận.
- Dự kiến sản phẩm hoạt động của học sinh: Dụng cụ/thiết bị/mô hình/đồ
vật... đã chế tạo được.
- Cách thức tổ chức hoạt động: Giáo viên giao nhiệm vụ (mô tả rõ yêu cầu và sản phẩm trình bày); Học sinh báo cáo, thảo luận (bài báo cáo, trình chiếu, video, dụng cụ/thiết bị/mô hình/đồ vật đã chế tạo...) theo các hình thức phù hợp (trưng bày, triển lãm, sân khấu hóa); Giáo viên đánh giá, kết luận, cho điểm và định hướng tiếp tục hoàn thiện.
1.3. Tổ chức dạy học chủ đề STEM cho học sinh trung học.
1.3.1. Tổ chức hội thi thiết kế mô hình sáng tạo theo định hướng giáo dục
STEM cho học sinh trung học.
Hội thi thiết kế mô hình sáng tạo theo định hướng giáo dục STEM là hoạt động ngoại khóa ở trường trung học, trong đó các nhóm học sinh tự thiết kế sản phẩm ứng dụng kỹ thuật theo sở thích và khả năng trên cơ sở định hướng của giáo viên, có sự vận dụng kiến thức khoa học và toán học vào thực tiễn. Tiến trình tổ chức gồm 3 giai đoạn: Chuẩn bị tội thi, thực hiện hội thi và kết thúc hội thi
Giai đoạn 1: Chuẩn bị hội thi.
Xác định thời gian tổ chức hội thi: Là khoảng thời gian hội thi chính thức
được bắt đầu cho đến khi kết thúc.
Xác định đối tượng tham gia: Học sinh toàn trường hay chỉ tập trung theo
từng khối, mỗi lớp cử đại diện 1 đến 2 nhóm hay tất cả học sinh trong lớp.
Xác định hình thức tổ chức hội thi: Ngoại khóa.
Xác định lực lượng hổ trợ học sinh: Giáo viên, phụ huynh, sinh viên tình nguyện…
Hình thành ban tổ chức hội thi: Ban giám hiệu, tổ trưởng bộ môn, giáo viên…
Công bố tiêu chí chấm điểm mô hình và ra thông báo toàn trường: Tiêu chí chấm điểm mô hình để định hướng học sinh trong việc lựa chọn mô hình và lên phương án thiết kế, lựa chọn nguyên liệu. Thông báo hội thi công bố toàn trường để triển khai đến toàn thể học sinh và hội đồng sư phạm nhà trường.
11
Giai đoạn 2: Thực hiện hội thi.
Các nhóm học sinh đăng ký mô hình với ban tổ chức, tiến hành thực hiện mô hình theo kế hoạch và bảng phân công nhiệm vụ được thống nhất bởi các thành viên trong nhóm. Các nhóm học sinh tiến hành tìm hiểu các ứng dụng kỹ thuật xung quanh, lựa chọn mô hình theo sở thích và khả năng của nhóm, nghiên cứu các kiến thức liên quan đến mô hình đã lựa chọn, đề xuất giải pháp thiết kế, lựa chọn phương án thiết kế, tìm kiếm nguyên vật liệu để thiết kế mô hình phù hợp với khả năng của nhóm và điều kiện xung quanh, gia công vật liệu và thiết bị, tiến hành lắp ráp mô hình, vận hành thử nghiệm mô hình, phân tích và điều chỉnh các lỗi kỹ thuật, hoàn thiện mô hình và vận hành để tham gia hội thi.
Ban Tổ chức tiến hành kiểm tra, giám sát tiến độ thực hiện của nhóm học
sinh, điều chỉnh, bổ sung, hướng dẫn kịp thời khó khăn khi học sinh gặp phải.
Giai đoạn 3: kết thúc hội thi
Sau khi các nhóm học sinh đã hoàn thành mô hình, ban tổ chức hướng dẫn cho học sinh các kỹ năng cần thiết như: Soạn bài trình chiếu đa phương tiện, thiết kế poster hoặc Facebook giới thiệu sản phẩm, kỹ năng thuyết trình trước đám đông, phối hợp để vận hành mô hình, phản biện và trả lời câu hỏi bảo vệ chính kiến.
Tổ chức vòng sơ loại để lựa chọn các mô hình đạt chất lượng tốt vào vòng
chung kết.
Khen thưởng toàn trường các nhóm có mô hình đạt giải.
Khuyến khích động viên các nhóm học sinh có mô hình chưa đạt giải và cấp giấy chứng nhận cho học sinh để làm căn cứ đánh giá hạnh kiểm, đánh giá kết quả hoạt động ngoại khóa của học sinh.
1.3.2. Dạy học mở mang tính thiết kế chủ đề stem phát triển năng lực sáng tạo.
1.3.2.1. Khái niệm dạy học mở mang tính thiết kế.
Dạy học mở mang tính thiết kế là hình thức dạy học phát hiện và giải quyết những tình huống có vấn đề của cuộc sống nghề nghiệp liên quan đến nội dung chuyên môn tính mở của hình thức 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.
+ Giảm bớt sự căng thẳng của học sinh.
Dạy học mở mang tính thiết kế được thực hiện dựa trên phương pháp nghiên cứu khoa học, khuyến khích học sinh tìm kiếm tích cực và có niềm vui trong hoạt động đó. Tiền thân của dạy học mở mang tính thiết kế là dạy theo sự ngẫu nhiên, tự nhiên sống động. Hay 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.
12
1.3.2.2. Đặc trưng của dạy học mở mang tính thiết kế.
Dạy học mở mang tính thiết kế có đặc trưng sau:
+ Sự nhận thức kỹ thuật của học sinh là dựa trên những kinh nghiệm của học
sinh và cùng với nó để phát triển nhận thức kỹ thuật.
+ Vai trò của giáo viên là người truyền đạt tri thức chuyển hóa thành người
tư vấn tổ chức cho học sinh tự nhận thức.
+ Khơi dậy sự tò mò tìm kiếm của học sinh.
Dạy học mở mang tính thiết kế tạo, cơ hội cho học sinh hoạt động và phát triển kỹ năng hoạt động. Để thực hiện được dạy học mở mang tính thiết kế thì cần phải có những tình huống có vấn đề 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 quá trình làm việc nhóm. Hoạt động chủ yếu chính là hoạt động của người học tìm ra và quyết định lời giải tối ưu cho vấn đề đó.
1.3.2.3. Tiến trình dạy học mở mang tính thiết kế chủ đề stem phát triển
năng lực sáng tạo.
Dạy học mở mang tính thiết kế phù hợp cho những nội dung mang tính thiết
kế hệ thống kỹ thuật và phát triển năng lực sáng tạo của học sinh.
+ Giáo viên khuyến khích học sinh 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.
II. Cơ sở thực tiễn
2.1. Phiếu điều tra
Câu hỏi A B C D Trả lời
Nhiều Ít Rất ít
Đều biết cả Câu 1: Theo em thực trạng học sinh học vật lí xong mà không biết vận dụng để giải thích các hiện tượng thực tế có nhiều không
Câu 2: Theo em học vật lí có cần liên hệ với thực tiễn không Có Không Một số ít Tuỳ kiến thức
Như nhau Tuỳ bài
(1) hứng thú hơn (2) (2) hứng thú hơn (1) Câu 3: Em hãy cho biết mức độ hứng thú học tập đối với hai tiết học sau: (1) Tiết học chỉ dạy lí thuyết rồi ra bài tập để tính toán. (2) Tiết học có mô phỏng hiện
13
tượng vật lí bằng hình ảnh, clip và dụng cụ thực nghiệm.
Như nhau Tuỳ bài
(1) hiểu bài hơn (2) (2) hiểu bài hơn (1)
Câu 4: Em hãy cho biết mức độ hiểu bài đối với hai tiết học sau: (1) Tiết học chỉ dạy lí thuyết rồi ra bài tập để tính toán. (2) Tiết học có mô phỏng hiện tượng vật lí bằng hình ảnh, clip và dụng cụ thực nghiệm.
Như nhau (1) biết hơn (2) (2) biết hơn (1) Tuỳ bài
Câu 5: Em hãy cho biết mức độ biết vận dụng vào thực tế đời sống đối với hai tiết học sau: (1) Tiết học chỉ dạy lí thuyết rồi ra bài tập để tính toán. (2) Tiết học có mô phỏng hiện tượng vật lí bằng hình ảnh, clip và dụng cụ thực nghiệm.
Bảng kết quả khảo sát 120 em học sinh cho câu hỏi 1 và biểu đồ thể hiện kết
quả khảo sát
Đáp án
Câu hỏi Câu 1: Theo em thực trạng học sinh học vật lí xong mà không biết vận dụng để giải thích các hiện tượng thực tế có nhiều không
Nhiều
Ít
Rất ít
Đều biết cả
A. Nhiều B. Ít C. Rất ít D. Đều biết cả Số em chọn 58 35 25 2
Biểu đồ thể hiện kết quả khảo sát nội dung câu hỏi “Theo em thực trạng học
14
sinh học vật lí xong mà không biết vận dụng để giải thích các hiện tượng thực tế có nhiều không”
Bảng kết quả khảo sát 120 em học sinh cho câu hỏi 2 và biểu đồ thể hiện kết
quả khảo sát Câu hỏi Câu 2: Theo em học vật lí có cần liên hệ với thực tiễn không
Đáp án A. Có B. Không C. Tuỳ kiến thức D. Một số ít Số em chọn 80 0 25 15
Biểu đồ thể hiện kết quả khảo sát nội dung câu hỏi “Theo em học vật lí có
cần liên hệ với thực tiễn không”
Bảng kết quả khảo sát 120 em học sinh cho câu hỏi 3 và biểu đồ thể hiện kết
quả khảo sát
Câu hỏi Đáp án Số em chọn
A. Như nhau 20
B. (1) hứng thú hơn (2) 2
C. (2) hứng thú hơn (1) 60
Câu 3: Em hãy cho biết mức độ hứng thú học tập đối với hai tiết học sau: (1) Tiết học chỉ dạy lí thuyết rồi ra bài tập để tính toán. (2) Tiết học có mô phỏng hiện tượng vật lí bằng hình ảnh, clip và dụng cụ thực nghiệm. D. Tuỳ bài 38
15
Biểu đồ thể hiện kết quả khảo sát nội dung câu hỏi “Em hãy cho biết mức độ hứng thú học tập đối với hai tiết học sau: (1) Tiết học chỉ dạy lí thuyết rồi ra bài tập để tính toán. (2) Tiết học có mô phỏng hiện tượng vật lí bằng hình ảnh, clip và dụng cụ thực nghiệm”
Bảng kết quả khảo sát 120 em học sinh cho câu hỏi 4 và biểu đồ thể hiện kết
quả khảo sát
Câu hỏi Đáp án Số em chọn
A. Như nhau 25
B. (1) hiểu bài hơn (2) 4
C. (2) hiểu bài hơn (1) 55
Câu 4: Em hãy cho biết mức độ hiểu bài đối với hai tiết học sau: (1) Tiết học chỉ dạy lí thuyết rồi ra bài tập để tính toán. (2) Tiết học có mô phỏng hiện tượng vật lí bằng hình ảnh, clip và dụng cụ thực nghiệm.
D. Tuỳ bài 36
16
Biểu đồ thể hiện kết quả khảo sát nội dung câu hỏi “Em hãy cho biết mức độ hiểu bài đối với hai tiết học sau: (1) Tiết học chỉ dạy lí thuyết rồi ra bài tập để tính toán. (2) Tiết học có mô phỏng hiện tượng vật lí bằng hình ảnh, clip và dụng cụ thực nghiệm.”
Bảng kết quả khảo sát 120 em học sinh cho câu hỏi 5 và biểu đồ thể hiện kết
quả khảo sát
Câu hỏi Đáp án Số em chọn
A. Như nhau 15
B. (1) biết hơn (2) 1
C. (2) biết hơn (1) 80
D. Tuỳ bài 24 Câu 5: Em hãy cho biết mức độ biết vận dụng vào thực tế đời sống đối với hai tiết học sau: (1) Tiết học chỉ dạy lí thuyết rồi ra bài tập để tính toán. (2) Tiết học có mô phỏng hiện tượng vật lí bằng hình ảnh, clip và dụng cụ thực nghiệm.
17
Biểu đồ thể hiện kết quả khảo sát nội dung câu hỏi “Em hãy cho biết mức độ biết vận dụng vào thực tế đời sống đối với hai tiết học sau: (1) Tiết học chỉ dạy lí thuyết rồi ra bài tập để tính toán. (2) Tiết học có mô phỏng hiện tượng vật lí bằng hình ảnh, clip và dụng cụ thực nghiệm.”
Nhận xét: Qua kết quả khảo sát ta nhận thấy việc dạy học vật lí gắn với thực tiễn, có mô hình minh hoạ sẽ tạo được sự hứng thú học tập của học sinh hơn, học sinh hiểu bài hơn và biết vận dụng kiến thức vật lí vào thực tiễn đời sống nhiều hơn. Vì vậy dạy học STEM đem lại kết quả cao trong việc lĩnh hội kiến thức, kĩ năng của học sinh.
2.2. Thực trạng dạy học môn Vật lý ở trường THPT Quỳ Hợp dưới góc độ
giáo dục STEM
- Môn Vật lý là một trong những bộ môn khoa học cơ bản, lí do lựa chọn
môn Vật lý của học sinh chủ yếu để ôn thi tốt nghiệp và đại học.
- Do chương trình học và thi nặng nề về lý thuyết và nhiều bài tập tính toán nên đa số các em nhồi nhét kiến thức để đáp ứng kì thi như vậy các em ít vận dụng kiến thức vào thực tế, đời sống.
- Học sinh không được trải nghiệm thực tế, nên việc tiếp thu kiến thức khoa
học trở nên nặng nề.
- Việc tổ chức dạy học theo hướng giáo dục STEM ở trường THPT nói
chung còn hạn chế, các trường chủ yếu giao nhiệm vụ cho tổ chứ cá nhân còn ít.
- Sự tự tin và sẵn sàng của giáo viên về áp dụng giáo dục STEM trong dạy
học còn rất thấp.
- Giáo viên chưa thực sự có vai trò chủ động trong tổ chức dạy học chủ đề STEM cho học sinh trong trường phổ thông và còn nhiều lúng túng khi áp dụng
18
giáo dục STEM trong dạy học. Cùng với lớp học quá đông chính là những vấn đề khó khăn nhất đối với giáo viên.
- Chủ trương hỗ trợ giáo viên và khuyến khích phát triển giáo dục STEM
trong dạy học của lãnh đạo trường
- Đa phần giáo viên tự tìm tài liệu trong việc thực hiện dạy học chủ đề
STEM.Việc hỗ trợ từ các giáo viên khác tổ bộ môn rất ít .
- Đa số giáo viên còn lung túng trong tổ chức bài học STEM phát triển phẩm chất và năng lực của học sinh; Phương pháp tích hợp STEM vào môn học chính khóa; Về chủ đề và cách triển khai giáo dục STEM; Kĩ năng sử dụng dụng cụ và bộ tài liệu bài học theo từng chủ đề; Tư duy thiết kế áp dụng trong dạy học.
- Không gian học tập dành cho giáo dục STEM còn nhiều hạn chế, chưa
trang bị phòng học STEM.
- Giáo viên chưa quen với hình thức đánh giá kết quả học tập của HS khi
dạy học chủ đề STEM.
- Điều kiện cơ sở vật chất phục vụ cho dạy học chủ đề STEM còn hạn chế. Sĩ số lớp đông gây không ít khó khăn cho tổ chức hoạt động dạy học, ảnh hưởng đến việc sử dụng các phương pháp dạy học có tính trải nghiệm cao của giáo viên. Việc thiếu phòng học STEM hoặc không gian thực hành, trải nghiệm cũng tác động đến phát triển giáo dục STEM.
2.3. Nguyên nhân
- Có mặt ở Việt Nam vào những năm 2010, cho đến nay giáo dục STEM đã dành được sự quan tâm của chính phủ các bộ ngành và các trường. Tuy nhiên việc triển khai chương trình giáo dục STEM hiện nay lại phát triển mạnh ở lĩnh vực tư nhân khi các tổ chức, đơn bị áp dụng các mô hình STEM mà chưa có những nghiên cứu cụ thể và bài bản nào về khung lí luận triển khai giáo dục STEM trong bối cảnh hiện nay. Điều này dẫn đến việc không thống nhất về mục tiêu dạy học hiện nay, và khiến cho việc triển khai giáo dục STEM chưa được hiệu quả cao.
- Kinh nghiệm triển khai hay mô hình triển khai giáo dục cho cá nhân chưa có. Chưa xây dựng được một hệ thống và bộ tiêu chẩn và cả phương pháp mới. Đây là một vấn đề lớn và rất quan trọng, thể hiện được chất lượng chương trình, giúp giáo viên biết được sự tiến bộ của bản thân.
- Nhà trường chưa đảm bảo có sự quan tâm đầy đủ và toàn diện đến lĩnh vực khoa học, công nghệ, kỹ thuật, toán, tin. Sự coi nhẹ một trong các lĩnh vực trên thì giáo dục STEM ở phổ thông sẽ không được hiệu quả. Cơ sở vật chất chưa phục vụ tốt hoạt động giáo dục STEM. Đặc biệt việc quan tâm triển trai hệ thông không gian trải nghiệm khoa học công nghệ . Hoạt động giáo dục STEM chưa kết nối nhiều với các hoạt động dạy học.
19
CHƯƠNG II: THIẾT KẾ VÀ TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY CHỦ ĐỀ
STEM PHẦN MOMEN LỰC, ĐIỀU KIỆN CÂN BẰNG CỦA VẬT.
2.1. Thời gian và dự kiến thời lượng thực hiện
- Thời gian : Từ tuần 20 đến tuần 24 của năm học.
- Thời lượng: 4 tiết.
2.2. Thiết kế và tổ chức các hoạt động dạy học chủ đề STEM phần
“Momen Lực, điều kiện cân bằng của vật”.
2.2.1. Xây dựng chủ đề STEM dùng đòn bẩy trong việc di chuyển vật nặng.
Mô tả chủ đề: Học sinh tìm hiểu và vận dụng kiến thức về mô men để chế tạo đòn bẩy với các tiêu chí cụ thể. Sau khi hoàn thành, học sinh sẽ được thử nghiệm và tiến hành đánh giá chất lượng sản phẩm.
MỤC TIÊU
a. Kiến thức:
- Vận dụng được các kiến thức về cân bằng vật rắn, mô men để chế tạo được
đòn bẩy theo yêu cầu, tiêu chí cụ thể;
- Vận dụng kiến thức cân bằng một cách sáng tạo để giải quyết các vấn đề
tương tự.
b. Kĩ năng:
- Tính toán, vẽ được bản thiết kế đòn bẩy đảm bảo các tiêu chí đề ra;
- Lập kế hoạch cá nhân/nhóm để chế tạo và thử nghiệm dựa trên bản thiết kế;
- Trình bày, bảo vệ được bản thiết kế và sản phẩm của mình, phản biện được
các ý kiến thảo luận;
- Tự nhận xét, đánh giá được quá trình làm việc cá nhân và nhóm.
c. Phẩm chất:
- Nghiêm túc, chủ động, tích cực tham gia các hoạt động học;
- Yêu thích sự khám phá, tìm tòi và vận dụng các kiến thức học được vào
giải quyết nhiệm vụ được giao;
- Có tinh thần trách nhiệm, hòa đồng, giúp đỡ nhau trong nhóm, lớp;
- Có ý thức tuân thủ các tiêu chuẩn kĩ thuật và giữ gìn vệ sinh chung khi
thực nghiệm.
d. Năng lực:
- Tìm hiểu khoa học: Cụ thể về các ứng dụng của cân bằng vật rắn, mô men.
20
- Giải quyết được nhiệm vụ thiết kế và chế tạo đòn bẩy một cách sáng tạo.
- Hợp tác với các thành viên trong nhóm để thống nhất bản thiết kế và phân
công thực hiện;
- Tự nghiên cứu kiến thức, lên kế hoạch thiết kế, chế tạo, thử nghiệm và
đánh giá.
THIẾT BỊ
- Các thiết bị dạy học: mẫu bản kế hoạch, …
- Nguyên vật liệu và dụng cụ để chế tạo và thử nghiệm đòn bẩy:
● 1 thanh gỗ cứng hoặc 1 thanh sắt có chiều dài 1m;
● Thanh kê bằng gỗ cứng dài cỡ 20 cm.
● Thước, dao, cưa
TIẾN TRÌNH DẠY HỌC
Hoạt động 1. Xác định yêu cầu thiết kế và chế tạo.
a. Mục đích của hoạt động
- Học sinh nắm vững yêu cầu "Thiết kế và sử dụng đòn bẩy để nhấc vật nặng” theo các tiêu chí: Chắc chắn, nâng được vật nặng hơn sức mình có thể nâng.
- Học sinh hiểu rõ yêu cầu vận dụng kiến thức về các dạng cân bằng của vật rắn, mô men và thuyết minh thiết kế trước khi sử dụng nguyên vật liệu, dụng cụ cho trước để chế tạo và thử nghiệm.
b. Nội dung hoạt động
- Tìm hiểu về một số dạng đòn bẩy có trong thực tế và kiến thức về các dạng
cân bằng của vật rắn.
- Xác định nhiệm vụ chế tạo đòn bẩy với các tiêu chí:
● Bền, chắc chắc, có tính chịu lực cao.
● Có tính cân bằng ổn định.
c. Sản phẩm học tập của học sinh
- Mô tả và giải thích được một cách định tính về nguyên lí chế tạo đòn bẩy;
- Xác định được kiến thức cần sử dụng để thiết kế, chế tạo đòn bẩy theo các
tiêu chí đã cho.
d. Cách thức tổ chức
- Giáo viên giao cho học sinh tìm hiểu về đòn bẩy (mô tả, xem hình ảnh, video…) với yêu cầu: mô tả đặc điểm, hình dạng của đòn bẩy; giải thích tại sao đòn bẩy lại giúp chúng ta di chuyển được các vật nặng ?
- Học sinh ghi lời mô tả và giải thích vào vở cá nhân; trao đổi với bạn (nhóm
đôi hoặc 4 học sinh); trình bày và thảo luận chung.
21
Hoạt động 2. Nghiên cứu kiến thức trọng tâm và xây dựng bản thiết kế.
a. Mục đích của hoạt động
Học sinh hình thành kiến thức mới về Mô men, điều kiện cân bằng của vật
rắn và đề xuất được giải pháp và xây dựng bản thiết kế đòn bẩy.
b. Nội dung hoạt động
- Học sinh nghiên cứu sách giáo khoa và tài liệu tham khảo về các kiến thức
trọng tâm sau:
Mô men, quy tắc mô men
Điều kiện cân bằng của vật rắn
- Học sinh thảo luận về các thiết kế khả dĩ của đòn bẩy và đưa ra giải pháp
có căn cứ.
Gợi ý:
Những hình dạng, kích thước nào của đòn bẩy có thể giúp chúng ta nhấc
được vật nặng?
Các nguyên liệu, dụng cụ nào cần được sử dụng và sử dụng như thế nào?
- Học sinh xây dựng phương án thiết kế đòn bẩy và chuẩn bị cho buổi trình bày trước lớp (các hình thức: thuyết trình, poster, powerpoint...). Hoàn thành bản thiết kế và nộp cho giáo viên.
- Yêu cầu:
+ Bản thiết kế chi tiết có kèm hình ảnh, mô tả rõ kích thước, hình dạng của
đòn bẩy và các nguyên vật liệu sử dụng…
+ Trình bày, giải thích và bảo vệ bản thiết kế theo các tiêu chí đề ra. Chứng
minh tác dụng của đòn bẩy bằng tính toán cụ thể.
c. Sản phẩm của học sinh
- Học sinh đề xuất và lựa chọn giải pháp có căn cứ, xây dựng được bản thiết
kế đòn bẩy đảm bảo các tiêu chí.
- Chế tạo được đòn bẩy.
d. Cách thức tổ chức
- Giáo viên giao nhiệm vụ cho học sinh:
● Nghiên cứu kiến thức trọng tâm: Mô men lực, điều kiện cân bằng của vật
có trục quay cố định
● Xây dựng bản thiết kế đòn bẩy theo yêu cầu;
● Lập kế hoạch trình bày và bảo vệ bản thiết kế.
- Học sinh thực hiện nhiệm vụ theo nhóm:
22
● Tự đọc và nghiên cứu sách giáo khoa, các tài liệu tham khảo, tìm kiếm
thông tin trên Internet…
● Đề xuất và thảo luận các ý tưởng ban đầu, thống nhất một phương án thiết
kế tốt nhất.
● Xây dựng và hoàn thiện bản thiết kế đòn bẩy.
● Lựa chọn hình thức và chuẩn bị nội dung báo cáo.
- Giáo viên quan sát, hỗ trợ học sinh khi cần thiết.
Hoạt động 3. Trình bày bản thiết kế
a. Mục đích của hoạt động
Học sinh hoàn thiện được bản thiết kế đòn bẩy của nhóm mình.
b. Nội dung hoạt động
- Học sinh trình bày, giải thích và bảo vệ bản thiết kế theo các tiêu chí đề ra.
Chứng minh tải trọng của đòn bẩy bằng tính toán cụ thể.
- Thảo luận, đặt câu hỏi và phản biện các ý kiến về bản thiết kế; ghi lại các
nhận xét, góp ý; tiếp thu và điều chỉnh bản thiết kế nếu cần.
- Phân công công việc, lên kế hoạch chế tạo và thử nghiệm đòn bẩy.
c. Sản phẩm của học sinh
Bản thiết kế đòn bẩy sau khi được điều chỉnh và hoàn thiện.
d. Cách thức tổ chức
- Giáo viên đưa ra yêu cầu về:
● Nội dung cần trình bày.
● Thời lượng báo cáo.
● Cách thức trình bày bản thiết kế và thảo luận.
- Học sinh báo cáo, thảo luận.
- Giáo viên điều hành, nhận xét, góp ý và hỗ trợ học sinh.
Hoạt động 4. CHẾ TẠO VÀ THỬ NGHIỆM
a. Mục đích của hoạt động
- Học sinh dựa vào bản thiết kế đã lựa chọn để chế tạo đòn bẩy đảm bảo yêu
cầu đặt ra.
- Học sinh thử nghiệm, đánh giá sản phẩm và điều chỉnh nếu cần.
b. Nội dung hoạt động
- Học sinh sử dụng các nguyên vật liệu và dụng cụ cho trước (Thanh gỗ,
thanh kê) để tiến hành chế tạo đòn bẩy theo bản thiết kế.
23
- Trong quá trình chế tạo các nhóm đồng thời thử nghiệm và điều chỉnh bằng
việc dùng đòn bẩy để bẩy các vật khác nhau.
c. Sản phẩm của học sinh
Mỗi nhóm có một sản phầm là một chiếc đòn bẩy đã được hoàn thiện và thử
nghiệm.
d. Cách thức tổ chức
- Giáo viên giao nhiệm vụ:
● Sử dụng các nguyên vật liệu và dụng cụ cho trước để chế tạo đòn bẩy theo
bản thiết kế;
● Thử nghiệm, điều chỉnh và hoàn thiện sản phẩm.
- Học sinh tiến hành chế tạo, thử nghiệm và hoàn thiện sản phầm theo nhóm.
- Giáo viên quan sát, hỗ trợ học sinh nếu cần.
Hoạt động 5. TRÌNH BÀY SẢN PHẨM
a. Mục đích của hoạt động
Các nhóm học sinh giới thiệu đòn bẩy trước lớp, chia sẻ về kết quả thử
nghiệm, thảo luận và định hướng cải tiến sản phầm.
b. Nội dung hoạt động
- Các nhóm trình diễn sản phẩm trước lớp.
- Đánh giá sản phẩm dựa trên các tiêu chí đã đề ra:
● Có giá dưới 100k, chi phí tiết kiệm
● Độ bền và chịu lực cao.
● Có tính thẩm mỹ
● Giải thích rõ được nguyên lí hoạt động của đòn bẩy.
● Khả năng thuyết trình, bảo vệ bản thiết kế
- Chia sẻ, thảo luận để tiếp tục điều chỉnh, hoàn thiện sản phẩm.
● Các nhóm tự đánh giá kết quả nhóm mình và tiếp thu các góp ý, nhận xét
từ giáo viên và các nhóm khác;
● Sau khi chia sẻ và thảo luận, đề xuất các phương án điều chỉnh sản phẩm;
● Chia sẻ các khó khăn, các kiến thức và kinh nghiệm rút ra qua quá trình
thực hiện nhiệm vụ thiết kế và chế tạo đòn bẩy.
c. Sản phẩm của học sinh
Đòn bẩy đã chế tạo được và nội dung trình bày báo cáo của các nhóm.
24
d. Cách thức tổ chức
- Giáo viên giao nhiệm vụ: các nhóm trình diễn sản phầm trước lớp và tiến
hành thảo luận, chia sẻ kinh nghiệm cách làm đòn bẩy.
- Học sinh trình diễn đòn bẩy trên lớp, thử nghiệm để đánh giá khả năng
nhấc được vật nặng bao nhiêu của đòn bẩy.
- Các nhóm chia sẻ về kết quả, đề xuất các phương án điều chỉnh, các kiến thức và kinh nghiệm rút ra trong quá trình thực hiện nhiệm vụ thiết kế và chế tạo đòn bẩy.
- Giáo viên đánh giá, kết luận và tổng kết.
2.2.2. Xây dựng chủ đề STEM chế tạo cân đòn.
Mô tả chủ đề
Học sinh tìm hiểu và vận dụng kiến thức về Moment lực, điều kiện cân bằng của lực để thiết kế và chế tạo cân đòn những tiêu chí cụ thể. Sau khi hoàn thành, học sinh sẽ được thử nghiệm và tiến hành đánh giá chất lượng sản phẩm.
MỤC TIÊU
a. Kiến thức:
- Vận dụng được các kiến thức về Moment lực, điều kiện cân bằng của lực
để chế tạo chế tạo cân đòn theo yêu cầu, tiêu chí cụ thể;
b. Kĩ năng:
- Tính toán, vẽ được bản thiết kế ;
- Lập kế hoạch cá nhân/nhóm để chế tạo và thử nghiệm dựa trên bản thiết kế;
- Trình bày, bảo vệ được bản thiết kế và sản phẩm của mình, phản biện được
các ý kiến thảo luận;
- Tự nhận xét, đánh giá được quá trình làm việc cá nhân và nhóm.
c. Phẩm chất:
- Nghiêm túc, chủ động, tích cực tham gia các hoạt động học;
- Yêu thích sự khám phá, tìm tòi và vận dụng các kiến thức học được vào
giải quyết nhiệm vụ được giao;
- Có tinh thần trách nhiệm, hòa đồng, giúp đỡ nhau trong nhóm, lớp;
- Có ý thức tuân thủ các tiêu chuẩn kĩ thuật và giữ gìn vệ sinh chung khi
thực nghiệm.
d. Năng lực:
- Tìm hiểu khoa học, nguyên lí hoạt động của cân đòn
- Giải quyết được nhiệm vụ thiết kế và chế tạo cân đòn một cách sáng tạo;
25
- Hợp tác với các thành viên trong nhóm để thống nhất bản thiết kế và phân
công thực hiện;
- Tự nghiên cứu kiến thức, lên kế hoạch thiết kế, chế tạo, thử nghiệm và
đánh giá.
THIẾT BỊ
- Các thiết bị dạy học: giấy A0, mẫu bản kế hoạch, …
- Nguyên vật liệu và dụng cụ để chế tạo và thử nghiệm cân đòn”:
● 1 thanh gỗ cứng hoặc thanh nhôm, thanh sắt
● Dao, kéo, cưa, khoan, đĩa nhựa hoăc đĩa nhôm, sắt, dây thép và dây dù.
● Các quả cân 0,1kg, 1 kg
TIẾN TRÌNH DẠY HỌC
Hoạt động 1. XÁC ĐỊNH YÊU CẦU CHẾ TẠO CÂN ĐÒN
a. Mục đích của hoạt động
- Học sinh nắm vững yêu cầu “Chế tạo cân đòn”.
- Học sinh hiểu rõ yêu cầu vận dụng kiến thức về moment lực, điều kiện cần bằng của vật thiết kế trước khi sử dụng nguyên vật liệu, dụng cụ cho trước để chế tạo và thử nghiệm
b. Nội dung hoạt động
- Tìm hiểu về cân đòn.
- Xác định nhiệm vụ chế tạo cân đòn các tiêu chí:
+ Cân có độ chính xác và chịu được lực
+ Gọn, đẹp, an toàn
c. Sản phẩm học tập của học sinh
- Mô tả và giải thích được một cách định tính về nguyên lí chế tạo cân đòn;
- Xác định được kiến thức cần sử dụng để chế tạo cân đòn theo các tiêu chí
đã cho.
d. Cách thức tổ chức
- Giáo viên giao cho học sinh tìm hiểu về một số loại cân đòn đơn giản.
- Học sinh ghi lời mô tả và giải thích vào vở cá nhân; trao đổi với bạn (nhóm
đôi hoặc 4 học sinh); trình bày và thảo luận chung.
- Giáo viên xác nhận kiến thức cần sử dụng là moment lực và điều kiện cân bằng vật và giao nhiệm vụ cho học sinh tìm hiểu trong sách giáo khoa để giải thích bằng tính toán thông qua việc thiết kế, chế tạo cân đòn với các tiêu chí đã cho.
26
Hoạt động 2. NGHIÊN CỨU KIẾN THỨC TRỌNG TÂM VÀ XÂY
DỰNG BẢN THIẾT KẾ
a. Mục đích của hoạt động
Học sinh hình thành kiến thức mới về moment lực và điều kiện cân bằng của
vật; đề xuất được giải pháp và xây dựng bản thiết kế cân đòn.
b. Nội dung hoạt động
- Học sinh nghiên cứu sách giáo khoa và tài liệu tham khảo về các kiến thức
trọng tâm sau:
● Moment lực (Vật lý 10)
● Điều kiện cân bằng của vật (Vật Lý 10);
- Học sinh thảo luận về các thiết kế khả thi về cân đòn và đưa ra giải pháp có
căn cứ.
- Học sinh xây dựng phương án thiết kế cân đòn và chuẩn bị cho buổi trình bày trước lớp (các hình thức: thuyết trình, poster, powerpoint...). Hoàn thành bản thiết kế (phụ lục đính kèm) và nộp cho giáo viên.
- Yêu cầu:
● Bản thiết kế chi tiết có kèm hình ảnh, mô tả rõ kích thước của cân đòn và
các nguyên vật liệu sử dụng
● Trình bày, giải thích và bảo vệ bản thiết kế theo các tiêu chí đề ra. Chứng
minh sự cân bằng của cân đòn
c. Sản phẩm của học sinh
- Học sinh xác định và ghi được thông tin, kiến thức về moment lực , nguyên
lý hoạt động của cân đòn.
- Học sinh đề xuất và lựa chọn giải pháp có căn cứ, xây dựng được bản thiết
kế cân đòn đảm bảo các tiêu chí.
d. Cách thức tổ chức
- Giáo viên giao nhiệm vụ cho học sinh:
● Nghiên cứu kiến thức trọng tâm: Khái niệm moment lực, định lí, điều kiện
cân bằng của vật
● Xây dựng bản thiết kế Cân đòn theo yêu cầu;
● Lập kế hoạch trình bày và bảo vệ bản thiết kế.
- Học sinh thực hiện nhiệm vụ theo nhóm:
● Tự đọc và nghiên cứu sách giáo khoa, các tài liệu tham khảo, tìm kiếm
thông tin trên Internet…
27
● Đề xuất và thảo luận các ý tưởng ban đầu, thống nhất một phương án thiết
kế tốt nhất;
● Xây dựng và hoàn thiện bản thiết kế cân đòn;
● Lựa chọn hình thức và chuẩn bị nội dung báo cáo.
- Giáo viên quan sát, hỗ trợ học sinh khi cần thiết.
Hoạt động 3. TRÌNH BÀY BẢN THIẾT KẾ
a. Mục đích của hoạt động
Học sinh hoàn thiện được bản thiết kế cân đòn của nhóm mình.
b. Nội dung hoạt động
- Học sinh trình bày, giải thích và bảo vệ bản thiết kế theo các tiêu chí đề ra.
Chứng minh tải trọng của cân đòn bằng tính toán cụ thể.
- Thảo luận, đặt câu hỏi và phản biện các ý kiến về bản thiết kế; ghi lại các
nhận xét, góp ý; tiếp thu và điều chỉnh bản thiết kế nếu cần.
- Phân công công việc, lên kế hoạch chế tạo và thử nghiệm cân đòn.
c. Sản phẩm của học sinh
Bản thiết kế cân đòn sau khi được điều chỉnh và hoàn thiện.
d. Cách thức tổ chức
- Giáo viên đưa ra yêu cầu về:
● Nội dung cần trình bày;
● Thời lượng báo cáo;
● Cách thức trình bày bản thiết kế và thảo luận.
- Học sinh báo cáo, thảo luận.
- Giáo viên điều hành, nhận xét, góp ý và hỗ trợ học sinh.
Hoạt động 4. CHẾ TẠO VÀ THỬ NGHIỆM CÂN ĐÒN.
a. Mục đích của hoạt động
- Học sinh dựa vào bản thiết kế đã lựa chọn để chế tạo cân đòn đảm bảo yêu
cầu đặt ra.
- Học sinh thử nghiệm, đánh giá sản phẩm và điều chỉnh nếu cần.
b. Nội dung hoạt động
- Học sinh sử dụng các nguyên vật liệu và dụng cụ cho trước (Thanh gỗ,
đinh vít, giấy , keo gián) để tiến hành chế tạo Cân đòn theo bản thiết kế.
- Trong quá trình chế tạo các nhóm đồng thời thử nghiệm và điều chỉnh
bằng việc
28
Thêm bớt các các dụng cụ, để quan sát, đánh giá và điều chỉnh.
c. Sản phẩm của học sinh
Mỗi nhóm có một sản phầm là một cân đòn đã được hoàn thiện và thử nghiệm.
d. Cách thức tổ chức
- Giáo viên giao nhiệm vụ:
● Sử dụng các nguyên vật liệu và dụng cụ cho trước để chế tạo cân đòn theo
bản thiết kế;
● Thử nghiệm, điều chỉnh và hoàn thiện sản phẩm.
- Học sinh tiến hành chế tạo, thử nghiệm và hoàn thiện sản phầm theo nhóm.
- Giáo viên quan sát, hỗ trợ học sinh nếu cần.
Hoạt động 5. TRÌNH BÀY SẢN PHẨM CÂN ĐÒN
a. Mục đích của hoạt động
Các nhóm học sinh giới thiệu cân đòn trước lớp, chia sẻ về kết quả thử
nghiệm, thảo luận và định hướng cải tiến sản phầm.
b. Nội dung hoạt động
- Các nhóm trình diễn sản phẩm trước lớp.
- Đánh giá sản phẩm dựa trên các tiêu chí đã đề ra:
+ Cân có độ chính xác và chịu được lực
+ Gọn, đẹp, an toàn
- Chia sẻ, thảo luận để tiếp tục điều chỉnh, hoàn thiện sản phẩm.
● Các nhóm tự đánh giá kết quả nhóm mình và tiếp thu các góp ý, nhận xét
từ giáo viên và các nhóm khác.
● Sau khi chia sẻ và thảo luận, đề xuất các phương án điều chỉnh sản phẩm.
● Chia sẻ các khó khăn, các kiến thức và kinh nghiệm rút ra qua quá trình
thực hiện nhiệm vụ thiết kế và chế tạo cân đòn.
c. Sản phẩm của học sinh
Cân đòn đã chế tạo được và nội dung trình bày báo cáo của các nhóm.
d. Cách thức tổ chức
- Giáo viên giao nhiệm vụ: các nhóm trình diễn sản phầm trước lớp
+ Mỗi nhóm dùng cân để cân 3 vật nặng mà chỉ chủ nhiệm biết trước khối
lượng các vật đó. Sau đó ghi kết quả, đối chiếu để biết cân nào chính xác hơn.
- Các nhóm chia sẻ về kết quả, đề xuất các phương án điều chỉnh, các kiến thức và kinh nghiệm rút ra trong quá trình thực hiện nhiệm vụ thiết kế và chế tạo cân đòn.
29
- Giáo viên đánh giá, kết luận, cho điểm và tổng kết.
Chấm điểm sản phẩm thông qua đánh giá các tiêu chí:
+ Trình bày bản thiết kế 30 điểm
+ Tính thẩm mỹ 20 điểm
+ Độ chắc chắn 20 điểm
+ Tính chính xác 30 điểm
Điểm số cuối cùng quy về thang điểm 10.
2.2.3. Kiểm tra đánh giá.
Giáo viên ra đề kiểm tra, đánh giá mức độ tiếp thu kiến thức, kỹ năng của
học sinh và cho điểm thang điểm 10
Điểm của học sinh là điểm trung bình cộng của điểm chấm sản phẩm và
điểm của bài kiểm tra đánh giá.
30
CHƯƠNG III: THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM
3.1. Mục tiêu của thực nghiệm sư phạm.
- Kiểm tra tính đúng đắn của giả thuyết khoa học đã đề ra.
- Đánh giá tính khả thi và hiệu quả của các đề xuất về dạy học STEM theo
chủ đề đã biên soạn.
- Rút kinh nghiệm sửa chữa bổ sung hoàn thiện các bước dạy học STEM .
- Lựa chọn nội dung và phương pháp thực nghiệm sư phạm: thiết kế kế hoạch bài dạy, phương tiện dạy học, cách tiến hành bài lên lớp và cách kiểm tra đánh giá.
- Lập kế hoạch và tiến hành thực nghiệm sư phạm theo kế hoạch.
3.2. Nội dung thực nghiệm sư phạm
Sau khi tiến hành giảng dạy theo các chủ đề STEM ở các lớp 10A, 10A3, 10D1,10D2 chúng tôi tiến hành phát phiếu khảo sát tính hiệu quả của đề tài. Kết quả thu được như sau:
Bảng 1: Tổng hợp nhận xét của học sinh về việc dạy học môn Vật lí bằng
phương pháp truyền thống
Lớp
Số học
Nhận xét
sinh
Rất hứng thú
Hứng thú
Không hứng thú
Tỉ lệ%
SL
Tỉ lệ%
SL
Tỉ lệ%
SL
10A
40
18
45%
19
47,5%
3
7,5%
10A3
43
17
39,6%
21
48,8%
5
11,6%
10D1
43
18
41,8%
19
44,2%
6
14%
10D2
44
19
43,2%
20
45,4%
5
11,4%
Tổng
170
72
42,4%
79
46,5%
19
11,2%
Bảng 2: Tổng hợp nhận xét của học sinh về việc dạy học môn Vật lí thông
qua các chủ đề STEM được triển khai như trên.
Lớp
Số học
Nhận xét
sinh
Rất hứng thú
Hứng thú
Không hứng thú
SL
Tỉ lệ
SL
Tỉ lệ
SL
Tỉ lệ
10A
40
29
72,5%
10
25%
1
2,5%
10A3
43
25
58,1%
16
37,2%
2
4,7%
10D1
43
22
51,1%
19
44,2%
2
4,7%
10D2
44
22
50%
19
43,2%
3
6,8%
Tổng
170
98
57,6%
64
37,7%
8
4,7%
31
Bảng 3: Tổng hợp kết quả bài khảo sát về kiến thức kĩ năng của học sinh về mô
men, điều kiện cân bằng của vật rắn ở lớp dạy học bằng phương pháp truyền thống
Số
≥ 8 8>Điểm≥6,5 6,5>Điểm≥5 5>Điểm≥3,5 3,5>Điểm
Lớp
học sinh
10A1
44 19(43,2%) 18(40,9% )
10A2
4( 9,1%) 3( 6,8%) 0 ( %)
44 18(40,9%) 18(40,9% )
5( 11,4%) 3( 6,8%) 0 ( %)
Tổng
37( 42%) 36(40,9% ) 9( 10,3%) 6( 6,8%) 0 ( %)
88
Bảng 4: Tổng hợp kết quả bài khảo sát về kiến thức kĩ năng của học sinh về mô men, điều kiện cân bằng của vật rắn ở lớp dạy học chủ đề STEM được triển khai như trên.
Số
Lớp
≥ 8 8>Điểm≥6,5 6,5>Điểm≥5 5>Điểm≥3,5 3,5>Điểm
học sinh
10A
40
10A3
20( 50%) 18 (45% ) 1 (2,5% ) 1 (2,5% ) 0 (% )
43 20(46,5%) 19 (44,2% )
3 (7%) 1 (2,3% ) 0 (% )
Tổng
4 (4,8%) 2 ( 2,4%) 0 ( %)
83 40(48,2%) 37 (44,6% )
Nhận xét: Qua kết quả khảo sát ta thấy dạy học truyền thống ở hai lớp 10A1 và 10A2 ít gây hứng thú cho học sinh hơn dạy học STEM ở hai lớp 10A và 10A3. Về lĩnh hội kiến thức kỹ năng thì dạy học STEM cũng đưa lại kết quả tốt hơn.
32
PHẦN III. KẾT LUẬN
Sau quá trình tìm tòi và thử nghiệm đề tài, tôi nhận thấy rằng sự thích thú nghiên cứu, khám phá các tri thức khoa học là có sẵn trong mỗi học sinh, nếu biết cách hướng dẫn và được đặt vào những tình huống có vấn đề, nó sẽ bộc lộ niềm đam mê ấy. Cụ thể ở đây là học sinh đã hăng say sáng tạo, học hỏi và chế tạo thành công các mô hình theo yêu cầu.
Giáo dục STEM, hiện đang còn tương đối mới ở Việt Nam nhưng đã rất thành công khi thử nghiệm ở Châu Âu và Mỹ. Đây là biện pháp giáo dục tích hợp theo cách sử dụng kiến thức liên môn và thông qua thực hành, ứng dụng, trải nghiệm sáng tạo. Giáo dục STEM về bản chất được hiểu là trang bị cho người học những kiến thức và kỹ năng cần thiết liên quan đến các lĩnh vực Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật và Toán học. Các kiến thức và kỹ năng này phải được tích hợp, lồng ghép và bổ trợ cho nhau giúp học sinh không chỉ hiểu biết về nguyên lý mà còn có thể áp dụng để thực hành và tạo ra được những sản phẩm trong cuộc sống hằng ngày. Giáo dục STEM sẽ phá đi khoảng cách giữa hàn lâm và thực tiễn, tạo ra những con người có năng lực làm việc “tức thì” trong môi trường làm việc có tính sáng tạo cao với những công việc đòi hỏi trí óc của thế kỷ 21. Điều này phù hợp với cách tiếp cận tích hợp trong Chương trình giáo dục phổ thông mới.
Việc xây dựng các chủ đề học tập môn Vật lí trong chương trình lớp 10 theo hướng STEM sẽ giúp các em học sinh khắc sâu lý thuyết đã học thông qua việc thực hành tạo ra những sản phẩm giải quyết đòi hỏi của thực tiễn cuộc sống. Thông qua việc triển khai giảng dạy theo hướng STEM, chúng tôi nhận thấy các em học sinh hứng thú hơn rất nhiều so với phương pháp giảng dạy thông thường.
Việc xây dựng các chủ đề học tập môn Vật lí trong chương trình lớp 10 theo hướng STEM nói riêng và với các môn học khác nói chung hoàn toàn không quá khó, hoặc mất quá nhiều thời gian nếu mỗi thầy cô giáo thực sự tâm huyết, thực sự mong muốn đổi mới, thực sự vì học sinh.
Kiến nghị
- Đối với nhà trường: Tạo điều kiện về chuyên môn cũng như khích lệ tinh thần để giáo viên nói chung, nhất là giáo viên các bộ môn Toán, Lí, Hóa, Sinh, Công nghệ dành thời gian thiết kế các chủ đề STEM và triển khai thực nghiệm. Các tổ chuyên môn nên tổ chức thảo luận góp ý xây dựng bản mềm các chủ đề STEM chung cho cả tổ để vừa tận dụng lợi thế ý tưởng chung, vừa giảm bớt khó khăn về mặt thời gian cho mỗi giáo viên.
- Đối với giáo viên: Tích cực nghiên cứu, tìm tòi và vận dung các nội dung thực tế về giáo dục STEM để hoàn thiện các nội dung học tập phù hợp với thực tế bộ môn cũng như thực tế năng lực học tập của học sinh các lớp mình phụ trách.
33
PHỤ LỤC
CÁC MINH CHỨNG HOẠT ĐỘNG THỰC NGHIỆM
Các hình ảnh về sản phẩm cân đòn
34
Hình ảnh về cân thử các vật nặng như vật nặng bằng sắt, ống khoá….. để biết độ
chính xác của cân.
35
https://youtu.be/TIevweOMOfA
https://youtu.be/ckMDL74r2hY
https://youtu.be/7Lwnn14WqU0
36
KHẢO SÁT SỰ CẤP THIẾT CỦA DẠY HỌC CHỦ ĐỀ
STEM PHẦN “MOMEN LỰC. ĐIỀU KIỆN CÂN BẰNG CỦA VẬT”
VẬT LÍ 10, TẠI TRƯỜNG THPT QUỲ HỢP.
1. Mục đích khảo sát.
Nhằm khẳng định tính cấp thiết, mức độ khả thi của dạy học phát triển phẩm chất, năng lực học sinh thông qua tổ chức thực hiện dạy học chủ đề STEM nói chung và phát triển phẩm chất, năng lực học sinh thông qua tổ chức thực hiện dạy học chủ đề STEM phần “Momen Lực. Điều kiện cân bằng của vật” Vật Lí 10, tại trường THPT Quỳ Hợp nói riêng, để có cơ sở được áp dụng rộng rãi tại các cơ sở giáo dục.
2. Nội dung khảo sát .
Khảo sát tính cấp thiết của dạy học phát triển phẩm chất, năng lực học sinh thông qua tổ chức thực hiện dạy học chủ đề STEM phần “Momen Lực. Điều kiện cân bằng của vật” Vật Lí 10, tại trường THPT Quỳ Hợp.
3. Đối tượng và phương pháp khảo sát.
3.1. Đối tượng khảo sát
Để khảo nghiệm tính cấp thiết của dạy học phát triển phẩm chất, năng lực học sinh thông qua tổ chức thực hiện dạy học chủ đề STEM phần “Momen Lực. Điều kiện cân bằng của vật” Vật Lí 10, tại trường THPT Quỳ Hợp, chúng tôi sử dụng phương pháp lấy phiếu trưng cầu ý kiến của các cán bộ quản lý và giáo viên vật lí. Cụ thể như sau:
Đối tượng khảo sát
TT 1 2 3 4 Cán bộ quản lý. Giáo viên bộ môn vật lí Học sinh Phụ huynh Tổng số người khảo sát: Số lượng 2 7 71 35 115
Bảng: Đối tượng khảo sát
3.2. Phương pháp khảo sát
Để đánh giá về tính cấp thiết và tính khả thi của dạy học phát triển phẩm chất, năng lực học sinh thông qua tổ chức thực hiện dạy học chủ đề STEM phần “Momen Lực. Điều kiện cân bằng của vật” Vật Lí 10, tại trường THPT Quỳ Hợp chúng tôi tiến hành khảo nghiệm bằng phiếu trưng cầu ý kiến, lựa chọn khách thể điều tra, lấy ý kiến khảo sát và xử lý kết quả theo các bước sau:
Bước 1: Xây dựng phiếu trưng cầu ý kiến
Xuất phát từ thực trạng như đã nêu ở mục II.2.1 và II.2.2 , chúng tôi xin đề xuất dạy học phát triển phẩm chất, năng lực học sinh thông qua tổ chức thực hiện
37
dạy học chủ đề STEM phần “Momen Lực. Điều kiện cân bằng của vật” Vật Lí 10, tại trường THPT Quỳ Hợp theo 2 tiêu chí: Tính cấp thiết ở 4 mức độ: Rất cấp thiết (RCT); Cấp thiết (CT); Ít cấp thiết (ICT); Không cấp thiết (KCT) và tính khả thi ở 4 mức độ: Rất khả thi (RKT); Khả thi (KT); Ít khả thi (IKT) và Không khả thi (KKT) của các biện pháp đưa ra.
Sau khi nhận kết quả thu được, chúng tôi tiến hành nhận xét, đánh giá .
Bước 3: Phát phiếu điều tra, lấy ý kiến khảo sát
- Số phiếu phát ra: 115
- Số phiếu thu về: 115
Bước 4: Thu phiếu điều tra, xử lý kết quả.
- Mức độ rất cấp thiết, rất khả thi: 04 điểm
- Mức độ cấp thiết, khả thi: 03 điểm
- Mức độ ít cấp thiết, ít khả thi: 02 điểm
- Mức độ không cấp thiết, không khả thi: 01 điểm
Để đánh giá về tính cấp thiết và tính khả thi của dạy học phát triển phẩm chất, năng lực học sinh thông qua tổ chức thực hiện dạy học chủ đề STEM phần “Momen Lực. Điều kiện cân bằng của vật” Vật Lí 10, tại trường THPT Quỳ Hợp, định lượng ý kiến đánh giá bằng cách cho điểm như sau:
Cách tính toán: Lập bảng thống kê, xử lý số liệu và tính điểm trung bình cho
tất cả các biện pháp đã được khảo sát, xếp theo thứ bậc và đưa ra kết luận.
Tính cấp thiết Mức
Đề tài RCT CT ICT KCT Tổng số điểm Điểm trung bình
31 65 19 0 357 3,1 CT
Dạy học phát triển phẩm chất, năng lực học sinh thông qua tổ chức thực hiện dạy học chủ đề STEM phần “Momen Lực. Điều kiện cân bằng của vật” Vật Lí 10, tại trường THPT Quỳ Hợp
38
RCT
CT
ICT
KCT
Tính cấp thiết được thể hiện cụ thể qua biểu đồ sau:
Biểu đồ: Tính cấp thiết của dạy học phát triển phẩm chất, năng lực học sinh thông qua tổ chức thực hiện dạy học chủ đề STEM phần “Momen Lực. Điều kiện cân bằng của vật” Vật Lí 10, tại trường THPT Quỳ Hợp.
Đánh giá về tính cấp thiết: Từ kết quả khảo nghiệm trên cho thấy tính cấp
thiết của vấn đề mà đề tài đề cập có điểm trung bình là 3,1 đạt mức độ cấp thiết.
Tính khả thi Mức
Đề tài RKT KT IKT KKT Tổng số điểm Điểm trung bình
34 65 16 0 363 3,16 KT
Dạy học phát triển phẩm chất, năng lực học sinh thông qua tổ chức thực hiện dạy học chủ đề STEM phần “Momen Lực. Điều kiện cân bằng của vật” Vật Lí 10, tại trường THPT Quỳ Hợp
Đánh giá về tính khả thi: Từ kết quả khảo nghiệm trên cho thấy tính khả thi
của vấn đề mà đề tài đề cập có điểm trung bình là 3,16 đạt mức độ khả thi.
39
RKT
KT
IKT
KKT
Biểu đồ: Tính khả thi của dạy học phát triển phẩm chất, năng lực học sinh thông qua tổ chức thực hiện dạy học chủ đề STEM phần “Momen Lực. Điều kiện cân bằng của vật” Vật Lí 10, tại trường THPT Quỳ Hợp.
Tính cấp thiết và tính khả thi của đề tài có ĐTB trong khoảng 3,1 ≤ ĐTB ≤ 3,16 ta thấy có sự tương đồng, mức độ chênh lệch thấp. Với kết quả khảo sát trên các biện pháp đề xuất có tính cấp thiết và khả thi cao.
40
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Bộ Giáo dục và Đào tạo (2022). Hướng dẫn xây dựng kế hoạch bài dạy STEM
cấp Trung học phổ thông.
2. Nguyễn Thanh Nga (Chủ biên) (2019) Thiết kế và tổ chức dạy học chủ đề STEM cho học sinh THCS và THPT. NXB Đại học Sư Phạm TP Hồ Chí Minh
3. Sách giáo khoa vật lí 10. 4. Tra cứu google.
41
