Sáng kiến kinh nghiệm THPT: Góp phần phát triển phẩm chất, năng lực cho học sinh THPT Thanh Chương 3 thông qua một số hoạt động của CLB STEM

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:58

Thêm vào BST

Báo xấu

8
lượt xem 3
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục đích nghiên cứu sáng kiến nhằm quản lí và tổ chức được một CLB STEM có hiệu quả; Thực hiện được mục tiêu phát triển phẩm chất và năng lực thông qua hoạt động của CLB STEM.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Sáng kiến kinh nghiệm THPT: Góp phần phát triển phẩm chất, năng lực cho học sinh THPT Thanh Chương 3 thông qua một số hoạt động của CLB STEM

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO NGHỆ AN TRƯỜNG THPT THANH CHƯƠNG 3 ------------------------------------- SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM: GÓP PHẦN PHÁT TRIỂN PHẨM CHẤT, NĂNG LỰC CHO HỌC SINH THPT THANH CHƯƠNG 3 THÔNG QUA MỘT SỐ HOẠT ĐỘNG CỦA CÂU LẠC BỘ STEM Nhóm tác giả: 1. Trịnh Văn Thạch 2. Trần Xuân Tuấn Đơn vị: THPT Thanh Chương 3 Lĩnh vực: Quản lý Nghệ An, tháng 12 năm 2022
MỤC LỤC A. MỞ ĐẦU ..............................................................................................................1 I. LÍ DO CHỌN ĐỀ TÀI......................................................................................1 II. MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU ...........................................................................1 III. NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU .........................................................................1 IV. ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI NGHIÊN CỨU ...................................................1 V. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ..................................................................1 VI. ĐÓNG GÓP MỚI CỦA ĐỀ TÀI ..................................................................2 B. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU ...............................................................................2 I. CƠ SỞ KHOA HỌC .........................................................................................2 1.1. Cơ sở lý luận ...............................................................................................2 1.1.1. Giáo dục STEM ở trường THPT...........................................................2 1.1.2. Vai trò của câu lạc bộ STEM trong việc phát triển phẩm chất, năng lực cho học sinh .................................................................................................4 1.1.3. Một số phương pháp xây dựng và quản lý đội nhóm, câu lạc bộ. ......5 1.2 Cơ sở thực tiễn ................................................................................................6 1.2.1 Khảo sát tính cấp thiết và tính khả thi của đề tài. ................................6 1.2.2 Kết quả khảo sát .......................................................................................7 II. NỘI DUNG ĐỀ TÀI ...........................................................................................8 2.1. Xây dựng và tổ chức các hoạt động ở CLB STEM. ...................................8 2.1.1 Xây dựng câu lạc bộ STEM ......................................................................8 2.1.2 Tổ chức các hoạt động ở CLB STEM THPT Thanh Chương 3. ...........9 2.2 Một số dự án đã thực hiện tại câu lạc bộ trong thời gian qua. ................19 2.2.1. Dự án tính lượng mưa ..........................................................................19 2.2.2. Dự án Tạo bot Quote of the day ..........................................................24 2.2.3. Dự án: Thiết kế nhà cho Chim sẻ ngói trong trường THPT Thanh Chương 3 ..........................................................................................................29
2.2.4. Dự án phần mềm quản lý mượn trả sách của câu lạc bộ Sách và Hành động Thanh Chương 3 .........................................................................33 2.3. Hướng dẫn học sinh nghiên cứu khoa học kỹ thuật.................................37 2.3.1. Tổ chức buổi tập huấn nghiên cứu khoa học kỹ thuật. .....................37 2.3.2. Các bước thực hiện một đề tài khoa học kỹ thuật. ............................40 2.3.3. Dự án “Thiết bị hỗ trợ phòng chống cận thị, gù lưng cho người học” ...........................................................................................................................40 C. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ..........................................................................55 I. KẾT LUẬN ...................................................................................................55 II. KIẾN NGHỊ ...............................................................................................55 TÀI LIỆU THAM KHẢO .....................................................................................55
A. MỞ ĐẦU I. LÍ DO CHỌN ĐỀ TÀI Ngày 04/05/2017, Thủ tướng Chính phủ ban hành Chỉ thị số 16/CT-TTg về việc tăng cường năng lực tiếp cận cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ tư. Một trong các giải pháp mà chỉ thị đề ra là: “Thay đổi mạnh mẽ các chính sách, nội dung, phương pháp giáo dục và dạy nghề nhằm tạo ra nguồn nhân lực có khả năng tiếp nhận các xu thế công nghệ sản xuất mới, trong đó cần tập trung vào thúc đẩy đào tạo về khoa học, công nghệ, kỹ thuật và toán học (STEM), ngoại ngữ, tin học trong chương trình giáo dục phổ thông. Trong Chương trình giáo dục phổ thông năm 2018, giáo dục STEM vừa mang nghĩa thúc đẩy giáo dục các lĩnh vực khoa học, công nghệ, kĩ thuật và toán học vừa thể hiện phương pháp tiếp cận liên môn, phát triển năng lực và phẩm chất người học. Nhằm tạo điều kiện cho học sinh tham gia các Hoạt động trải nghiệm STEM, trường THPT Thanh Chương 3 đã được đầu tư cơ sở vật chất là một phòng học STEM với nhiều trang thiết bị hiện đại và hình thành một câu lạc bộ STEM. Thông qua việc quản lí và tổ chức các hoạt động trải nghiệm STEM thú vị ở câu lạc bộ cho các bạn học sinh, chúng tôi đã đúc rút ra một số kinh nghiệm và chuyển thể thành đề tài: “Góp phần phát triển phẩm chất, năng lực cho HS THPT Thanh Chương 3 thông qua một số hoạt động của CLB STEM” II. MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU - Quản lí và tổ chức được một CLB STEM có hiệu quả. - Thực hiện được mục tiêu phát triển phẩm chất và năng lực thông qua hoạt động của CLB STEM. III. NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU - Nghiên cứu về giáo dục STEM và chương trình tổng thể. - Nghiên cứu cách thức tổ chức và quản lý một CLB STEM. - Thiết kế một số hoạt động trải nghiệm STEM ở cấp CLB và cấp trường. IV. ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI NGHIÊN CỨU Học sinh ở trường THPT Thanh Chương 3. Chương trình giáo dục phổ thông 2018 và chương trình giáo dục phổ thông 2006. V. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 1
- Tìm kiếm tài liệu tham khảo từ các nguồn liên quan giáo dục STEM. - Trao đổi với đồng nghiệp để đề xuất biện pháp thực hiện. - Thực nghiệm các biện pháp tổ chức hoạt động ở CLB STEM. VI. ĐÓNG GÓP MỚI CỦA ĐỀ TÀI Góp phần hướng dẫn, trải nghiệm giáo dục STEM ở trường phổ thông. Thiết kế một số hoạt động trải nghiệm STEM nhằm thông qua đó, phát triển được phẩm chất, năng lực của học sinh. B. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU I. CƠ SỞ KHOA HỌC 1.1. Cơ sở lý luận Một số từ viết tắt thường dùng: - STEM là viết tắt của Science, Technology, Engineering và Mathematics, là một phương pháp giáo dục tập trung vào việc giảng dạy các kỹ năng và kiến thức trong các lĩnh vực khoa học, công nghệ, kỹ thuật và toán học. - HS: học sinh. - THPT: trung học phổ thông. - KHKT: khoa học kỹ thuật 1.1.1. Giáo dục STEM ở trường THPT. Công văn 3089 của Bộ Giáo Dục và Đào tạo ban hành năm 2020 chỉ rõ: 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. Tùy thuộc vào đặc thù từng môn học và điều kiện cơ sở vật chất, các trường có thể áp dụng linh hoạt các hình thức tổ chức giáo dục STEM như sau: Dạy học các môn
khoa học theo bài học STEM, Tổ chức hoạt động trải nghiệm STEM, Tổ chức hoạt động nghiên cứu khoa học, kĩ thuật. 1.1.1.1. Dạy học các môn khoa học theo bài học STEM - Đây là hình thức tổ chức giáo dục STEM chủ yếu trong nhà trường trung học. Giáo viên thiết kế các bài học STEM để triển khai trong quá trình dạy học các môn học thuộc chương trình giáo dục phổ thông theo hướng tiếp cận tích hợp nội môn hoặc tích hợp liên môn. - Nội dung bài học STEM bám sát nội dung chương trình của các môn học nhằm thực hiện chương trình giáo dục phổ thông theo thời lượng quy định của các môn học trong chương trình. - Học sinh thực hiện bài học STEM được chủ động nghiên cứu sách giáo khoa, tài liệu học tập để tiếp nhận và vận dung kiến thức thông qua các hoạt động: lựa chọn giải pháp giải quyết vấn đề; thực hành thiết kế, chế tạo, thử nghiệm mẫu thiết kế; chia sẻ, thảo luận, hoàn thiện hoặc điều chỉnh mẫu thiết kế dưới sự hướng dẫn của giáo viên. 1.1.1.2. Tổ chức hoạt động trải nghiệm STEM - Hoạt động trải nghiệm STEM được tổ chức thông qua hình thức câu lạc bộ hoặc các hoạt động trải nghiệm thực tế; được tổ chức thực hiện theo sở thích, năng khiếu và lựa chọn của học sinh một cách tự nguyện. Nhà trường có thể tổ chức các không gian trải nghiệm STEM trong nhà trường; giới thiệu thư viện học liệu số, thí nghiệm ảo, mô phỏng, phần mềm học tập để học sinh tìm hiểu, khám phá các thí nghiệm, ứng dụng khoa học, kỹ thuật trong thực tiễn đời sống. - Hoạt động trải nghiệm STEM được tổ chức theo kế hoạch giáo dục hàng năm của nhà trường; nội dung mỗi buổi trải nghiệm được thiết kế thành bài học cụ thể, mô tả rõ mục đích, yêu cầu, tiến trình trải nghiệm và dự kiến kết quả. Ưu tiên những hoạt động liên quan, hoạt động tiếp nối ở mức vận dụng (thiết kế, thử nghiệm, thảo luận và chỉnh sửa) của các hoạt động trong bài học STEM theo kế hoạch dạy học của nhà trường. - Tăng cường sự hợp tác giữa trường trung học với các cơ sở giáo dục đại học, cơ sở nghiên cứu, cơ sở giáo dục nghề nghiệp, doanh nghiệp, hộ kinh doanh, các thành phần kinh tế - xã hội khác và gia đình để tổ chức có hiệu quả các hoạt động trải nghiệm STEM phù hợp với các quy định hiện hành.
1.1.1.3 Tổ chức hoạt động nghiên cứu khoa học, kĩ thuật - Hoạt động này dành cho những học sinh có năng lực, sở thích và hứng thú với các hoạt động tìm tòi, khám phá khoa học, kỹ thuật giải quyết các vấn đề thực tiễn; thông qua quá trình tổ chức dạy học các bài học STEM và hoạt động trải nghiệm STEM phát hiện các học sinh có năng khiếu để bồi dưỡng, tạo điều kiện thuận lợi học sinh tham gia nghiên cứu khoa học, kĩ thuật. - Hoạt động nghiên cứu khoa học, kĩ thuật được thực hiện dưới dạng một đề tài/dự án nghiên cứu bởi một cá nhân hoặc nhóm hai thành viên, dưới sự hướng dẫn của giáo viên hoặc nhà khoa học có chuyên môn phù hợp. - Dựa trên tình hình thực tiễn, có thể định kỳ tổ chức ngày hội STEM hoặc cuộc thi khoa học, kỹ thuật tại đơn vị để đánh giá, biểu dương nỗ lực của giáo viên và học sinh trong việc tổ chức dạy và học, đồng thời lựa chọn các đề tài/dự án nghiên cứu gửi tham gia Cuộc thi khoa học, kỹ thuật cấp trên. 1.1.2. Vai trò của câu lạc bộ STEM trong việc phát triển phẩm chất, năng lực cho học sinh Câu lạc bộ STEM là một nơi tuyệt vời để học sinh phát triển năng lực và phẩm chất của mình. Các hoạt động trong câu lạc bộ STEM thường liên quan đến khoa học, công nghệ, kỹ thuật và toán học, và các hoạt động này có thể giúp học sinh phát triển các kỹ năng quan trọng như: 1. Năng lực phát hiện và giải quyết vấn đề: Các hoạt động trong câu lạc bộ STEM thường bao gồm giải quyết các vấn đề khó khăn bằng cách sử dụng các nguyên lý khoa học và kỹ thuật. Khi tham gia vào các hoạt động này, học sinh có thể rèn luyện kỹ năng giải quyết vấn đề của mình và học cách suy nghĩ sáng tạo và logic. 2. Năng lực giao tiếp và hợp tác: Các hoạt động trong câu lạc bộ STEM thường yêu cầu học sinh làm việc theo nhóm. Khi làm việc với nhau, học sinh phải học cách hợp tác và tôn trọng ý kiến của nhau để có thể đạt được mục tiêu chung. 3. Năng lực lập luận và trình bày: Các hoạt động trong câu lạc bộ STEM thường yêu cầu học sinh phải lập luận và trình bày ý tưởng của mình một cách rõ ràng và thuyết phục. Khi tham gia vào các hoạt động này, học sinh có thể phát triển kỹ năng lập luận và trình bày của mình, điều này sẽ giúp họ trở nên tự tin hơn trong việc nói chuyện và trình bày ý tưởng của mình trước công chúng. 4. Năng lực tư duy logic: Các hoạt động trong câu lạc bộ STEM thường yêu cầu học sinh phải tư duy logic và sử dụng các nguyên lý khoa học và kỹ thuật để
giải quyết các vấn đề phức tạp. Khi tham gia vào các hoạt động này, học sinh có thể phát triển kỹ năng tư duy logic của mình, điều này sẽ giúp họ giải quyết các vấn đề phức tạp trong cuộc sống sau này. Ngoài ra, câu lạc bộ STEM còn giúp học sinh phát triển các phẩm chất như nhân ái, trách nhiệm, trung thực, sự kiên trì, sự đam mê và sự cầu tiến. 1.1.3. Một số phương pháp xây dựng và quản lý đội nhóm, câu lạc bộ. Phương pháp xây dựng và quản lý đội nhóm, câu lạc bộ là một kỹ năng quan trọng trong nhiều lĩnh vực. Dưới đây là một số phương pháp cơ bản để xây dựng và quản lý đội nhóm, câu lạc bộ: 1. Xác định mục tiêu: Mục tiêu của đội nhóm, câu lạc bộ cần phải được xác định rõ ràng và được chia sẻ với tất cả thành viên trong đội nhóm. Mục tiêu nên được đảm bảo là khả thi, có tính cụ thể, đo lường được, thời hạn xác định rõ ràng, và có tính ưu tiên. 2. Xác định vai trò và nhiệm vụ của mỗi thành viên: Mỗi thành viên trong đội nhóm cần phải biết được vai trò và nhiệm vụ của mình trong đội nhóm. Cần có sự phân chia công việc rõ ràng để mỗi thành viên có thể chịu trách nhiệm và hoàn thành công việc một cách hiệu quả. 3. Tạo sự đồng thuận: Đội nhóm cần phải có sự đồng thuận về mục tiêu, nhiệm vụ, và phương pháp làm việc. Việc tạo sự đồng thuận giúp tăng khả năng hợp tác, giảm sự cạnh tranh và xung đột giữa các thành viên trong đội nhóm. 4. Phân công trưởng nhóm hoặc người điều hành: Một thành viên trong đội nhóm cần được chọn làm trưởng nhóm hoặc người điều hành để quản lý và hướng dẫn các thành viên khác. Trưởng nhóm hoặc người điều hành cần có tính trách nhiệm cao, kỹ năng lãnh đạo tốt, và sự kiên nhẫn để giải quyết các vấn đề trong quá trình làm việc. 5. Thiết lập thời gian họp: Đội nhóm cần thiết lập thời gian họp định kỳ để đánh giá tiến độ công việc, chia sẻ kinh nghiệm, và giải quyết các vấn đề phát sinh. Thời gian họp nên được xác định trước và được thông báo cho tất cả các thành viên trong đội nhóm. 6. Đánh giá tiến độ công việc của đội nhóm. Xây dựng các tiêu chí thi đua để kích thích tinh thần học hỏi, làm việc của đội nhóm.
1.2 Cơ sở thực tiễn 1.2.1 Khảo sát tính cấp thiết và tính khả thi của đề tài. 1.2.1.1. Mục đích khảo sát - Khảo sát tính cấp thiết của đề tài: phát triển phẩm chất và năng lực của học sinh thông qua một số hoạt động của câu lạc bộ STEM. - Khảo sát tính khả thi của các hoạt động của câu lạc bộ STEM tại trường THPT Thanh Chương 3. 1.2.1.2. Nội dung và phương pháp khảo sát a. Nội dung khảo sát. Khảo sát gồm có các câu hỏi trắc nghiệm như sau: Câu 1. Bạn đánh giá tính cấp thiết của các hoạt động trải nghiệm STEM ở trường THPT Thanh Chương 3 theo mức độ nào? A. Rất cấp thiết. B. Cấp thiết. C. Ít cấp thiết. D. Không cấp thiết. Câu 2. Bạn đánh giá tính cấp thiết của câu lạc bộ STEM ở trường THPT Thanh Chương 3 theo mức độ nào? A. Rất cấp thiết. B. Cấp thiết. C. Ít cấp thiết. D. Không cấp thiết. Câu 3. Bạn đánh giá tính khả thi của các hoạt động trải nghiệm máy in 3D ở trường THPT Thanh Chương 3 theo mức độ nào? A. Rất khả thi. B. Khả thi.
C. Ít khả thi. D. Không khả thi. Câu 4. Bạn đánh giá tính khả thi của các hoạt động trải nghiệm lập trình ứng dụng ở trường THPT Thanh Chương 3 theo mức độ nào? A. Rất khả thi. B. Khả thi. C. Ít khả thi. D. Không khả thi. Câu 5. Bạn đánh giá tính khả thi của các hoạt động trải nghiệm lập trình IoT và Robot ở trường THPT Thanh Chương 3 theo mức độ nào? A. Rất khả thi. B. Khả thi. C. Ít khả thi. D. Không khả thi. b. Phương pháp khảo sát. Phương pháp được sử dụng để khảo sát là Trao đổi bằng câu hỏi; với thang đánh giá 04 mức (tương ứng với điểm số từ 1 đến 4) Không cấp thiết; Ít cấp thiết; Cấp thiết và Rất cấp thiết. Không khả thi; Ít khả thi; Khả thi và Rất khả thi. Điểm trung bình X được tính trên phần mềm Microsoft Excel. c. Đối tượng khảo sát. Khảo sát được thực hiện trên 125 em học sinh và 40 giáo viên các môn tự nhiên của trường THPT Thanh Chương 3, chủ yếu là học sinh học theo khối tự nhiên. 1.2.2 Kết quả khảo sát 1.2.2.1 Sự cấp thiết của các giải pháp đề xuất.
Các thông số TT Các giải pháp X Mức 1 Tổ chức hoạt động trải nghiệm STEM 3.25 Cấp thiết 2 Xây dựng câu lạc bộ STEM 3.55 Rất cấp thiết 3 Thực hiện dự án STEM khoa học 3.02 Cấp thiết 4 Thực hiện dự án STEM kỹ thuật 3.41 Cấp thiết Hướng dẫn học sinh nghiên cứu khoa học kỹ 5 3.87 Rất cấp thiết thuật 1.2.2.2 Tính khả thi của các giải pháp đề xuất Các thông số TT Các giải pháp X Mức 1 Tổ chức hoạt động trải nghiệm STEM 3.15 Khả thi 2 Xây dựng câu lạc bộ STEM 3.24 Khả thi 3 Thực hiện dự án STEM khoa học 3.18 Khả thi 4 Thực hiện dự án STEM kỹ thuật 3.34 Khả thi Hướng dẫn học sinh nghiên cứu khoa học kỹ 5 3.89 Rất khả thi thuật Kết quả khảo sát cho thấy hầu hết giáo viên và học sinh đều nhận thấy tầm quan trọng và sự cấp thiết của giáo dục STEM nói chung và hoạt động trải nghiệm STEM nói riêng. Kết quả khảo sát cho thấy mọi người rất tin tưởng sự khả thi của giải pháp Hướng dẫn học sinh nghiên cứu khoa học kỹ thuật và vẫn còn nghi ngờ tính khả thi của các giải pháp còn lại. Điều này khá dễ hiểu vì chúng tôi đã thực hiện việc hướng dẫn học sinh thi KHKT rất thành công trong 7 năm qua với 4 giải Nhì, 4 giải Ba và 2 giải khuyến khích cuộc thi KHKT cấp Tỉnh. II. NỘI DUNG ĐỀ TÀI 2.1. Xây dựng và tổ chức các hoạt động ở CLB STEM. 2.1.1 Xây dựng câu lạc bộ STEM Để xây dựng một câu lạc bộ STEM, chúng tôi cho học sinh toàn trường đăng kí theo link google form. Kết quả ban đầu chúng tôi thu được 22 đơn đăng kí, trong đó có hai cựu học sinh đăng kí vì muốn trở thành cố vấn và nhà tài trợ kinh phí hoạt động.
Các hoạt động của CLB STEM đều sẽ được thiết kế ở mức vận dụng, vận dụng cao nên chúng tôi xác định là bước đầu, các hoạt động của CLB sẽ không dành cho số đông. Bước tiếp theo, chúng tôi phân các em thành các tiểu ban: tiểu ban kỹ thuật, tiểu ban hậu cần, tiêu ban truyền thông và lên lịch họp câu lạc bộ vào chiều thứ 5 hàng tuần. Các em được hướng dẫn làm việc theo nhóm, cách sử dụng các phần mềm liên lạc và làm dự án. Vào các dịp sinh nhật, chúng tôi cũng sẽ tổ chức các buổi tiệc nho nhỏ để khuyến khích các em sinh hoạt tích cực hơn. 2.1.2 Tổ chức các hoạt động ở CLB STEM THPT Thanh Chương 3. Các hoạt động ở câu lạc bộ STEM được chúng tôi thiết kế theo các định hướng: - Học sinh học tập, trải nghiệm thông qua làm các dự án. - Các dự án đều mang tính kế thừa kiến thức đã học ở trên lớp. Với định hướng như vậy chúng tôi dự kiến một số hoạt động trải nghiệm chia thành hai nhóm: STEM khoa học và STEM kỹ thuật. 2.1.2.1 Một số hoạt động trải nghiệm STEM khoa học. 1. Thí nghiệm khoa học: Học sinh được thực hiện các thí nghiệm khoa học đơn giản như tạo ra bong bóng khí, phân tích một mẫu đất hoặc tìm hiểu sự phân hủy của thực phẩm. Thí nghiệm khoa học giúp học sinh hiểu rõ các khái niệm khoa học bằng cách trực tiếp tham gia vào các hoạt động thực tế. Ví dụ: - Học sinh lớp 12 được giao dự án thực hiện phản ứng xà phòng hóa để làm xà phòng, tìm hiểu các yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng và đề xuất ý tưởng cải thiện tốc độ phản ứng từ đó rút ngắn thời gian sản xuất. - Học sinh lớp 11 được giao nhiệm vụ chiết xuất tinh chất từ chè xanh, nguyên liệu rất sẵn có từ các đồi chè ở Thanh Chương. Sau đó các em ở cả hai khối sẽ làm chung dự án “làm xà bông rửa tay từ tinh chất chè xanh”.
- Học sinh lớp 10 được giao dự án: “Đo lượng mưa” và dự án “Thống kê chiều cao của toàn khối 10” nhập và tính trung bình, phương sai, độ lêch chuẩn, tìm trung vị, tứ phân vị trên phần mềm Excel. Hai dự án này đều kế thừa các kiến thức được học ở chương trình chính khóa. Trích báo cáo thống kê số đo chiều cao của K10, em hs này sau khi hoàn thành nhiệm vụ thống kê đã vẽ được biểu đồ so sánh giữa các lớp và so sánh với thanh thiếu niên các nước khác. Em ấy cũng đã tìm kiếm luôn cách để tăng chiều cao. Dự án “Đo lượng mưa” sẽ được trình bày chi tiết ở phần 2.2. Chúng tôi đang ấp ủ dự án “Ủ phân compos từ rác thải hữu cơ (thức ăn từ cantin trường, lá cây, cỏ…” nhưng chưa thể thực hiện được do nó đòi hỏi thời gian thực hiện quá dài và cần một số thiết bị, men vi sinh đặc thù. 2. Thiết kế và xây dựng: Học sinh được tham gia vào các hoạt động thiết kế và xây dựng như tạo ra mô hình nhà ở, xây dựng mô hình xe cộ hoặc tạo ra một bài thuyết trình sử dụng công nghệ mới nhất. Những hoạt động này giúp học sinh trang bị kỹ năng kỹ thuật cần thiết và khuyến khích tư duy sáng tạo. Ví dụ: Sau dự án “Đo lượng mưa”, các em tiếp theo sẽ làm dự án thiết kế nhà ở, trang trại sao cho lượng nước mưa thất thoát là ít nhất. Thiết kế này được trình bày trong dự án “Đo lượng mưa”. 3. Tạo ra các ứng dụng công nghệ mới: Học sinh được khuyến khích tạo ra các ứng dụng công nghệ mới bằng cách sử dụng các phần mềm lập trình và phát triển các sản phẩm phần mềm. Điều này giúp học sinh học cách sử dụng công nghệ để giải quyết các vấn đề thực tế. Ví dụ: Ở mức độ đơn giản, chúng tôi khuyến khích các em giải các bài toán đếm trong chương trình lớp 10 bằng cách lập trình. Sau đây là một vài ví dụ đơn giản: Xét bài toán:
Cho tập hợp A  0;1; 2;3; 4;5; 6;7;8 . Từ tập hợp A có thể lập được bao nhiêu số tự nhiên có 6 chữ số dạng abcdef sao cho a  b  c  e  f  1 . Nhận xét: Đây là một bài toán khó, nếu học sinh chia trường hợp rồi giải thì còn khó hơn nữa vì có rất nhiều trường hợp con. Nhiều kết quả khác nhau đã được đưa ra. Thay vì cho biết kết quả đúng, chúng tôi khuyến khích các em sử dụng Python để liệt kê và đếm xem có bao nhiêu số tự nhiên thỏa mãn. Đây là code của một số em gửi về chúng tôi: Bạn Kiên 10A1 Giải thích: trong đoạn code trên, biến m là biến đếm số thỏa mãn yêu cầu. Lệnh if có tác dụng kiểm tra xem các điều kiện có được thỏa mãn, nếu thỏa mãn thì in ra kết quả và tăng m lên một đơn vị. Dòng cuối cùng nhằm để in ra màn hình giá trị của biến m tức kết quả là có 2268 số tự nhiên thỏa mãn yêu cầu của đề ra. Bạn An Duyên 10A1
Kết quả: Số các số tự nhiên thỏa mãn yêu cầu bài toán là 2268 số. Bài toán trên là một bài toán rất khó. Để giải được nó, học sinh phải hiểu được ý tưởng của bài toán “Chia kẹo Ơ -le” hoặc phương pháp đánh số thứ tự. Sau đây là một lời giải tham khảo do chúng tôi biên soạn để giải đáp cho các em Từ giả thiết ta có: 0  f  1  f 1 f 1  e  f 1  e 1 e  c  e 1  c 1 c  b  c 1  b 1  c 1  b  2 b ab2 a2  1  f  1  e  1  c  1  b  2  a  2  8  2 do a  8 . Đặt a1  f  1; a2  e  1; a3  c  1; a4  b  2;a 5  a  2  1  a1  a2  a3  a4  a5  10 Mỗi cách chọn f , e, c, b, a từ tập hợp A thỏa mãn a  b  c  e  f  1 tương ứng với một cách chọn 5 số tự nhiên a1 , a2 , a3 , a4 , a5 thỏa mãn . 1  a1  a2  a3  a4  a5  10 . Nghĩa là chúng ta cần:
- Chọn ra 5 số tự nhiên phân biệt thuộc đoạn 1;10 : có C10 5 cách chọn - Sắp xếp theo thứ tự tăng dần: 1 cách.  Số cách chọn f , e, c, b, a thỏa mãn ycbt là C10 . 5 Số cách chọn d : 9 cách. Như vậy, ta có 9.C10  2268 (số) 5 Sau bài toán này, các em đã có thể ứng dụng Python vào việc đếm các khả năng có thể xảy ra trong một bài toán đếm. Ở một ví dụ nâng cao hơn, chúng tôi yêu cầu các em sử dụng Python để giải quyết một số vấn đề như Tạo một con bot Telegram nhằm gửi các trích dẫn hay (Quote) đến các thành viên, tạo ra một phần mềm quản lý mượn trả sách cho câu lạc bộ Sách và Hành động THPT Thanh Chương 3. Hai dự án này sẽ được trình bày chi tiết ở phần 2.2.2. 4. Tham quan thực tế: Học sinh được dẫn đi thăm quan các cơ sở nghiên cứu hoặc phòng lab để hiểu rõ hơn về quá trình nghiên cứu khoa học. 5. Tổ chức các cuộc thi khoa học: Học sinh được khuyến khích tham gia các cuộc thi khoa học để giải quyết các vấn đề thực tế bằng cách sử dụng các kỹ thuật STEM. Cuộc thi khoa học giúp học sinh rèn luyện kỹ năng giải quyết vấn đề, tìm hiểu về các lĩnh vực khoa học khác nhau và phát triển kỹ năng giao tiếp. Hoạt động 4 và 5 mới chỉ dừng ở mức độ ý tưởng, chúng tôi chưa có đủ thời gian và nguồn lực để triển khai. 2.1.2.2. Một số hoạt động trải nghiệm STEM kỹ thuật. a. Thiết kế và xây dựng mô hình: Học sinh được tham gia vào các hoạt động thiết kế và xây dựng mô hình như tạo ra mô hình động cơ đốt trong, mô hình cầu treo hoặc mô hình nhà cao tầng. Những hoạt động này giúp học sinh phát triển kỹ năng về thiết kế, xây dựng và trang bị cho họ kiến thức về cơ khí, vật liệu, kết cấu và thiết kế. Ví dụ:
Học sinh được yêu cầu vẽ thiết kế nhà ở cho cả gia đình. Thậm chí chúng tôi còn yêu cầu các em thiết kế và xây dựng nhà cho chim, động vật hoang dã ở trong khuôn viên trường. Dự án “Nhà cho chim sẻ ngói” được các em hưởng ứng rất nhiệt tình. Dự án này được trình bày chi tiết ở phần 2.2. Học sinh cũng được tìm hiểu về in 3D và thực hành trên máy in 3D có tại phòng STEM ở trường. Hình ảnh học sinh tìm hiểu, trải nghiệm máy in 3D tại phòng STEM b. Sửa chữa và bảo trì: Học sinh được hướng dẫn cách sửa chữa và bảo trì các thiết bị và máy móc như đồng hồ, xe đạp hoặc máy tính. Những hoạt động này giúp học sinh rèn luyện kỹ năng phân tích và giải quyết vấn đề, cũng như trang bị cho họ kiến thức về các thành phần cơ bản của các thiết bị và máy móc. Ví dụ: ở CLB STEM Thanh Chương 3, chúng tôi xin nhà trường cấp cho một số máy vi tính cũ đang chờ thanh lý. Những máy tính này là nguyên liệu tuyệt vời cho ý tưởng đào tạo các em cài đặt Windows, cài đặt các phần mềm và tìm hiểu một số phần mềm mà không sợ hư hỏng.
Học sinh đang học cách lắp đặt và cài đặt Windows và các phần mềm lên máy tính c. Lập trình và điều khiển: Học sinh được hướng dẫn cách lập trình và điều khiển các thiết bị như robot hoặc thiết bị IoT. Những hoạt động này giúp học sinh rèn luyện kỹ năng lập trình, phát triển ứng dụng và kiến thức về các giao thức truyền thông. Ở CLB Stem Thanh Chương 3, chúng tôi chọn cho các em học lập trình và điều khiển các thiết bị robot, thiết bị IoT như cảm biến mưa, cảm biến nhiệt độ và độ ẩm, cảm biến khoảng cách, rơ le tự đóng mở mạch điện… thông qua nền tảng Adruno. Adruno có giá thành khá rẻ, dùng điện 5-12V nên rất an toàn và đặc biệt là việc học code trên nó khá là dễ đối với học sinh. Một số dự án chúng tôi đã thực hiện trên nền tảng Adruno: - Dự án lồng phơi thực phẩm sử dụng cảm biến: Dự án này thực hiện năm 2022 với ý tưởng là thiết kế một lồng phơi thực phẩm để lợi dụng hiệu ứng nhà kính nhằm phơi nhanh hơn (do nhiệt độ trong lồng bao giờ cũng cao hơn bên ngoài) và phơi sạch hơn do không bị ảnh hưởng bởi mưa, gió, bụi và côn trùng. Ý tưởng xuất phát từ một học sinh khi em ấy bước vào xe ô tô của gia đình vào lúc trời nắng. Em ấy phát hiện ra rằng nhiệt độ trong ô tô giữa nắng cao hơn nhiều so với bên ngoài. Từ đó dẫn đến ý tưởng làm một lồng phơi trong suốt nhằm tận dụng hiện tượng nêu trên (hiệu ứng nhà kính). Dự án sử dụng cảm biến nhiệt độ và độ ẩm để đo nhiệt độ và độ ẩm, sử dụng cảm biến mưa để phát hiện mưa, sử dụng module Relay (rơle tự ngắt) để bật tắt quạt theo điều kiện nhiệt độ và độ ẩm cụ thể. Đề tài này đòi hỏi học sinh phải đọc rất kỹ bài học Độ ẩm tương đối, độ ẩm tuyệt đối trong sách giáo khoa Vật lý 10.
Khi thiết kế xong một lồng phơi và đưa vào phơi chuối, chúng tôi dự đoán khi thảo luận với học sinh là sau khi phơi một thời gian thì nhiệt độ trong lồng phơi sẽ tăng lên khoảng 8 độ C và độ ẩm cũng sẽ tăng lên khoảng 20%. Thực tế, sau khi phơi 10 phút, nhiệt độ trong lồng tăng lên 20 độ C so với nhiệt độ bên ngoài, nhưng độ ẩm tương đối lại giảm đến 30%. Sau khi tham khảo ý kiến một thầy giáo Vật lý và đọc lại sách giáo khoa, chúng tôi mới hiểu tại sao nhiệt độ tăng thì độ ẩm tương đối lại giảm. Dự án này đạt giải nhất cuộc thi KHKT cấp trường, và đạt giải Tư cuộc thi KHKT cấp Tỉnh năm học 2021 – 2022. Qua dự án này, hai học sinh thực hiện đã có sự tiến bộ rõ rệt về khả năng giải quyết vấn đề, khả năng thuyết trình. - Dự án Thiết bị hỗ trợ phòng chống cận thị, gù lưng cho người học. Dự án này dựa trên ý tưởng là đo khoảng cách bằng cảm biến khoảng cách, đo cường độ ánh sáng bằng cảm biến quang trở, sau đó tạo cảnh báo cho người sử dụng thay thế cho việc nhắc nhở của phụ huynh. Dự án này đạt giải Nhất cuộc thi KHKT cấp trường năm học 2022 – 2023 và đạt giải Ba cấp tỉnh năm học 2022 – 2023
Hình ảnh đi thi và đạt giải của thầy và trò năm 2022 - 2023 Chi tiết dự án này sẽ được trình bày trong mục 2.2. d. Tham quan trải nghiệm thực tế: Học sinh được dẫn đi thăm quan các cơ sở sản xuất, nhà máy để hiểu rõ hơn về quá trình sản xuất sản phẩm hoặc các em được trải nghiệm các công nghệ mớ. Điều này giúp học sinh hiểu rõ hơn về quy trình sản xuất và giúp trang bị cho họ kiến thức thực tế về kỹ thuật. Trong điều kiện thời gian và nguồn lực hạn hẹp, chúng tôi chỉ có thể tạo điều kiện cho các em trải nghiệm sử dụng tấm pin mặt trời để thu điện và trải nghiệm ChatGPT. - Trải nghiệm pin năng lượng mặt trời: Hs được học cách lắp đặt tấm pin để thu điện vào bộ nạp và từ bộ nạp lưu trữ vào bộ pin Lithium và cấp điện cho các thiết bị khác sử dụng điện 12V như đèn led 12V, quạt 12V, moderm wifi.