Sáng kiến kinh nghiệm THPT: Thực hiện chuyển đổi số kết hợp với dạy học theo định hướng STEM trong chủ đề Mắt. Các dụng cụ quang học, Vật Lí 11 – THPT

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:66

Thêm vào BST

Báo xấu

9
lượt xem 5
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục đích nghiên cứu sáng kiến nhằm nghiên cứu cơ sở lí luận của chuyển đổi số và dạy học định hướng STEM trong chủ đề “ Mắt. Các dụng cụ quang học” Vật Lí 11 – THPT; Khảo sát được tình trạng áp dụng chuyển đổi số và dạy học theo định hướng STEM trong trường THPT.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Sáng kiến kinh nghiệm THPT: Thực hiện chuyển đổi số kết hợp với dạy học theo định hướng STEM trong chủ đề Mắt. Các dụng cụ quang học, Vật Lí 11 – THPT

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO NGHỆ AN SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM THỰC HIỆN CHUYỂN ĐỔI SỐ KẾT HỢP VỚI DẠY HỌC THEO ĐỊNH HƯỚNG STEM TRONG CHỦ ĐỀ “MẮT. CÁC DỤNG CỤ QUANG HỌC”, VẬT LÍ 11 - THPT LĨNH VỰC: VẬT LÍ NGHỆ AN – 2023
SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO NGHỆ AN TRƯỜNG THPT QUỲNH LƯU 3 SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM THỰC HIỆN CHUYỂN ĐỔI SỐ KẾT HỢP VỚI DẠY HỌC THEO ĐỊNH HƯỚNG STEM TRONG CHỦ ĐỀ “MẮT. CÁC DỤNG CỤ QUANG HỌC”, VẬT LÍ 11 - THPT MÔN : VẬT LÍ LĨNH VỰC: VẬT LÍ Tác giả: Hồ Thị Quỳnh Thương Điện thoại: 0944223036 Mail: hothiquynhthuong@gmail.com NGHỆ AN – 2023
MỤC LỤC DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT............................................................................. 1 PHẦN 1: ĐẶT VẤN ĐỀ....................................................................................... 2 1.1. Lí do chọn đề tài ............................................................................................. 2 1.2. Đối tượng nghiên cứu..................................................................................... 3 1.3. Nhiệm vụ nghiên cứu ..................................................................................... 3 1.4. Phương pháp nghiên cứu ................................................................................ 3 1.5. Tính mới và đóng góp của đề tài .................................................................... 3 PHẦN 2: NỘI DUNG ........................................................................................... 4 2.1. CƠ SỞ LÝ LUẬN .......................................................................................... 4 2.1.1. Giáo dục STEM trong dạy học.................................................................... 4 2.1.2. Phát triển năng lực sáng tạo của học sinh trong dạy học chủ đề theo định hướng STEM ......................................................................................................... 6 2.1.3. Chuyển đổi số trong dạy học....................................................................... 8 2.1.4. Tổ chức thực hiện “ chuyển đổi số” trong dạy học theo định hướng STEM. 2.2. CƠ SỞ THỰC TIỄN .................................................................................... 12 2.2.1. Thực trạng việc áp dụng chuyển đổi số trong trường THPT .................... 12 2.2.2. Thực trạng việc tổ chức hoạt động dạy học theo định hướng STEM ở trường THPT ................................................................................................................... 13 2.2.3. Thuận lợi và khó khăn khi thực hiện chuyển đổi số kết hợp với dạy học theo định hướng STEM ở trường THPT ..................................................................... 13 2.3. THỰC HIỆN CHUYỂN ĐỔI SỐ KẾT HỢP VỚI DẠY HỌC THEO ĐỊNH HƯỚNG STEM TRONG CHỦ ĐỀ “ MẮT. CÁC DỤNG CỤ QUANG HỌC”, VẬT LÍ 11 - THPT.............................................................................................. 14 2.3.1. Phân tích nội dung kiến thức chương “ Mắt. Các dụng cụ quang học” trong chương trình THPT ............................................................................................. 14 2.3.2. Xây dựng nội dung kiến thức “ Mắt. Các dụng cụ quang học” theo định hướng STEM ....................................................................................................... 16 2.3.3. Ứng dụng các phần mềm “ chuyển đổi số” trong dạy học chủ đề “ Mắt. Các dụng cụ quang học” Vật lý 11 - THPT. .............................................................. 20 2.3.4. Thiết kế chủ đề giáo dục STEM nội dung kiến thức chủ đề “ Mắt. Các dụng cụ quang học” ...................................................................................................... 28 2.3.4. Triển khai thực hiện chuyển đổi số kết hợp với dạy học theo định hướng stem trong chủ đề “ Mắt. Các dụng cụ quang học”- Vật Lí 11 THPT ................ 28
1. TÊN CHỦ ĐỀ: MÁY CHIẾU MINI .............................................................. 28 2. TÊN CHỦ ĐỀ: KÍNH THIÊN VĂN .............................................................. 35 PHẦN III. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ........................................................... 49 TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................... 50 PHỤ LỤC ................................................................................................................
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT THPT Trung học phổ thông HS Học sinh GV Giáo viên KHKT Khoa học kĩ thuật CT- GDPT Chương trình – Giáo dục phổ thông CĐS Chuyển đổi số GQVĐ Giải quyết vấn đề 1
PHẦN 1: ĐẶT VẤN ĐỀ 1.1. Lí do chọn đề tài Đất nước ta đang trong thời kì công nghiệp hóa, hiện đại hóa, thời kỳ bùng nổ tri thức và khoa học công nghệ, thời kì của cách mạng công nghiệp 4.0. Ngành giáo dục luôn được các ban ngành quan tâm và ngày càng được đổi mới. Như là chuyển mạnh quá trình giáo dục từ chủ yếu trang bị kiến thức sang phát triển toàn diện năng lực và phẩm chất người học. Học đi đôi với hành, lí luận gắn kết với thực tiễn; giáo dục nhà trường kết hợp với giáo dục gia đình và giáo dục xã hội. Bên cạnh đó, việc áp dụng công nghệ tiên tiến càng giúp nâng cao trải nghiệm của người học; cải thiện những phương pháp giảng dạy cũng như tạo môi trường để học tập thuận tiện nhất. Vật lí học nằm trong hệ thống các môn học ở nhà trường phổ thông nên việc đổi mới phương pháp dạy và học đối với môn Vật lí là điều tất yếu. Do đặc thù của môn Vật lí là môn khoa học thực nghiệm, các kiến thức Vật lí đóng vai trò nguyên tắc hoạt động của các ứng dụng kĩ thuật nên một trong các khâu quan trọng của quá trình đổi mới phương pháp dạy học Vật lí là tăng cường hoạt động thực nghiệm, nghiên cứu và tìm hiểu các ứng dụng kĩ thuật của Vật lí của học sinh trong quá trình học tập. Theo chỉ thị số 16 của Thủ tướng chính phủ mới đây có nêu rõ, Bộ Giáo dục và Đào Tạo thúc đẩy triển khai giáo dục STEM trong chương trình phổ thông nhằm thích nhi với những yêu cầu của cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ 4. Điều đó cho thấy răng giáo dục STEM có vai trò quan trọng trong cuộc cách mạng công nghiệp này. Vì vậy, việc tổ chức dạy học theo định hướng STEM để học sinh tiếp cận với con đường nghiên cứu khoa học qua đó giúp học sinh hiểu sâu sắc các kiến thức Vật lí là hết sức cần thiết và có ý nghĩa vô cùng to lớn. Thông qua các nhiệm vụ này, học sinh sẽ được rèn luyện kĩ năng, kĩ xảo, giáo dục tổng hợp, hình thành tư duy sáng tạo và tinh thần làm việc tập thể. Từ đó, học sinh nắm được các ứng dụng kĩ thuật trong đời sống và có kiến thức để sử dụng các máy móc thiết bị cơ bản làm cơ sở cho việc sử dụng những công cụ trong công việc cũng như trong cuộc sống. Theo chỉ thị số 112/CT-BGDĐT ngày 19/8/2022 về ciệc thực hiện nhiệm vụ trọng tâm năm học 2022 – 2023, Bộ Giáo dục và Đào tạo hướng dẫn thực hiện nhiệm vụ ứng dụng CNTT, chuyển đổi số trong cơ sở giáo dục. Với sự phát triển không ngừng của công nghệ, chuyển đổi số chính là xu hướng của xã hội và đặc biệt là trong giáo dục. Việc áp dụng công nghệ vào giáo dục có vai trò vô cùng lớn, tạo nên bước ngoặt phát triển cho giáo dục. Thời kỳ cách mạng công nghiệp 4.0, chuyển đổi số được nhận định là chìa khóa nâng cao hoạt động, tạo những thay đổi nhanh chóng về mô hình, cách thức phương thức và phương pháp dạy và học. Để bắt kịp với yêu cầu và tiêu chuẩn thời đại, ngành giáo dục nói chung và các trường THPT nói riêng chú trong đặc biệt việc phát triển chuyển đổi số trong giáo dục và đào tạo đội ngũ cán bộ, giáo viên và học sinh. Thực hiện chuyển đổi số là việc áp dụng công nghệ thông tin hiện đại vào dạy và học nhằm đáp ứng nhu cầu học tập của học sinh sinh viên và giáo viên, giúp người dạy và người học phát huy tối đa khả năng tư duy, sáng tạo, chủ động trong dạy và học. 2
Từ những cơ sở đó, tôi lựa chọn đề tài: Thực hiện chuyển đổi số kết hợp với dạy học theo định hướng STEM trong chủ đề “Mắt. Các dụng cụ quang học”, Vật Lí 11 – THPT. 1.2. Đối tượng nghiên cứu Thực hiện chuyển đổi số kết hợp với dạy học theo định hướng stem trong chủ đề “Mắt. Các dụng cụ quang học”, Vật Lí 11 – THPT. Khách thể nghiên cứu: Học sinh trường THPT trên địa bàn tỉnh Nghệ An. 1.3. Nhiệm vụ nghiên cứu - Nghiên cứu cơ sở lí luận của chuyển đổi số và dạy học định hướng STEM trong chủ đề “ Mắt. Các dụng cụ quang học” Vật Lí 11 – THPT. - Khảo sát được tình trạng áp dụng chuyển đổi số và dạy học theo định hướng STEM trong trường THPT. - Đề xuất và thực nghiệm một số giải pháp. 1.4. Phương pháp nghiên cứu - Nhóm phương pháp nghiên cứu lý luận bao gồm: phương pháp phân tích tổng hợp, khái quát, nghiên cứu tài liệu thuộc phạm vi đề tài. - Nhóm phương pháp nghiên cứu thực tiễn : là phương pháp điều tra, quan sát sư phạm để điều ra thực trạng dưới góc độ “ chuyển đổi số” và STEM. - Phương pháp thống kê số học: sử dụng lý thuyết Toán học như thống kê xác suất, đại số, phân tích điều tra và thực nghiệm. 1.5. Tính mới và đóng góp của đề tài Về lý luận : - Giúp giáo viên nhận thức đúng đắn về giáo dục STEM và tính ưu việt khi dạy học theo định hướng STEM, từ đó có kế hoạch tự bồi dưỡng, nghiên cứu để đáp ứng yêu cầu mới của giáo dục. - Giúp giáo viên hiểu được chuyển đổi số, vận dụng chuyển đổi số như thế nào trong quá trình dạy và học. - Góp phần làm sáng tỏ cơ sở lí luận về thực hiện chuyển đổi số kết hợp với dạy học theo định hướng STEM trong chủ đề “Mắt. Các dụng cụ quang học”, Vật Lí 11 - THPT Về thực tiễn : - Học sinh được tiếp cận với công nghệ thông tin, trao đổi, trau dồi thêm các kiến thức để vận dụng vào thực tế. - Tạo sân chơi cho học sinh phát triển hết bản thân mình, tạo cơ hội cho học sinh bắt kịp với thời đại công nghệ 4.0. - Rèn luyện tư duy, tăng thêm các khả năng cho học sinh trong quá trình học. 3
PHẦN 2: NỘI DUNG 2.1. CƠ SỞ LÝ LUẬN 2.1.1. Giáo dục STEM trong dạy học 2.1.1.1. Khái niệm về dạy học STEM STEM là viết tắt của các từ Science (khoa học), Technology (công nghệ), Engineering (kỹ thuật) và Math (toán học). Giáo dục STEM về bản chất được hiểu là trang bị cho người học những kiến thức và kỹ năng cần thiết liên quan đến các lĩnh vực khoa học, công nghệ, kỹ thuật và toán học. Sự phát triển về Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học 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. “Science” trong chu trình STEM được mô tả bởi từ “Technology” sang “Knowledge” thể hiện quy trình sáng tạo khoa học. Đứng trước thực tiễn với "Công nghệ" hiện tại, các nhà khoa học, với năng lực tư duy phản biện, luôn đặt ra những câu hỏi/vấn đề cần tiếp tục nghiên cứu, hoàn thiện công nghệ, đó là các câu hỏi/vấn đề khoa học. Trả lời các câu hỏi khoa học hoặc giải quyết các vấn đề khoa học sẽ phát minh ra các "Kiến thức" khoa học. Ngược lại, “Engineering” trong chu trình STEM được mô tả bởi một mũi tên từ “Knowledge” sang “Technology” thể hiện quy trình kĩ thuật. Các kĩ sư sử dụng "Kiến thức" khoa học để thiết kế, sáng tạo ra công nghệ mới. Như vậy, trong chu trình STEM, "Science" được hiểu không chỉ là "Kiến thức" thuộc các môn khoa học (như Vật lý, Hoá học, Sinh học) mà bao hàm "Quy trình khoa học" để phát minh ra kiến thức khoa học mới. Tương tự như vậy, "Engineering" trong chu STEM không chỉ là "Kiến thức" thuộc lĩnh vực "Kĩ thuật" mà bao hàm" Quy trình kĩ thuật" để sáng tạo ra "Công nghệ" mới. Hai quy trình nói trên tiếp nối nhau, khép kín thành chu trình sáng tạo khoa học - kĩ thuật theo mô hình "xoáy ốc" mà cứ sau mỗi chu trình thì lượng kiến thức khoa học tăng lên và cùng với nó là công nghệ phát triển ở trình độ cao hơn. 2.1.1.2. Mục tiêu của giáo dục STEM - Phát triển được năng lực đặc thù của môn học STEM cho học sinh: Chú trọng phát triển những kiến thức, kỹ năng liên quan đến các môn Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật, Toán. Hơn nữa phải vận dụng được các kiến thức kĩ năng để giải quyết vấn đề trong thực tiễn. - Phát triển năng lực cốt lõi của học sinh: Bên cạnh những hiểu biết về Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật, Toán, giáo dục STEM trang bị cho học sinh những kỹ năng phù hợp để đáp ứng yêu cầu mang tính thách thức trong thực tế. - Định hướng nghề nghiệp cho học sinh: Giáo dục STEM tạo điều kiện cho các em nắm thêm được kiến thức kỹ năng nền tảng cho học tập ở bậc học cao hơn cũng như cho ngành nghề tương lai của bản thân các em, góp phần đào tạo ra nguồn nhân 4
lực cho xã hội. 2.1.1.3. Tiêu chí xây dựng chủ đề giáo dục STEM Để xây dựng chủ đề giáo dục STEM cần dựa trên những tiêu chí cơ bản: - Hướng tới giải quyết vấn đề trong thực tiễn. - Hướng tới việc học sinh vận dụng các kiến thức trong lĩnh vực STEM để giải quyết vấn đề. - Định hướng thực hành kết hợp lý thuyết nhằm hình thành và phát triển năng lực cho học sinh. - Khuyến khích việc hoạt động nhóm. 2.1.1.4. Đặc trưng của quá trình dạy và học trong thời đại của cuộc cách mạng công nghiệp 4.0 Hiện nay, thế giới và Việt Nam đang chứng kiến những sự thay đổi vượt bậc trong thời đại công nghệ số của cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ tư (CMCN 4.0) và tầm ảnh hưởng sâu rộng của khoa học công nghệ đến đời sống con người. Những sự phát triển này đã và đang tác động toàn diện và sâu sắc đến tất cả các lĩnh vực của đời sống KT-XH của các quốc gia. Bản chất của CMCN 4.0 chính là sự ứng dụng công nghệ, khoa học dữ liệu và sử dụng trí tuệ nhân tạo phục vụ sản xuất và cuộc sống con người. CMCN 4.0 đem lại nhiều điều kiện thuận lợi, giúp con người khám phá nhiều tri thức mới, nâng cao quy mô và chất lượng nền kinh tế, đặc biệt trong lĩnh vực sản xuất, nhưng cũng đặt ra nhiều thách thức song hành với các thời cơ, buộc người lao động, các nhà hoạch định chiến lược phải thay đổi cho phù hợp. Trong sự tác động ấy, giáo dục hiện đại, đặc biệt là giáo dục đại học là lĩnh vực chịu sự tác động lớn nhất. Trong những năm gần đây, Việt Nam đang thực hiện công cuộc đổi mới căn bản và toàn diện nền giáo dục, nhất là giáo dục đại học và sau đại học. Tuy nhiên, sự tác động mạnh mẽ của CMCN 4.0 đến giáo dục đòi hỏi các trường học cần thay đổi mục tiêu, nội dung giáo dục, phương pháp dạy học. Việc dạy học trực tuyến, cùng với các công cụ hỗ trợ cho giảng dạy của thời đại công nghệ số đã và đang thay đổi lớn đến tình hình dạy và học tại các trường THPT hiện nay, giúp hiện đại hóa giáo dục song lại đặt ra rất nhiều những vấn đề khiến giáo viên và các nhà quản lí phải cân nhắc để thay đổi phương pháp dạy học nhằm đem lại hiệu quả cao nhất trong giáo dục đại học hiện nay. Đối với học sinh: Việt Nam là quốc gia có sự phát triển mạnh mẽ nguồn lực internet. Việc truy cập internet hiện nay trở nên rất thông dụng đối với mọi người, đây là điều kiện dễ dàng nhất để tìm kiếm kho dữ liệu thông tin khổng lồ trên thế giới và ở Việt Nam, là điều kiện rất thuận lợi cho giáo dục tại các trường đại học hiện nay. Học sinh cũng có thể dễ dàng tìm kiếm những tri thức cần có thông qua thiết bị bắt wifi, di động thông minh, laptop, máy tính bảng... để tự tìm hiểu kiến thức dưới sự hướng dẫn của GV và hoàn thành được mục tiêu giáo dục của mình. 5
Đối với Giáo viên: Cuộc CMCN 4.0 đã và đang đem lại nhiều điều kiện thuận lợi cho GV hiện nay, đặc biệt trong lĩnh vực đổi mới phương pháp dạy học theo hướng hiện đại. Trước hết, nguồn tài liệu phục vụ giảng dạy vô cùng đa dạng nhờ sự tiến bộ của hệ thống internet kết nối và dữ liệu khổng lồ giúp GV tiếp cận được nhiều tài liệu trong và ngoài nước, phục vụ tốt việc xây dựng bài học. GV có thể tìm hiểu sâu sắc về vấn đề giảng dạy với nhiều hướng nhận thức khác nhau, làm phong phú thêm cách nhìn nhận của bản thân với môn học, giúp các GV tự tin hơn trong giảng dạy. Bên cạnh những tác động tích cực thì CMCN 4.0 đang thực sự tạo ra nhiều những thách thức, đòi hỏi các GV cần nhiều nỗ lực hơn nữa trong công tác giảng dạy của mình: - Thứ nhất, nhiều công cụ hỗ trợ giảng dạy đòi hỏi GV phải thường xuyên cập nhật các phương pháp dạy học hiện đại để tránh sự nhàm chán trong quá trình dạy và học. - Thứ hai, số tiết dạy của GV có thể sẽ bị giảm bớt, thay vào đó là sự xuất hiện của việc học tập online rút ngắn thời gian học tập và kết thúc học phần. - Thứ ba, HS có thể gặp khó khăn trong lựa chọn và sử dụng nguồn tài liệu. 2.1.2. Phát triển năng lực sáng tạo của học sinh trong dạy học chủ đề theo định hướng STEM 2.1.2.1. Khái niệm năng lực sáng tạo Trong dự thảo chương trình giáo dục của Bộ Giáo Dục và Đào Tạo, coi sáng tạo là một trong những năng lực chung cần được hình thành và phát triển cho học sinh. Sáng tạo là một trong những năng lực quan trọng có ảnh hưởng lớp đến sự phát triển của toàn xã hội, là khả năng tạo ra cái mới có tính hữu dụng phục vụ cho đời sống của con người và những điều cốt yếu làm tiền đề cho sự phát triển của nhân loại. Sáng tạo mang tính tinh thần của mỗi cá nhân và mỗi người lại có cách thức và con đường sáng tạo khác nhau. 2.1.2.2. Biểu hiện năng lực sáng tạo của học sinh trong dạy học theo định hướng STEM * Đặc trưng của hoạt động sáng tạo: + Có sự tự lực chuyển từ các tri thức và kỹ năng sang giải quyết tình huống. + Nhìn thấy những vấn đề mới. + Nhìn thấy cấu trúc của đối tượng đang nghiên cứu. + Xây dựng phương án mới về nguyên tắc, khác với những phương pháp quen thuộc đã biết. + Nhìn thấy nhiều cách giải quyết có thể có, tiến hành giải quyết theo từng cách và lựa chọn cách tối ưu. 6
+ Tự lực kết hợp với các phương thức hoạt động đã biết, tạo thành cái mới. * Các biểu hiện khi học sinh học theo định hướng giáo dục STEM. + Nghiên cứu kiến thức, các sản phẩm có sẵn, đưa ra lời bình, trao đổi với bạn bè hoặc giáo viên, các chuyên gia… Từ đó đưa ra giải pháp tối ưu nhất. + Tự đề xuất giải pháp phù hợp không trùng với giải pháp đã có sẵn. + Tự truyền tải kiến thức và kỹ năng từ lĩnh vực quen biết sang tình huống mới. + Đề xuất mô hình giả thuyết, thực nghiệm để kiểm tra đề xuất đúng hay sai. + Tự thiết kế sơ đồ nguyên lí, bản vẽ kĩ thuật thể hiện cấu tạo, chức năng của đối tượng đang nghiên cứu. 2.1.2.3. Biện pháp phát triển năng lực sáng tạo của học sinh trong dạy học theo định hướng STEM Căn cứ vào các biểu hiện của năng lực sáng tạo, có thể chỉ ra một số biện pháp phát huy năng lực sáng tạo của học sinh trong dạy học định hướng STEM: + Tổ chức các hoạt động sáng tạo gắn liền với quá trình vận dụng kiến thức Vật Lý để giải quyết các vấn đề thực tiễn. + Tổ chức các hoạt động sáng tạo gắn liền với quá trình xây dựng kiến thức mới. + Luyện tập phỏng đoán, xây dựng giả thuyết. + Luyện tập đề xuất phương án thí nghiệm kiểm tra dự đoán. 2.1.2.4. Công cụ đánh giá chủ đề giáo dục STEM theo định hướng STEM Đánh giá là công việc không thể thiếu trong quá trình dạy học. Đặc biệt là khi áp dụng một phương pháp dạy học mới nhằm xây dựng kiến thức mới thì việc đánh giá chính xác, khách quan sẽ giúp giáo viên có những thông tin đáng tin cậy. a. Nguyên tắc đánh giá Đặc điểm của giáo dục STEM là định hướng sản phẩm, phương pháp giảng dạy là dạy học dựa trên dự án, học tập theo nhóm. Vì vậy việc đánh giá thường xuyên, đa dạng các hình thức và công cụ đánh giá là cần thiết. b. Yêu cầu đánh giá - Học sinh đánh giá học sinh: qua các buổi làm việc nhóm, qua tinh thần trách nhiệm trong công việc, qua khả năng vận dụng kiến thức để áp dụng thực tế - Giáo viên đánh giá học sinh qua các bài kiểm tra, các sản phẩm, các dự án, các phiếu học tập và trong quá trình học tập. c. Tiêu chí đánh giá Mức độ Tiêu chí đánh giá Mức 3 Mức 2 Mức 1 7
Tìm ra những vấn Phát hiện ra những Phát hiện ra những Không phát hiện đề mới, tình huống vấn đề mới, tình vấn đề mới, tình ra được vấn đề mới trong thực tiễn huống mới và đề huống mới nhưng mới. và đề ra giải phát xuất được phương không đề xuất giải quyết vấn đề án giải quyết đúng, được phương án hệ thống mới giải quyết đúng, hệ mang lại hiệu quả thống mới mang cao lại hiệu quả. Thiết kế được sơ Đưa ra được Đưa ra được Không đưa ra đồ bản vẽ thể hiện những thiết kế hợp những thiết kế hợp được thiết kế hợp nguyên lý cấu tạo lý phù hợp dựa lý phù hợp dựa lý và hoạt động, vận trên sự tìm tòi và trên thiết kế có sẵn hành của hệ thống không trùng với mới thiết kế có sẵn Tìm ra các giải Đưa ra được và Đưa ra nhưng Không đưa ra pháp khảo sát, đo kiễm chứng rõ không có độ kiểm được giải pháp đạc đảm bảo tính ràng chứng cao hiệu quả Tìm ra các thiết bị Sử dụng được thiết Biết được các thiết Không đưa ra vật liệu mới thay bị thay thế mang bị thay thế nhưng được thiết bị thay thế cho thiết bị, vật tính hiệu quả, tiết chưa có tính hiệu thế liệu cũ mà vẫn kiệm có tính thẩm quả cao đảm bảo tính hiệu mỹ quả cao Đề xuất giải Đề xuất được Đề xuất được Không đề xuất pháp thiết kế mới giải pháp hiệu quả giải pháp nhưng được giải pháp cho hệ thống kỹ chưa hiểu quả cao thuật đã có, thay đổi một số chi tiết thiết kế nhằm tăng tính hiệu quả 2.1.3. Chuyển đổi số trong dạy học 2.1.3.1. Khái niệm “ chuyển đổi số” Chuyển đổi số là một trong những mục tiêu được quan tâm hàng đầu của các doanh nghiệp công nghệ tại Việt Nam. Chính phủ Việt nam cũng đặc biệt quan tâm đến vấn để chuyển đổi số trong cuộc cách mạng công nghiệp 4.0 và giao cho Bộ Thông tin &Truyền thông xây dựng Đề án Chuyển đổi số quốc gia và trình Đề án cho Thủ tướng ngay trong năm 2019. 8
Theo Microsoft, chuyển đổi số là một sự đổi mới kinh doanh được thúc đẩy bởi sự bùng nổ của đám mây, trí tuệ nhân tạo (AI) và Internet vạn vật cung cấp những cách mới để hiểu, quản lý và chuyển đổi cho các hoạt động kinh doanh của họ. Chuyển đổi số (Digital transformation) được hiểu là ứng dụng những tiến bộ về công nghệ số như điện toán đám mây (cloud), dữ liệu lớn (Big data),... vào mọi hoạt động của tổ chức, doanh nghiệp nhằm đưa lại hiệu suất cao, thúc đẩy phát triển doanh thu và thương hiệu. Chuyển đổi số trong Giáo dục là gì? Chuyển đổi số trong ngành giáo dục, nghĩa là việc áp dụng công nghệ, dựa vào mục đích, cơ cấu của doanh nghiệp giáo dục. Hiện tại, được ứng dụng dưới 3 hình thức chính: Ứng dụng công nghệ trong phương pháp giảng dạy: Lớp học thông minh, lập trình…vào việc giảng dạy. Ứng dụng công nghệ trong quản lý: Công cụ vận hành, quản lý Ứng dụng công nghệ trong lớp học: Công cụ giảng dạy, cơ sở vật chất. 2.1.3.2. Nội dung cơ bản của “ chuyển đổi số” trong giáo dục và đào tạo Trong lĩnh vực giáo dục, chuyển đổi số sẽ hỗ trợ học sinh theo hướng giảm truyền thụ nội dung sang phát triển năng lực người học, đồng thời tăng khả năng tự học, tạo cơ hội học tập mọi lúc mọi nơi, cá nhân hoá việc học, góp phần tạo ra xã hội học tập và học tập suốt đời. Sự bùng nổ của nền tảng công nghệ đang hình thành nên hạ tầng giáo dục. theo đó nhiều mô hình thông minh trên nền tảng CNTT được ra đời. Chuyển đổi số trong lĩnh vực giáo dục tập trung chủ yếu vào 2 nội dung: chuyển đổi số trong quản lý giáo dục và chuyển đổi số trong giảng dạy, kiểm tra, đánh giá, nghiên cứu khoa học. Trong quản lý giáo dục bao gồm số hoá thông tin, triển khai các dịch vụ công, kí sổ điểm điện tử, kí học bạ qua VNEDU…. Trong giảng dạy, kiểm tra đánh giá gồm số hoá học liệu, thư viện số, phòng thí nghiệm ảo, triển khai hệ thống đào tạo trực tuyến, xây dựng các trường học ảo….. 2.1.3.3. Tầm quan trọng và lợi ích của chuyển đổi số trong sự thúc đẩy chất lượng trong giáo dục hiện nay trong trường học Tầm quan trọng của chuyển đổi số: “Chương trình Chuyển đổi số quốc gia đến năm 2025, định hướng đến năm 2030” được phê duyệt tại Quyết định số 749/QĐ-TTg ngày 3/6/2020 của Thủ tướng Chính phủ xác định như sau: Phát triển nền tảng hỗ trợ dạy và học từ xa, ứng dụng triệt để công nghệ số trong công tác quản lý, giảng dạy và học tập; số hóa tài liệu, giáo trình; xây dựng nền tảng chia sẻ tài nguyên giảng dạy và học tập theo cả hình thức trực tiếp và trực tuyến. Phát triển công nghệ phục vụ giáo dục, hướng tới đào tạo cá thể hóa. 100% các cơ sở giáo dục triển khai công tác dạy và học từ xa, trong 9
đó thử nghiệm chương trình đào tạo cho phép học sinh, sinh viên học trực tuyến tối thiểu 20% nội dung chương trình. Ứng dụng công nghệ số để giao bài tập về nhà và kiểm tra sự chuẩn bị của học sinh trước khi đến lớp học. Hiểu một cách đơn giản thì chuyển đổi số trong giáo dục chính là việc ứng dụng những công nghệ tiên tiến giúp nâng cao trải nghiệm của người học; cải thiện những phương pháp giảng dạy cũng như tạo môi trường để học tập thuận tiện nhất. Ứng dụng chuyển đổi số sẽ tạo ra mô hình giáo dục thông minh, từ đó giúp việc học, hấp thụ kiến thức của người học trở nên đơn giản và dễ dàng hơn. Sự bùng nổ của các nền tảng công nghệ đã tạo điều kiện thuận lợi để truyền đạt kiến thức và phát triển được khả năng tự học của người học mà không bị giới hạn về thời gian cũng như không gian. Hiện tại, chuyển đổi số trong giáo dục được ứng dụng dưới 3 hình thức chính là: ứng dụng công nghệ trong phương pháp giảng dạy: lớp học thông minh, lập trình… vào việc giảng dạy; ứng dụng công nghệ trong quản lý: công cụ vận hành, quản lý; ứng dụng công nghệ trong lớp học: công cụ giảng dạy, cơ sở vật chất. Bên cạnh một số trường đã áp dụng công nghệ vào giảng dạy trực tuyến từ nhiều năm trước đây, vẫn còn khá nhiều trường chưa quen với hình thức đào tạo này, hoặc cơ sở vật chất, hạ tầng thông tin chưa đảm bảo để thực hiện giảng dạy trực tuyến một cách có hiệu quả, và phát huy được năng lực của người học. Tuy nhiên, với xu thế phát triển công nghệ hiện nay, việc tiếp cận công nghệ vào giảng dạy và học tập trở nên dễ dàng và thuận tiện hơn. Sự phát triển của các ứng dụng trên nền tảng di động, mạng xã hội giúp người dùng dễ dàng tương tác mọi lúc mọi nơi, đã tạo điều kiện cho giáo dục trực tuyến phát triển lên bậc cao hơn.Nền tảng cơ bản của chuyển đổi số trong giáo dục dựa vào cơ sở vật chất, hạ tầng thông tin, cơ sở dữ liệu số chuyên ngành, đường lối, chủ trương chính sách và đội ngũ lãnh đạo, cán bộ viên chức, giảng viên, giáo viên, người học …Vì thế tầm quan trọng của chuyển đối số rất lớn trong giáo dục hiện nay. Lợi ích của chuyển đổi số + Chủ động trong học tập: Việc ứng dụng công nghệ số sẽ giúp bạn có thời gian học tập thoải mái mọi lúc mọi nơi. Người học tiếp thu kiến thức dễ dàng hơn, bỏ qua về giới hạn khoảng cách, tiết kiệm thời gian, nâng cao hiệu quả. Khả năng tiếp cận nhiều tài liệu học tập: Thông qua chuyển đổi số, người dùng có thể tiếp cận những nguồn tài liệu khổng lồ, tiết kiệm thời gian và chi phí. Đồng thời bạn dễ dàng tìm kiếm thông tin và khai thác chuyên sâu các khía cạnh mà bạn quan tâm. + Chất lượng giáo dục đảm bảo: Việc ứng dụng công nghệ số vào giáo dục sẽ đem lại những kết quả như: giúp lưu trữ các kiến thức từ cơ bản đến chuyên sâu, sẽ theo dõi chính xác hoạt động của 10
giáo viên, học sinh và người quản lý, quản lý đầy đủ các thông tin, hồ sơ giáo dục của học sinh rõ ràng, không bị thất thoát hồ sơ, ghi chép chính xác về lịch sử học tập cũng như bảng điểm một cách minh bạch. + Tiết kiệm chi phí học tập Đây là lợi ích lớn thiết thực cho mỗi người trong việc chuyển đổi số. Tiết kiệm thời gian, chi phí học tập, giảm thiểu sự lãng phí chi phí in ấn và đem lại kiến thức sâu rộng. 2.1.3.4. Một số ứng dụng của “ chuyển đổi số” trong quá trình dạy học Những ứng dụng chuyển đổi số giáo dục trong phương pháp dạy học: + Khóa học trực tuyến E – learning: Ispring 9,10; Storyline…. + Phương pháp học tập: canva, padlet, kahoot, quizzi…. + Phương pháp học bằng ứng dụng thực tế ảo: crocodile, Phet.colorado, google earth,…. + Phần mềm quản lý, kiểm tra đánh giá: class123, google forms, azota,…. 2.1.4. Tổ chức thực hiện “ chuyển đổi số” trong dạy học theo định hướng STEM. Trong quá trình giảng dạy các chủ đề theo định hướng STEM, lồng ghép chuyển đổi số vào quá trình giảng dạy như sau: Mục đích Phần mềm Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh Quá trình canva, Thực hiện trong quá trình Báo cáo sản phẩm, trình dạy học powerpoint, giảng dạy, truyền tải nội chiếu quá trình và kết ispring dung quả thực hiện Trò chơi kahoot, quizzi Giao các bài tập trắc Học sinh thông qua trò nghiệm trong chủ đề chơi để nhớ lại kiến thức đã học trong chủ đề Thí crocodile, Trình chiếu các thí Quan sát để hiểu bài hơn nghiệm ảo phet,.colorado nghiệm ảo cho hs quan sát Trao đổi Padlet, zalo, Nắm bắt thông tin hoạt Trao đổi thông tin, nội bài FB động của học sinh dung với GV và bạn bè Kiểm soát google class, Kiểm soát mức độ làm Thực hiện nhiệm vụ lớp class 123 việc của học sinh Kiểm tra Azota Cho học sinh làm bài kiểm Thực hiện kiểm tra kiến tra thức Lưu trữ Mã QR-code Xem quá trình thực hiện Lưu dữ hình ảnh, thông của học sinh tin của sản phẩm 11
2.2. CƠ SỞ THỰC TIỄN 2.2.1. Thực trạng việc áp dụng chuyển đổi số trong trường THPT 2.2.2.1. Về Học sinh Để tìm hiểu thực trạng HS áp dụng CNTT trong học tập, tôi đã điều tra 30 em tìm hiểu về sự hiểu biết của các em trong các phần mềm hỗ trợ học tập. Kết quả thấy rằng một số em đã biết vận dụng phần mềm trong học tập. Bên cạnh đó còn một số em chưa biết các ứng dụng này được sử dụng như thế nào hoặc mới chỉ quan sát thấy thầy cô trình chiếu trên màn hình mà chưa được thực sự tương tác sử dụng. Link phiếu điều tra https://forms.gle/X8HDRGmbKT2TQ3196 Đồ thị khảo sát “Những ứng dụng công nghệ các em đã sử dụng trong học tập” 2.2.2.2. Về phía giáo viên Đa số GV đã biết vận dụng 1 số phần mềm trong dạy học, Tuy nhiên, cách thức tổ chức chưa đa dạng, chỉ mới dừng lại ở khâu trình chiếu đơn giản, tương tác một chiều, nên hiệu quả học tập chưa cao. Kết quả thăm dò 70 GV (36 GV tại đơn vị tôi công tác và 34 GV dạy tại 4 trường THPT trong địa bàn huyện Quỳnh Lưu – Hoàng Mai về việc sử dụng các phần mềm hỗ trợ trong dạy học được thể hiện qua biểu đồ sau: (Kết quả từ link khảo sát: https://forms.gle/BE7NS53uTPiBE2386 Quí Thầy/Cô đã sử dụng các phần mềm và thiết bị hỗ trợ 12
2.2.2. Thực trạng việc tổ chức hoạt động dạy học theo định hướng STEM ở trường THPT Để tìm hiểu về thực trạng dạy học Vật lý trung học theo định hướng giáo dục STEM, tôi đã tiến hành điều tra 40 GV môn Vật lý trường THPT trên địa bàn huyện Quỳnh Lưu. Nội dung phiếu điều tra ( phụ lục) KẾT QUẢ Mối quan tâm về STEM hiện nay của GV môn Vật lý Bảng kết quả điều tra về mối quan tâm STEM đối với giáo viên TT Mức độ quan tâm Ý kiến 1 Không quan tâm 1(2.5%) 2 Mới chỉ nghe nói đến 2(5%) 3 Rất muốn tìm hiểu 10(25%) 4 Đang tìm hiểu 20(50%) 5 Đang nghiên cứu 5(12.5%) 6 Đang dạy về STEM 3(7.5%) Từ kết quả khảo sát với 25 giáo viên đã cho thấy hơn 90% giáo viên đã có biết về giáo dục STEM. Bên cạnh đó trong số GV được hỏi 50% GV đang tìm hiểu về STEM và có 7.5% là đang nghiên cứu về STEM và có 3 GV đang dạy về STEM. Hầu hết hiểu biết của giáo viên về giáo dục STEM là qua quá trình tự tìm hiểu, nghiên cứu của bản thân hoặc qua các lớp tập huấn, báo cáo chuyên đề chứ không phải từ chương trình bắt buộc của nhà trường. 2.2.3. Thuận lợi và khó khăn khi thực hiện chuyển đổi số kết hợp với dạy học theo định hướng STEM ở trường THPT 2.2.3.1 .Thuận lợi - Thời đại công nghệ 4.0, phương tiện thông tin thuận tiện, nên việc học sinh trao đổi thông tin với nhau hoặc trao đổi với giáo viên và thực hiện các ứng dụng trên các phương tiện dễ dàng hơn. Vì thế đưa mô hình dạy học STEM thuận tiện hơn và lan truyền được nhiều nơi hơn. - Mỗi trường học đều đầu tư vào các hoạt động dạy và học nên khuyến khích cho giáo viên tổ chức hoạt động dạy học để tiếp cận năng lực của học sinh. Nhiều trường THPT hiện nay có nhiều thế mạnh về cơ sở vật chất. Để thiết kế các bài giảng có chất lượng đòi hỏi ứng dụng nhiều của CĐS, HS khá thành thạo vi tính, máy chiếu, khai thác mạng (facebook, zalo, messeger, trang web, goole, LMS...), qua đó phát triển các NL cho HS, đảm bảo mục tiêu của quá trình dạy học. - Nó giúp đảm bảo giáo dục toàn diện trong việc triển khai giáo dục STEM ở nhà 13
trường, bên cạnh các môn học đang được quan tâm như Toán, khoa học, các lĩnh vực công nghệ, kĩ thuật, cũng sẽ được quan tâm, đầu tư trên tất cả các phương diện về đội ngũ giáo viên, chương trình, cơ sở vật chất. - Hình thành và phát triển năng lực, phẩm chất cho học sinh: triển khai các dự án học tập STEM, học sinh hợp tác với nhau, chủ động và tự lực thực hiện các nhiệm vụ học tập, được làm quen hoạt động có tính chất nghiên cứu khoa học. Kết nối trường học với cộng đồng Hướng nghiệp, phân luồng cho học sinh. 2.2.3.2. Khó khăn Qua việc khảo sát giáo viên áp dụng chuyển đổi số vào dạy học theo định hướng STEM thấy có nhiều khó khăn, cụ thể như sau: - Năng lực của giáo viên trong việc tiếp cận với chương trình đổi mới phương pháp dạy học ở các trường và các địa phương không đồng đều, một số giáo viên chưa áp dụng được phương pháp chuyển đổi số vào trong quá trình dạy. Bên cạnh đó nhiều giáo viên còn chưa hiểu rõ việc triển khai chương trình giáo dục STEM hoặc phương pháp dạy học của nhiều giáo viên còn thiếu sáng tạo, gượng ép. Giáo viên lên lớp chủ yếu dạy xong các kiến thức trong sách giáo khoa theo lối truyền thụ truyền thống giáo viên giảng, ghi bảng còn học sinh nghe, chép. Nên vì thế việc thực hiện chuyển đổi số trong quá trình dạy học theo định hướng STEM còn gặp nhiều khó khăn và không đồng đều trong môi trường giáo dục. - Chưa xây dựng được bộ tiêu chí đánh giá cụ thể về hoạt động của HS, đánh giá cá nhân, nhóm, đánh giá riêng rẻ và đánh giá đồng đẳng để tạo ra động lực, tính tự giác cho các HS. - Hệ thống mạng internet chưa ổn định, ảnh hưởng đến các tiết học trực tuyến hoặc tổ chức các hoạt động học tập cho HS có ứng dụng CĐS - Nhà trường chưa đảm bảo có sự quan tâm đầy đủ và toàn diện đến với lĩnh vực khoa học, công nghệ, kỹ thuật, toán, tin. Cơ sở vật chất chưa phục vụ hoạt động giáo dục STEM. Bên cạnh đó, nhiều em cũng không có điện thoại thông minh để làm những nhiệm vụ trên các ứng dụng chuyển đổi số. Vì thế việc tổng hợp, kết quả và 2.3. THỰC HIỆN CHUYỂN ĐỔI SỐ KẾT HỢP VỚI DẠY HỌC THEO ĐỊNH HƯỚNG STEM TRONG CHỦ ĐỀ “ MẮT. CÁC DỤNG CỤ QUANG HỌC”, VẬT LÍ 11 - THPT 2.3.1. Phân tích nội dung kiến thức chương “ Mắt. Các dụng cụ quang học” trong chương trình THPT 2.3.1.1. Chuẩn kiến thức, kỹ năng trong chương trình Chủ đề Mức độ cần đạt Ghi chú a) Lăng kính Kiến thức - Nêu được tính chất của lăng kính làm lệch tia 14
sáng truyền qua nó. Không - Nêu được tiêu điểm chính, tiêu điểm phụ, tiêu yêu cầu học diện, tiêu cự của thấu kính là gì. sinh sử dụng các công - Phát biểu được định nghĩa độ tụ của thấu kính và thức lăng nêu được đơn vị đo độ tụ. b) Thấu kính kính để tính - Nêu được số phóng đại của ảnh tạo bởi thấu kính toán. mỏng là gì. Không - Nêu được sự điều tiết của mắt khi nhìn vật ở yêu cầu học điểm cực cận và ở điểm cực viễn. sinh tính - Nêu được góc trông và năng suất phân li là gì. toán với công thức: c) Mắt. Các - Trình bày các đặc điểm của mắt cận, mắt viễn, tật của mắt. mắt lão về mặt quang học và nêu tác dụng của kính D = (n  1) Hiện tượng cần đeo để khắc phục các tật này.  1 1  R  lưu ảnh trên  1 R2  - Nêu được sự lưu ảnh trên màng lưới là gì và nêu màng lưới được ví dụ thực tế ứng dụng hiện tượng này. Chỉ đề cập - Nêu được nguyên tắc cấu tạo và công dụng của tới kính thiên kính lúp, kính hiển vi và kính thiên văn. văn khúc xạ. - Trình bày được số bội giác của ảnh tạo bởi kính lúp, kính hiển vi, kính thiên văn là gì. d) Kính lúp. - Nêu được sự điều tiết của mắt khi nhìn vật ở Kính hiển vi. điểm cực cận và ở điểm cực viễn. Kính thiên - Nêu được góc trông và năng suất phân li là gì. văn - Trình bày các đặc điểm của mắt cận, mắt viễn, mắt lão về mặt quang học và nêu tác dụng của kính cần đeo để khắc phục các tật này. e) Mắt - Nêu được sự lưu ảnh trên màng lưới là gì và nêu được ví dụ thực tế ứng dụng hiện tượng này. - Nêu được nguyên tắc cấu tạo và công dụng của kính lúp. - Trình bày được số bội giác của ảnh tạo bởi kính f) Kính lúp lúp. Vẽ được ảnh của vật thật tạo bởi kính lúp và giải thích tác dụng tăng góc trông ảnh của kính. 15
2.3.1.2. Nội dung kiến thức chương “ Mắt. Các dụng cụ quang học 2.3.2. Xây dựng nội dung kiến thức “ Mắt. Các dụng cụ quang học” theo định hướng STEM Các công thức về thấu kính: a. Tiêu cự - Độ tụ - Tiêu cự là trị số đại số f của khoảng cách từ quang tâm O đến các tiêu điểm chính với quy ước: f > 0 với thấu kính hội tụ. f < 0 với thấu kính phân kì. (|f| = OF = OF’) b. Công thức thấu kính * Công thức về vị trí ảnh - vật: 1 1 1   d d' f d > 0 nếu vật thật d < 0 nếu vật ảo d’ > 0 nếu ảnh thật d' < 0 nếu ảnh ảo c. Công thức về hệ số phóng đại ảnh: d' A' B ' k  ; k  d AB (k > 0: ảnh, vật cùng chiều; k < 0: ảnh, vật ngược chiều.) ( | k | > 1: ảnh cao hơn vật, | k | < 1: ảnh thấp hơn vật ) 16