Sáng kiến kinh nghiệm THPT: Tổ chức dạy học một số bài dạy STEM nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh lớp 10 THPT

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

Thêm vào BST

Báo xấu

11
lượt xem 6
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục đích nghiên cứu sáng kiến nhằm thiết kế và tổ chức dạy học một số tiết dạy STEM trong chƣơng trình vật lý 10 THPT nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh giúp các em có khả năng phát hiện sớm và giải quyết các vấn đề trong thực tiễn cuộc sống.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Sáng kiến kinh nghiệm THPT: Tổ chức dạy học một số bài dạy STEM nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh lớp 10 THPT

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO NGHỆ AN TRƢỜNG THPT BẮC YÊN THÀNH TỔ CHỨC DẠY HỌC MỘT SỐ BÀI DẠY STEM NHẰM PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ CHO HỌC SINH LỚP 10 THPT Lĩnh vực: Vật lý Tác giả : Tạ Thị Lý Vƣơng Văn Quang Tổ: Khoa học tự nhiên Năm thực hiện: 2022 - 2023 Số điện thoại: 0705185086 0396917554 Nghệ An, tháng 4/2023
SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO NGHỆ AN TỔ CHỨC DẠY HỌC MỘT SỐ BÀI DẠY STEM NHẰM PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ CHO HỌC SINH LỚP 10 THPT Lĩnh vực: Vật lý
MỤC LỤC MỤC LỤC .............................................................................................................. DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT TRONG ĐỀ TÀI ........................................... A. MỞ ĐẦU ........................................................................................................... 1 1. Lí do lựa chọn đề tài ........................................................................................... 1 2. Mục đích nghiên cứu ......................................................................................... 2 3. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu ...................................................................... 2 4. Nhiệm vụ nghiên cứu .......................................................................................... 2 5. Phƣơng pháp nghiên cứu ................................................................................... 2 6. Đóng góp của đề tài ............................................................................................ 2 B. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU .............................................................................. 3 CHƢƠNG I. CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN BÀI DẠY STEM TRONG MÔN VẬT LÍ THEO HƢỚNG PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ CỦA HỌC SINH 1.1. Bài dạy STEM . ............................................................................................... 3 1.1.1. Khái niệm bài dạy STEM ...................................................................... 3 1.1.2. Đặc điểm của bài dạy STEM ................................................................ 4 1.1.3. Các hình thức tổ chức bài dạy STEM .................................................... 4 1.1.4. Quy trình bài dạy STEM. ...................................................................... 5 1.1.5. Ƣu nhƣợc điểm của bài dạy STEM ...................................................... .10 1.1.6. Năng lực giải quyết vấn đề qua bài dạy STEM.......................................11 1.1.6.1. Khái niệm năng lực..........................................................................11 1.1.6.2. Năng lực giải quyết vấn đề...............................................................11 1.1.6.3. Cách thức tổ chức dạy học bài dạy STEM môn vật lí để phát triển NL GQVĐ cho HS..................................................................................12 1.2. Thực tiễn dạy học bài dạy STEM phát triển năng lực giải quyết vấn đề ở trƣờng trung học phổ thông ...................................................................................12 1.2.1. Khó khăn.............................................................................................................12 1.2.2. Thuận lợi..............................................................................................................13 CHƢƠNG II. THIẾT KẾ VÀ TỔ CHỨC DẠY HỌC MỘT SỐ BÀI DẠY STEM NHẰM PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ CHO HỌC SINH LỚP 10 THPT
2.1. STEM khoa học : Bài dạy “Động lƣợng” với STEM “Thiết kế chế tạo mô hình thí nghiệm động lƣợng”………………………………………………………….13 2.1.1. Tiêu chí sản phẩm/giải pháp GQVĐ trong bài dạy STEM .................. 14 2.1.2. Quy trình xây dựng bài học STEM ..................................................... 15 2.2.3. Giáo án thực nghiệm.............................................................................. 19 2.2. STEM Kĩ thuật : Bài dạy “Lực hƣớng tâm và gia tốc hƣớng tâm” với STEM “ Máy vẩy rau dùng cho gia đình”………………………………………………… 27 2.2.1. Tiêu chí sản phẩm/giải pháp GQVĐ trong bài dạy STEM .................. 27 2.2.2. Quy trình xây dựng bài học STEM ..................................................... 28 2.2.3. Giáo án thực nghiệm..............................................................................32 CHƢƠNG III: THỰC NGHIỆM SƢ PHẠM........................................................ 39 3.1. Mục đích và nhiệm vụ thực nghiệm sƣ phạm ..................................................39 3.1.1. Mục đích thực nghiệm sƣ phạm .............................................................39 3.1.2. Nhiệm vụ thực nghiệm sƣ phạm..............................................................39 3.2. Đối tƣợng và nội dung thực nghiệm sƣ phạm .................................................40 3.2.1. Đối tƣợng thực nghiệm sƣ phạm………………………………………..40 3.2.2. Nội dung Thực nghiệm sƣ phạm ……………………………………….40 3.3. Phƣơng pháp thực nghiệm sƣ phạm ................................................................40 3.3.1. Phƣơng pháp quan sát…………………………………...……………...40 3.3.2. Phƣơng pháp thống kê toán học………………………………………...40 3.4. Kết quả thực nghiệm sƣ phạm............................................................................40 C. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ......................................................................... 43 1. Kết luận .............................................................................................................43 2. Kiến nghị ...........................................................................................................43 PHỤ LỤC ........................................................................................................ ....45 PHỤ LỤC 1. PHIẾU KHẢO SÁT TÍNH CẤP THIẾT VÀ TÍNH KHẢ THI CỦA TỔ CHỨC DẠY HỌC BÀI HỌC STEM TRONG BỘ MÔN VẬT LÝ ĐỐI VỚI GIÁO VIÊN VÀ HỌC SINH ………………………………………………………..……45 PHỤ LỤC 2. MỘT SỐ ẢNH THỰC NGHIỆM SƢ PHẠM .............................. ….49
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT TRONG ĐỀ TÀI Từ viết tắt Nghĩa tiếng việt GQVĐ Giải quyết vấn đề GV Giáo viên HS Học sinh NL Năng lực SGK Sách giáo khoa TN Thí nghiệm VL Vật lí
A. MỞ ĐẦU 1. Lí do lựa chọn đề tài Tổ chức dạy học theo bài dạy STEM là hình thức tổ chức dạy học mới, phù hợp với định hƣớng đổi mới chƣơng trình giáo dục phổ thông 2018. Hoạt động STEM đƣợc đƣa vào trong tiết dạy, có thể hƣớng đến mục tiêu hình thành kiến thức mới cho học sinh, cũng có thể là cũng cố hay ứng dụng kiến thức vừa học. Vì vậy tổ chức dạy học theo bài dạy STEM sẽ mang đến hứng thú cho học sinh. Các em sẽ mong chờ đến tiết học để vận hành sản phẩm của mình. Các em sẽ tự đánh giá mức độ hoàn thành sản phẩm của nhóm mình so với các nhóm khác và sẽ tự hoàn thiện lại sản phẩm. Qua quá trình nghiên cứu và chế tạo sản phẩm, các em sẽ hiểu hơn những kiến thức trong bài học của mình. Dạy học theo bài dạy STEM phát triển nhiều kĩ năng cho học sinh. Thông qua bài dạy STEM, học sinh có quyền đƣa ra giải pháp để giải quyết vấn đề, học sinh tìm tòi, khám phá và chia sẻ ý tƣởng với nhau. Bài dạy STEM giúp tăng cƣờng hoạt động nhóm, giúp phát triển năng lực giao tiếp và hợp tác cho học sinh, giúp các em tự lực chiếm lĩnh kiến thức và vận dụng kiến thức để giải quyết vấn đề. Vì vậy qua bài dạy STEM sẽ hình thành năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh, giúp các em biết phát hiện và giải quyết các vấn đề gặp phải trong học tập cũng nhƣ trong cuộc sống. Ngoài ra,việc các em có thể chế tạo những dụng cụ thí nghiệm đơn giản, các mô hình ứng dụng giúp các em hình thành kĩ năng thiết kế, chế tạo và vận hành nhằm giúp ích cho cuộc sống sau này của các em. Tổ chức dạy học theo bài dạy STEM phù hợp với tiến trình dạy học và đặc thù môn vật lý THPT. Vật lý THPT là một trong những môn học khó học, khó hiểu, vì vậy một trong những nhiệm vụ quan trong của ngƣời giáo viên là phải làm thế nào để học sinh say mê và yêu thích môn học của mình. Bản thân luôn trăn trở, làm thế nào để các em học tập tích cực, chủ động và sáng tạo môn học của mình. Chính vì lý do này mà tôi đã cũng đồng nghiệp thiết kế kế hoạch và tổ chức dạy học các tiết dạy STEM nhằm mang lại sự hứng thú, say mê học tập cho các em. Với các sản phẩm STEM là những dụng cụ thí nghiệm đơn giản, những mô hình minh họa cũng cố kiến thức trực quan, các em sẽ chiếm lĩnh và hiểu sâu kiến thức mà các em vừa học đƣợc. Thực trạng dạy học vật lý ở trƣờng chúng tôi trong những năm gần đây, các thầy cô đã chú trọng đổi mới phƣơng pháp dạy học. Tuy nhiên, qua điều tra thấy rằng số tiết dạy theo bài học STEM còn chƣa nhiều và chƣa đạt hiệu quả nhƣ mong muốn. Vì những lí do đã nêu trên, chúng tôi quyết định chọn đề tài nghiên cứu khoa học là “TỔ CHỨC DẠY HỌC MỘT SỐ BÀI DẠY STEM NHẰM 1
PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ CHO HỌC SINH LỚP 10 THPT ”. 2. Mục đích nghiên cứu Thiết kế và tổ chức dạy học một số tiết dạy STEM trong chƣơng trình vật lý 10 THPT nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh giúp các em có khả năng phát hiện sớm và giải quyết các vấn đề trong thực tiễn cuộc sống. 3. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu - Đề tài đƣợc thực hiện trong nội dung 2 bài thuộc chƣơng trình Vật lý 10 THPT theo chƣơng trình GDPT 2018 - Đối tƣợng: Học sinh lớp 10A7, 10A8. 4. Nhiệm vụ nghiên cứu Đề tài tập trung làm rõ một số vấn đề sau: - Nghiên cứu lý luận và xác định một số biện pháp nâng cao năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh thông qua một số bài dạy STEM vật lý 10 THPT - Tìm hiểu thực trạng về vận dụng bài học STEM vào vật lý ở một số trƣờng phổ thông mà bản thân công tác. - Nghiên cứu mục tiêu, cấu trúc, nội dung chƣơng trình vật lý 10 THPT mới - Đề xuất tiến trình dạy học một số bài dạy STEM thuộc chƣơng trình vật lý 10 THPT nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh. - Tổ chức dạy học và thực nghiệm sƣ phạm, đánh giá tính khả thi của kế hoạch đã xây dựng. 5. Phƣơng pháp nghiên cứu - Phƣơng pháp nghiên cứu lý thuyết: Nghiên cứu chƣơng trình vật lý 10 mới THPT, nghiên cứu các tài liệu về dạy học phát triển năng lực, nghiên cứu cơ sở lý luận của bài dạy STEM - Phƣơng pháp thực nghiệm : Tổ chức thực nghiệm sƣ phạm để xem xét tính khả thi và hiệu quả của đề tài - Phƣơng pháp thu thập và xử lý số liệu. 6. Đóng góp của đề tài 6.1. Về lý luận - Hệ thống hóa cơ sở lý luận về bài dạy STEM và phát triển phẩm chất, năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh trong dạy học vật lý ở trƣờng phổ thông - Đề xuất đƣợc một số biện pháp phát triển phẩm chất và năng lực cho học sinh trong dạy học vật lý ở trƣờng phổ thông 6.2. Về thực tiễn 2
- Xây dựng đƣợc tiến trình dạy học theo lý thuyết bài dạy STEM một số bài trong chƣơng trình vật lý 10 THPT theo hƣớng phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh. - Tổ chức dạy học các bài dạy STEM theo tiến trình đã xây dựng nhằm đƣa hoạt động STEM vào trong tiết dạy vật lý 10 THPT. Qua bài dạy STEM giúp học sinh chủ động nghiên cứu SGK, lựa chọn giải pháp giải quyết vấn đề, thực hành thiết kế, chế tạo, thử nghiệm và chia sẻ, đánh giá, thảo luận và hoàn thiện sản phẩm dƣới sự hƣớng dẫn của giáo viên. B. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU CHƢƠNG I. CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN BÀI DẠY STEM TRONG MÔN VẬT LÍ THEO HƢỚNG PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ CỦA HỌC SINH 1.1. Bài dạy STEM. 1.1.1. Khái niệm bài dạy STEM Bài dạy STEM (Bài học theo chủ đề STEM) là quá trình dạy học dƣới sự tổ chức của giáo viên, học sinh chủ động thực hiện các hoạt động học tập trong một không gian, thời gian cụ thể để giải quyết các vấn đề thực tiễn trên cơ sở vận dụng kiến thức, kĩ năng trong các lĩnh vực STEM, góp phần hình thành năng lực và phẩm chất cho học sinh. Trọng tâm bài dạy STEM khoa học là học sinh phải thiết kế và thực hiện đƣợc các thí nghiệm để phát hiện bản chất, quy luật , mối quan hệ của sự vật, hiện tƣợng đề cập trong bài học. Từ đó, tự các em rút ra kết luận có tính khoa học mà lẽ ra, giáo viên giảng dạy cho học sinh. Căn cứ vào cơ sở lý thuyết áp dụng, bài dạy STEM có thể đƣợc chia làm 2 loại gồm: Bài dạy STEM khoa học và bài dạy STEM kĩ thuật. Bài dạy STEM có nội dung bám sát chƣơng trình giáo dục phổ thông, gắn kết với bản chất, nguyên lí khoa học của thế giới tự nhiên hoặc các vấn đề của thực tiễn xã hội, đƣợc xây dựng dựa trên hoạt động tích cực theo phƣơng pháp khoa học vào các hoạt động tìm tòi và khám phá, định hƣớng hành động, sản phẩm, với các hình thức tổ chức dạy học đa dạng, lôi cuốn học sinh vào hoạt động kiến tạo, tăng cƣờng hoạt động nhóm, tự lực chiếm lĩnh kiến thức mới và vận dụng kiến thức để giải quyết vấn đề, ƣu tiên sử dụng các thiết bị, dễ tiếp cận với chi phí tối thiểu. Nhƣ vậy, tổ chức bài dạy STEM là một kiểu tổ chức dạy học theo đó việc học của học sinh giống nhƣ công việc của kĩ sƣ. Thông qua bài dạy STEM, học sinh đƣợc tự mình khám phá tri thức khoa học, vận dụng tri thức đó để thiết kế, chế tạo các sản phẩm giải quyết vấn đề đặt ra, phát triển tƣ duy thiết kê, năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo . 3
Học tập là một quá trình tích cực. Trong dạy học GV cần tổ chức cho HS có thời gian cũng nhƣ không gian khám phá và trải nghiệm để có thể tiếp thu các nội dung học tập một cách tích cực. 1.1.2. Đặc điểm của bài dạy STEM Việc đƣa giáo dục STEM vào trƣờng THPT mang lại nhiều ý nghĩa, phù hợp với định hƣớng đổi mới giáo dục phổ thông cụ thể là: - Đảm bảo giáo dục toàn diện - Nâng cao hứng thú học tập các môn học STEM - Hình thành và phát triển năng lực, phẩm chất cho HS - Kết nối trƣờng học với cộng đồng - Hƣớng nghiệp, phân luồng 1.1.3. Các hình thức tổ chức bài dạy STEM Bộ Giáo dục và Đào tạo đã đƣa ra định hƣớng hai hình thức baid dạy STEM có thể triển khai ở trƣờng phổ thông nhƣ sau: - Bài dạy STEM khoa học Là bài dạy STEM đƣợc thiết kế dựa trên quy trình khoa học. Bài dạy STEM khoa học hƣớng tới tìm tòi, khám phá bản chất, quy luật của sự vật hiện tƣợng trong thế giới tự nhiên. Bài dạy STEM khoa học đƣợc sử dụng chủ yếu trong các môn khoa học tự nhiên (ở trung học cơ sở) và các môn vật lý, hóa học, sinh học ( ở trung học phổ thông) và đƣợc sử dụng chủ yếu trong hoạt động hình thành kiến thức mới của bài học. Bài dạy STEM khoa học bao gồm 5 hoạt động chính, phản ánh đƣợc những bƣớc chính trong quy trình khoa học. Đó là các hoạt động: (1) xác định vấn đề khoa học, đề xuất giả thuyết khoa học; (2)Thiết kế thực nghiệm kiểm chứng; (3) Lựa chọn phƣơng án thực nghiệm; (4) Tổ chức thực nghiệm, thảo luận kết quả; (5) Báo cáo, đánh giá và điều chỉnh. Bài dạy STEM kiểu này chú trọng hoạt động khám phá, tìm hiểu tự nhiên thông qua thực nghiệm khoa học, một trong những thành phần năng lực quan trọng trong chƣơng trình giáo dục phổ thông 2018. Trọng tâm của bào dạy STEM khoa học là học sinh phải thiết kế và thực hiện đƣợc các thí nghiệm để phát hiện bản chất, quy luật, mối quan hệ của sự vật hiện tƣợng đề cập trong bài học. Từ đó, tự các em rút ra các kết luận có tính khoa học mà lẽ ra, giáo viên giảng dạy cho học sinh. Tổ chức bài dạy STEM khoa học thƣờng diễn ra trong phòng học bộ môn, với đầy đủ các dụng cụ thí nghiệm, thực hành giúp học sinh thiết kế, triển khai các 4
thí nghiệm khoa học với sự định hƣớng, giám sát của giáo viên, nhân viên thí nghiệm. - Bài dạy STEM kĩ thuật Là bài dạy STEM đƣợc thiết kế dựa trên quy trình thiết kế kĩ thuật. Bài dạy STEM kĩ thuật hƣớng tới phát hiện, đề xuất giải pháp giải quyết vấn đề trong thực tiễn trên cơ sở vận dụng các nguyên lí khoa học, toán và công nghệ hiện có. Bài dạy STEM kĩ thuật đƣợc sử dụng trong các môn học của lĩnh vực STEM, là sự kết hợp giữa tìm tòi nguyên lý khoa học và vận dụng nó trong thiết kế, chế tạo các sản phẩm giải quyết vấn đề đặt ra hay đáp ứng nhu cầu của ngƣời sử dụng. Cấu trúc bài dạy STEM kĩ thuật gồm 5 hoạt động chính trên cơ sở quy trình 8 bƣớc của hoạt động thiết kế kĩ thuật. Đó là các hoạt động : (1) Xác định vấn đề thiết kế, chế tạo; (2) Nghiên cứu kiến thức nền và đề xuất giải pháp thiết kế; (3) Lựa chọn giải pháp thiết kế; (4) Chế tạo mẫu, thử nghiệm và đánh giá; (5) Chia sẻ, thảo luận và điều chỉnh. Bài dạy STEM kĩ thuật chú trọng thiết kế, chế tạo; định hƣớng sản phẩm giải quyết vấn đề đặt ra. Bên cạnh tử duy sáng tạo và giải quyết vấn đề, bài dạy STEM kĩ thuật yêu cầu học sinh có năng lực khám phá khoa học; năng lực về kĩ thuật, công nghệ trong vẽ thiết kế sản phẩm, lựa chọn và gia công vật liệu cơ khí; thiết kế, lập trình và lắp ráp mạch điện điều khiển và tự động hóa, in 3D, công nghệ IoT, Robotics... Việc học của học sinh giống nhƣ công việc của các kĩ sƣ. Thông qua bài dạy STEM kĩ thuật, học sinh đƣợc tự mình khám phá tri thức khoa học, vận dụng tri thức đó để thiết kế, chế tạo các sản phẩm giải quyết vấn đề đặt ra, phát triển tƣ duy thiết kế, năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo. Tổ chức thực hiện bài dạy STEM kĩ thuật thƣờng kết hợp giữa hoạt động trên lớp và hoạt động ngoài giờ học. Trong đó các hoạt động xác định vấn đề; lựa chọn giải pháp; chia sẻ, thảo luận và điều chỉnh thƣờng đƣợc bố trí trên lớp, có sự điều khiển, giám sát của giáo viên. Các hoạt động còn lại diễn ra ở phòng bộ môn, phòng thực hành STEM, câu lạc bộ, hay các cơ sở giáo dục, trải nghiệm kĩ thuật, công nghệ ngoài nhà trƣờng. 1.1.4. Quy trình bài dạy STEM Việc thiết kế và trình bày bài dạy STEM có thể tham khảo hƣớng dẫn tại công văn số 5512/BGDĐT - GDTrH, ngày 18/12/2020 của Bộ Giáo Dục và Đào Tạo về việc xây dựng và tổ chức thực hiện kế hoạch giáo dục của nhà trƣờng. Bên cạnh đó, Bài dạy STEM cũng cần phản ánh tính đặc thù khi tiến trình dạy học dựa trên quy trình thiết kế kĩ thuật và đƣợc tổ chức thành 5 hoạt động chính. 5
Việc xây dựng bài dạy STEM đƣợc thực hiện dựa trên việc phân tích định hƣớng về nội dung, môn học chủ đạo cùng các yêu cầu cần đạt, nhiệm vụ của học sinh, những nội dung tích hợp của các lĩnh vực STEM. Trên cơ sở đó, giáo viên đề ra mục tiêu bài dạy STEM, lựa chọn hoạt động dạy học, phƣơng tiện thiết bị dạy học, và ý tƣởng về các phƣơng pháp, kĩ thuật dạy học sẽ sử dụng một cách phù hợp. Quy trình xây dựng bài dạy STEM có thể dựa trên các bước cơ bản sau đây: - Lựa chọn nội dung dạy học Nội dung bài dạy STEM có thể lựa chọn bằng cách: - Dựa vào những nội dung kiến thức trong chƣơng trình môn học và các hiện tƣợng, quá trình gắn với các kiến thức đó trong thực tiễn; - Xuất phát từ việc đáp ứng một số nhu cầu thiết thực trong sinh hoạt hằng ngày, trong sản xuất, trong cuộc sống, trong học tập; - Thông qua những câu chuyện về các phát minh, sáng chế của các nhà khoa học nổi tiếng dẫn đến nhu cầu mong muốn thử nghiệm, chứng minh thông qua các bài dạy STEM; - Tham khảo ý tƣởng từ những bài học, hoạt động, dự án có sẵn trong các nguồn tài liệu trong nƣớc và quốc tế ( sách, báo, internet...). - Xác định vấn đề cần giải quyết Dựa trên nội dung bài dạy STEM dự định triển khai, có thể đƣa ra một tình huống có vấn đề mang tính thực tiễn khiến học sinh có nhu cầu thực hiện một nhiệm vụ cụ thể để giải quyết vấn đề. Nhiệm vụ học tập phải bao gồm các yêu cầu cụ thể về sản phẩm mà để hoàn thành nhiệm vụ, học sinh cần liên hệ và vận dụng kiến thức các môn học thuộc lĩnh vực STEM. Tình huống đặt ra cần có tiềm năng trong việc khuyến khích học sinh hoạt động và vận dụng kiến thức của nhiều môn học khác nhau, có tính khả thi về thời gian, phù hợp với năng lực của học sinh, điều kiện cơ sở vật chất của nhà trƣờng và địa phƣơng,..Ngoài ra, các tình huống cũng cần phù hợp với sở trƣờng, đặc điểm của đối tƣợng học sinh, tạo ra sự quan tâm, húng thú của học sinh thông qua việc thấy đƣợc ý nghĩa và lợi ích của việc thực hiện. - Xây dựng tiêu chí sản phẩm/giải pháp giải quyết vấn đề Tiêu chí của sản phẩm trong bài dạy STEM là yếu tố quan trọng có vai trò định hƣớng mục tiêu, nội dung và cách thức tổ chức các hoạt động trong bài dạy. Các tiêu chí đặt ra cho sản phẩm giúp học sinh là căn cứ để đề xuất giải pháp giải quyết vấn đề cũng nhƣ lập kế hoạch để thực hiện hoạt động chế tạo sản phẩm. Giáo viên cần xác định các tiêu chí cụ thể cho sản phẩm sao cho: 6
- Học sinh huy động kiến thức đã học (với bài dạy STEM vận dụng) hoặc khám phá đƣợc kiến thức mới (đối với bài dạy STEM kiến tạo) mới có thể đáp ứng các yêu cầu sản phẩm học tập giáo viên đƣa ra. - Học sinh vận dụng kiến thức và kinh nghiệm thực tiễn để đề xuất đƣợc các giải pháp có tính khoa học và khả thi; chế tạo sản phẩm; cải tiến, phát triển sản phẩm. - Thông qua việc thực hiện các hoạt động thiết kế trong bài dạy, học sinh có cơ hội phát triển các năng lực chung cốt lõi nhƣ tự chủ và tự học, giao tiếp và hợp tác, giải quyết vấn đề và sáng tạo. - Thiết kế tiến trình tổ chức dạy học - Tiến trình tổ chức hoạt động dạy học đƣợc thiết kế theo các phƣơng pháp và kĩ thuật dạy học tích cực với các hoạt động bao hàm các bƣớc của quy trình thiết kế kĩ thuật. - Mỗi hoạt động học đƣợc thiết kế rõ ràng về mục tiêu, nội dung, sản phẩm học tập mà học sinh phải hoàn thành và cách thức tổ chức hoạt động học tập. Các hoạt động học tập đó có thể đƣợc tổ chức cả trong và ngoài lớp học (ở trƣờng, ở nhà và ngoài cộng đồng). Tiến trình bài dạy STEM tuân theo quy trình thiết kế kĩ thuật, nhƣng các bƣớc trong quy trình có thể không cần thực hiện một cách tuần tự mà có thể thực hiện song song, tƣơng hỗ lẫn nhau. Hoạt động nghiên cứu kiến thức nền có thể đƣợc tổ chức thực hiện đồng thời với việc đề xuất giải pháp;hoạt động chế tạo mẫu có thể đƣợc thực hiện đồng thời với việc thử nghiệm và đánh giá. Trong đó, bƣớc này vừa là mục tiêu vừa là điều kiện để thực hiện bƣớc kia. Trong bài dạy STEM, thƣờng có 2 sản phẩm đặc trung là bản thiết kế và sản phẩm chế tạo (gọi chung là sản phẩm hay sản phẩm STEM) bên cạnh các sản phẩm học tập thông thƣờng nhƣ phiếu học tập đã hoàn thành, kết quả thảo luận trên bảng nhóm, bài trình chiếu, poster... Mỗi bài dạy STEM có thể đƣợc tổ chức theo 5 hoạt động. Các hoạt động có thể đƣợc tổ chức thực hiện một cách linh hoạt ở trong và ngoài lớp học theo nội dung và phạm vi kiến thức của từng bài học. Mỗi hoạt động phải đƣợc mô tả rõ mục tiêu, nội dung, dự kiến sản phẩm hoạt động của học sinh và cách thức tổ chức hoạt động. 7
Bước 1: Xác định vấn đề: GV giao cho HS các nhiệm vụ học tập chứa đựng vấn đề. Trong đó, HS phải hoàn thành 1 sản phẩm học tập hoặc giải quyết 1 vấn đề cụ thể , đòi hỏi các em phải sử dụng kiến thức mới trong bài học để đề xuất, xây dựng giải pháp. Tiêu chí của sản phẩm là 1 yêu cầu rất quan trọng, buộc HS phải nắm vững kiến thức để thiết kế, giải thích đƣợc sản phẩm cần làm. - Mục đích: Xác định tiêu chí sản phẩm, phát hiện vấn đề/nhu cầu. - Nội dung: Tìm hiểu về hiện tƣợng, sản phẩm, công nghệ; đánh giá về hiện tƣợng, sản phẩm, công nghệ. - Dự kiến sản phẩm hoạt động của HS: Các mức độ hoàn thành nội dung (bài ghi chép về thông tin sản phẩm, hiện tƣợng, công nghệ, đánh giá, đặt câu hỏi về hiện tƣợng, sản phẩm, công nghệ). - Cách thức tổ chức hoạt động: GV giao nội dung, nhiệm vụ, phƣơng tiện (cách thức thực hiện, nhiệm vụ phải hoàn thành); HS 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 (GV hỗ trợ). Bước 2: Nghiên cứu kiến thức nền và đề xuất giải pháp: Tổ chức cho HS thực hiện hoạt động học tập tích cực, tăng cƣờng mức độ học tập tự lực,dƣới sự 8
hƣớng dẫn một cách linh hoạt của GV; khuyến khích HS hoạt động tự tìm tòi, chiếm lĩnh kiến thức để vận dụng vào việc đề xuất, thiết kế sản phẩm. - Mục đích: hình thành kiến thức mới và đề xuất giải pháp. - Nội dung: Nghiên cứu nội dung SGK, tài liệu, thí nghiệm để tiếp nhận, hình thành kiến thức mới và đề xuất giải pháp/thiết kế. - Dự kiến sản phẩm hoạt động của HS: Các mức độ hoàn thành nội dung ( Xác định và ghi đƣợc thông tin, dữ liệu, giải thích, kiến thức mới, giải pháp/thiết kế). - Cách thức tổ chức hoạt động: GV giao nhiệm vụ (Nêu rõ đọc/nghe/nhìn/làm để xác định và ghi đƣợc thông tin, dữ liệu, giải thích, kiến thức mới); HS nghiên cứu sách giáo khoa, tài liệu, làm thí nghiệm (cá nhân, nhóm); báo cáo, thảo luận, GV điều hành, “chốt” kiến thức mới, và hỗ trợ HS đề xuất giải pháp/thiết kế thử nghiệm. Bước 3: Lựa chọn giải pháp: Tổ chức cho HS trình bày, giải thích và bảo vệ bản thiết kế kèm theo thuyết minh (sử dụng kiến thức mới vừa học và kiến thức đã có); GV tổ chức góp ý, chú trọng việc chỉnh sửa và xác thực các thuyết minh của HS để các em nắm vững kiến thức mới và tiếp tục hoàn thiện bản thiết kế trƣớc 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 đƣợc lựa chọn/hoàn thiện. - Dự kiến sản phẩm hoạt động của HS: Giải pháp/bản thiết kế đƣợc lựa chọn/hoàn thiện. - Cách thức tổ chức hoạt động: GV giao nhiệm vụ (Nêu rõ yêu cầu HS trình bày,báo cáo, giải thích, bảo vệ giải pháp/thiết kế); HS báo cáo, thảo luận, GV điều hành, nhận xét, đánh giá + hỗ trợ HS lựa chọn giải pháp/thiết kế mẫu thử nghiệm. Bước 4: Chế tạo mẫu, thử nghiệm và đánh giá: GV tổ chức cho HS tiến hành chế tạo mẫu theo bản thiết kế, kết hợp thử nghiệm trong quá trình chế tạo; hƣớng dẫn HS đánh giá mẫu và điều chỉnh thiết kế ban đầu nhằm đảm bảo 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. - Dự kiến sản phẩm hoạt động của HS: Dụng cụ/thiết bị/mô hình/đồ vật...đã chế tạo và thử nghiệm/đánh giá. 9
- Cách thức tổ chức hoạt động: GV giao nhiệm vụ (lựa chọn dụng cụ/thiết bị thí nghiệm để chế tạo, lắp ráp và thử nghiệm; GV hỗ trợ HS trong quá trình thực hiện. Bước 5: Chia sẻ, thảo luận và điều chỉnh: Tổ chức cho HS 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 HS: Dụng cụ/mô hình đã chế tạo + bài trình bày báo cáo. - Cách thức tổ chức hoạt động: GV giao nhiệm vụ, HS báo cáo, thảo luận (bài báo cáo , trình chiếu, video, dụng cụ/thiết bị/mô hình/ đồ vật đã chế tao...) theo các hình thức phù hợp (trƣng bày, triển lãm...), GV đánh giá, kết luận, cho điểm và định hƣớng hoàn thiện sản phẩm. 1.1.5. Ưu nhược điểm của bài dạy STEM Ƣu điểm của bài dạy STEM - Qua bài dạy STEM, học sinh có thể học tập và trau dồi kiến thức của 4 môn học Toán, Khoa học, Công nghệ, kỹ thuật cùng lúc và ứng dụng vào thực tế. Phƣơng pháp giáo dục STEM giúp ngƣời học không bị nhàm chán với những lý thuyết khô cứng, cũng cố thêm những kiến thức thực tiễn cần thiết và trang bị cho ngƣời học khả năng vận dụng linh hoạt kiến thức vào đời sống. Đây là một kĩ năng cực kì cần thiết đối với thế hệ trẻ trong kỉ nguyên mới. - Phƣơng pháp giáo dục STEM đề cao kĩ năng giải quyết vấn đề cho ngƣời học. Trong các tiết học STEM, những tình huống thực tế đƣợc đƣa ra nhƣ một đề tài hoặc dự án. Để giải quyết vấn đề, học sinh phải tìm hiểu, nghiên cứu các kiến thức của phân tích đánh giá vấn đề để đƣa ra kết luận. - Giáo dục STEM đề cao tính sáng tạo suốt quá trình học. Học sinh đƣợc đóng vai trò chủ động trong mỗi giờ học. Các em tự thực hiện, nghiên cứu, áp dụng các phƣơng pháp mới để giải quyết vấn đề. Nhƣợc điểm của bài dạy STEM - Với giáo viên: Vấn đề kết hợp và phát triển năng lực gắn với thực tiễn là khá khó, đặc biệt đối với giáo viên ở các trƣờng công lập. Tuy STEM đã đƣợc chứng minh là phƣơng pháp tốt, hiệu quả, nhƣng thực tế triển khai không chắc chắn đạt đƣợc kết quả nhƣ mong muốn. - Với học sinh: Nếu đƣợc tiếp cận STEM muộn, các em sẽ khó có thể phát triển niềm đam mê. Phƣơng pháp tích hợp liên môn khoa học, toán học, công nghệ, kỹ thuật và ứng dụng vào thực tế này đòi hỏi nhiều tƣ duy, cần vận dụng nhiều kỹ 10
năng. Tại các trƣờng công lập STEM mới chỉ đƣợc đƣa vào ở bậc trung học và ở độ tuổi này là khá muộn, tạo nên sự quá tải và mất hứng thú trong việc học. 1.1.6. Năng lực giải quyết vấn đề qua bài dạy STEM 1.1.6.1. Khái niệm năng lực Có nhiều cách hiểu về khái niệm NL, dƣới góc độ khoa học giáo dục, NL đƣợc hiểu là thuộc tính cá nhân, đƣợc hình thành phát triển nhờ tố chất sẵn có và trải qua quá trình r n luyện, cho phép con ngƣời thực hiện thành công một loại hoạt động nhất định đạt kết quả mong muốn trong những điều kiện cụ thể. Năng lực trong Chƣơng trình Giáo dục phổ thông mới (2018) cũng cho rằng: NL thuộc phạm trù hoạt động và NL là sự huy động tổng hợp kiến thức kĩ năng và các thuộc tính cá nhân khác nhƣ hứng thú, niềm tin, giá trị ý chí để thực hiện thành công một loại công việc trong bối cảnh nhất định. Vậy, NL là sự kết hợp giữa kiến thức, kỹ năng và thái độ giúp chủ thể có khả năng thực hiện một công việc và đƣợc thể hiện trong thực tiễn của hoạt động. Năng lực liên quan đến thái độ, động cơ, khả năng giúp cá nhân phát triển về kiến thức, phƣơng thức hoạt động và các kĩ năng trong một lĩnh vực hoạt động nào đó. 1.1.6.2. Năng lực giải quyết vấn đề Vấn đề: Một nhiệm vụ đặt ra cho chủ thể, trong đó chứa đựng những thách thức mà họ có thể vƣợt qua theo cách trực tiếp và rõ ràng. Năng lực GQVĐ có thể hiểu là khả năng giải quyết có hiệu quả một vấn đề nào đó, trên cơ sở vận dụng những tri thức, kinh nghiệm, kỹ năng đã có. Năng lực này bao gồm các năng lực thành tố nhƣ: năng lực phát hiện vấn đề; năng lực đề xuất và lựa chọn giải pháp; năng lực thực hiện giải pháp và đánh giá kết quả thu đƣợc. Ngƣời có năng lực GQVĐ là ngƣời có khả năng giải quyết tốt mọi vấn đề mặc dù phải bỏ ra ít sức lao động nhƣng vẫn đạt hiệu quả cao hoặc có thể vƣợt qua những khó khăn mới trong quá trình GQVĐ mà ngƣời khác không thể vƣợt qua đƣợc. Năng lực này đƣợc hình thành và phát triển thông qua hoạt động giải quyết các vấn đề trong nảy sinh quá trình sống, học tập, làm việc của mỗi ngƣời. 1.1.6.3. Cách thức tổ chức dạy học bài dạy STEM môn vật lý để phát triển năng lực giải quyết vấn đề của học sinh Bài dạy STEM đƣợc vận dụng nhƣ là một hình thức tổ chức cho học sinh GQVĐ với đầy đủ các bƣớc trong logic hình thành kiến thức: Tình huống làm nảy sinh vấn đề, câu hỏi vấn đề, giải quyết vấn đề,kết luận. 11
Trong việc xác định mục tiêu bài học đã quan tâm đến mục tiêu kiến thức, kĩ năng, thái độ cho toàn bài và xác định mục tiêu từng hoạt động học tập. PPDH và kĩ thuật dạy học đƣợc lựa chọn trong bài dạy STEM là phƣơng pháp thực nghiệm, phƣơng pháp quan sát, học tập hợp tác theo nhóm…các kĩ thuật dạy học bao gồm: khăn trải bàn, sơ đồ tƣ duy…Trong bài dạy STEM, học sinh đƣợc thiết kế, chế tạo và vận hành, do đó có cơ hội phát triển năng lực bởi giúp học sinh tiến hành các hoạt động, thao tác tay chân nhằm đạt mục tiêu dạy học. Khả năng của học sinh và phong cách học riêng đƣợc bộc lộ khi các em cùng nhau thiết kế, chế tạo và vận hành sản phẩm. Trong qúa trình làm việc nhóm cùng nhau, các em sẽ học tập kinh nghiệm, kiến thức lẫn nhau để trở thành toàn diện. Ngoài ra trong bài dạy STEM, các giáo viên cũng thiết kế công cụ kiểm tra, đánh giá mức độ tiếp hoàn thành bài học của nhóm, mức độ đóng góp của cá nhân trong nhóm giúp học sinh có thể đánh giá lẫn nhau và xác định đƣợc cấp độ năng lực mà mình đạt đƣợc. Khi tổ chức thực hiện các hoạt động học tập trong bài dạy STEM, nó hoàn toàn phù hợp với tiến trình của dạy học GQVĐ nhƣ: 1/ Giáo viên tạo tình huống làm nảy sinh vấn đề để học sinh hứng thú sẵn sàng tìm hiểu bài mới; tình huống có vấn đề có thể xuất phát từ những hiện tƣợng thực tế đơn giản mà các em chƣa giải thích đƣợc làm cho các em tò mò muốn tìm hiểu để giải quyết vấn đề. 2/ Tổ chức cho học sinh học tập để giải quyết vấn đề các em đƣợc thiết kế, chế tạo thiết bị theo bản thiết kế và vận hành thử để kiểm tra chức năng của thiết bị. Quá trình này ngoài việc hình thành và cũng cố kiến thức cho học sinh còn giúp các em vận dụng kiến thức để giải quyết một số vấn đề thực tỉễn. 3/ Giáo viên tổ chức các nhóm biểu diễn kết quả và đánh giá sản phẩm của các em. Giáo viên sử dụng bộ công cụ đánh giá để kiểm tra kiến thức, kĩ năng của HS trong quá trình và sau khi học, xác định mức độ năng lực đạt đƣợc. Ngoài ra, trong quá trình này các em cũng có thể đánh giá lẫn nhau và đánh giá mức độ hoàn thành nhiệm vụ học tập cũng nhƣ mức độ năng lực của bán thân. 4/ Vận dụng kiến thức: HS đƣợc hƣớng dẫn để vận dụng kiến thức để thực hiện các nhiệm vụ nhƣ giải các bài tập, tìm hiểu hoặc đƣa ra các ứng dụng thực tiễn. Nhƣ vậy, bài dạy STEM là việc tổ chức và điều khiển quá trình học sinh học tập thông qua thực hiện các nhiệm vụ học tập mà giáo viên đã xây dựng nhằm thực hiện các mục tiêu bài học đặt ra theo con đƣờng GQVĐ, trong đó chú ý đến năng lực giải quyết vấn đề của HS, góp phần cá nhân hoá ngƣời học. 1.2 Thực tiễn dạy học bài dạy STEM phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh tại đơn vị công tác 1.2.1. Khó khăn 12
Theo tôi để đơn vị mình có thể tổ chức các hoạt động dạy học theo bài dạy STEM nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn đề trong mỗi học sinh, giúp HS làm chủ đƣợc những tình huống, sẵn sàng đƣơng đầu với những thách thức trong cuộc sống, phát triển đƣợc tính tự chủ, khả năng sáng tạo trong giải quyết vấn đề, đòi hỏi: - HS cần phải có khả năng tƣ duy bậc cao (Tư duy bậc cao gồm 3 loại: (1) Tư duy mang tính chất chuyển đổi của nhận thức ở bậc cao của thang nhận thức Bloom: Nhớ, hiểu, áp dụng, phân tích, tổng hợp và đánh giá. (2) Kỹ năng giải quyết vấn đề và ra quyết định. (3) Tư duy phản biện), có sự hợp tác, có năng lực nghiên cứu khoa học. - Điều kiện cơ sở vật chất phải đầy đủ. - GV cần đƣợc đào tạo STEM chuyên sâu, cần đầu tƣ nhiều thời gian, công sức, chất xám cho 1 bài dạy STEM. - Phụ huynh và cả HS cần hiểu cụ thể về bản chất của giáo dục STEM, cần nhận thức đầy đủ về giáo dục STEM trong thời buổi công nghệ 4.0. Tuy nhiên đơn vị tôi công tác là trƣờng ở khu vực nông thôn nên còn hạn chế về điều kiện cơ sở vật chất (Tài liệu, thiết bị, phòng học STEM…), HS ít đƣợc tham gia các cuộc thi liên quan đến lĩnh vực Khoa học kỹ thuật nhƣ các HS ở thành phố nên bƣớc đầu hình thành các kỹ năng tƣ duy bậc cao, năng lực hợp tác, năng lực nghiên cứu khoa học gặp nhiều khó khăn, các em còn bỡ ngỡ, lúng túng khi GV giao nhiệm vụ. Các gia đình ở nông thôn mức sống còn thấp cũng nhƣ sự hiểu biết của phụ huynh và cả HS về xu thế nghề nghiệp trong thời buổi công nghệ 4.0 chƣa cao, chƣa nhận thức đƣợc lợi ích của việc học STEM mà còn tồn tại quan điểm “học để thi, để lên lớp” đây cũng là một trở ngại lớn để có đƣợc sự tham gia của gia đình, cộng đồng vào mô hình giáo dục STEM cùng với nhà trƣờng. 1.2.2. Thuận lợi Bên cạnh những khó khăn nêu trên, tôi cũng nhận thấy những thuận lợi đặc thù riêng tại khu vực nông thôn đó là: - Trình độ chuyên ngành của giáo viên đƣợc nâng cao, việc đánh giá những giá trị của phƣơng pháp giáo dục STEM cũng đƣợc nâng lên cao hơn. - Đa số học sinh yêu thích khám phá và trải nghiệm; - Các trƣờng đƣợc đầu tƣ cơ sở vật chất, trang thiết bị dạy học ngày càng đầy đủ. - Đồng thời những nội dung dạy học đó tốn rất ít và gần nhƣ không tốn chi phí nào vì học sinh tận dụng những vật liệu gần gũi nhƣ ống nhựa PVC, vật liệu phế thải nhƣ chai nhựa...để thiết kế máng nghiêng, máy vẩy rau. 13
Khi đƣợc phổ biến về kế hoạch và giao nhiệm vụ học tập chủ đề STEM các em thật sự húng thú, mong muốn đƣợc trải nghiệm, đƣợc thực hành để khám phá kiến thức và vận dụng kiến thức vào thực tiễn. CHƢƠNG II. THIẾT KẾ VÀ TỔ CHỨC DẠY HỌC BÀI HỌC STEM 2.1. STEM khoa học: Bài dạy “ Động lƣợng” Với STEM “thiết kế chế tạo mô hình thí nghiệm động lƣợng” 2.1.1. Tiêu chí sản phẩm/ giải pháp giải quyết vấn đề trong bài dạy STEM Tiêu chí của sản phẩm trong bài dạy STEM là yếu tố quan trọng có vài trò định hƣớng mục tiêu, nội dung và cách thức tổ chức các hoạt động trong bài dạy. Tiêu chí 1: Học sinh huy động kiến thức đã học (với bài dạy STEM vận dụng) hoặc khám phá đƣợc kiến thức mới (đối với STEM kiến tạo) mới có thể đáp ứng các yêu cầu sản phẩm giáo viên đƣa ra. Trong bài học STEM “thiết kế chế tạo mô hình thí nghiệm động lƣợng” là STEM kiến tạo nhằm mục đích thí nghiệm định tính hình thành công thức động lƣợng. Tiêu chí 2: Học sinh vận dụng kiến thức và kinh nghiệm thực tiễn để đề xuất đƣợc các giải pháp có tính khoa học và khả thi; HS có khả năng dự đoán, vận dụng kiến thức định luật bảo toàn cơ năng để so sánh vận tốc của các viên bi khi đến chân máng nghiêng. Tiêu chí 3: thông qua việc thực hiện các hoạt động thiết kế trong bài dạy, học sinh có cơ hội phát triển các năng lực chung cốt lõi nhƣ tự chủ và tự học, giao tiếp và hơp tác, giải quyêt vấn đề và sáng tạo. Trong bài học STEM “thiết kế chế tạo mô hình thí nghiệm động lƣợng” GV cần: - Khơi dậy óc tò mò của HS: Động lƣợng phụ thuộc những yếu tố nào? Để khảo sát xem động lƣợng phụ thuộc vào yếu tố đó ra sao thì ta cần bố trí và tiến hành thí nghiệm nhƣ thế nào? - Hƣớng HS hình thành đƣợc tƣ duy bậc cao bằng cách tự mình đặt ra các câu hỏi để xác định đƣợc hƣớng giải quyết vấn đề thực tiễn bằng cách tạo ra sản phẩm. HS tự đặt đƣợc các câu hỏi nhƣ: + Mô hình thí nghiệm động lƣợng nên thiết kế nhƣ thế nào: máng nghiêng cao bao nhiêu, dài bao nhiêu, máng nằm ngang nên dài bao nhiêu là hợp lý? Các viên bi có kích cỡ và khối lƣợng nhƣ thế nào? + Có thể dùng vật liệu phế thải, hay ống nhựa PVC để chế tạo mô hình đƣợc hay không? 14
+ Cách bố trí thí nghiệm và tiến hành thí nghiệm nhƣ thế nào thì sẽ thấy rõ đƣợc sự phụ thuộc của động lƣợng vào khối lƣợng, sự phụ thuộc của động lƣợng vào vận tốc? - Phát triển tƣ duy phản biện cho HS thông qua quá trình thảo luận và tranh luận. Tiêu chí 4: Hình thức tổ chức bài học STEM lôi cuốn học sinh vào hoạt động nhóm kiến tạo GV giao nhiệm vụ cho các nhóm học tập để giúp các em làm việc cùng nhau nhƣ một nhóm kiến tạo. Làm việc nhóm trong thực hiện các hoạt động của bài học STEM là cơ sở để phát triển năng lực giao tiếp và hợp tác. Trong bài học STEM thiết kế chế tạo mô hình thí nghiệm động lƣợng GV chỉ cung cấp cho HS bộ câu hỏi gợi ý, định hƣớng mà không cung cấp cụ thể chi tiết các bƣớc tiến hành nhƣ thế nào. HS sẽ phải chủ động suy nghĩ, làm việc nhóm và thảo luận với nhau nhiều để quyết định chọn cách thực hiện nào. Tiêu chí 5: Nội dung bài học STEM áp dụng chủ yếu từ nội dung kiến thức nền mà học sinh đã và đang học Trong bài học STEM thiết kế chế tạo mô hình thí nghiệm động lƣợng vận dụng kiến thức nền là định luật bảo toàn cơ năng của vật chuyển động trên mặt phẳng nghiêng. Qua hoạt động STEM học sinh vừa nghiên cứu xây dựng công thức tính động lƣợng vừa ghi nhớ kiến thức một cách sâu hơn. Tiêu chí 6: Tiến trình bài học STEM tính đến có nhiều đáp án đúng và coi sự thất bại như là 1 phần cần thiết trong học tập Trong bài học STEM thiết kế chế tạo mô hình thí nghiệm động lƣợng phƣơng án giải quyết vấn đề là do HS suy nghĩ, làm việc nhóm và thảo luận với nhau lựa chọn cách thực hiện. Với việc chia 1 lớp thành 4 nhóm nhƣ vậy sẽ có nhiều phƣơng án khả thi, nhƣng có thể sẽ khác nhau ở mức độ tối ƣu khi giải quyết vấn đề. Qua đó HS đƣợc nếm trải qua các cảm xúc của thất bại cũng nhƣ thành công trong quá trình học tập. 2.1.2. Quy trình xây dựng bài học STEM Quy trình thiết kế và tổ chức bài dạy STEM gồm các bước sau: Bước 1: Xác định vấn đề thiết kế, chế tạo. Bước 2: Nghiên cứu kiến thức nền và đề xuất giải pháp thiết kế. Bước 3: Lựa chọn giải pháp thiết kế. Bước 4: Chế tạo mẫu, thử nghiệm và đánh giá. Bước 5: Chia sẻ, thảo luận, điều chỉnh. Cụ thể: 15