Sáng kiến kinh nghiệm THPT: Tổ chức dạy – học trên lớp và hoạt động trải nghiệm theo định hướng giáo dục STEM ở môn Tin học nhằm phát huy năng lực sáng tạo của học sinh THPT

Chia sẻ: Hương Hoa Cỏ Mới | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:67

Thêm vào BST

Báo xấu

57
lượt xem 10
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục tiêu nghiên cứu của sáng kiến kinh nghiệm là đề xuất một số giải pháp dạy và học theo định hướng giáo dục STEM, giúp giáo viên nhận thức đúng đắn về giáo dục STEM, có kế hoạch tự học, tự bồi dưỡng nhằm nâng cao trình độ chuyên môn, thực hành đáp ứng yêu cầu của chương trình phổ thông mới. Qua dạy học STEM truyền đạt kiến thức cơ bản, rèn luyện các kĩ năng tư duy và kĩ năng thực hành cho học sinh nhằm phát huy tính sáng tạo và tính hiệu quả trong học tập.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Sáng kiến kinh nghiệm THPT: Tổ chức dạy – học trên lớp và hoạt động trải nghiệm theo định hướng giáo dục STEM ở môn Tin học nhằm phát huy năng lực sáng tạo của học sinh THPT

SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM TỔ CHỨC DẠY - HỌC TRÊN LỚP VÀ HOẠT ĐỘNG TRẢI NGHIỆM THEO ĐỊNH HƯỚNG GIÁO DỤC STEM Ở MÔN TIN HỌC NHẰM PHÁT HUY NĂNG LỰC SÁNG TẠO CỦA HỌC SINH THPT Môn: Tin học
SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO NGHỆ AN TRƯỜNG THPT HÀ HUY TẬP SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM TỔ CHỨC DẠY - HỌC TRÊN LỚP VÀ HOẠT ĐỘNG TRẢI NGHIỆM THEO ĐỊNH HƯỚNG GIÁO DỤC STEM Ở MÔN TIN HỌC NHẰM PHÁT HUY NĂNG LỰC SÁNG TẠO CỦA HỌC SINH THPT Môn: Tin học Tên tác giả: Nguyễn Xuân Quỳnh Trang Tổ: Toán - Tin SĐT: 0987022165 Năm học: 2020 - 2021
MỤC LỤC Trang Phần I. ĐẶT VẤN ĐỀ 1 1. Lí do chọn đề tài 2 2. Mục đích nghiên cứu 2 3. Nhiệm vụ nghiên cứu 2 4. Phương pháp nghiên cứu 2 5. Điểm mới của đề tài 2 6. Cấu trúc của đề tài 3 Phần II: NỘI DUNG 4 Chương một CƠ SƠ LÝ LUẬN VÀ CƠ SỞ THỰC TIỄN 1. Cơ sở lý luận 4 1.1. Xuất phát từ chủ trương đổi mới phương pháp dạy học của Đảng, Nhà nước và của ngành theo định hướng giáo dục STEM 4 1.2. Giáo dục STEM trong trường trung học 4 1.2.1. Hiểu đúng về giáo dục STEM 4 1.2.2. Các quy trình dạy học theo định hướng giáo dục STEM 6 1.2.3. Tính ưu việt của giáo dục STEM 6 1.3. Xuất phát từ nhận thức đúng đắn về việc phát huy năng lực sáng tạo của học sinh 7 1.3.1. Sáng tạo và năng lực sáng tạo 7 1.3.2. Dạy học các môn khoa học theo phương thức giáo dục STEM nhằm 8 phát huy năng lực sáng tạo của học sinh 1.3.3. Tiêu chí xây dựng bài học STEM nhằm phát huy năng lực sáng tạo của học sinh 9 1.3.4. Tiêu chí đánh giá năng lực sáng tạo của học sinh trong dạy học 10 STEM
1.3.5. Cách thu thập dữ liệu và đánh giá năng lực sáng tạo của học sinh khi dạy học theo định hướng giáo dục STEM 10 2. Cơ sở thực tiễn 11 2.1. Những thuận lợi và khó khăn khi triển khai dạy học STEM ở trường THPT 11 2.1.1. Thuận lợi 11 2.1.2. Khó khăn 11 2.2. Thực trạng dạy học STEM ở trường THPT những năm gần đây 12 Chương hai TỔ CHỨC DẠY - HỌC TRÊN LỚP VÀ HOẠT ĐỘNG TRẢI NGHIỆM THEO ĐỊNH HƯỚNG GIÁO DỤC STEM Ở MÔN TIN HỌC NHẰM PHÁT HUY NĂNG LỰC SÁNG TẠO CỦA HỌC SINH THPT 1. Một số giải pháp 13 1.1. Xây dựng chủ đề STEM trong dạy và học môn Tin học 13 1.1.1. Tiêu chí và quy trình xây dựng chủ đề STEM trong dạy học môn Tin 13 học 1.1.2. Xây dựng một số chủ đề STEM trong dạy và học môn Tin học 13 1.1.2.1. Một số chủ đề STEM thực hiện trong giờ học chính khóa 14 1.1.2.2. Một số chủ đề STEM thực hiện trong câu lạc bộ STEM Robotics 16 1.2. Tổ chức dạy học trên lớp theo phương thức giáo dục STEM 19 1.2.1. Định hướng thiết kế giáo án 19 1.2.2. Giáo án minh họa 21 1.3. Tổ chức trải nghiệm thực tế qua sinh hoạt câu lạc bộ STEM Robotics tạo sân chơi bổ ích, gây hứng thú học tập cho học sinh 33 1.3.1. Thành lập Câu lạc bộ STEM Robotics ở trường THPT Hà Huy Tập 33 1.3.2. Mục đích, nguyên tắc hoạt động, nội quy, nội dung sinh hoạt của Câu lạc bộ STEM Robotics ở trường THPT Hà Huy Tập 34 1.3.3. Hoạt động trải nghiệm tại câu lạc bộ STEM Robotics ở trường THPT Hà Huy Tập 36
1.3.4. Tổ chức ngày hội STEM 44 1.3.4.1. Tham gia "Cuộc đua Vinfast - F1" năm học 2019 – 2020 44 1.3.4.2. Tổ chức ngày hội STEM năm học 2020 – 2021 46 2. Kết quả bước đầu của việc dạy học STEM ở trường THPT Hà Huy Tập 50 Phần III. KẾT LUẬN 1. Hiệu quả, ý nghĩa của sáng kiến kinh nghiệm 54 2. Nhận định về việc áp dụng sáng kiến kinh nghiệm và khả năng mở 54 rộng đề tài 3. Bài học kinh nghiệm và đề xuất 55 TÀI LIỆU THAM KHẢO 56
Phần I. ĐẶT VẤN ĐỀ 1. Lí do chọn đề tài Những năm gần đây giáo dục STEM đang trở thành xu hướng chính ở các nước phát triển bởi tính ưu việt của nó. Cách thức dạy học mới đáp ứng được yêu cầu của dạy học hiện đại, giúp học sinh tư duy đa chiều, trang bị cho các em kiến thức, kĩ năng cần thiết để giải quyết những vấn đề trong cuộc sống cũng như định hình nghề nghiệp trong tương lai. Giáo dục STEM được Bộ Giáo dục và Đào tạo chỉ đạo từ nhiều năm trước với phương pháp "tích hợp, liên môn", nhiều chủ đề thuộc lĩnh vực khoa học tự nhiên và xã hội được giáo viên thực hiện theo định hướng mới đã đạt được những kết quả tích cực. Tuy vậy, việc dạy học trong trường phổ thông hiện nay vẫn còn nặng về lí thuyết, ít chú trọng thực hành, dẫn đến tình trạng học vẹt, thuộc lý thuyết nhưng không ứng dụng được vào thực tế, dẫn đến học sinh học thụ động, chán học, lười học, chưa nắm được bản chất của sự kiện, hiện tượng. STEM là cách tổ chức chương trình dạy học thực tế có sự tích hợp kiến thức của nhiều lĩnh vực Khoa học – Công nghệ – Kĩ thuật – Toán học, trong đó bộ môn Tin học có vai trò then chốt, kết nối các ngành thuộc mô hình STEM, giúp học sinh tiếp nhận và mở rộng tri thức, rèn luyện tư duy đa chiều, giải quyết tận gốc vấn đề, phát huy năng lực sáng tạo trong thời đại công nghệ số, giúp giáo viên dễ dàng triển khai phương pháp giáo dục mới và nâng cao trình độ chuyên môn, nghiệp vụ. Để đẩy mạnh ứng dụng thành tựu của cách mạng công nghệ 4.0, nâng cao chất lượng giáo dục trong nhà trường phổ thông, trước hết cần đổi mới dạy học môn Tin theo định hướng STEM. Từ năm học 2016 – 2017, thực hiện công văn của Bộ Giáo dục và Đào tạo về đổi mới dạy học theo định hướng giáo dục STEM, Sở Giáo dục và Đạo tạo tổ chức các buổi tập huấn về giáo dục STEM, nhà trường cũng hướng dẫn các tổ chuyên môn thực hiện đổi mới phương pháp giảng dạy, tăng cường thời gian thực hành và trải nghiệm thực tế, các tổ bộ môn cũng xây dựng và tổ chức nhiều tiết dạy minh họa thu được những kết quả khả quan. Bản thân là giáo viên dạy môn Tin học, tôi đã tích cực nghiên cứu và dạy thử nghiệm một số chủ đề theo định hướng STEM, tổ chức học sinh hoạt động ngoài giờ lên lớp, hướng nghiệp, dạy nghề bằng hình thức câu lạc bộ trải nghiệm giáo dục STEM, thu được những hiệu ứng tích cực. Đặc biệt, trong dịp hè năm học 2018 – 2019, đầu năm học 2019 – 2020, tôi trực tiếp tham gia dạy học chương trình Lego Education Wedo 2.0 cho học sinh tiểu học với kết quả hai học sinh dự thi sáng tạo Robot tỉnh Nghệ An lần thứ nhất đạt được giải nhì. Cũng vào đầu năm học này, thực hiện chủ trương của Trường THPT Hà Huy Tập, nhóm Tin cùng Đoàn trường thành lập câu lạc bộ STEM Robotics, tổ chức sinh 1
hoạt 2 buổi/tuần, gồm các thành viên là học sinh tham gia với tinh thần tự nguyện, bước đầu đã gây hứng thú cho học sinh. Tháng 11– 2019, tôi được nhà trường cử tham dự tập huấn về giáo dục STEM theo “Chương trình hỗ trợ đưa giáo dục STEM tới học sinh THPT” tại Đại học Bách Khoa Hà Nội do Tập đoàn Vingroup tài trợ, qua tập huấn tôi càng hiểu hơn về những ưu điểm của giáo dục STEM đồng thời có điều kiện nâng cao trình độ chuyên môn, nghiệp vụ và kĩ năng dạy học theo định hướng mới, giúp tôi tự tin hơn trong công tác giảng dạy. Vì những lý do trên, tôi quyết định chọn nghiên cứu đề tài “Tổ chức dạy – học trên lớp và hoạt động trải nghiệm theo định hướng giáo dục STEM ở môn Tin học nhằm phát huy năng lực sáng tạo của học sinh THPT” với mong muốn được trao đổi những kinh nghiệm của bản thân với các đồng nghiệp và nhận được sự góp ý, xây dựng để đề tài được hoàn thiện. 2. Mục đích nghiên cứu - Nghiên cứu và đề xuất một số giải pháp dạy và học theo định hướng giáo dục STEM, giúp giáo viên nhận thức đúng đắn về giáo dục STEM, có kế hoạch tự học, tự bồi dưỡng nhằm nâng cao trình độ chuyên môn, thực hành đáp ứng yêu cầu của chương trình phổ thông mới. - Qua dạy học STEM truyền đạt kiến thức cơ bản, rèn luyện các kĩ năng tư duy và kĩ năng thực hành cho học sinh nhằm phát huy tính sáng tạo và tính hiệu quả trong học tập. 3. Nhiệm vụ nghiên cứu - Xác định cơ sở lí luận của đề tài: Xuất phát từ chủ trường của Đảng, Nhà nước và các cấp về đổi mới căn bản, toàn diện giáo dục đào tạo, về giáo dục STEM; xuất phát từ ưu thế của giáo dục STEM trong thời đại cách mạng công nghiệp 4.0. - Phân tích thực trạng việc dạy và học STEM trong các trường phổ thông nói chung và trường THPT Hà Huy Tập những năm gần đây. - Đề ra những giải pháp hợp lý giúp giáo viên và học sinh tiếp cận dễ dàng với cách dạy và học theo định hướng STEM. 4. Phương pháp nghiên cứu - Phương pháp lí luận: Căn cứ vào chủ trương, chính sách của Đảng và Nhà nước, của Bộ Giáo dục và Đào tạo, Sở Giáo dục và Đào tạo về đổi mới phương pháp dạy học, về định hướng giáo dục STEM. - Phương pháp nghiên cứu thực tiễn: quan sát, điều tra, thực nghiệm, so sánh, tổng hợp nhằm đưa ra giải pháp mới. 5. Điểm mới của đề tài - Giúp giáo viên nhận thức đúng đắn về giáo dục STEM và tính ưu việt của dạy – học theo định hướng STEM, từ đó có kế hoạch tự bồi dưỡng, tự nghiên cứu để đáp ứng yêu cầu mới của giáo dục, đào tạo. 2
- Giúp giáo viên xây dựng chủ đề STEM, thiết kế giáo án hợp lý, vận dụng tốt các kiến thức liên môn theo cách dạy học STEM, kết hợp học đi đôi với hành, dạy – học gắn liền với thực tiễn. - Tạo sân chơi trí tuệ, sáng tạo và bổ ích cho học sinh, tạo cơ hội cho các em được tham gia các hoạt động có tính khoa học, hiện đại. - Rèn luyện tư duy máy tính, tư duy logic, tư duy phản biện, khả năng tập trung, kĩ năng lập trình, kĩ năng làm việc nhóm, kĩ năng diễn giải, giải quyết vấn đề, phản biện, đánh giá, nhận xét… cho cả giáo viên và học sinh 6. Cấu trúc của đề tài Phần I. Đặt vấn đề 1. Lí do chọn đề tài 2. Mục đích nghiên cứu 3. Nhiệm vụ nghiên cứu 4. Phương pháp nghiên cứu 5. Điểm mới của đề tài 6. Cấu trúc của đề tài Phần II. Nội dung Chương 1. Cơ sở lí luận và cơ sở thực tiễn 1. Cơ sở lí luận 2. Cơ sở thực tiễn Chương 2. Tổ chức dạy – học trên lớp và hoạt động trải nghiệm theo định hướng giáo dục STEM ở môn Tin học nhằm phát huy năng lực sáng tạo của học sinh THPT 1. Một số giải pháp 2. Kết quả bước đầu của việc dạy học STEM ở trường THPT Hà Huy Tập Phần III. Kết luận 1. Hiệu quả của đề tài 2. Nhận định về áp dụng sáng kiến kinh nghiệm và khả năng mở rộng đề tài 3. Bài học kinh nghiệm và đề xuất 3
Phần II: NỘI DUNG Chương một CƠ SƠ LÝ LUẬN VÀ CƠ SỞ THỰC TIỄN 1. Cơ sở lý luận 1.1. Xuất phát từ chủ trương đổi mới phương pháp dạy học của Đảng, Nhà nước và của ngành theo định hướng giáo dục STEM Đại hội Đảng lần thứ XII (2016) nhấn mạnh: “Giáo dục là quốc sách hàng đầu, phát triển giáo dục và đào tạo nhằm nâng cao dân trí, đào tạo nhân lực, bồi dưỡng nhân tài. Chuyển mạnh quá trình giáo dục chủ yếu từ trang bị kiến thức sang phát triển toàn diện năng lực và phẩm chất người học; học đi đôi với hành, lý luận gắn với thực tiễn. Phát triển giáo dục và đào tạo phải gắn với nhu cầu phát triển kinh tế – xã hội”. Chỉ thị số 16/CT-TTg của Thủ tướng Chính phủ ngày 4 – 5 – 2017 nêu rõ: “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, Kĩ thuật và Toán học (STEM), ngoại ngữ, tin học trong chương trình giáo dục phổ thông…”. Trên cơ sở đó, Việt Nam đã chính thức ban hành chính sách thúc đẩy giáo dục STEM trong chương trình giáo dục phổ thông. Thông tư số 32/2018/TT-BGDĐT của Bộ Giáo dục và Đào tạo ban hành Chương trình giáo dục phổ thông khẳng định “Giáo dục STEM là một hướng đang được quan tâm phát triển trên thế giới, cũng như ở Việt Nam, góp phần đáp ứng yêu cầu cung cấp nguồn nhân lực trẻ cho giai đoạn công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước; đồng thời nhấn mạnh vai trò thúc đẩy giáo dục STEM trong nhà trường của các môn Toán, Công nghệ, Tin học, Khoa học tự nhiên”. Công văn số 3892/BGDĐT- GDTrH về việc hướng dẫn thực hiện nhiệm vụ giáo dục trung học năm học 2019 – 2020 quán triệt:“Xây dựng kế hoạch bài học theo hướng tăng cường, phát huy tính chủ động, tích cực, tự học của học sinh thông qua việc thiết kế tiến trình dạy học thành các hoạt động học để thực hiện cả ở trên lớp và ngoài lớp học. Tiếp tục quán triệt tinh thần giáo dục tích hợp Khoa học – Công nghệ – Kĩ thuật – Toán trong việc thực hiện chương trình giáo dục phổ thông ở những môn học liên quan”. 1.2. Giáo dục STEM trong trường trung học 1.2.1. Hiểu đúng về giáo dục STEM STEM là viết tắt của các từ Science (Khoa học), Technology (Công nghệ), Engineering (Kĩ thuật) và Math (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 4
công nghệ mới nhằm giải quyết các vấn đề; Toán là công cụ được sử dụng để thu nhận kết quả và chia sẻ kết quả đó với những người khác. Giáo dục STEM là trang bị cho người học những kiến thức và kĩ năng cần thiết liên quan đến các lĩnh vực Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học. Những kiến thức và kĩ năng này phải được tích hợp, lồng ghép và bổ trợ cho nhau giúp học sinh không chỉ hiểu biết về nguyên lý mà còn có thể áp dụng để thực hành và tạo ra được những sản phẩm trong cuộc sống hằng ngày. Giáo dục STEM đề cao phong cách học tập sáng tạo. Đặt người học vào vai trò của một nhà phát minh, người học sẽ phải hiểu thực chất của các kiến thức được trang bị, biết cách mở rộng kiến thức, biết cách sửa chữa, chế biến lại chúng cho phù hợp. Ngày nay, quan điểm mới của dạy học STEM không chỉ phát triển các năng lực người học trong lĩnh vực tự nhiên mà cả các lĩnh vực xã hội. Giáo dục STEM vận dụng phương pháp học tập chủ yếu dựa trên thực hành và các hoạt động trải nghiệm sáng tạo, các phương pháp giáo dục tiến bộ, linh hoạt nhất như học theo chủ đề, học qua trò chơi, học kết hợp với hành. Hiện nay, dạy học Công nghệ, học Robotics là các môn học điển hình của dạy học STEM, thông qua việc lập trình và lắp ráp robot, học sinh có thể học được nguyên lý cơ bản về lập trình và các công nghệ mới, tiếp thu được các kỹ thuật lắp ráp, phát triển tư duy sáng tạo. Các mức độ áp dụng giáo dục STEM trong giáo dục phổ thông như sau: - Dạy học các môn học theo phương thức giáo dục STEM Đây là hình thức tổ chức giáo dục STEM chủ yếu trong nhà trường. Theo cách này, các bài học, hoạt động giáo dục STEM được triển khai ngay trong quá trình dạy học các môn học STEM theo tiếp cận liên môn. Các chủ đề, bài học, hoạt động STEM bám sát chương trình của các môn học thành phần. Hình thức giáo dục STEM này không làm phát sinh thêm thời gian học tập. - Tổ chức các hoạt động trải nghiệm STEM Trong hoạt động trải nghiệm STEM, học sinh được khám phá các ứng dụng khoa học, kĩ thuật trong thực tiễn đời sống. Qua đó, nhận biết được ý nghĩa của khoa học, công nghệ, kĩ thuật và toán học đối với đời sống con người, nâng cao hứng thú học tập các môn học STEM. Đây cũng là cách thức để thu hút sự quan tâm của xã hội tới giáo dục STEM. Để tổ chức thành công các hoạt động trải nghiệm STEM, cần có sự tham gia, hợp tác của các bên liên quan như trường trung học, cơ sở giáo dục nghề nghiệp, các trường đại học, doanh nghiệp. Trải nghiệm STEM còn có thể được thực hiện thông qua sự hợp tác giữa trường trung học với các cơ sở giáo dục đại học, giáo dục nghề nghiệp. Theo cách này, sẽ kết hợp được thực tiễn phổ thông với ưu thế về cơ sở vật chất của giáo dục đại học và giáo dục nghề nghiệp. Các trường trung học có thể triển khai giáo dục STEM thông qua hình thức câu lạc bộ. Tham gia câu lạc bộ STEM, học sinh được học tập nâng cao trình độ, triển khai các dự án nghiên cứu, tìm hiểu các 5
ngành nghề thuộc lĩnh vực STEM. Đây là hoạt động theo sở thích, năng khiếu của học sinh. - Tổ chức hoạt động nghiên cứu khoa học, kĩ thuật Giáo dục STEM có thể được triển khai thông qua hoạt động nghiên cứu khoa học và tổ chức các cuộc thi sáng tạo khoa học kĩ thuật. Hoạt động này không mang tính đại trà mà dành cho những học sinh có năng lực, sở thích và hứng thú với các hoạt động tìm tòi, khám phá khoa học, kĩ thuật giải quyết các vấn đề thực tiễn. 1.2.2. Các quy trình dạy học theo định hướng giáo dục STEM Để mang lại hiệu quả cao trong dạy học theo định hướng giáo dục STEM, chúng ta có thể vận dụng một số quy trình dạy học sau: - Quy trình 5E: Engage (Gắn kết), Explore (Khảo sát), Explain (Giải thích), Elaborate (Áp dụng cụ thể) và Evaluate (Đánh giá). Quy trình 5E dựa trên thuyết kiến tạo nhận thức của quá trình học, theo đó học sinh xây dựng các kiến thức mới dựa trên các kiến thức hoặc trải nghiệm đã biết trước đó. Có thể sử dụng quy trình 5E trong toàn bộ chương trình, cho một chương hay một bài. - Quy trình tiếp cận nghiên cứu khoa học: gồm 6 bước: đặt câu hỏi nghiên cứu; đề xuất giả thuyết; trải nghiệm; quan sát; phân tích; chia sẻ kết quả. Quy trình này dựa trên các câu hỏi, giả thuyết khoa học làm nền tảng cho quá trình nhận thức của học sinh. Quy trình này phù hợp với hình thức dạy học khoa học, nghiên cứu khoa học hay sinh hoạt câu lạc bộ. - Quy trình thiết kế kĩ thuật (EDP): được sử dụng như một phương tiện hợp lí, hiệu quả để chính thức hoá việc phát triển các bài học STEM. Quy trình thiết kế kĩ thuật bao gồm các bước sau: xác định vấn đề; xác định giải pháp; lựa chọn giải pháp; thực hiện; đánh giá; chia sẻ. Giáo viên có thể sử dụng EDP dựa trên các vấn đề và tìm giải pháp cho các vấn đề cần giải quyết. Nhìn chung, các quy trình trên đều có một số đặc điểm tương đồng với nhau. Đầu tiên, học sinh được đặt trước các vấn đề thực tiễn xã hội cần giải quyết, học sinh thảo luận để hình thành các ý tưởng và đề xuất giải pháp để giải quyết các vấn đề đặt ra. Trên cơ sở các ý tưởng và giải pháp ban đầu, học sinh tiến hành thực nghiệm giải pháp và phân tích những yếu tố thành phần có liên quan, nhằm xây dựng giải pháp thực nghiệm tối ưu nhất. Sau đó, các học sinh cùng đánh giá tính hiệu quả của giải pháp, cùng chia sẻ, phản biện để xây dựng một giải pháp hiệu quả hơn, từ đó xây dựng các ý tưởng cải tiến quy trình và sản phẩm đã đề ra. Từ các hoạt động trên, nhiệm vụ giải quyết vấn đề của học sinh xem như hoàn thành, đồng thời xây dựng những vấn đề mới, có tính khái quát, mới mẻ và hiệu quả hơn. 1.2.3. Tính ưu việt của giáo dục STEM Việc đưa giáo dục STEM vào trường trung học mang lại nhiều ý nghĩa, phù hợp với định hướng đổi mới giáo dục phổ thông. - Rút ngắn khoảng cách giữa lý thuyết và thực tiễn: Học sinh vừa học được kiến thức khoa học, vừa học được cách vận dụng kiến thức đó vào thực tiễn, xóa bỏ 6
ngăn cách giữa hàn lâm và thực tiễn, tạo ra những con người có năng lực làm việc “tức thì”, có tính sáng tạo cao. - Rèn luyện kĩ năng cho giáo viên và học sinh: Kĩ năng quan sát; hợp tác, chia sẻ, diễn giải, phản biện, giải quyết vấn đề kĩ năng thực hành… - Nâng cao hứng thú học tập, tạo ra phong cách học tập tích cực, sáng tạo cho người học: người học trở thành nhà sáng chế, nhà phát minh, hiểu được bản chất của các sự kiện, hiện tượng, biết tìm tòi, mở rộng kiến thức, biết chế tạo, sửa chữa các sản phẩm theo nguyên lý đã học một cách khoa học và hữu dụng nhất. - Bồi dưỡng khả năng học tập và làm việc vượt trội cho học sinh: học sinh có kiến thức khoa học tự nhiên và xã hội chắc chắn, biết sắp xếp công việc và học tập một cách khoa học, bình tĩnh giải quyết các tình huống bất ngờ xảy ra trong học tập, nghiên cứu và thực tiễn cuộc sống. - Ảnh hưởng tích cực đến việc hướng nghiệp, chọn nghề của học sinh: Qua việc làm ra các sản phẩm, qua trải nghiệm thực tế, học sinh sẽ dần định hướng cho mình con đường tương lai và quyết tâm phấn đấu để đạt được ước mơ đó. - Kết nối trường học với cộng đồng, thúc đẩy công tác xã hội hóa giáo dục: Giáo dục STEM không chỉ thực hiện trên lớp mà còn thực hiện ngoài giờ lên lớp như câu lạc bộ, trải nghiệm ở nhà máy, công xưởng… đem lại hiệu quả tích cực, học sinh chăm lo học tập, giáo viên đầu tư nhiều hơn trong giảng dạy nên được phụ huynh và các lực lượng xã hội đồng tình ủng hộ. 1.3. Xuất phát từ nhận thức đúng đắn về việc phát huy năng lực sáng tạo của học sinh 1.3.1. Sáng tạo và năng lực sáng tạo Sáng tạo là sự say mê nghiên cứu, tìm tòi, học hỏi để tạo ra những giá trị mới về vật chất, tinh thần hoặc tìm ra cái mới, cách giải quyết mới có tính ứng dụng cao, năng suất cao, tiết kiệm nguyên vật liệu, tiền bạc, thân thiện với môi trường. Sáng tạo không chỉ hướng tới mục tiêu tạo ra cái mới, mà còn phải mang tính hữu dụng, đem lại lợi ích cho con người, cho cộng đồng. Năng lực sáng tạo là khả năng tạo ra cái mới, hoặc giải quyết vấn đề một cách mới mẻ, có giá trị phục vụ đời sống con người. Năng lực sáng tạo gắn viền với khả năng tư duy sáng tạo, động cơ sáng tạo, ý chí và nghị lực của cá nhân vì sự phát triển của cộng đồng, của xã hội. Năng lực sáng tạo được thể hiện ở khả năng quan sát, so sánh điểm giống nhau, khác nhau giữa các sự vật, hiện tượng, từ đó có sự tưởng tượng, hình dung ra những cấu trúc mới, thiết kế mới hữu ích, tiện lợi so với trước. Người có năng lực sáng tạo có khả năng phát hiện ra những điểm bất hợp lý của cuộc sống hoặc những hiện tượng mang tính quy luật trong tự nhiên và xã hội, từ đó đưa ra cách giải quyết đúng đắn nhằm thúc đẩy sự phát triển. 7
Người có năng lực sáng tạo còn biết giải quyết vấn đề bằng nhiều giải pháp, cách thức khác nhau, có ý chí, nghị lực vượt qua mọi khó khăn, thách thức để vươn lên, không chấp nhận sự thất bại, sự tụt hậu. 1.3.2. Dạy học các môn khoa học theo phương thức giáo dục STEM nhằm phát huy năng lực sáng tạo của học sinh Từ quy trình dạy học theo định hướng giáo dục STEM đã nêu ở mục 1.2.2, tôi nhận thấy, giáo dục STEM có nhiều đặc điểm để phát triển năng lực sáng tạo cho học sinh. Mỗi bài học STEM trong chương trình giáo dục phổ thông đề cập đến một vấn đề tương đối trọn vẹn, đòi hỏi học sinh phải học và sử dụng kiến thức thuộc các môn học trong chương trình để sử dụng vào giải quyết vấn đề đó. Tiến trình mỗi bài học STEM được thực hiện phỏng theo quy trình thiết kế kĩ thuật, được mô tả chi tiết qua sơ đồ sau: Xác định vấn đề Nghiên cứu kiến thức nền Toán Lý Hóa Sinh Tin CN Đề xuất các giải pháp/bản thiết kế Lựa chọn giải pháp/bản thiết kế Chế tạo mô hình (nguyên mẫu) Thử nghiệm và đánh giá Chia sẻ và thảo luận Điều chỉnh thiết kế Sơ đồ: Tiến trình bài học STEM Việc "Nghiên cứu kiến thức nền" (background research) trong tiến trình dạy học mỗi bài học STEM chính là việc học để chiếm lĩnh nội dung kiến thức trong chương trình giáo dục phổ thông tương ứng với vấn đề cần giải quyết của bài học, trong đó học sinh là người chủ động nghiên cứu sách giáo khoa, tài liệu bổ trợ, tiến hành các thí nghiệm theo chương trình học (nếu có) dưới sự hướng dẫn của giáo viên; vận dụng kiến thức đã học để đề xuất, lựa chọn giải pháp giải quyết vấn đề; thực hành 8
thiết kế, chế tạo, thử nghiệm mẫu sản phẩm; chia sẻ, thảo luận, điều chỉnh thiết kế. Thông qua quá trình học tập đó, học sinh được rèn luyện nhiều kĩ năng để phát triển phẩm chất, năng lực đặc biệt là năng lực sáng tạo. Tiến trình bài học STEM tuân theo quy trình kĩ thuật nêu trên nhưng các "bước" trong quy trình không được thực hiện một cách tuyến tính (hết bước nọ mới sang bước kia) mà có những bước được thực hiện song hành, tương hỗ lẫn nhau. Cụ thể là việc "Nghiên cứu kiến thức nền" được thực hiện đồng thời với "Đề xuất giải pháp"; "Chế tạo mô hình" được thực hiện đồng thời với "Thử nghiệm và đánh giá", trong đó bước này vừa là mục tiêu vừa là điều kiện để thực hiện bước kia. 1.3.3. Tiêu chí xây dựng bài học STEM nhằm phát huy năng lực sáng tạo của học sinh - Tiêu chí 1: Chủ đề bài học STEM tập trung vào các vấn đề của thực tiễn Trong các bài học STEM, học sinh được đặt vào các vấn đề thực tiễn xã hội, kinh tế, môi trường và yêu cầu tìm các giải pháp. - Tiêu chí 2: Cấu trúc bài học STEM theo quy trình thiết kế kĩ thuật Quy trình thiết kế kĩ thuật cung cấp một tiến trình linh hoạt đưa học sinh từ việc xác định một vấn đề – hoặc một yêu cầu thiết kế – đến sáng tạo và phát triển một giải pháp. Theo quy trình này, học sinh thực hiện các bước theo sơ đồ đã trình bày ở mục 1.3.2, các nhóm học sinh thử nghiệm các ý tưởng dựa nghiên cứu của mình, sử dụng nhiều cách tiếp cận khác nhau, mắc sai lầm, chấp nhận và học từ sai lầm, thử lại; sự tập trung của học sinh là phát triển các giải pháp để giải quyết vấn đề đặt ra, nhờ đó học và vận dụng được kiến thức mới trong chương trình giáo dục. - Tiêu chí 3: Phương pháp dạy học bài học STEM đưa học sinh vào hoạt động tìm tòi và khám phá, định hướng hành động, trải nghiệm và sản phẩm Trong các bài học STEM, hoạt động học của học sinh được thực hiện theo hướng mở có "khuôn khổ" về các điều kiện mà học sinh được sử dụng. Hoạt động học của học sinh là hoạt động được chuyển giao và hợp tác; các quyết định về giải pháp giải quyết vấn đề là của chính học sinh. Học sinh thực hiện các hoạt động trao đổi thông tin để chia sẻ ý tưởng và tái thiết kế nguyên mẫu của mình nếu cần. Học sinh tự điều chỉnh các ý tưởng của mình và thiết kế hoạt động tìm tòi, khám phá của bản thân. - Tiêu chí 4: Hình thức tổ chức bài học STEM lôi cuốn học sinh vào hoạt động nhóm kiến tạo Giúp học sinh làm việc trong một nhóm kiến tạo là một việc khó khăn, đòi hỏi tất cả giáo viên STEM ở trường làm việc cùng nhau để áp dụng phương thức dạy học theo nhóm, sử dụng cùng một ngôn ngữ, tiến trình và yêu cầu về sản phẩm học tập mà học sinh phải hoàn thành. Làm việc nhóm trong thực hiện các hoạt động của bài học STEM là cơ sở phát triển năng lực giao tiếp và hợp tác cho học sinh. 9
- Tiêu chí 5: Nội dung bài học STEM áp dụng chủ yếu từ nội dung khoa học và toán mà học sinh đã và đang học Trong các bài học STEM, giáo viên cần kết nối và tích hợp một cách có mục đích nội dung từ các chương trình Khoa học, Công nghệ, Tin học và Toán. Lập kế hoạch để hợp tác với các giáo viên Toán, Công nghệ, Tin học và Khoa học để các mục tiêu có thể tích hợp trong một bài học đã cho. Từ đó, học sinh dần thấy rằng Khoa học, Công nghệ, Tin học và Toán không phải là các môn học độc lập, mà chúng liên kết với nhau để giải quyết các vần đề. - Tiêu chí 6: Tiến trình bài học STEM tính đến có nhiều đáp án đúng và coi sự thất bại như là một phần cần thiết trong học tập Một câu hỏi nghiên cứu đặt ra, có thể đề xuất nhiều giả thuyết khoa học; một vấn đề cần giải quyết, có thể đề xuất nhiều phương án và lựa chọn phương án tối ưu. Trong các giả thuyết khoa học, chỉ có một giả thuyết đúng. Ngược lại, các phương án giải quyết vấn đề đều khả thi, chỉ khác nhau ở mức độ tối ưu khi giải quyết vấn đề. Tiêu chí này cho thấy vai trò quan trọng của năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo trong dạy học STEM. 1.3.4. Tiêu chí đánh giá năng lực sáng tạo của học sinh trong dạy học STEM Đánh giá năng lực sáng tạo của học sinh theo các mức độ tốt (rất rõ ràng), khá (rõ ràng), trung bình (không rõ ràng), yếu (không có) qua các tiêu chí sau: - Tìm ra vấn đề mới, tình huống mới trong thực tiễn, đề xuất phương án giải quyết hợp lý, hiệu quả. - Thiết kế sơ đồ, bản vẽ thể hiện nguyên lý cấu tạo, nguyên lý hoạt động, vận hành, chỉ ra được tính mới, tính hiệu quả so với cái cũ. - Tìm ra giải pháp khảo sát, đo đạc mới, đảm bảo tính hiệu quả, chính xác, dễ thực hiện. - Tìm ra các thiết bị, vật liệu mới thay thế cho thiết bị, vật liệu cũ nhưng vẫn đảm bảo tính hiệu quả cao và tiết kiệm. - Đề xuất giải pháp thiết kế mới cho hệ thống kỹ thuật đã có, thay đổi một số chi tiết thiết kế nhằm tăng hiệu quả cho hệ thống kỹ thuật. - Lập được nhiều phương án giải quyết cho một vấn đề thực tiễn và mang lại kết quả tối ưu. Trong mỗi chủ đề, giáo viên có thể lựa chọn một số tiêu chí đánh giá năng lực sáng tạo của học sinh sao cho phù hợp với thực tiễn của chủ đề STEM, phù hợp với bối cảnh thực tế và năng lực của từng học sinh. 1.3.5. Cách thu thập dữ liệu và đánh giá năng lực sáng tạo của học sinh khi dạy học theo định hướng giáo dục STEM Năng lực học sinh thường chỉ được xác định ở một số thời điểm trong những hoạt động dạy học nhất định. Bên cạnh đó, dạy học theo định hướng giáo dục STEM thường đòi hỏi quỹ thời gian khá dài, giáo viên khó có thể đánh giá một cách chính 10
xác năng lực của học sinh. Do đó, để đánh giá một cách chính xác và cụ thể hơn năng lực sáng tạo của học sinh, tôi tiến hành thu thập dữ liệu và đánh giá qua một số công cụ cần thiết như: + Hồ sơ học tập (sổ tay cá nhân, sổ tay hoạt động nhóm, các bài báo cáo): Sổ tay được thiết kế để học sinh ghi phân công nhiệm vụ trong nhóm, trình bày những nội dung đã chuẩn bị và báo cáo, các kiến thức, kĩ năng đã lựa chọn và đề xuất phương án giải quyết vấn đề mà cá nhân đề xuất và nhóm lựa chọn, trình bày các quy trình thực nghiệm của nhóm, đồng thời trình bày những vật liệu, kĩ thuật mà nhóm đã thực hiện và đề xuất các phương án cải tiến. Thông qua hồ sơ học tập, giáo viên dễ dàng đánh giá được các mức độ tốt, khá, trung bình, yếu theo các tiêu chí đã đề ra. + Bảng trả lời câu hỏi định hướng: bao gồm các câu hỏi định hướng để học sinh nghiên cứu các kiến thức nền và các câu hỏi định hướng thực hiện sản phẩm, thông qua các câu hỏi định hướng, học sinh có thể xác định được các kiến thức và kĩ năng trọng tâm, cần thiết cho chủ đề, từ đó, học sinh đề xuất được phương án tối ưu. + Bảng quan sát của giáo viên (sổ tay, hình ảnh, video): Là dụng cụ giúp giáo viên có thể ghi lại những quan sát của mình trong hoạt động dạy học, từ đó có thể đánh giá được các biểu hiện của năng lực sáng tạo của học sinh. 2. Cơ sở thực tiễn 2.1. Những thuận lợi và khó khăn khi triển khai dạy học STEM ở trường THPT 2.1.1. Thuận lợi - Đảng, Nhà nước, ngành đã có chủ trương, chỉ thị, thông tư về đẩy mạnh giáo dục STEM trong nhà trường phổ thông, tạo điều kiện pháp lý để các trường triển khai dạy học theo định hướng STEM. - Đội ngũ giáo viên có trình độ đạt chuẩn trở lên, đa số giáo viên có năng lực chuyên môn, mỗi trường đều có đội ngũ giáo viên cốt cán có trình độ cao, ham học hỏi, tìm tòi cái mới, tích cực đổi mới phương pháp dạy học. - STEM là phương pháp dạy - học gắn kiến thức khoa học với thực tiễn, học sinh ham thích thực hành, thí nghiệm, chế tạo sản phẩm ứng dụng trong cuộc sống… nên dạy học STEM gây tò mò, hứng thú cho học sinh trong học tập. - Dạy học STEM tạo ra cách học sáng tạo, tâm lý thoải mái cho học sinh, quan hệ thầy – trò cũng gần gũi, thân thiện hơn. - Dạy học STEM được các nhà khoa học, các giáo sư, tiến sĩ trình bày ở nhiều bài viết trên mạng internet, việc tổ chức ngày hội STEM, tập huấn của các sở, các trường ít nhiều giúp giáo viên hiểu về STEM. 2.1.2. Khó khăn - Dạy học STEM cần phải có nhiều thời gian trong khi học sinh vẫn phải tập trung học đảm bảo chương trình chính thống, học thêm phục vụ thi cử, đánh giá cuối năm học. 11
- Dạy học STEM kết hợp lý thuyết với thực hành, làm ra sản phẩm, việc thi cử hiện nay theo đề thi trắc nghiệm lý thuyết là chủ yếu nên chưa khuyến khích được giáo viên và học sinh. - Giáo viên, phụ huynh chưa hiểu thấu đáo về STEM, cho rằng STEM chỉ là lắp ráp, điều khiển robot tự động, không gắn với các môn học chính thống của học sinh nên chưa quan tâm đến phương pháp mới. - Giáo viên chưa được tập huấn nhiều về giáo dục STEM, việc soạn bài và dạy học trên lớp theo định hướng STEM còn gặp nhiều vướng mắc. - Dạy học STEM đòi hỏi tài chính, thời gian, công sức, chất xám lớn, trong khi cơ sở vật chất và thiết bị dạy học ở các trường hiện nay còn khó khăn. 2.2. Thực trạng dạy học STEM ở trường THPT những năm gần đây Tháng 5 năm 2017, Thủ tướng Chính phủ ký Chỉ thị số 16 yêu cầu Bộ Giáo dục và Đào tạo triển khai giáo dục về Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật và Toán học (STEM) trong chương trình giáo dục phổ thông, tổ chức thí điểm tại một số trường phổ thông ngay từ năm học 2017 – 2018. Từ năm 2017 trở đi, được sự quan tâm của Đảng, Chính phủ, ngành và các tập đoàn, doanh nghiệp, các trường, trong đó có Đại học VinUni đã triển khai dự án “chương trình STEM” cho giáo viên THPT góp phần thúc đẩy phong trào dạy học STEM ở trường phổ thông. Trong những năm qua, dạy học STEM thực tế chỉ mới được thực hiện ở một số trường đại học tốp đầu trong nước và một số trường phổ thông chuyên, một số trường tiểu học và THCS tiếp cận STEM chủ yếu thông qua hình thức câu lạc bộ. Ở các trường phổ thông đại trà, giáo dục STEM mới chỉ được nhà trường thử nghiệm qua một số chuyên đề dạy học trên lớp hoặc thành lập các câu lạc bộ. Tại Nghệ An ngày 23/11/2020 Sở Giáo dục và Đào tạo Nghệ An tổ chức hội thảo khoa học “Giáo dục STEM và triển khai chương trình giáo dục STEM trong các trường phổ thông”. Đây là diễn đàn để các chuyên gia, cán bộ quản lí giáo dục, giáo viên, nhà đầu tư và các bên liên quan cùng trao đổi, thảo luận về việc triển khai chương trình giáo dục STEM trong bối cảnh hiện nay. Tại trường THPT Hà Huy Tập, thành phố Vinh, Tỉnh Nghệ An, từ năm 2015 – 2016, nhà trường đã đẩy mạnh việc triển khai dạy học liên môn; từ năm 2017 – 2018, nhà trường bắt đầu triển khai dạy học STEM ở một số môn tự nhiên như Toán, Lý, Hóa, nhất là Tin học; năm học 2018 – 2019 nhà trường có kế hoạch thành lập câu lạc bộ STEM; đầu năm học 2019 – 2020, câu lạc bộ STEM Robotics Trường THPT Hà Huy Tập chính thức thành lập và hoạt động. Việc triển khai dạy học STEM đạt được một số kết quả, học sinh được tiếp cận bài học một cách trực quan sinh động, được khám phá, làm ra sản phẩm nên hứng thú, say mê học tập, nhất là chương trình robot giáo dục thu hút sự quan tâm của học sinh và phụ huynh. 12
Chương hai TỔ CHỨC DẠY - HỌC TRÊN LỚP VÀ HOẠT ĐỘNG TRẢI NGHIỆM THEO ĐỊNH HƯỚNG GIÁO DỤC STEM Ở MÔN TIN HỌC NHẰM PHÁT HUY NĂNG LỰC SÁNG TẠO CỦA HỌC SINH THPT 1. Một số giải pháp 1.1. Xây dựng chủ đề STEM trong dạy và học môn Tin học 1.1.1. Tiêu chí và quy trình xây dựng chủ đề STEM trong dạy học môn Tin học - Tiêu chí + Kiến thức trong chủ đề STEM phải đảm bảo tính chính xác, khoa học, phải có mối quan hệ thống nhất với các liên môn như Toán, Lý, Hóa, Công nghệ… Đây chính là cơ sở lý thuyết để giải quyết những vấn đề trong thực tiễn. + Chủ đề STEM luôn phải hướng tới thực tiễn, có thể vận dụng lý thuyết, kĩ năng lập trình… để sáng tạo ra sản phẩm có tính ứng dụng, mang đến lợi ích thực sự cho đời sống và sản xuất. + Phương pháp và kĩ thuật dạy học phải hợp lý với từng mục của chủ đề nhằm hướng dẫn học sinh tích cực học tập qua đó rèn luyện kĩ năng tư duy sáng tạo và kĩ năng thực hành cho học sinh. - Quy trình + Bước 1, lựa chọn và đặt tên chủ đề STEM: căn cứ vào nội dung kiến thức trong chương trình Tin học của từng khối lớp, vào mối quan hệ giữa các bài học và những vấn đề thực tiễn để lựa chọn, xây dựng những chủ đề STEM hợp lý. Có thể xuất phát từ vấn đề thực tiễn, từ yêu cầu của cuộc sống để lựa chọn chủ đề hoặc khuyến khích học sinh tìm hiểu một số vấn đề thực tiễn có thể giải quyết được sau khi học xong lý thuyết trên lớp từ đó đặt tên cho chủ đề STEM. + Bước 2, xác định mục tiêu của chủ đề STEM gồm kiến thức, kĩ năng, thái độ đạt được của học sinh qua chủ đề, xác định rõ định hướng phát triển năng lực STEM trong các lĩnh vực Khoa học (S), Công Nghệ (T), Kĩ thuật (E), Toán học (M). Học sinh có thể vận dụng kiến thức của cả bốn lĩnh vực trên để xây dựng chủ đề STEM, hoặc ít nhất là vận dụng hai lĩnh vực để giải quyết vấn đề. + Bước 3, xác định phương pháp và kĩ thuật dạy học có tính tích cực, sáng tạo phù hợp từng chủ đề. + Bước 4, xây dựng bộ câu hỏi định hướng, xác định tính thực tiễn, giá trị ứng dụng vào đời sống và sản xuất của chủ đề, xác định rõ sản phẩm cần chế tạo. 1.1.2. Xây dựng một số chủ đề STEM trong dạy và học môn Tin học Sản phẩm tạo ra trong quá trình học tập chủ đề STEM được sử dụng từ bộ công cụ học tập Robot giáo dục KCBot sử dụng board mạch Arduino được sử dụng phổ biến hiện nay và phần mềm lập trình Kidscode được phát triển dựa trên cơ sở 13
Scratch 2.0 giúp học sinh dễ dàng tiếp cận với việc học lập trình và sáng tạo cho riêng mình các sản phẩm điện tử khác nhau. 1.1.2.1. Một số chủ đề STEM thực hiện trong giờ học chính khóa Năm học 2019 – 2020, 2020 – 2021 nhóm Tin đã xây dựng trong phân phối chương trình có 3 chủ đề dạy học theo định hướng STEM ở 3 khối lớp, giáo viên hướng dẫn học sinh học tập vào giờ chính khóa trên lớp, miễn sao không vượt số tiết quy định. Cụ thể: Cấu trúc rẽ nhánh và đèn led cảm biến chuyển động Chủ đề 1 (lớp 10) - Gia đình, cơ quan, doanh nghiệp,... đều có thể trang bị đèn có gắn cảm biến chuyển động. Mô tả - Đèn tự động sáng khi có người đi vào khu vực cảm ứng và tự động tắt chủ đề khi người ra khỏi khu vực cảm ứng thông qua sóng hồng ngoại người đó phát ra. - Hoạt động tự động của đèn thay thế công tắc cơ thông thường, tiết kiệm năng lượng, nâng cao chất lượng cuộc sống. - Học sinh nắm kiến thức Tin học về khái niệm rẽ nhánh, cấu trúc rẽ nhánh, câu lệnh rẽ nhánh…, biết vận dụng câu lệnh rẽ nhánh để lập Mục tiêu trình. Kiến thức Vật lí về mạch điện, dòng điện một chiều, board mạch điện tử, cấu tạo và cơ chế hoạt động, thông số kĩ thuật của đèn led, cảm chủ đề biến chuyển động,… - Bồi dưỡng kĩ năng lập trình, kĩ năng hợp tác, trao đổi, óc tư duy sáng tạo… cho học sinh. - Khoa học (S): + Kiến thức Tin học về cấu trúc và câu lệnh rẽ nhánh. + Kiến thức Vật lí về mạch điện một chiều, board mạch điện tử, cấu tạo Kiến thức và cơ chế hoạt động, thông số kĩ thuật của đèn led, cảm biến chuyển STEM động… trong chủ - Công nghệ (T): Sử dụng phần mềm lập trình Kidscode. đề - Kĩ thuật (E): Cách sử dụng các thiết bị cơ điện, quy trình lắp ráp và vận hành đèn cảm biến chuyển động. - Toán học (M): Tính toán khoảng cách, đo điện trở,... phân tích và xử lí số liệu. - Để lắp ráp đèn led tự động sáng, tắt cần sử dụng những thiết bị nào? - Cơ chế hoạt động của cảm biến chuyển động SR505. Bộ câu - Sơ đồ kết nối các thiết bị điện trở, đèn led, cảm biến chuyển động với hỏi định mạch điều khiển. hướng - Sơ đồ thuật toán thể hiện hoạt động của đèn led bằng cảm biến chuyển hoạt động động. - Cấu trúc và câu lệnh lập trình để điều khiển thiết bị hoạt động theo sơ đồ thuật toán. 14
Cấu trúc lặp và hệ thống chuông báo tự động trong nhà trường Chủ đề 2 (lớp 11) - Cách báo giờ học trong trường phổ thông thường là tiếng trống do con người trực tiếp thực hiện, phụ thuộc vào ý thức, trách nhiệm của người Mô tả trực. chủ đề - Một số rủi ro có thể xảy ra như đánh trống sai giờ, chậm giờ, nhiều phòng học ở xa nghe không rõ… - Việc lắp đặt hệ thống chuông báo giờ tự động trong nhà trường là yêu cầu cần thiết. - Học sinh nắm được khái niệm lặp, các dạng lặp, cấu trúc mô tả thao tác lặp, câu lệnh lặp - Học sinh hiểu kiến thức Vật Lí về điện, board mạch điện tử, cấu tạo cơ Mục tiêu chế hoạt động và thông số kĩ thuật của còi để thiết kế và lắp ráp, cài đặt chủ đề chương trình chuông báo giờ tự động (giờ vào lớp, giờ ra chơi, giờ chuyển tiết, giờ ra về). - Bồi dưỡng kĩ năng lập trình, kĩ năng hợp tác, trao đổi, óc tư duy sáng tạo, rèn luyện tính kiên trì, nghiêm túc, không bỏ cuộc. - Khoa học (S): Kiến thức Tin học về câu lệnh lặp, kiến thức Vật Lí về điện học, dòng điện một chiều, cấu tạo, cơ chế hoạt động, thông số kĩ Kiến thức thuật của mạch điều khiển, còi chíp,... STEM - Công nghệ (T): Sử dụng phần mềm lập trình Kidscode. trong - Kĩ thuật (E): Cách sử dụng các thiết bị cơ điện, thiết kế sơ đồ mạch chủ đề điện, lắp ráp và vận hành hệ thống chuông báo giờ tự động. - Toán học (M): Tính toán thời gian hoạt động của còi chíp, số lần còi kêu lặp đi lặp lại,... phân tích và xử lí số liệu. - Nêu cơ chế hoạt động của chuông báo. Bộ câu - Thiết kế hình dạng, kích thước của hệ thống chuông báo giúp hệ thống hỏi định hoạt động ổn định. - Các nguyên vật liệu và thiết bị sử dụng trong hệ thống chuông báo. hướng - Thiết kế sơ đồ mạch điện hoạt động của hệ thống chuông báo. hoạt động - Thiết kế sơ đồ thuật toán của hệ thống chuông báo. - Cấu trúc và câu lệnh lập trình để điều khiển hệ thống chuông báo. Chủ đề 3 Thiết kế biểu mẫu cho bài toán quản lí thư viện (lớp 12) - Việc thiết kế các giao diện thuận tiện giao tiếp giữa người dùng và cơ Mô tả sở dữ liệu là một yêu cầu quan trọng trong các bài toán quản lí. chủ đề - Học sinh được tiếp xúc với các bài toán quản lí ngay trong nhà trường giúp các em có định hướng đúng đắn trong việc chọn nghề trong tương lai. - Học sinh tìm hiểu kiến thức về biểu mẫu từ đó vạch ra bản kế hoạch Mục tiêu tạo giao diện giữa người dùng và CSDL, thiết kế biểu mẫu,... cho bài toán quản lí thư viện. chủ đề - Bồi dưỡng tính tự học, kĩ năng hợp tác, trao đổi, hoạt động nhóm, tư duy sáng tạo. 15