Sáng kiến kinh nghiệm THPT: Tổ chức hoạt động trải nghiệm STEM nhằm phát triển năng lực của HS thông qua dạy học chủ đề Moment lực. Cân bằng của vật rắn Vật lí 10 - Chương trình GDPT 2018

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:75

Thêm vào BST

Báo xấu

21
lượt xem 4
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục đích nghiên cứu sáng kiến nhằm nghiên cứu và xây dựng chuyên đề Tổ chức hoạt động trải nghiệm STEM nhằm phát triển năng lực của HS thông qua dạy học chủ đề “Moment lực. Cân bằng của vật rắn” Vật lí 10 - Chương trình GDPT 2018; đề xuất được một số phương pháp nhằm phát triển năng lực cho HS thông qua các hoạt động trải nghiệm STEM trong quá trình dạy học.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Sáng kiến kinh nghiệm THPT: Tổ chức hoạt động trải nghiệm STEM nhằm phát triển năng lực của HS thông qua dạy học chủ đề Moment lực. Cân bằng của vật rắn Vật lí 10 - Chương trình GDPT 2018

SỞ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO NGHỆ AN ----------  ---------- SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM Tên đề tài TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG TRẢI NGHIỆM STEM NHẰM PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC CHO HỌC SINH THÔNG QUA DẠY HỌC CHỦ ĐỀ “MOMENT LỰC. CÂN BẰNG CỦA VẬT RẮN”, VẬT LÍ 10 - CHƢƠNG TRÌNH GDPT 2018 Lĩnh vực: Vật lí Nghệ An, Tháng 04 năm 2023
SỞ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO NGHỆ AN TRƢỜNG THPT QUỲNH LƢU 3 ----------  ---------- SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM Tên đề tài TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG TRẢI NGHIỆM STEM NHẰM PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC CHO HỌC SINH THÔNG QUA DẠY HỌC CHỦ ĐỀ “MOMENT LỰC. CÂN BẰNG CỦA VẬT RẮN”, VẬT LÍ 10 - CHƢƠNG TRÌNH GDPT 2018 Tác giả: Hoàng Danh Hùng Đơn vị: Trƣờng THPT Quỳnh Lƣu 3 Lĩnh vực: Vật lí Số ĐT: 0989.531.649 Mail: dhungql3@gmail.com Nghệ An, Tháng 04 năm 2023
MỤC LỤC Nội dung Trang Mục lục a Danh mục các kí hiệu, các chữ viết tắt d PHẦN I. ĐẶT VẤN ĐỀ 1 1. Lý do chọn đề tài 1 2. Mục đích nghiên cứu 2 3. Khách thể và đối tượng nghiên cứu 2 3.1. Khách thể nghiên cứu 2 3.2. ối tượng nghiên cứu 2 4. Giả thuyết khoa học 2 5. Nhiệm vụ và phạm vi nghiên cứu 2 5.1. Nhiệm vụ nghiên cứu 3 5.2. Phạm vi nghiên cứu 3 6. Phương pháp nghiên cứu 3 6.1. Phương pháp nghiên cứu lý thuyết 3 6.2. Phương pháp nghiên cứu thực tiễn 3 6.3. Phương pháp xử lý thông tin 4 7. Những luận điểm cần bảo vệ của đề tài 4 8. óng góp của đề tài 4 8.1. Về mặt lí luận 4 8.2. Về mặt thực tiễn 4 PHẦN II. NỘI DUNG ĐỀ TÀI 5 Chƣơng 1. Cơ sở lý luận 5 1. Hoạt động trải nghiệm trong dạy học 5 1.1. ịnh nghĩa về hoạt động trải nghiệm 5 1.2. ặc điểm của hoạt động trải nghiệm 5 a
1.3. Vai trò của hoạt động trải nghiệm 6 2. Hoạt động trải nghiệm STEM trong dạy học 6 2.1. ịnh nghĩa về hoạt động trải nghiệm STEM 6 2.2. Nội dung hoạt động trải nghiệm STEM 7 2.3. Hình thức tổ chức hoạt động trải nghiệm STEM 7 2.4. Quy trình thiết kế tổ chức hoạt động trải nghiệm STEM 8 3. Phát triển năng lực của HS thông qua hoạt động trải nghiệm STEM 10 3.1. Khái niệm năng lực 10 3.2. Năng lực vật lí của HS ở THPT 10 3.3. Biện pháp phát triển năng lực HS thông qua hoạt động trải nghiệm 14 STEM 4. ánh giá năng lực HS thông qua hoạt động trải nghiệm STEM 15 4.1. Các năng lực cần được đánh giá 15 4.2. Phương pháp đánh giá năng lực 16 4.3. Một số công cụ đánh giá năng lực 16 4.4. Tiêu chí đánh giá năng lực 16 Chƣơng 2. Cơ sở thực tiễn 17 1. iều tra thực trạng dạy học trải nghiệm STEM ở trường THPT 17 1.1. Mục đích điều tra 17 1.2. Phương pháp điều tra 17 1.3. ối tượng điều tra 17 1.4. Kết quả điều tra 17 2. Thuận lợi và khó khăn trong việc áp dụng đề tài 20 2.1. Thuận lợi 20 2.2. Khó khăn 20 Chƣơng 3. Giải pháp thiết kế hoạt động trải nghiệm stem thông qua 21 dạy học chủ đề “Moment lực. Cân bằng của vật rắn”, Vật lí 10 – chƣơng trình GDPT 2018 b
1. Phân tích nội dung và cấu trúc của chủ đề “Moment lực. Cân bằng của 21 vật rắn” 2. Kế hoạch tổ chức các hoạt động trải nghiệm STEM 22 3. Tổ chức dạy học các dự án trải nghiệm STEM trong chủ đề “Moment 25 lực. Cân bằng của vật rắn” Vật lí 10. 4. Kiểm tra đánh giá trong dạy học trải nghiệm STEM 42 4.1. Xây dựng các tiêu chí đánh giá cho mỗi hoạt động 42 4.2. Các mẫu phiếu đánh giá cho mỗi hoạt động (PHỤ LỤC 2) 42 5. Thực nghiệm sư phạm và đánh giá đề tài 42 5.1. Thực nhiệm sư phạm 42 5.2. Khảo sát sự cấp thiết và tính khả thi của các giải pháp đề xuất 46 PHẦN III: KẾT LUẬN 49 1. Kết luận 49 2. Khuyến nghị 49 TÀI LIỆU THAM KHẢO TL PHỤ LỤC c
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT GV Giáo viên HS Học sinh C ối chứng TN Thực nghiệm THPT Trung học phổ thông d
PHẦN I: ĐẶT VẤN ĐỀ 1. Lý do chọn đề tài Thực hiện Nghị quyết Hội nghị lần thứ 8, Ban chấp hành Trung ương khóa XI (Nghị quyết số 29-NQ/TW) về đổi mới căn bản, toàn diện giáo dục và đào tạo, đáp ứng yêu cầu công nghiệp hóa, hiện đại hóa trong điều kiện kinh tế thị trường định hướng xã hội chủ nghĩa và hội nhập quốc tế, toàn ngành giáo dục đang ra sức nỗ lực để thực hiện nâng cao chất lượng của nền giáo dục nước nhà. Trong đó, mỗi giáo viên đóng một vai trò then chốt cho sự phát triển đó. áp ứng mục tiêu giáo dục trong chiến lược phát triển giáo dục mới chuyển từ chương trình tiếp cận nội dung sang tiếp cận năng lực người học, lấy người học làm trung tâm, gắn lý thuyết với thực tiễn, tư duy và hành động, nhà trường và xã hội, hướng đến sự hình thành và phát triển năng lực của HS. Môn Vật lí là môn học kết hợp chặt chẽ giữa lí thuyết và thực nghiệm, là cầu nối giữa các môn học tự nhiên khác như Công nghệ, Hóa học, Sinh học.... Do đó ứng dụng kiến thức Vật lý và kết hợp các môn học khác trong cuộc sống rất phong phú, liên quan đến nhiều vấn đề và ngành nghề trong xã hội. Giáo dục STEM là một phương pháp giáo dục hiện đại nó kết hợp hài hòa 4 lĩnh vực khoa học, công nghệ, toán học và kĩ thuật. Giáo dục STEM trong nhà trường tạo cho HS những kĩ năng đáp ứng được cuộc cách mạng 4.0 hiện nay. Giúp tạo ra sự liên ngành giữa các lĩnh vực khoa học, công nghệ, kỹ thuật và toán học, để HS có những trải nghiệm thực tế gắn liền với cuộc sống. Việc dạy học theo hướng trải nghiệm STEM sẽ kích thích tư duy của HS, tăng tính hứng thú học tập và giúp HS hiểu sâu hơn về kiến thức được học tạo sự liên hệ kiến thức liên môn. Mục tiêu của giáo dục STEM không phải đào tạo ra những nhà toán học, nhà khoa học, kỹ sư mà là giúp HS hình thành những năng lực riêng, những kỹ năng như kỹ năng giao tiếp, kỹ năng hợp tác, kỹ năng giải quyết vấn đề và tư duy phản biện ở góc độ là nhà nghiên cứu, nhà sản xuất, một người sử dụng sản phẩm. HS luôn tự tin bày tỏ ý tưởng của mình và luôn có những ý tưởng mới trong học tập phần nào đáp ứng việc hướng tới mục tiêu giáo dục. Thực tế giảng dạy môn Vật lí ở trường THPT hiện nay, GV chỉ chú trọng việc cung cấp kiến thức lí thuyết cho HS, rèn luyện kĩ năng làm các bài thi, bài kiểm tra bằng các câu hỏi lí thuyết, bài tập trắc nghiệm ... theo logic toán học, khuôn mẫu nên việc rèn luyện kĩ năng vận dụng kiến thức Vật lí vào thực tiễn đời sống, vào giải quyết các vấn đề thực tiễn còn chưa được chú trọng, HS chưa biết cách làm việc độc lập một cách khoa học để lĩnh hội tri thức, chưa được hướng dẫn làm quen với các phương pháp nghiên cứu khoa học, áp dụng các thành tựu khoa học vào thực tiễn. Chương trình giáo dục phổ thông 2018, Vật lí là môn học lựa chọn theo nguyện vọng và theo định hướng nghề nghiệp của HS. Do đó cần phải tích cực đổi mới phương pháp dạy học nhằm trang bị cho HS những năng lực như: năng lực 1
nhận thức kiến thức Vật lí, năng lực tìm tòi và khám phá kiến thức Vật lí, năng lực vận dụng kiến thức kiến thức Vật lí vào thực tiễn. Từ đó gúp HS biết cách ứng xử đúng đắn và khoa học với tự nhiên, có khả năng lực chọn nghề nghiệp đúng đắn, phù hợp với với năng lực và sở trường của bản thân và phù hợp với hoàn cảnh của gia đình. Trong chủ đề “Moment lực. Cân bằng của vật rắn”, Vật lí 10 - Chương trình GDPT 2018 có rất nhiều ứng dụng trong thực tiễn. Qua chủ đề này, HS biết ứng dụng kiến thức khoa học vào trong đời sống thực tiễn, tạo ra các sản phẩm phục vụ cuộc sống, từ đó làm cho việc hiểu kiến thức Vật lí càng trở nên sâu sắc và bền vững hơn. Từ những lí do trên tôi chọn đề tài: Tổ chức hoạt động trải nghiệm STEM nhằm phát triển năng lực của HS thông qua dạy học chủ đề “Moment lực. Cân bằng của vật rắn” Vật lí 10 - Chương trình GDPT 2018 làm đề tài nghiên cứu, với mong muốn nghiên cứu sâu hơn về tính ưu việt, khả năng vận dụng phương pháp dạy học và kĩ thuật dạy học tích cực nhằm góp phần nâng cao chất lượng dạy học chủ đề nói riêng và bộ môn Vật lí ở trường phổ thông nói chung. 2. Mục đích nghiên cứu - Nghiên cứu và xây dựng chuyên đề Tổ chức hoạt động trải nghiệm STEM nhằm phát triển năng lực của HS thông qua dạy học chủ đề “Moment lực. Cân bằng của vật rắn” Vật lí 10 - Chương trình GDPT 2018. - ề xuất được một số phương pháp nhằm phát triển năng lực cho HS thông qua các hoạt động trải nghiệm STEM trong quá trình dạy học. 3. Khách thể và đối tƣợng nghiên cứu 3.1. Khách thể nghiên cứu Tổ chức hoạt động trải nghiệm STEM cho HS khối 10 của trường THPT Quỳnh Lưu 3 và các trường THPT lân cận. 3.2. Đối tƣợng nghiên cứu - Lý luận và thực tiễn về hoạt động trải nghiệm STEM, tổ chức hoạt động trải nghiệm STEM cho HS trong chủ đề “Moment lực. Cân bằng của vật rắn” Vật lí 10 - Chương trình GDPT 2018. - Lí luận về các nhóm năng lực, các nhóm năng lực cần hướng tới. 4. Giả thuyết khoa học Nếu tổ chức hợp lý hoạt động trải nghiệm STEM cho HS trong dạy học sẽ phát triển một số năng lực của HS như: năng lực tự chủ và tự học; năng lực giao tiếp và hợp tác; năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo; năng lực tìm hiểu tự nhiên và xã hội; năng lực công nghệ, tin học và toán học cho HS THPT. 5. Nhiệm vụ và phạm vi nghiên cứu 2
5.1. Nhiệm vụ nghiên cứu - Xây dựng nhiệm vụ học tập gồm hoạt động trải nghiệm STEM. - Thiết kế giáo án thực nghiệm dạy học theo chương trình GDPT 2018. - Thực nghiệm sư phạm để kiểm tra, đánh giá tính khả thi và tính hiệu quả của hoạt động trải nghiệm STEM đã xây dựng trong đề tài. 5.2. Phạm vi nghiên cứu 5.2.1. Về nội dung Tổ chức hoạt động trải nghiệm STEM nhằm phát triển năng lực của HS thông qua dạy học chủ đề “Moment lực. Cân bằng của vật rắn” Vật lí 10 - Chương trình GDPT 2018. 5.2.2. Về thời gian Thời gian Nghiệm vụ Từ tháng 09/2022 - 12/2022 Lên ý tương, viết và hoàn thành đề cương Nghiên cứu lí luận về tổ chức hoạt động trải Từ tháng 12/2022 - 01/2023 nghiệm STEM Nghiên cứu lí luận về năng lực và phát triển năng lực của S Từ tháng 01/2023 - 02/2023 Thực nghiệm sư phạm Từ tháng 02/2023 - 04/2023 Hoàn thành và nghiệm thu đề tài 6. Phƣơng pháp nghiên cứu 6.1. Phƣơng pháp nghiên cứu lý thuyết - Nghiên cứu lí luận về dạy học bằng phương pháp tổ chức hoạt động trải nghiệm STEM; các biện pháp phát triển năng lực HS trong dạy học Vật lí. - Nghiên cứu tổng quan về các tài liệu giáo khoa liên quan đến đề tài. - Tìm hiểu, liên hệ các cơ sở chế tạo có liên quan ở địa phương để tổ chức cho HS tham quan trải nghiệm và thiết kế chế tạo sản phẩm. 6.2. Phƣơng pháp nghiên cứu thực tiễn - Thăm lớp, dự giờ, trao đổi với GV và HS về vấn đề nghiên cứu. - iều tra việc áp dụng phương pháp dạy học bằng phương pháp tổ chức hoạt động trải nghiêm STEM, tính cấp thiết và tính hiệu quả của phương pháp. - iều tra nhu cầu được trải nghiệm, được khám phá, được thiết kế và chế tạo các sản phẩm. - Tiến hành thực nghiệm sư phạm để kiểm nghiệm hiệu quả của đề tài. 3
6.3. Phƣơng pháp xử lý thông tin - Thu thập thông tin thông qua Internet, Google trang tính, Google forms ... - Xử lí thông tin, sử dụng toán học thống kê, phần mên excel để kiểm tra kết quả và vẽ biểu đồ thực nghiệm. 7. Những luận điểm cần bảo vệ của đề tài Sử dụng phương pháp trải nghiệm STEM trong dạy học các chủ đề Vật lí nhằm phát triển năng lực cho HS. Xây dựng bộ công cụ đánh giá HS trong quá trình hoạt động và đánh giá năng lực HS sau mỗi chủ đề. 8. Đóng góp của đề tài 8.1. Về mặt lí luận - Làm rõ cơ sở lý luận của đề tài về tổ chưc hoạt động trải nghiệm STEM; các biện pháp phát triển năng lực HS trong dạy học Vật lí. - ề xuất quy trình tổ chức hoạt động trải nghiệm STEM cho HS thông qua dạy học chủ đề “Moment lực. Cân bằng của vật rắn” Vật lí 10 - Chương trình GDPT 2018. 8.2. Về mặt thực tiễn - Cho HS được quan sát, tìm hiểu các vật dụng xung quanh có liên quan đến Moment lực, cân bằng của vật rắn. - Cho HS thiết kế, chế tạo các vật dụng phục vụ nhu cầu cuộc sống liên quan đến Moment lực, cân bằng của vật rắn. - Khảo sát, phân tích, đánh giá thực trạng về nhận thức của GV và HS trong quá trình dạy học chủ đề “Moment lực. Cân bằng của vật rắn” Vật lí 10 - Chương trình GDPT 2018. - Khảo sát sự cấp thiết và tính khả thi của các giải pháp được đề xuất trong đề tài và từ đó hoàn thiện, phổ biến rộng rãi cho đồng nghiệm sử dụng trong dạy học. 4
PHẦN II: NỘI DUNG NGHIÊN CỨU CHƢƠNG 1. CƠ SỞ LÝ LUẬN 1. Hoạt động trải nghiệm trong dạy học 1.1. Định nghĩa về hoạt động trải nghiệm Hoạt động trải nghiệm là hoạt động giáo dục được tích hợp kiến thức, kỹ năng của nhiều lĩnh vực để thực hiện mục tiêu hoạt động của mình, coi trọng các hoạt động thực tiễn mang tính tự chủ của HS, về cơ bản là hoạt động mang tính tập thể trên tinh thần tự chủ cá nhân, với sự nỗ lực giáo dục giúp phát triển sáng tạo và cá tính riêng của mỗi cá nhân trong tập thể. ây là những hoạt động giáo dục được tổ chức gắn liền với kinh nghiệm, cuộc sống để HS được trải nghiệm và sáng tạo. iều đó đòi hỏi các hình thức và phương pháp tổ chức hoạt động trải nghiệm sáng tạo phải đa dạng, linh hoạt, HS tự hoạt động, trải nghiệm là chính. Hoạt động trải nghiệm là hoạt động được coi trọng trong từng môn học, đồng thời trong kế hoạch giáo dục cũng bố trí các hoạt động trải nghiệm riêng, mỗi hoạt động này mang tính tổng hợp của nhiều lĩnh vực giáo dục, kiến thức, kĩ năng khác nhau. ây là hoạt động giáo dục nhằm góp phần phát triển toàn diện nhân cách HS. Vậy hoạt động trải nghiệm được hiểu là:“Hoạt động trải nghiệm là hoạt động giáo dục, trong đó nội dung và cách thức tổ chức tạo điều kiện cho từng HS được tham gia trực tiếp và làm chủ thể của hoạt động, tự lên kế hoạch, chủ động xây dựng chiến lược hành động cho bản thân và cho nhóm để hình thành và phát triển những phẩm chất, tư tưởng, ý chí, tình cảm, giá trị, kĩ năng sống và những năng lực cần có của công dân trong xã hội hiện đại, qua hoạt động HS phát huy khả năng sáng tạo để thích ứng và tạo ra cái mới, giá trị cho cá nhân và cộng đồng”. 1.2. Đặc điểm của hoạt động trải nghiệm Hoạt động trải nghiệm mang tính tích hợp: Nội dung hoạt động trải nghiệm rất đa dạng và mang tính tích hợp tổng hợp kiến thức kĩ năng của nhiều môn học, nhiều lĩnh vực học tập như giáo dục đạo đức, giáo dục trí tuệ, giáo dục kĩ năng sống, giáo dục giá trị sống, giáo dục thẩm mĩ, thể chất, giáo dục lao động, an toàn giao thông, môi trường, phòng chống các tệ nạn xã hội.... iều này giúp cho các nội dung giáo dục thiết thực hơn, gần gũi với cuộc sống thực tế hơn, đáp ứng nhu cầu hoạt động của HS giúp các em vận dụng vào thực tiễn cuộc sống dễ dàng hơn. Hình thức học qua hoạt động trải nghiệm rất đa dạng: Hoạt động trải nghiệm được tổ chức dưới nhiều hình thức như trò chơi, hội thi, diễn đàn, giao lưu, tham quan du lịch, sân khấu hóa, thể dục thể thao, câu lạc bộ, các công trình nghiên cứu, trải nghiệm STEM.... Nhờ các hình thức tổ chức đa dạng phong phú mà việc giáo dục HS được thực hiện một cách tự nhiên, sinh động, nhẹ nhàng, hấp dẫn, không gò bó và khô cứng phù hợp với đặc điểm tâm sinh lí, cũng như nhu cầu nguyện vọng của HS. 5
Học qua trải nghiệm là quá trình tích cực và hiệu quả: Hoạt động trải nghiệm là cơ hội cho HS phát huy tính tích cực, chủ động, tự giác và sáng tạo của bản thân. Nó có khả năng huy động sự tham gia tích cực của HS vào các khâu của quá trình hoạt động từ thiết kế hoạt động dến chuẩn bị thực hiện và đánh giá kết quả... từ đó hình thành cho các em nhứng giá trị sống và năng lực cần thiết. Học qua trải nghiệm cần liên kết nhiều lực lượng giáo dục trong và ngoài nhà trường, khác với hoạt động dạy học, hoạt động trải nghiệm có khả năng thu hút sự tham gia, phối hợp liên kết nhiều lực lượng giáo dục trong và ngoài nhà trường như: GV chủ nhiệm, GV bộ môn, ban giám hiệu, đoàn thanh niên, cha mẹ HS, hội khuyến học, các tổ chức cơ quan doanh nghiệp địa phương… mỗi lực lượng giáo dục có tiềm năng thế mạnh riêng. Do vậy hoạt động trải nghiệm là điều kiện cho HS được học tập, giao tiếp rộng rãi với nhiều lực lượng giáo dục, được lĩnh hội các nội dung giáo dục qua nhiều kênh khác nhau, với nhiều cách tiếp cận khác nhau. Học qua trải nghiệm giúp lĩnh hội những kinh nghiệm mà các hình thức học tập khác không thực hiện được: lĩnh hội kinh nghiệm lịch sử xã hội loài người và thế giới xung quanh bằng nhiều con đường khác nhau để phát triển nhân cách mình là mục tiêu quan trọng của hoạt động học tập. Sự đa dạng trong trải nghiệm sẽ mang lại cho HS nhiều vốn sống, kinh nghiệm phong phú mà nhà trường không thể cung cấp thông qua các công thức hay định luật, định lý... 1.3. Vai trò của hoạt động trải nghiệm Là bộ phận quan trọng của chương trình giáo dục đặc biệt trong chương trình giáo dục 2018. Là con đường quan trọng để gắn kết giữa học với hành, lý thuyết với thực tiễn. Là phương pháp có tác dụng hình thành phát triển nhân cách hài hòa và toàn diện nhất cho HS. Là phương pháp giúp GV điều chỉnh và định hướng cho tất cả các hoạt động giáo dục. 2. Hoạt động trải nghiệm STEM trong dạy học 2.1. Định nghĩa về hoạt động trải nghiệm STEM Hoạt động trải nghiệm STEM là một hoạt động ngoại khóa, tổ chức các buổi trải nghiệm thực tế. ây là một xu hướng giáo dục trong thời đại mới, không chỉ áp dụng các kiến thức trong nhiều lĩnh vực vào giảng dạy mà còn giúp HS phát triển được năng lực của bản thân. Hoạt động trải nghiệm STEM là hoạt động do nhà giáo dục định hướng, thiết kế và hướng dẫn thực hiện, tạo cơ hội cho HS tiếp cận thực tế, thể nghiệm các cảm xúc tích cực, khai thác các kinh nghiệm đã có và huy động tổng hợp kiến thức, kĩ năng của một số môn học thuộc lĩnh vực STEM để thực hiện những nhiệm vụ 6
được giao hoặc giải quyết những vấn đề của thực tiễn đời sống, nhà trường, gia đình, xã hội phù hợp với lứa tuổi; thông qua đó, chuyển hoá những kinh nghiệm đã trải qua thành tri thức mới, hiểu biết mới, kĩ năng mới góp phần phát huy tiềm năng sáng tạo và khả năng thích ứng với cuộc sống, môi trường và nghề nghiệp tương lai. Các nhà trường có thể tổ chức các không gian trải nghiệm STEM, khám phá các thí nghiệm, giới thiệu thư viện số… Tuy nhiên, nội dung trải nghiệm STEM cần thiết kế thành một bài học gắn liền với nội dung bài học STEM trong chương trình phổ thông, có sự đa dạng, phong phú, giúp lôi cuốn HS tìm tòi, khám phá và vận dụng các kiến thức khoa học, công nghệ vào thực tiễn. 2.2. Nội dung hoạt động trải nghiệm STEM Nội dung trải nghiệm STEM được lựa chọn gắn với việc thực hiện mục tiêu của chương trình giáo dục phổ thông, tạo hứng thú và động lực học tập nhằm phát triển phẩm chất và năng lực cho HS. Chú trọng những hoạt động liên quan, hoạt động tiếp nối ở mức vận dụng (thiết kế, thử nghiệm, thảo luận và chỉnh sửa) các hoạt động của bài học STEM trong chương trình, tập trung vào việc giải quyết các vấn đề của thực tiễn xã hội, khoa học, công nghệ. Nội dung hoạt động trải nghiệm STEM có thể gắn với các hoạt động nghề nghiệp liên quan đến lĩnh vực STEM nhằm bổ trợ cho quá trình học tập, tạo hứng thú và động lực học tập, góp phần định hướng nghề nghiệp cho HS. 2.3. Hình thức tổ chức hoạt động trải nghiệm STEM Hoạt động trải nghiệm STEM được tổ chức thông qua hình thức câu lạc bộ hoặc các hoạt động trải nghiệm thực tế; được tổ chức thực hiện theo sở thích, năng khiếu và lựa chọn của HS một cách tự nguyện. Nhà trường có thể tổ chức các không gian trải nghiệm STEM trong nhà trường; giới thiệu thư viện học liệu số, thí nghiệm ảo, mô phỏng, phần mềm học tập để HS tìm hiểu, khám phá các thí nghiệm, ứng dụng khoa học, kỹ thuật trong thực tiễn đời sống. Hoạt động trải nghiệm STEM được tổ chức theo kế hoạch giáo dục của nhà trường; nội dung trải nghiệm được thiết kế thành bài học cụ thể, mô tả rõ mục đích, yêu cầu, tiến trình trải nghiệm và dự kiến kết quả. Ưu tiên những hoạt động liên quan, hoạt động tiếp nối ở mức vận dụng (thiết kế, thử nghiệm, thảo luận và chỉnh sửa) của các hoạt động trong bài học STEM theo kế hoạch dạy học của nhà trường. Hình thức tổ chức hoạt động trải nghiệm STEM cần phong phú, đa dạng, lôi cuốn HS vào hoạt động tìm tòi, khám phá và vận dụng kiến thưc để giải quyết vấn đề trong thực tiễn xã hội, khoa học, công nghệ: - Tổ chức hoạt động trải nghiệm STEM có thể linh hoạt, kết hợp các hoạt động trong trường (hình thức câu lạc bộ) và ngoài trường (tìm tòi, khám phá thực tiễn). 7
- Tăng cường tổ chức hoạt động theo nhóm để phát triển năng lực giao tiếp và hợp tác cho HS. Trong quá trình hoạt động theo nhóm, cần chỉ rõ nhiệm vụ và sản phẩm cụ thể của mỗi HS trong nhóm. 2.4. Quy trình thiết kế tổ chức hoạt động trải nghiệm STEM Bước 1: Xác định nhu cầu tổ chức hoạt động trải nghiệm STEM. Căn cứ nhiệm vụ mục tiêu và chương trình giáo dục cần tiến hành khảo sát nhu cầu và điều kiện tiến hành. Xác định rõ đối tượng thực hiện, việc hiểu rõ đặc điểm HS tham gia vừa giúp GV thiết kế hoạt động phù hợp với đặc điểm lứa tuổi, vừa giúp phòng ngừa những đáng tiếc có thể xảy ra đối với HS. Bước 2: Đặt tên cho hoạt động trải nghiệm STEM. ặt tên cho hoạt động là việc làm cần thiết vì tên của hoạt động tự nó đã nói lên được chủ đề, mục tiêu, nội dung, hình thức của hoạt động. Tên hoạt động cũng tạo được sự hấp dẫn lôi cuốn, tạo ra được trạng thái tâm lí đầy hứng khởi của HS. Vì vậy cần có sự tìm tòi suy nghĩ để đặt tên cho hoạt động phù hợp và hấp dẫn. Việc đặt tên cho hoạt động cần phải đảm bảo các yêu cầu sau: - Rõ ràng, chính xác, ngắn gọn. - Phản ánh được chủ đề nội dung của hoạt động. - Tạo được ấn tượng ban đầu cho HS. Bước 3: Xác định mục tiêu của hoạt động trải nghiệm STEM. Mỗi hoạt động đều thực hiện mục đích chung của mổi chủ đề nhưng cũng có mục tiêu cụ thể của hoạt động đó. Mục tiêu của hoạt động là dự kiến trước kết quả của hoạt động. Các mục tiêu hoạt động cần được xác định cụ thể, rõ ràng phù hợp, phản ánh được mức độ cao thấp của yêu cầu cần đạt về tri thức, kĩ năng, định hướng giá trị. Xác định đúng mục tiêu nó sẽ có tác dụng: - ịnh hướng cho hoạt động, là cơ sở chọn lựa nội dung và điều chỉnh hoạt động. - Căn cứ để đánh giá kết quả hoạt động. - Kích thích tính tích cực hoạt động của thầy và trò. Trong quá trình xác định mục tiêu cần trả lời các câu hỏi sau: - Hoạt động này có thể hình thành cho HS kiến thức ở mức độ nào (khối lượng và chất lượng của kiến thức). - Những kĩ năng có thể hình thành ở HS và các mức độ của nó đạt được sau 8
khi tham gia hoạt động. - Những thái độ, giá trị nào có thể hình thành hay thay đổi ở HS sau hoạt động trải nghiệm STEM. Bước 4: Xác định nội dung, phương pháp, phương tiện, hình thức của hoạt động hoạt động trải nghiệm STEM. Mục tiêu có thể đạt được hay không phụ thuộc vào sự xác định đầy đủ và hợp lí những nội dung và hình thức của hoạt động. Trước hết cần căn cứ vào chủ đề, mục tiêu đã xác định các điều kiện hoàn cảnh cụ thể của lớp, nhà trường, khả năng của HS để xác định nội dung phù hợp cho các hoạt động, cần liệt kê đầy đủ các nội dung cần thực hiện. Từ yêu cầu đặt ra của nội dung để xác định cụ thể phương pháp tiến hành, xác định các phương tiện cần có để tiến hành, từ đó lựa chọn hình thức hoạt động tương ứng. Có thể một hoạt động có nhiều hình thức khác nhau được thực hiện đan xen hoặc trong đó có một hình thức nào đó chủ đạo, còn hình thức khác phụ trợ. Bước 5: Lập kế hoạch ể biến các mục tiêu lựa chọn thành hiện thực thì phải lập kế hoạch cụ thể để tiến hành thực hiện. Lập kế hoạch để thực hiện mục tiêu tức là tìm các nguồn lực (nhân lực, vật chất, tài liệu) và thời gian, không gian ... cần cho việc hình thành các mục tiêu. Chi phí về tất cả các mặt phải được xác định và phải tìm ra phương án chi phí ít nhất cho việc thực hiện mỗi mục tiêu. Bước 6: Thiết kế chi tiết hoạt động trên bản giấy. Trong bước này cần phải xác định: - Có bao nhiêu việc cần phải thực hiện? - Các việc đó là gì? Nội dung của mỗi việc đó ra sao? - Tiến trình và thời gian thực hiện các việc đó như thế nào? - Các công việc cụ thể cho các tổ, nhóm, các nhân ... - Yêu cầu cần đạt được của mỗi việc. Bước 7: Kiểm tra, điều chỉnh và hoàn thiện chương trình. Rà soát kiểm tra lại nội dung và trình tự các việc, thời gian thực hiện cho từng việc, xem xét, tính toán hợp lí, khả năng thực hiện và kết quả cần đạt được. Nếu phát hiện những sai sót hoặc bất hợp lí ở khâu nào, bước nào, nội dung nào thì phải kịp thời điều chỉnh. Cuối cùng hoàn thiện bản thiết kế chương trình hoạt động và cụ thể hóa chương trình đó bằng văn bản. ó là kế hoạch tổ chức hoạt động trải nghiệm 9
STEM. Bước 8: Lưu trữ kết quả hoạt động vào hồ sơ của HS. Sau khi kết thúc hoạt động trải nghiệm STEM, GV đánh giá nhận xét mỗi HS và lưu kết quả hoạt động vào hồ sơ cho HS. 3. Phát triển năng lực của HS thông qua hoạt động trải nghiệm STEM 3.1. Khái niệm năng lực Tùy theo mỗi phạm trù có thể chia thành các dạng năng lực như năng lực chung và năng lực chuyên biệt. Năng lực chung là năng lực tổng quát, năng lực tư duy tưởng tượng, năng lực lao động trong các hoạt động của các ngành khác nhau. Năng lực chuyên môn là năng lực cụ thể riêng biệt trong từng lĩnh vực khác nhau trong xã hội như năng lực kinh doanh, năng lực khoa học, năng lực ngôn ngữ… Quan hệ hữu cơ giữa hai loại năng lực này là cơ sở của sự phát triển năng lực, nếu năng lực chung phát triển tốt thì cũng dễ hình thành năng lực chuyên môn. Ngược lại nếu năng lực chuyên môn phát triển tốt cũng là điều kiện để phát triển năng lực chung. Trong thực tế người có năng lực chung phát triển sẽ có hiệu quả hoạt động tốt ở lĩnh vực cần thiết và cũng sẽ có những năng lực chuyên môn tương ứng phát triển trong lĩnh vực của mình. Những năng lực này được hình thành dưới sự giáo dục và phát triển bồi dưỡng của con người trong hoạt động của mình. Từ khả năng tự quản lý, điều chỉnh và điều khiển ở mỗi cá nhân trong quá trình sống và làm việc mà năng lực luôn được hình thành và phát triển. Ngoài ra năng lực được chi phối bởi quá trình tiếp thu kiến thưc, kĩ năng, kĩ xảo mà mỗi người dùng trong quá trình hoạt động của mình. Mỗi người trong xã hội có những cách tiếp nhận khác nhau theo từng hoàn cảnh với nhịp độ khác nhau có những người tiếp thu nhanh, dễ dàng nhưng có những người mất nhiều thời thời gian và sức lực hơn mới có thể đạt được trình độ tốt. Năng lực là khả năng huy động tổng hợp các kiến thức, kĩ năng và các thuộc tính tâm lí cá nhân khác nhau như hứng thú, niềm tin, ý chí,… để thực hiện thành công một loại công việc nhất định. 3.2. Năng lực vật lí của HS ở THPT 3.2.1. Nhận thức kiến thức vật lí - Nhận thức được kiến thức phổ thông cốt lõi về: mô hình hệ vật lí; chất, năng lượng và sóng; lực và trường. - Nhận biết được một số ngành, nghề liên quan đến vật lí. 3.2.2. Tìm tòi khám phá thế giới tự nhiên dưới góc độ vật lí - Thực hiện được hoạt động tìm tòi, khám phá một số sự vật, hiện tượng đơn giản, gần gũi trong thế giới tự nhiên và đời sống theo tiến trình. 10
- Thực hiện được việc phân tích, so sánh, rút ra những những dấu hiệu chung và riêng của một số sự vật, hiện tượng đơn giản, gần gũi trong thế giới tự nhiên. - Sử dụng được các chứng cứ khoa học để kiểm tra các dự đoán, lí giải các chứng cứ, rút ra kinh nghiệm. 3.2.3. Vận dụng kiến thức vật lí vào thực tiễn - Vận dụng được kiến thức vật lí để mô hình hóa các hệ vật lí đơn giản và sử dụng được toán học như một ngôn ngữ và công công cụ để giải quyết vấn đề cụ thể. - Mô tả, dự đoán, giải thích hiện tượng, giải quyết vấn đề một cách khoa học; ứng xử thích hợp với công nghệ và thiên nhiên trong một số tình huống liên quan đến bản thân, gia đình, cộng đồng. Bảng 1. Biểu hiện cụ thể của năng lực vật lí Năng lực thành phần Biểu hiện Nhận thức kiến thức vật - Gọi tên/Kể tên/Nhận biết/Nhận ra/Phát biểu/Nêu lí các sự vật, hiện tượng, quá trình vật lí. - Trình bày các đặc điểm/ sự kiện/ vai trò của các sự vật, của các hiện tượng, của các quá trình vật lí. - Mô tả bằng các hình thức biểu đạt như viết, nói, đo, tính, vẽ, lập sơ đồ, lập biểu đồ. - Phân loại các hiện tượng/sự vật theo các tiêu chí khác nhau. - Phân tích các khía cạnh của một sự vật, hiện tượng, các quá trình vật lí theo một logic nhất định. - So sánh/Lựa chọn sự vật, hiện tượng, quá trình vật lí dựa theo các tiêu chí. Tìm tòi và khám phá thế - ề xuất vấn đề. ặt câu hỏi cho vấn đề tìm tòi, giới tự nhiên dƣới góc khám phá. độ vật lí - ưa ra phán đoán, xây dựng giả thuyết. - Lập kế hoạch thực hiện. - Thực hiện kế hoạch: Thu thập sự kiện và chứng cứ (quan sát, ghi chép, thu thập dữ liệu, làm thí nghiệm); Phân tích dữ liệu nhằm chứng minh hay bác bỏ giả thuyết; Rút ra kết luận về vấn đề thực tiễn và đánh giá. - Viết, trình bày báo cáo và thảo luận. 11
- ề xuất các biện pháp giải quyết vấn đề trong các tình huống học tập, đưa ra quyết định (Xây dựng mô hình, kế hoạch,...) Vận dụng kiến thức vật - Giải thích/chứng minh một vấn đề thực tiễn. lí vào thực tiễn - Phân tích, tổng hợp để giải thích/chứng minh một vấn đề thực tiễn. - ánh giá/phản biện ảnh hưởng của một vấn đề thực tiễn. - ề xuất một số phương pháp, biện pháp mới, thiết kế mô hình, kế hoạch,... 3.2.4. Các mức độ phát triển năng lực vật lí - Trong quá trình dạy học môn Vật lí chúng ta phải xác định được đường phát triển năng lực HS thông qua cách xác định xem HS đạt các yêu cầu cần đạt như thế nào được quy định trong chương trình giáo dục phổ thông môn Vật lí. - Trong dạy học môn Vật lí cấp trung học phổ thông, năng lực vật lí được giảng dạy từ lớp 10 đến lớp 12 với các biểu hiện cụ thể của yêu cầu cần đạt được quy định trong chương trình giáo dục phổ thông tổng thể năm 2018. ường phát triển năng lực vật lí cho HS trung học phổ thông theo 3 mức độ phát triển như bảng sau: Bảng 2. Mức độ phát triển năng lực vật lí Năng lực Mức độ 1 Mức độ 2 Mức độ 3 Nhận thức - Nhận biết và nêu - Giải thích được - Nhận ra điểm sai kiến thức được các đối tượng, mối quan hệ giữa và chỉnh sửa được vật lí khái niệm, hiện các sự vật, hiện nhận thức hoặc lời tượng, quy luật, quá tượng, quá trình. giải thích; đưa ra trình vật lí. - Tìm được từ khoá, được những nhận - Trình bày được sử dụng được thuật định phê phán có các hiện tượng, quá ngữ khoa học, kết liên quan đến chủ đề trình vật lí; đặc điểm nối được thông tin thảo luận. vai trò của các hiện theo logic có ý - So sánh, lựa chọn tượng, quá trình vật nghĩa. Lập được dàn phân loại, phân tích lí bằng các hình ý khi đọc và trình được các hiện thức biểu đạt: nói, bày các văn bản tượng, quá trình vật viết, đo, tính, lập sơ khoa học. lí theo các tiêu chí đồ, biểu đồ. khác nhau. - Nhận ra một số ngành nghề phù hợp 12
với những sở trường của bản thân. Tìm tòi và - ề xuất vấn đề - ề xuất vấn đề - ề xuất vấn đề khám phá đơn giãn quen thuộc tương tự liên quan phức hợp và mới thế liên quan đến vật lí. đến vật lí. liên quan đến vật lí. giới tự - Nhận ra, phán - ưa ra phán đoán - ưa ra phán đoán nhiên dƣới đoán và giả thuyết. và xây dựng giả và xây dựng các giả góc độ vật lí thuyết. thuyết. - Nhận ra các bước - Lập kế hoạch thực - Lập kế hoạch thực thực hiện kế hoạch. hiện. hiện tối ưu. - Thực hiện kế - Thực hiện kế - Thực hiện kế hoạch. hoạch. hoạch. - Viết, trình bày báo - Viết, trình bày báo - Viết, trình bày báo cáo và thảo luận. cáo và thảo luận. cáo và thảo luận. - Ra quyết định và - Ra quyết định và - Ra quyết định và đề xuất ý kiến giải đề xuất ý kiến giải đề xuất ý kiến giải pháp đơn giãn. pháp tường tự. pháp mới và sáng tạo. Vận dụng - Giải thích, chứng - Giải thích, chứng - Giải thích, chứng kiến thức minh được một vấn minh được một vấn minh được một vấn vật lí vào đề thực tiển tương đề thực tiển tương đề thực tiển mới và thực tiễn tự và đơn giãn. tự. phức tạp. - Mô tả được ảnh - ánh giá, phản hưởng của một vấn - Giải thích được biện được ảnh đề thực tiển đơn ảnh hưởng của một hưởng của một vấn giãn. vấn đề thực tiển đề thực tiển mới. - Mô tả được mô mới. - Thiết kế được mô hình, lập được kế - Giải thích được hình phức hợp, lập hoạch, đề xuất và mô hình, lập được được kế hoạch, đề thực hiện được một kế hoạch, đề xuất và xuất và thực hiện số phương pháp hay thực hiện được một một số phương pháp biện pháp tương tự số phương pháp hay và biện pháp mới. đơn giãn. biện pháp tương tự. - ề xuất được giải - Mô tả được giải - Giải thích được pháp và thực hiện pháp và thực hiện giải pháp và thực được một số giải được một số giải hiện được một số pháp để bảo vệ thiên pháp để bảo vệ thiên giải pháp để bảo vệ nhiên, thích ứng với nhiên, thích ứng với thiên nhiên, thích biến đổi khí hậu; có 13
biến đổi khí hậu; có ứng với biến đổi khí hành vi, thái độ hợp hành vi thái độ hợp hậu; có hành vi, thái lí nhắm phát triển lí nhằm phát triển độ hợp lí nhắm phát bền vững. bền vững. triển bền vững. 3.3. Biện pháp phát triển năng lực HS thông qua hoạt động trải nghiệm STEM 3.3.1. Cải tiến các phương pháp dạy học truyền thống Các phương pháp dạy học truyền thống như thuyết trình, đàm thoại, luyện tập luôn là những phương pháp quan trọng trong dạy học. ổi mới phương pháp dạy học không có nghĩa là loại bỏ các phương pháp dạy học truyền thống quen thuộc mà cần bắt đầu bằng việc cải tiến để nâng cao hiệu quả và hạn chế nhược điểm của chúng. ể nâng cao hiệu quả của các phương pháp dạy học này người GV trước hết cần nắm vững những yêu cầu và sử dụng thành thạo các kỹ thuật của chúng trong việc chuẩn bị cũng như tiến hành bài lên lớp, chẳng hạn như kỹ thuật mở bài, kỹ thuật trình bày, giải thích trong khi thuyết trình, kỹ thuật đặt các câu hỏi và xử lý các câu trả lời trong đàm thoại, hay kỹ thuật làm mẫu trong luyện tập. Tuy nhiên, các phương pháp dạy học truyền thống có những hạn chế tất yếu, vì thế bên cạnh các phương pháp dạy học truyền thống cần kết hợp sử dụng các phương pháp dạy học mới, đặc biệt là những phương pháp và kỹ thuật dạy học phát huy tính tích cực và sáng tạo của HS. 3.3.2. Kết hợp đa dạng các phương pháp dạy học Không có một phương pháp dạy học toàn năng phù hợp với mọi mục tiêu và nội dung dạy học. Mỗi phương pháp và hình thức dạy học có những ưu, nhựơc điểm và giới hạn riêng. Vì vậy việc phối hợp các phương pháp và hình thức dạy học trong toàn bộ quá trình dạy học là phương hướng quan trọng để phát huy tính tích cực và nâng cao chất lượng dạy học. Dạy học toàn lớp, dạy học nhóm, nhóm đôi và dạy học cá thể là những hình thức dạy học cần kết hợp với nhau, mỗi một hình thức có những chức năng riêng. Trong thực tiễn dạy học ở trường trung học hiện nay, nhiều GV đã cải tiến bài lên lớp theo hướng kết hợp thuyết trình của GV với hình thức làm việc nhóm, góp phần tích cực hoá hoạt động nhận thức của HS. Tuy nhiên hình thức làm việc nhóm rất đa dạng, không chỉ giới hạn ở việc giải quyết các nhiệm vụ học tập nhỏ xen kẽ trong bài thuyết trình, mà còn có những hình thức làm việc nhóm giải quyết những nhiệm vụ phức hợp, có thể chiếm một hoặc nhiều tiết học, sử dụng những phương pháp chuyên biệt như phương pháp đóng vai, nghiên cứu trường hợp, dự án. 3.3.3. Vận dụng dạy học định hướng hành động 14