Sáng kiến kinh nghiệm THPT: Ứng dụng dạy học STEM bài Dòng điện không đổi. Nguồn điện Vật lí 11 THPT để phát triển năng lực sáng tạo cho học sinh

Chia sẻ: Buctranhdo Buctranhdo | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:68

Thêm vào BST

Báo xấu

82
lượt xem 16
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục đích của sáng kiến là phát triển năng lực sáng tạo của học sinh thông qua vận dụng dạy học STEM trong dạy học chương “Dòng điện không đổi. Nguồn điện” Vật lí 11 THPT. Mời các bạn cùng tham khảo bài viết dưới đây để nắm nội dung của sáng kiến kinh nghiệm!

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Sáng kiến kinh nghiệm THPT: Ứng dụng dạy học STEM bài Dòng điện không đổi. Nguồn điện Vật lí 11 THPT để phát triển năng lực sáng tạo cho học sinh

SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM ĐỀ TÀI: ỨNG DỤNG DẠY HỌC STEM BÀI “ DÒNG ĐIỆN KHÔNG ĐỔI. NGUỒN ĐIỆN ” VẬT LÍ 11 THPT ĐỂ PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC SÁNG TẠO CHO HS. BỘ MÔN: VẬT LÍ. 1
SỞ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO NGHỆ AN TRƯỜNG THPT CÁT NGẠN SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM ĐỀ TÀI: ỨNG DỤNG DẠY HỌC STEM BÀI “ DÒNG ĐIỆN KHÔNG ĐỔI. NGUỒN ĐIỆN ” VẬT LÍ 11 THPT ĐỂ PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC SÁNG TẠO CHO HS. BỘ MÔN: VẬT LÍ. TÁC GIẢ : NGUYỄN ĐÌNH LINH TỔ: KHOA HỌC TỰ NHIÊN NĂM THỰC HIỆN: 2020 -2021 ĐIỆN THOẠI: 0978 323 853 2
LỜI CAM ĐOAN Năm học 2020 - 2021, tôi viết sáng kiến kinh nghiệm có tên Ứng dụng dạy học STEM bài” Dòng điện không đổi. Nguồn điện” Vật lí 11 THPT để phát triển năng lực sáng tạo cho HS Tôi cam kết sản phẩm này là của cá nhân tôi tham khảo các tài liệu và tổng hợp viết nên không sao chép SKKN của người khác để nộp. Nếu nhà trường và tổ chuyên môn phát hiện ra tôi sao chép của ai hay có sự tranh chấp về quyền sở hữu thì tôi xin chịu hoàn toàn trách nhiệm trước ban chuyên môn về tính trung thực của lời cam đoan này. Thanh Chương, ngày 20/3/2021 Người viết SKKN Nguyễn Đình Linh 3
DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT Viết tắt Viết đầy đủ ĐC Đối chứng TN Thực nghiệm GV Giáo viên HS Học sinh THPT Trung học phổ thông TNSP Thực nghiệm sư phạm SKKN Sáng kiến kinh nghiệm GD &ĐT Giáo dục và đào tạo CM Chuyên môn DA Dự án ĐG Đánh giá KT Kiến thức KN Kĩ năng ĐG Đánh giá 4
MỤC LỤC Nội dung Trang Phần I: Đặt vấn đề 1 1.1. Lý do chọn đề tài 1 1.2. Mục đích nghiên cứu 1 1.3. Đối tượng nghiên cứu 1 1.4. Kế hoạch nghiên cứu. 1 1.5. Phương pháp nghiên cứu 2 1.6. Điểm mới của đề tài 3 Phần II. Nội dung nghiên cứu 4 2.1. Cơ sở lí thuyết 4 2.2. Dạy học STEM trong dạy học Vật lí ở trường Trung học phổ thông 6 2.3. Thực trạng dạy học STEM phát triển năng lực HS tại các trường 12 THPT huyện Thanh Chương – Nghệ An 2.4 Những điểm thuận lợi, khó khăn ảnh hưởng đến dạy học STEM và vận dụng dạy học STEM theo hướng phát triển năng lực học sinh 13 trong dạy học Vật lí 2.5. Vận dụng dạy học STEM theo định hướng phát triển năng lực sáng tạo trong dạy học bài “Dòng điện không đổi. Nguồn điện” Vật lí 14 11 THPT 2.6. Thiết kế tiến trình vận dụng dạy học STEM theo định hướng phát triển năng lực sáng tạo trong dạy học bài “Dòng điện không đổi. 16 Nguồn điện” 2.7. Nội dung thực ghiệm sư phạm 27 Phần III. Kết luận 42 Tài liệu tham khảo 43 5
PHẦN I: ĐẶT VẤN ĐỀ 1.1. Lí do chọn đề tài. Trong xu hướng đổi mới giáo dục hiện nay, phương pháp dạy học từ chú trọng tập trung trang bị kiến thức chuyển sang định hướng hình thành các phẩm chất, năng lực chủ yếu cho người học, đồng thời phát triển tư duy sáng tạo vận dụng các kiến thức, kĩ năng được học vào việc giải quyết các vấn đề xảy ra trong thực tiễn. Tuy nhiên, trong quá trình thực tế giảng dạy tôi thấy, với cách dạy theo phương pháp truyền thống như hiện nay, học sinh không những không tích cực, chủ động sáng tạo mà nhiều lúc còn không có hứng thú với việc học tập bộ môn. Trong các phương pháp dạy học tích cực đó thì tôi thấy dạy học STEM (Science - Khoa học, Technology - Công nghệ, Engineering - Kĩ thuật, Mathematics - Toán học) đem lại nhiều hứng thú cho người học hơn cả. Với phương pháp dạy học theo STEM, HS không những tiếp thu kiến thức một cách chủ động mà còn có cơ hội phát triển, hình thành được các kĩ năng cần thiết, từ đó có thể phát huy mức độ tư duy tốt nhất, đặc biệt đối với môn Vật lí là môn học có tính thực nghiệm cao. Mỗi bài học STEM sẽ đề cập và giao cho học sinh giải quyết một vấn đề tương đối trọn vẹn, đòi hỏi học sinh phải huy động kiến thức đã có và tìm tòi, chiếm lĩnh kiến thức mới để sử dụng. Quá trình đó đòi hỏi học sinh phải thực hiện theo "Quy trình khoa học" (để chiếm lĩnh kiến thức mới) và "Quy trình kĩ thuật" để sử dụng kiến thức đó vào việc thiết kế và thực hiện giải pháp ("công nghệ" mới) để giải quyết vấn đề. Đây là những lí do chính mà tôi lựa chọn đề tài : Ứng dụng dạy học STEM bài” Dòng điện không đổi. Nguồn điện” Vật lí 11 THPT để phát triển năng lực sáng tạo cho HS 1.2. Mục đích nghiên cứu Phát triển năng lực sáng tạo của học sinh thông qua vận dụng dạy học STEM trong dạy học chương “Dòng điện không đổi. Nguồn điện” Vật lí 11 THPT 1.3. Đối tượng nghiên cứu Các biện pháp vận dụng dạy học STEM theo định hướng phát triển năng lực sáng tạo trong dạy học bài “Dòng điện không đổi. Nguồn điện” Vật lí lớp 11 THPT 1.4. Kế hoạch nghiên cứu TT Thời gian Nội dung công việc Sản phẩm Tháng 7/2020 đến - Chọn đề tài sáng kiến 1 kinh nghiệm Bản đề cương chi tiết. tháng 8/2020 6
- Đăng ký với tổ CM. - Đọc tài liệu - Tập hợp tài liệu lí Từ tháng 8/2020 đến - Khảo sát thực trạng. thuyết. 2 tháng 9 /2020. - Tổng hợp số liệu. - Số liệu khảo sát đã xử lí. -Nộp đề cương SSKN - Bản đề cương đầy 3 Cuối tháng 10/2020 về Sở GD &ĐT đủ - Trao đổi với đồng - Tập hợp ý kiến Từ tháng 9/2020 đến nghiệp để đề xuất biện đóng góp của đồng 4 tháng 2/2021 pháp, các sáng kiến. nghiệp. - Áp dụng thử nghiệm. - Kết quả thử nghiệm. - Viết báo cáo. - Bản nháp báo cáo. Từ tháng 12/2020 đến - Xin ý kiến của đồng - Tập hợp ý kiến 5 tháng 02/2021. nghiệp. đóng góp của đồng nghiệp. Từ tháng 02/2020 đến - Hoàn thiện bản báo - Bản báo cáo chính 6 đầu tháng 3/2020 cáo. thức. 1.5. Phương pháp nghiên cứu 1.5.1. Phương pháp nghiên cứu lý thuyết. - Nghiên cứu cơ sở lý luận về dạy học STEM - Cơ sở lý luận phát triển năng lực sáng tạo cho HS trong dạy học Vật lý - Cơ sở lý luận để đề xuất các biện pháp vận dụng dạy học STEM theo định hướng phát triển năng lực sáng tạo của học sinh - Mục tiêu, cấu trúc, nội dung bài “Dòng điện không đổi.Nguồn điện” Vật lý 11 cơ bản. 1.5.2. Phương pháp nghiên cứu thực tiễn - Phương pháp điều tra, tìm hiểu thực tế. - Quan sát, phân tích, tổng hợp các phiếu điều tra, thăm dò và đánh giá thực trạng 1.5.3. Phương pháp thực nghiệm sư phạm. - Tổ chức thực nghiệm sư phạm ở trường phổ thông nhằm kiểm tra ,đánh giá kết quả nghiên cứu thu nhận được. 1.5.4. Phương pháp thống kê toán học. 7
Xử lý kết quả thu được theo các phép toán thống kê. 1.6. Điểm mới của đề tài Về lý luận: Hệ thống hóa, bổ sung cơ sở lý luận về vận dụng dạy học STEM theo định hướng phát triển năng lực sáng tạo cho HS trong dạy học Vật lí - Đề xuất được một số biện pháp vận dụng dạy học STEM nhằm phát triển năng lực sáng tạo cho HS trong dạy học Vật lí ở trường phổ thông. Về thực tiễn: Thiết kế, xây dựng được một số tiến trình và giáo án vận dụng dạy học STEM dạy học bài “Dòng điện không đổi. Nguồn điện” Vật lí 11 THPT nhằm phát triển năng lực sáng tạo cho HS. - Tổ chức thực nghiệm sư phạm việc vận dụng dạy học STEM dạy học bài “Dòng điện không đổi. Nguồn điện” Vật lí 11 THPT theo định hướng phát triển năng lực sáng tạo ở các trường phổ thông. 8
PHẦN II. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 2.1. Cơ sở lí thuyết 2.1.1. Dạy học Vật lý ở trường phổ thông theo định hướng phát triển năng lực 2.1.1.1. Khái niệm năng lực. Trong các kết quả nghiên cứu tâm lý học thì năng lực là những thuộc tính riêng của cá nhân. Ở Liên Xô trước đây, nhà Tâm lý học P.A.Ruđich cho rằng: “Năng lực là tính chất tâm – sinh lý của con người chi phối quá trình tiếp thu các kiến thức, kỹ năng, kỹ xảo cũng như hiệu quả thực hiện một hoạt động nhất định”. Ở Việt Nam thì tác giả Phạm Minh Hạc đã định nghĩa: “Năng lực là những đặc điểm tâm lý cá biệt, tạo thành điều kiện quy định tốc độ, chiều sâu, cường độ, của việc tác động vào đối tượng lao động”. 2.1.1.2. Phân loại năng lực. - Năng lực chung - Năng lực chuyên môn - Năng lực phát triển bản thân - Năng lực trong công việc - Năng lực về quản lí xã hội - Nhóm năng lực công cụ 2.1.1.3. Các mức độ của năng lực. - NL chung là hệ thống những thuộc tính trí tuệ cá nhân đảm bảo cho cá nhân nắm được tri thức và hoạt động một cách dễ dàng có hiệu quả có thể gọi NL chung là NL trí tuệ (inteligence) NL này thể hiện ở chức năng tâm lý. - NL chuyên môn là hệ thống các thuộc tính cá nhân bảo đảm đạt được kết quả cao trong nhận thức và trong sáng tạo của các lĩnh vực chuyên môn. Mỗi người đều có NL chung và NL chuyên môn phát triển bổ sung lẫn nhau. Điều kiện quyết định NL của cá nhân phụ thuộc vào hoạt động của cá nhân trong điều kiện giáo dục của xã hội và chịu ảnh hưởng của nền văn hóa xã hội. 2.1.1.4. Cấu trúc của năng lực. NL gồm có 3 thành tố: Kiến thức, kĩ năng và thái độ. Giữa các thành tố của NL có mối quan hệ hữu cơ với nhau trong sự tác động để hình thành và phát triển. Cấu trúc chung của NL có thể nhận thức theo sơ đồ sau: 9
Kiến thức Kĩ năng năng lực Thái độ Nói đến NL, cần hiểu NL có nhiều tầng, bậc. NL là một khái niệm phức tạp về nội hàm. Trong khuôn khổ đề tài SKKN tôi chỉ lựa chọn, nghiên cứu năng lực sang tạo trong dạy học bộ môn Vật lí. 2.1.1.5. Khái niệm năng lực sáng tạo. - Có thể hiểu “Năng lực sáng tạo là khả năng tạo ra những giá trị mới về vật chất và tinh thần, tìm ra cái mới, giải pháp mới, công cụ mới, vận dụng thành công những hiểu biết đã có vào hoàn cảnh mới” . Tác giả Nguyễn Đức Thâm cho rằng: “Năng lực sáng tạo gắn liền với kĩ năng, kĩ xảo và vốn hiểu biết của chủ thể. Con người càng có kiến thức sâu rộng thì rất nhạy bén trong việc đề ra phương án để giải quyết vấn đề. Bởi vậy, không thể rèn luyện năng lực sáng tạo tách rời, độc lập với học tập kiến thức về một lĩnh vực nào đó”. 2.1.1.6. Các biểu hiện của năng lực sáng tạo. - Năng lực tự chuyển tải tri thức và kĩ năng từ lĩnh vực quen biết sang tình huống mới, vận dụng kiến thức đã học trong những điều kiện và hoàn cảnh mới. - Năng lực nhận thấy vấn đề mới trong điều kiện quen biết (tự đặt câu hỏi mới cho mình và cho mọi người về bản chất của các điều kiện, tình huống, sự vật). - Năng lực nhìn thấy cấu trúc của đối tượng đang nghiên cứu, thực chất là bao quát nhanh chóng đôi khi ngay tức khắc các bộ phận, các yếu tố của đối tượng trong mối quan hệ giữa chúng với nhau. - Năng lực biết đề xuất các giải pháp khác nhau khi xử lí một tình huống.. - Năng lực xác nhận bằng lí thuyết và thực hành các giả thuyết (hoặc phủ nhận nó), năng lực biết đề xuất các phương án thí nghiệm, hoặc thiết kế các sơ đồ thí nghiệm để kiểm tra giả thuyết , hoặc để đo một đại lượng vật lí nào đó với hiệu quả cao nhất có thể được trong những điều kiện đã cho. - Năng lực nhìn nhận một vấn đề dưới những góc độ khác nhau, đôi khi mâu thuẫn nhau. Năng lực tìm ra những giải pháp lạ, chẳng hạn trước một bài toán Vật 10
lí có nhiều cách nhìn đối với việc tìm kiếm lời giải, năng lực kết hợp nhiều phương pháp giải bài tập để tìm một phương pháp giải mới, độc đáo. 2.2. Dạy học STEM trong dạy học Vật lí ở trường Trung học phổ thông 2.2.1. Khái niệm dạy học STEM. STEM là viết tắt của các từ Science (Khoa học), Technology (Công nghệ), Engineering (Kỹ thuật) và Masth (Toán học). Giáo dục STEM về bản chất được hiểu là trang bị cho người học những kiến thức, kĩ năng cần thiết liên quan đến các lĩnh vực khoa học, công nghệ, kĩ thuật và toán học. Những kiến thức và kỹ năng vừa nêu 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. Trong đó với kỹ năng khoa học, học sinh được trang bị kiến thức về các khái niệm, các nguyên lý, các định luật và các cơ sở lý thuyết của giáo dục khoa học. Với kỹ năng công nghệ, học sinh có khả năng sử dụng, quản lý, hiểu biết, và truy cập được công nghệ, từ những vật dụng đơn giản như cái bút, chiếc quạt đến những hệ thống phức tạp như mạng Internet, máy móc. Về kỹ năng kỹ thuật, học sinh được trang bị kỹ năng sản xuất ra đối tượng và hiểu được quy trình để làm ra nó. Và cuối cùng, kỹ năng toán học là khả năng nhìn nhận và nắm bắt được vai trò của toán học trong mọi khía cạnh tồn tại trên thế giới 2.2.2. Đặc trưng cơ bản của dạy học STEM. - Tập trung vào tích hợp: Giáo dục STEM có đặc điểm là tập trung vào sự tích hợp hai hay nhiều môn học, trong đó đặc biệt nhấn mạnh vào khoa học và toán. - Liên hệ cuộc sống với thực tế: Do sự tích hợp và đa ngành thể hiện sự kết nối của khoa học nên phần lớn giáo dục STEM không thiên về lý thuyết mà thiên về thực hành, vận dụng và giải quyết các vấn đề trong thực tiễn cuộc sống, từ các vấn đề mang tính chất địa phương tới các vấn đề có tính toàn cầu. - Hướng đến phát triển kỹ năng của thế kỷ 21: Các chương trình học STEM đều tạo cơ hội để học sinh rèn luyện và phát triển các nhóm kỹ năng mục tiêu cần thiết cho công việc của thế kỷ 21 như: + Kỹ năng giải quyết vấn đề phức tạp + Kỹ năng làm việc nhóm + Kỹ năng tư duy phản biện + Kỹ năng sáng tạo Các kỹ năng cũng được xây dựng có tính hệ thống, liên tục và kế thừa lẫn nhau. - Thách thức học sinh vượt lên chính mình: Các bài tập, dự án học tập hoạc các chuyến đi thực địa đều đòi hỏi học sinh phải nỗ lực bản thân, phối hợp làm việc 11
nhóm, khai thác các nguồn lực có sẵn để đạt đến những cột mốc mới về kiến thức, kinh nghiệm cũng như năng lực mới của mình. - Có tính hệ thống và kết nối giữa các bài học: Đây là một đặc điểm rất quan trọng giúp quá trình giáo dục đạt được hiệu quả cao đối với học sinh. 2.2.3. Mục tiêu dạy học STEM. - Xây dựng những năng lực nhận thức STEM cho thế hệ công dân tương lai: Lý do giáo dục tích hợp STEM hướng đến năng lực STEM vì xu hướng phát triển của xã hội trong tương lai bắt buộc mọi người dân phải được tiếp cận thông tin, phải có hiểu biết căn bản về các kiến thức có tính liên ngành, nhận thấy được tầm quan trọng của kiến thức khoa học và công nghệ. - Chuẩn bị những năng lực cần thiết cho nguồn lục lao động trong thế kỷ 21: + Mục tiêu này chủ yếu được lồng ghép trong các chương trình cả giáo dục chính quy và không chính quy, từ bậc phổ thông cho đến các chương trình đại học. + Có rất nhiều cách định nghĩa khác nhau về những năng lực cần thiết cho nguồn lao động trong thế kỷ 21, nhưng tóm lại các năng lực đó đều hướng tới người lao động thích nghi và làm việc hiệu quả trong môi trường lao động của xã hội hiện đại. + Trong môi trường lao động hiện đại, người lao động phải biết sử dụng các công cụ thông tin truyền thông một cách hiệu quả, phải biết làm việc cộng tác với nhiều người khác, phải biết giải quyết những vấn đề không quen thuộc, và có khả năng quản trị bản thân tốt. - Tập trung nghiên cứu, phát triển và đổi mới trong lĩnh vực giáo dục ngành nghề STEM: Các chương trình đổi mới giáo dục về phương pháp giảng dạy, khung chương trình học và hoạt động thực hành đều được tập trung nghiên cứu cải cách. 2.2.4. Các giai đoạn của dạy học STEM. 12
Xác định vấn đề hoặc nhu cầu thực tiễn Nghiên cứu lý thuyết nền (học kiến thức mới) Toán Lý Hóa Sinh Tin CN (Nội dung dạy học theo chương trình được sắp xếp lại phù hợp) Đề xuất các giải pháp khả dĩ Chọn giải pháp tốt nhất Chế tạo mô hình hoặc mẫu thử nghiệm Thử nghiệm và đánh giá Chia sẻ và thảo luận Điều chỉnh thiết kế Giai đoạn 1: Xác định vấn đề Trong hoạt động này, giáo viên giao cho học sinh nhiệm vụ học tập chứa đựng vấn đề, trong đó học sinh phải hoàn thành một sản phẩm học tập cụ thể với các tiêu chí đòi hỏi học sinh phải sử dụng kiến thức mới trong bài học để đề xuất, xây dựng giải pháp và thiết kế nguyên mẫu của sản phẩm cần hoàn thành.. - Mục tiêu: Xác định tiêu chí sản phẩm; phát hiện vấn đề/nhu cầu - Nội dung hoạt động: Tìm hiểu về hiện tượng, sản phẩm, công nghệ; đánh giá về hiện tượng, sản phẩm, công nghệ... - Dự kiến sản phẩm hoạt động của học sinh: Các mức độ hoàn thành nội dung hoạt động (Ghi chép thông tin về hiện tượng, sản phẩm, công nghệ; đánh giá, đặt câu hỏi về hiện tượng, sản phẩm, công nghệ). - Kỹ thuật tổ chức hoạt động: Giáo viên giao nhiệm vụ (nội dung, phương tiện, cách thực hiện, yêu cầu sản phẩm phải hoàn thành); Học sinh 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 (giáo viên hỗ trợ). 13
Giai đoạn 2: Nghiên cứu kiến thức nền và đề xuất giải pháp Trong hoạt động này, học sinh thực hiện hoạt động học tích cực, tự lực dưới sự hướng dẫn của giáo viên. - Mục đích: Hình thành kiến thức mới và đề xuất giải pháp - Nội dung: Nghiên cứu nội dung sách giáo khoa, tài liệu, thí nghiệm để tiếp nhận, hình thành kiến thức mới và đê xuất giải pháp/thiết kế. - Dự kiến sản phẩm hoạt động của học sinh: Các mức độ hoàn thành nội dung hoạt động (Xác định và ghi được thông tin, dữ liệu, giải thích, kiến thức mới, nếu giải pháp/thiết kế). - Cách thức tổ chức hoạt động: Giáo viên giao nhiệm vụ (Nêu rõ yêu cầu đọc/nghe/nhìn/làm để xác định và ghi được thông tin, dữ liệu, giải thích, kiến thức mới); Học sinh nghiên cứu sách giáo khoa, tài liệu, làm thí nghiệm (cá nhân, nhóm); Báo cáo, thảo luận; Giáo viên điều hành, “chốt” kiến thức mới + hỗ trợ HS đề xuất giải pháp/thiết kế mẫu thử nghiệm. Giai đoạn 3:: Lựa chọn giải pháp Trong hoạt động này, học sinh được tổ chức để trình bày, giải thích và bảo vệ bản thiết kế kèm theo thuyết minh (sử dụng kiến thức mới học và kiến thức đã có); đó là sự thể hiện cụ thể của giải pháp giải quyết vấn đề. - Mục đích: Lựa chọn giải pháp/bản thiết kế. - Nội dung: Trình bày, giải thích, bảo vệ giải pháp/thiết kế để lựa chọn và hoàn thiện. - Dự kiến sản phẩm hoạt động của học sinh: Giải pháp/bản thiết kế được lựachọn/hoàn thiện. - Cách thức tổ chức hoạt động: Giáo viên giao nhiệm vụ (Nêu rõ yêu cầu HS trình bày, báo cáo, giải thích, bảo vệ giải pháp/thiết kế); Học sinh báo cáo, thảo luận; Giáo viên điều hành, nhận xét, đánh giá + hỗ trợ HS lựa chọn giải pháp/thiết kế mẫu thử nghiệm. Giai đoạn 4: Chế tạo mẫu, thử nghiệm và đánh giá Trong hoạt động này, học sinh tiến hành chế tạo mẫu theo bản thiết kế đã hoàn thiện sau bước 3; trong quá trình chế tạo đồng thời phải tiến hành thử nghiệm và đánh giá. - 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 học sinh: Dụng cụ/thiết bị/mô hình/đồ vật…đã chế tạo và thử nghiệm, đánh giá. - Cách thức tổ chức hoạt động: Giáo viên giao nhiệm vụ (lựa chọn dụng cụ/thiết bị thí nghiệm để chế tạp, lắp ráp…); Học sinh thực hành chế tạo, lắp ráp và thử nghiệm; Giáo viên hỗ trợ học sinh trong quá trình thực hiện. Giai đoạn 5: Chia sẻ, thảo luận, điều chỉnh 14
Trong hoạt động này, học sinh được tổ chức để 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 học sinh: Dụng cụ/thiết bị/mô hình/đồ vật... Đã chế tạo được + Bài trình bày báo cáo. - Cách thức tổ chức hoạt động: Giáo viên giao nhiệm vụ (mô tả rõ yêu cầu và sản phẩm trình bày); Học sinh báo cáo, thảo luận (bài báo cáo, trình chiếu, video, dungcụ/thiết bị/mô hình/đồ vật đã chế tạo…) theo các hình thức phù hợp (trưng bày, triển lãm, sân khấu hóa); Giáo viên đánh giá, kết luận, cho điểm và định hướng tiếp tục hoàn thiện. 2.2.5. Đánh giá dạy học STEM Mỗi bài học STEM được thực hiện ở nhiều tiết học nên một hoạt động học có thể được thực hiện ở trong và ngoài lớp học. Vì thế, trong một tiết học có thể chỉ thực hiện một số hoạt động học trong tiến trình bài học theo phương pháp dạy học tích cực được sử dụng. Các tiêu chí đánh giá tiến trình dạy học đã được nêu rõ trong Công văn số 5555/BGDĐT–GDTrH ngày 08/10/2014. Nội dung 1: Kế hoạch và tài liệu dạy học gồm 4 tiêu chí. - Mức độ phù hợp của chuỗi hoạt động học với mục tiêu, nội dung và phương pháp dạy học được sử dụng. - Mức độ rõ ràng của mục tiêu, nội dung, kĩ thuật tổ chức và sản phẩm cần đạt được của mỗi nhiệm vụ học tập. - Mức độ phù hợp của thiết bị dạy học và học liệu được sử dụng để tổ chức các hoạt động học của học sinh. - Mức độ hợp lí của phương án kiểm tra, đánh giá trong quá trình tổ chức hoạt động học của học sinh. - Mức độ sinh động, hấp dẫn học sinh của phương pháp và hình thức chuyển - Khả năng theo dõi, quan sát, phát hiện kịp thời những khó khăn của HS - Mức độ phù hợp, hiệu quả của các biện pháp hỗ trợ và khuyến khích học sinh hợp tác, giúp đỡ nhau khi thực hiện nhiệm vụ học tập. Nôi dung 3: Hoạt động của học sinh gồm 4 tiêu chí - Khả năng tiếp nhận và sẵn sàng thực hiện nhiệm vụ học tập của tất cả học sinh trong lớp. 15
- Mức độ tích cực, chủ động, sáng tạo, hợp tác của học sinh trong việc thực hiện các nhiệm vụ học tập. - Mức độ tham gia tích cực của học sinh trong trình bày, trao đổi, thảo luận về kết quả thực hiện nhiệm vụ học tập. - Mức độ đúng đắn, chính xác, phù hợp của các kết quả thực hiện nhiệm vụ học tập của học sinh. Nội Tiêu chí dung Kế Mức độ phù hợp của chuỗi hoạt động học với mục tiêu, nội dung và hoạch phương pháp dạy học được sử dụng và tài liệu Mức độ rõ ràng của mục tiêu, nội dung, kĩ thuật tổ chức và sản phẩm dạy cần đạt được của mỗi nhiệm vụ học tập. học Mức độ phù hợp của thiết bị dạy học và học liệu được sử dụng để tổ chức các hoạt động học của học sinh Mức độ hợp lí của phương án kiểm tra, đánh giá trong quá trình tổ chức hoạt động học của học sinh. Tổ Mức độ sinh động, hấp dẫn học sinh của phương pháp và hình thức chức chuyển giao nhiệm hoạt vụ học tập động Khả năng theo dõi, quan sát, phát hiện kịp thời những khó khăn của học học sin cho học Mức độ phù hợp, hiệu quả của các biện pháp hỗ trợ và khuyến khích học sinh hợp tác, giúp đỡ nhau khi thực hiện nhiệm vụ học tập. Mức độ hiệu quả hoạt động của giáo viên trong việc tổng hợp, phân tích, đánh giá kết quả hoạt động và quá trình thảo luận của học sinh. Hoạt Khả năng tiếp nhận và sẵn sàng thực hiện nhiệm vụ học tập của tất cả động học sinh trong lớp. của Mức độ tích cực, chủ động, sáng tạo, hợp tác của học sinh trong việc học thực hiện các nhiệm vụ học tập. sinh Mức độ tham gia tích cực của học sinh trong trình bày, trao đổi, thảo luận về kết quả thực hiện nhiệm vụ học tập Mức độ đúng đắn, chính xác, phù hợp của các kết quả thực hiện nhiệm vụ học tập của học sinh. - Bảng trình bày 3 mức độ của mỗi tiêu chí đánh giá (phụ lục 1) - Việc đánh giá về hoạt động của giáo viên (phụ lục 2) 16
2.3. Thực trạng dạy học STEM phát triển năng lực HS tại các trường THPT huyện Thanh Chương – Nghệ An. Mục đích điều tra Đánh giá định lượng thực trạng đổi mới PPDH Vật lí ở trường THPT nói chung và hình thức tổ chức dạy học STEM trong môn Vật lí. Cụ thể về mặt nhận thức của GV, khả năng tổ chức dạy học STEM của GV trong môn Vật lí ở THPT. Phương pháp điều tra - Chúng tôi sử dụng phiếu điều tra (phụ lục 3 ) - Trao đổi, phỏng vấn các đồng nghiệp GV ở các trường THPT Kết quả thu được Qua phiếu điều tra và trao đổi, phong vấn đối với 14 GV giảng dạy bộ môn Vật lí trên địa bàn huyện Thanh Chương. Mỗi trường chọn ngẫu nhiên 2 GV bao gồm các trường THPT Thanh Chương 1, THPT Thanh Chương 3, THPT Đặng Thúc Hứa, THPT Đặng Thai Mai, THPT Nguyễn Sỹ Sách, THPT Nguyễn Cảnh Chân, THPT Cát Ngạn. Chúng tôi được kết quả qua phiếu khảo sát, thăm dò về thực trạng dạy học Vật lí nói chung và dạy học STEM như sau: 1. 14/14 (100%) GV tham gia khảo sát đều nhận thức đầy đủ tầm quan trọng của việc đổi mới PPDH Vật lí hiện nay; các GV đều đã được bồi dưỡng, tìm hiểu về “ Dạy học tích cực” - 14/14 (100% ) GV tham gia khảo sát có tài liệu và đã tự nghiên cứu về đổi mới PPDH. - 5/14 (35,7%) số GV tham gia khảo sát biết về lí thuyết dạy học STEM nhưng chưa thực hiện. - 9/14 (64,3% ) số GV tham gia khảo sát đã tổ chức dạy học STEM trong môn Vật lí 2. Đồ dùng dạy học và thiết bị thí nghiệm đã đáp ứng được theo yêu cầu tối thiểu 3. GV chưa chủ động giao cho HS thiết kế, chế tạo các thiết bị học tập tự làm để giải quyết nhiệm vụ học tập. 4. Trong số các GV tham gia khảo sát thì có 14/14 (100%) GV coi trọng hoạt động trí tuệ, 12/14 (85,7%) coi trọng hoạt động thực hành; 13/14 (92,8%) GV coi trọng đồng thời hoạt động trí tuệ - thực hành` Có thể thấy thực trạng dạy học Vật lí ở THPT đã có những chuyển biến tích cực trong đổi mới PPDH song vẫn còn những khó khăn, hạn chế cụ thể: 17
- Thiếu tài liệu hướng dẫn tự học, tự nghiên cứu cho GV - Cần được bồi dưỡng kĩ thuật sử dụng các kiểu dạy học hiện đại trong môn Vật lí - Chưa thường xuyên quan tâm thực hiện áp dụng các PPDH tích cực trong nhà trường. 2.4 Những điểm thuận lợi, khó khăn ảnh hưởng đến dạy học STEM và vận dụng dạy học STEM theo hướng phát triển năng lực học sinh trong dạy học Vật lí Thuận lợi - Giáo dục STEM là phương pháp giáo dục tích hợp đa ngành kết hợp ứng dụng thực tế. Nhờ đó, học sinh có thể học kiến thức của 4 môn học cùng lúc và áp dụng ngay vào thực tế. Giáo dục STEM phá bỏ rào cản “nhàm chán” của người học, củng cố thêm những kiến thức thực tiễn cần thiết và trang bị cho người học khả năng vận dụng linh hoạt kiến thức vào đời sống - kỹ năng cực kỳ cần thiết đối với những người trẻ thế kỷ số. - Giáo dục STEM đề cao kỹ năng giải quyết vấn đề cho người học. Trước mỗi giờ học STEM, những tình huống thực tế được đưa ra như 1 đề bài. Để giải quyết vấn đề, người học phải tìm tòi, nghiên cứu các kiến thức của những môn học liên quan. - Giáo dục STEM đề cao tính sáng tạo trong mỗi giờ học. Ở mỗi tiết học, người học đóng vai trò chủ động, nắm bắt - nghiên cứu - áp dụng thậm chí phát minh ra cách mới để giải quyết vấn đề. Khó khăn - Chưa “Chương trình hóa” giáo dục STEM: Với khung chương trình đề ra, GV vẫn gặp khó khăn trong việc tổ chức các nội dung, chủ đề sao cho vừa đảm bảo yêu cầu của Khung chương trình, vừa phát huy sức sáng tạo của HS Đi kèm với việc “Chương trình hóa” giáo dục STEM cũng cần có các chính sách, chế độ, quy định kèm theo. - Trình độ GV chưa đáp ứng được yêu cầu: Phần lớn GV chỉ được đào tạo đơn môn, do đó sẽ gặp khó khăn nếu triển khai dạy học theo hướng liên ngành như giáo dục STEM.Bên cạnh đó, đa số GV còn ngại học hỏi, ngại chia sẻ với đồng nghiệp, nên chưa có sự phối hợp tốt giữa GV các bộ môn trong dạy học STEM. - Chưa có sự phối hợp tốt giữa trường phổ thông với trường đại học và các viện nghiên cứu, các tổ chức, doanh nghiệp: Giáo dục STEM chỉ đạt hiệu quả khi có sự phối hợp tốt giữa trường phổ thông với các trường đại học trong quá trình đào tạo, bồi dưỡng năng lực chuyên môn cho GV. - Khâu kiểm tra, đánh giá hiện nay ở trường phổ thông (cụ thể là Kì thi trung 18
học phổ thông quốc gia) được tổ chức theo hình thức làm bài thi trắc nghiệm kiểm tra kiến thức, kĩ năng, trong khi kiểm tra, đánh giá theo mô hình giáo dục STEM là đánh giá thông qua sản phẩm, đánh giá quá trình. - Điều kiện cơ sở vật chất chưa đáp ứng được yêu cầu đề ra: Sĩ số mỗi lớp học quá đông cũng gây khó khăn cho tổ chức hoạt động, cản trở việc đổi mới phương pháp dạy học của GV; việc không có phòng học STEM hoặc phòng thực hành để HS có nơi làm việc nhóm, nghiên cứu, thí nghiệm cũng là một khó khăn. Vận dụng dạy học STEM theo hướng phát triển năng lực học sinh trong dạy học Vật lí + Chủ đề bài học STEM tập trung vào các vấn đề của thực tiễn. Trong các bài học STEM học sinh đặt các vấn đề thực tiễn xã hội và yêu cầu tìm giải pháp + Cấu trúc bài học STEM theo quy trình thiết kế kỹ thuật + Quy trình thiết kế kỹ thuật cung cấp một tiến trình linh hoạt đưa học sinh từ việc xác định một vấn đề đến sáng tạo và phát triển một giải pháp. + 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 hoạt động STEM học sinh được học theo hướng gợi mở, hoạt động của học sinh là hoạt động được chuyển giao và hợp tác, các quyết định về giải pháp để giải quyết các vấn đề đều ở học sinh. Ngoài ra học sinh thực hiện hoạt động trao đổi thông tin để chia sẻ ý tưởng và tự điều chỉnh các ý tưởng của mình. Hình thức tổ chức bài học STEM lôi cuốn học sinh vào hoạt động nhóm kiến tạo. Làm việc nhóm trong các bài học stem là cơ sở để học sinh rèn luyện và phát triển kỹ năng giao tiếp và hợp tác giữa các học sinh. Chính vì thế giáo viên cần phải có phương pháp phù hợp để đưa ra phương thức giảng dạy tối ưu nhất, thông qua những yêu cầu về sản phẩm stem vật lý mà học sinh buộc phải hoàn thành. 2.5. Vận dụng dạy học STEM theo định hướng phát triển năng lực sáng tạo trong dạy học bài “Dòng điện không đổi. Nguồn điện” Vật lí 11 THPT 2.5.1. Vị trí đặc điểm của bài “Dòng điện không đổi. Nguồn điện” trong chương trình Vật lý 11 THPT. - Vị trí: Phần vật lí 11 được chia làm hai phần kiến thức, phần một là phần Điện học, phần hai là phần Quang học. Trong phần điện học được chia làm 5 chương. Bài “Dòng điện không đổi. Nguồn điện” là bài đầu tiên của chương II: Dòng điện không đổi. Nội dung kiến thức trong bài cung cấp cho HS các khái niệm 19
về dòng điện không đổi, cường độ dòng điện. Nguồn điện, suất điện của nguồn điện. Trong bài cũng giới thiệu một số nguồn điện như pin, ắc quy. - Đặc điểm: Các khái niệm cơ bản về dòng điện thì HS đã được học ở chương trình THCS. Nên nội dung chính trong bài tập trung trình bày các kiến thức về cường độ dòng dòng điện không đổi, định nghĩa về đơn vị Culông. Nguồn điện là thiết bị duy trì hiệu điện thế giữa hai cực của nguồn điện, khi nguồn điện được mắc vào mạch điện kín thì trong mạch có dòng điện. Bên trong nguồn điện có các lực lạ có bản chất khác với lực điện thực hiện công để làm dịch chuyển điện tích dương ngược chiều điện trường hoặc làm các điện tích âm dịch chuyển chùng chiều với điện trường.Công của các lực lạ thực hiện làm dịch chuyển các điện tích trong nguồn điện gọi là công của nguồn điện. Phần giới thiệu một số nguồn điện như pin và ắc quy thì hướng dẫn cho HS tự đọc tìm hiểu thêm để nắm được một dạng nguồn điện trong thực tế. 2.5.2. Chuẩn KT, KN của bài học “Dòng điện không đổi. Nguồn điện” ChuÈn TT Møc ®é thÓ hiÖn cô thÓ cña chuÈn KT, KN KT, KN 1 Nªu ®îc Dßng ®iÖn lµ dßng c¸c ®iÖn tÝch dÞch chuyÓn cã híng. dßng ®iÖn Cêng ®é dßng ®iÖn lµ ®¹i lîng ®Æc trng cho t¸c dông kh«ng ®æi m¹nh hay yÕu cña dßng ®iÖn. Dßng ®iÖn kh«ng ®æi lµ dßng lµ g×. ®iÖn cã chiÒu vµ cêng ®é kh«ng ®æi theo thêi gian. Cêng ®é q dßng ®iÖn kh«ng ®æi ®îc tÝnh b»ng c«ng thøc : I  t trong ®ã, q lµ ®iÖn lîng chuyÓn qua tiÕt diÖn th¼ng cña vËt dÉn trong kho¶ng thêi gian t. Trong hÖ SI, ®¬n vÞ cña cêng ®é dßng ®iÖn lµ ampe (A) vµ 1C ®îc x¸c ®Þnh lµ : 1 A = = 1 C/s 1s C¸c íc sè cña ampe lµ 1 mA = 1.103A, 1A = 1.106 A. 2 Nªu ®îc SuÊt ®iÖn ®éng E cña nguån ®iÖn lµ ®¹i lîng ®Æc trng cho suÊt ®iÖn kh¶ n¨ng thùc hiÖn c«ng cña nguån ®iÖn, cã gi¸ trÞ b»ng ®éng cña th¬ng sè gi÷a c«ng A cña c¸c lùc l¹ vµ ®é lín cña c¸c ®iÖn nguån ®iÖn A lµ g×. tÝch q dÞch chuyÓn trong nguån : E = q Trong hÖ SI, suÊt ®iÖn ®éng cã ®¬n vÞ lµ v«n (V). 2.5.3. Nội dung cơ bản của bài “Dòng điện không đổi. Nguồn điện” Vật lý 11 THPT 20