Sáng kiến kinh nghiệm THPT: Vận dụng B-Learning trong một số dự án STEM chuyên đề Trái Đất và Bầu Trời (Vật lí 10) nhằm phát triển các phẩm chất, năng lực cho học sinh

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:67

Thêm vào BST

Báo xấu

1
lượt xem 0
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Sáng kiến "Vận dụng B-Learning trong một số dự án STEM chuyên đề Trái Đất và Bầu Trời (Vật lí 10) nhằm phát triển các phẩm chất, năng lực cho học sinh" được hoàn thành với mục tiêu nhằm làm rõ lí luận dạy học trong việc vận dụng B- Learning theo định hướng STEM. Từ đó xây dựng một số dự án STEM triển khai thực nghiệm để đánh giá quá trình phát triển phẩm chất, năng lực người học. Đây cũng là tiền đề cho việc ứng dụng rộng rãi hơn đề tài vào các lĩnh vực dạy học khác.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Sáng kiến kinh nghiệm THPT: Vận dụng B-Learning trong một số dự án STEM chuyên đề Trái Đất và Bầu Trời (Vật lí 10) nhằm phát triển các phẩm chất, năng lực cho học sinh

SỞ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO NGHỆ AN TRƯỜNG THPT ĐÔ LƯƠNG 3 SÁNG KIẾN Tên đề tài: VẬN DỤNG B – LEARNING TRONG MỘT SỐ DỰ ÁN STEM CHUYÊN ĐỀ “TRÁI ĐẤT VÀ BẦU TRỜI” VẬT LÍ 10 NHẰM PHÁT TRIỂN CÁC PHẨM CHẤT, NĂNG LỰC CHO HỌC SINH BỘ MÔN : VẬT LÝ NHÓM TÁC GIẢ: 1. NGUYỄN XUÂN DƯƠNG 2. NGUYỄN HẢI TRIỀU SỐ ĐIỆN THOẠI: 0985.239.545 – 0972.980.314 NĂM HỌC: 2023 – 2024
MỤC LỤC Mục lục .............................................................................................................. i Danh mục các chữ cái viết tắt…...……………………………...……………iii A. ĐẶT VẤN ĐỀ ............................................................................................ 2 1. Lí do chọn đề tài ........................................................................................... 2 2. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu ................................................................ 2 2.1. Đối tượng nghiên cứu ................................................................................ 2 2.2. Phạm vi nghiên cứu ................................................................................... 2 3. Mục đích nghiên cứu .................................................................................... 2 4. Phương pháp nghiên cứu .............................................................................. 2 5. Đóng góp mới của đề tài ............................................................................... 2 6. Cấu trúc đề tài ............................................................................................... 3 B. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU ...................................................................... 4 CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÍ LUẬN VỀ DẠY HỌC B – LEARNING TRONG CÁC DỰ ÁN HOẠT ĐỘNG STEM ............................................................. 4 1.1. Dạy học kết hợp (B-Learning) .................................................................. 4 1.1.1. Khái niệm ............................................................................................... 4 1.1.2. Ưu điểm của dạy học B - Learning ........................................................ 4 1.1.3. Các hình thức dạy học và mức độ kết hợp theo B-Learning.................. 5 1.2. Dạy học theo định hướng STEM............................................................... 6 1.2.1 Khái niệm về giáo dục STEM ................................................................. 6 1.2.2. Giáo dục STEM trong chương trình phổ thông 2018 ............................. 7 1.2.3. Hình thức tổ chức STEM ........................................................................ 7 1.2.4. Quy trình xây dựng chủ đề và tiến trình bài học STEM ........................ 8 1.3. Thực trạng vấn đề ...................................................................................... 9 1.3.1. Mục đích khảo sát................................................................................... 9 1.3.2. Đối tượng và thời gian khảo sát ............................................................. 9 1.3.3. Nội dung khảo sát ................................................................................... 9 1.3.4. Phương pháp khảo sát............................................................................. 9 1.3.5. Kết quả khảo sát ................................................................................... 10 Chương 2: THIẾT KẾ VÀ VẬN DỤNG B – LEARNING TRONG MỘT SỐ DỰ ÁN STEM CHUYÊN ĐỀ “TRÁI ĐẤT VÀ BẦU TRỜI” – VẬT LÍ 10 ... 15 2.1. Phân tích nội dung, kiến thức chuyên đề “Trái Đất và Bầu Trời” ........... 15 i
2.2. Yêu cầu cần đạt trong dạy học chuyên đề “Trái Đất và Bầu Trời”- Vật lí 10 .................................................................................................................... 15 2.2.1. Đặc điểm chuyên đề “Trái Đất và Bầu Trời” ....................................... 17 2.2.2. Yêu cầu cần đạt .................................................................................... 17 2.3. Đề xuất quy trình dạy học Vận dụng B-Learning theo định hướng giáo dục STEM ....................................................................................................... 17 2.3.1. Giai đoạn chuẩn bị dự án ...................................................................... 17 2.3.2. Giai đoạn tổ chức dự án........................................................................ 18 2.3.3. Giai đoạn đánh giá, điều chỉnh kết quả học tập ................................... 19 2.4. Xây dựng một số dự án STEM Chuyên đề Trái đất và bầu trời (Vật lí 10) theo hướng vận dụng B-Learning................................................................... 20 2.4.1. Dự án chế tạo mô hình hệ mặt trời ....................................................... 20 2.4.2. Dự án Chế tạo Bản đồ sao quay. .......................................................... 30 2.4.3. Dự án Chế tạo mô hình hiện tượng nhật thực, nguyệt thực. ................ 31 Chương 3: THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM ................................................... 32 3.1. Mục đích và nhiệm vụ của thực nghiệm sư phạm................................... 32 3.1.1. Mục đích thực nghiệm sư phạm ........................................................... 32 3.1.2. Nhiệm vụ thực nghiệm sư phạm .......................................................... 32 3.2. Nội dung, đối tượng, thời gian tiến hành thực nghiệm sư phạm ............ 32 3.2.1. Nội dung thực nghiệm sư phạm ........................................................... 32 3.2.2. Đối tượng thực nghiệm sư phạm .......................................................... 32 3.2.3. Nội dung thực nghiệm .......................................................................... 33 3.3. Kết quả thực nghiệm sư phạm ................................................................. 33 3.3.1. Đánh giá định tính ................................................................................ 33 3.3.2. Đánh giá định lượng kết quả thực nghiệm sư phạm ............................. 34 C. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ................................................................ 39 TÀI LIỆU THAM KHẢO .............................................................................. 41 PHỤ LỤC……………………………………………………………………. ii
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT TRONG SÁNG KIẾN STT Viết tắt Viết đầy đủ 1 CTGDPT Chương trình giáo dục phổ thông 2 GV Giáo viên 3 HS Học sinh 4 HĐ Hoạt động 5 SGK Sách giáo khoa 6 DH Dạy học 7 THPT Trung học phổ thông 8 TNSP Thực nghiệm sư phạm iii
A. ĐẶT VẤN ĐỀ 1. Lí do chọn đề tài Trong bối cảnh và xu thế mới của giáo dục hiện đại, cùng với sự phát triển mạnh mẽ của kinh tế - xã hội của đất nước ta hiện nay đang đặt ra những yêu cầu ngày càng cao đối với sự nghiệp giáo dục. Nghị quyết 29 hội nghị TW8 - khóa XI đã chỉ rõ giáo dục nước ta phải: "tiếp tục đổi mới mạnh mẽ phương pháp dạy và học theo hướng hiện đại, phát huy tính tích cực, chủ động sáng tạo và vận dụng kiến thức, kỹ năng của người học, khắc phục lối truyền thụ áp đặt một chiều, ghi nhớ máy móc. Tập trung dạy cách học, cách nghĩ, khuyến khích tự học, tạo cơ sở để người học tự cập nhật và đổi mới tri thức, kỹ năng phát triển năng lực”. Công văn 3089/BGDĐT-GDTrH ngày 14 tháng 8 năm 2020 của Bộ Giáo dục và Đào tạo đã chỉ rõ tầm quan trọng của áp dụng dạy học STEM. Trong giai đoạn đầu được triển khai ở các cơ sở giáo dục, hình thức này phát huy được ưu điểm nhưng cũng kèm theo đó là khá nhiều hạn chế và khó khăn. Những khó khăn, hạn chế này đến từ việc trình độ của người dạy, người học chưa bắt kịp với yêu cầu đổi mới; cơ sở thiết bị còn nhiều thiếu thốn; yêu cầu chuẩn đầu ra, đầu vào của các cấp học, bậc học còn chưa tương đồng... Đặc biệt có nhiều khó khăn do chính việc GV và HS chưa ý thức được tầm quan trọng của đổi mới phương pháp dạy học, chưa đầu tư cho công tác đổi mới, khiến cho sự “đổi mới” đa phần còn nặng tính hình thức, báo cáo, thành tích. Trong giai đoạn đại dịch Covid-19 bùng nổ, giáo dục đào tạo đã phải đứng trước những thách thức thay đổi để phù hợp với tình hình mới. Để phù hợp với tình hình xã hội phải giãn cách do dịch bệnh nguy hiểm, hình thức dạy học được chuyển từ dạy học truyền thống (dạy học giáp mặt) sang dạy học trực tuyến (E- learning). Và mới đây, loại hình dạy học kết hợp cả dạy học truyền thống và dạy học trực tuyến xuất hiện gọi là dạy học kết hợp (Blended learning hay B- Learning). Dạy học B-Learning góp phần khắc khục được những hạn chế của dạy học truyền thống hay dạy học trực tuyến. Cùng với dạy học theo định hướng STEM, dạy học kết hợp cũng phát triển tối đa phẩm chất, năng lực của người học, đặc biệt phát huy được vai trò tự học của HS, phát triển năng lực công nghệ thông tin theo hướng kích thích hứng thú học tập của HS. Vận dụng B-Learing vào dạy học theo định hướng STEM mở ra hướng đi mới, phù hợp cho giáo dục đào tạo trong thời đại số. Chương trình giáo dục phổ thông mới môn Vật lí ngoài những chủ đề kiến thức hàn lâm còn có 3 chuyên đề gắn liền với cuộc sống. Trong đó, chuyên đề 1
“Trái Đất và Bầu Trời” là một chuyên đề hấp dẫn, nhiều kiến thức thực tế nhưng nếu triển khai theo phương pháp dạy học cũ sẽ gây nhàm chán, khó hiểu với học sinh. Nếu xây dựng tiến trình dạy học chuyên đề này theo định hướng STEM, học sinh sẽ được tìm tòi, khám phá, được sáng tạo những sản phẩm của riêng mình do đó các em không chỉ hào hứng hơn mà còn khắc sâu được những kiến thức trọng tâm của bài học. Xuất phát từ những lí do trên, chúng tôi chọn đề tài sáng kiến là “Vận dụng B-Learning trong một số dự án STEM chuyên đề Trái Đất và Bầu Trời (Vật lí 10) nhằm phát triển các phẩm chất, năng lực cho học sinh”. 2. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 2.1. Đối tượng nghiên cứu + Chương trình giáo dục phổ thông tổng thể và chương trình Vật lí 2018. + Dạy học theo định hướng STEM và hình thức dạy học B-Learning + Kiến thức chuyên đề Trái đất và bầu trời (Vật lí 10). 2.2. Phạm vi nghiên cứu + Quá trình dạy học bộ môn Vật lí tại một số trường THPT trên địa bàn tỉnh Nghệ An. + Chương trình Chuyên đề Vật lí 10. + Đề tài thực hiện nghiên cứu từ tháng 9 năm 2023 đến tháng 4 năm 2024. 3. Mục đích nghiên cứu Thông qua nghiên cứu, nhóm tác giả có mục đích làm rõ lí luận dạy học trong việc vận dụng B- Learning theo định hướng STEM. Từ đó xây dựng một số dự án STEM triển khai thực nghiệm để đánh giá quá trình phát triển phẩm chất, năng lực người học. Đây cũng là tiền đề cho việc ứng dụng rộng rãi hơn đề tài vào các lĩnh vực dạy học khác. Nếu đề tài triển khai có hiệu quả sẽ là một mô hình hay, góp một tiếng nói vào diễn đàn đổi mới trong giáo dục. 4. Phương pháp nghiên cứu * Phương pháp nghiên cứu lý luận. * Phương pháp điều tra quan sát. * Phương pháp thực nghiệm sư phạm. * Phương pháp thống kê toán học. 5. Đóng góp mới của đề tài Với dạy học truyền thống, toàn bộ HS phải học cùng một bài, cùng một lúc, cùng một mức độ. Vai trò làm việc chủ yếu của các tiết học là GV với lối truyền 2
thụ một chiều, nặng nề, bắt buộc. Kiến thức được học ít được áp dụng vào thực tiễn cuộc sống. Việc phát triển các phẩm chất, năng lực cho học sinh ít nhiều chưa được quan tâm đúng mức. Đề tài “Vận dụng B-Learning trong một số dự án STEM chuyên đề Trái Đất và Bầu Trời” đã khảo sát và chỉ ra sự khác biệt đối với dạy học truyền thống. Theo đó, phương pháp được nêu ra trong đề tài mang tính mới cao. Phương pháp này tận dụng được những ưu điểm của dạy học trực tiếp, dạy học trực tuyến và dạy học theo định hướng STEM. Cụ thể, người học vừa được GV hướng dẫn cụ thể trên lớp, lại vừa được thực hiện nhiệm vụ học tập trực tuyến theo các giai đoạn nhất định, đồng thời lại có cơ hội được phát triển các kĩ năng thực hành khi thực hiện các dự án STEM. Đây chính là hiện thực hóa của việc học ở mọi nơi, học ở mọi lúc, học suốt đời, và được học với mọi trình độ tiếp thu khác nhau. Dựa trên những nghiên cứu cụ thể, nhóm tác giả đã xây dựng và đề xuất qui trình dạy học, phân tích rõ các mức độ áp dụng, thời điểm áp dụng B- Learning vào dạy học STEM. Tác giả cũng xây dựng 3 kế hoạch dạy học STEM vận dụng B-Learning để minh họa cụ thể cho lí luận đã đưa ra. Các kế hoạch dạy học này có thể áp dụng cho nhiều trường, nhiều đối tượng HS khi sử dụng nhiều bộ sách khác nhau để giảng dạy. 6. Cấu trúc đề tài Ngoài phần mở đầu, kết luận và tài liệu tham khảo, sáng kiến được trình bày với nội dung chính gồm 03 chương: Chương 1: Cơ sở lí luận về dạy học B - Learning trong các dự án hoạt động Stem. Chương 2: Thiết kế và vận dụng B-Learning trong một số dự án STEM chuyên đề “Trái Đất và Bầu Trời” - Vật lí 10. Chương 3: Thực nghiệm sư phạm. 3
B. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÍ LUẬN VỀ DẠY HỌC B – LEARNING TRONG CÁC DỰ ÁN HOẠT ĐỘNG STEM 1.1. Dạy học kết hợp (B-Learning) 1.1.1. Khái niệm Hiện nay, Dạy học kết hợp (Blended Learning, viết tắt là B-Learning) đang được xem là hình thức học tập hiện đại của thời kỷ nguyên số và đang dần trở thành một xu thế tất yếu của thế giới nhưng ở Việt Nam, B-Learning còn là một khái niệm còn mới mẻ, chưa được sử dụng rộng rãi và còn gặp những khó khăn nhất định trong triển khai. Tổng hợp những nghiên cứu của chúng tôi, B-Learning là một hình thức tổ chức dạy học kết hợp giữa dạy học giáp mặt truyền thống và dạy học trực tuyến nhằm tối ưu hóa thế mạnh mỗi hình thức, đảm bảo hiệu quả giáo dục đạt được là cao nhất. 1.1.2. Ưu điểm của dạy học B - Learning 1.1.2.1. Đáp ứng phong cách học tập khác nhau Phương pháp học tập kết hợp blended learning có thể áp dụng cho hầu hết các đối tượng học sinh, sinh viên hiện nay. Họ có thể trải nghiệm học tập kết hợp cả hai hình thức học truyền thống hay học trực tuyến vô cùng tiện lợi. Không có giới hạn nào về độ tuổi hay đối tượng học viên có thể tham gia blended learning vì tất cả những ai có nhu cầu đều có thể tham gia dễ dàng và nhanh chóng. Người học cũng có thể linh hoạt trong việc tùy chọn học trực tiếp hay học trực tuyến để tối ưu hóa việc học. Mặc dù không phải tất cả các khóa đào tạo trực tiếp đều dễ dàng chuyển sang nội dung trực tuyến, nhưng nhìn chung vẫn có thể thiết kế lại nội dung hiện có để phân phối trực tuyến cho phù hợp với chương trình đào tạo hiện có. 1.1.2.1. Tăng tương tác và tạo sự thú vị cho lớp học Phương pháp học kết hợp blended learning là một trải nghiệm mang đến khả năng tương tác kết hợp cho người học và cả người dạy. Người học được tạo điều kiện củng cố các bài học, kiến thức khi học trực tiếp tại lớp học bằng cách thực hành trực tuyến thông qua nhiều phương tiện, hình thức tương tác với nội dung bài học khác nhau, mỗi hình thức tương tác này sẽ được định hướng phù hợp đến một cách học tập nhất định. Đồng thời, người học cũng có thể được tự mình lựa chọn loại nội dung mà họ muốn tương tác, thực hành những gì họ học được. Họ cũng có thể giao tiếp 4
dễ dàng hơn với người hướng dẫn và những người học khác bất kỳ lúc nào trên bất kỳ thiết bị nào. Những sự tiện lợi này giúp cho người học tăng mức độ tương tác với giáo viên, giảng viên của mình đồng thời cũng dễ dàng nhận được sự quan tâm nhiều hơn của giảng viên ở các môn học, lĩnh vực mà học viên cần cải thiện. 1.1.2.2. Người học có thể tự do kiểm soát tốc độ học của họ Các tổ chức toàn cầu hiện nay đang phải đối mặt với những thách thức trong việc thực hiện giáo dục phổ cập đối với các học viên khác nhau có khả năng tiếp thu và tốc độ học khác nhau. Phạm vi tiếp cận đa dạng cũng có nghĩa là việc giáo dục cần phải hướng đến các đối tượng cá nhân đa dạng có khả năng, trình độ và nhu cầu học hoàn toàn đa dạng. Chính vì vậy, những người học có trình độ hiểu biết và chuyên môn khác nhau sẽ gặp phải nhiều khó khăn khi phải tham gia cùng một chương trình đào tạo. Do đó, phương pháp học blended learning cho phép tạo ra tính cá nhân hóa cao hơn giúp người học tùy chọn cách tiếp cận, tương tác với chương trình đào tạo và tự kiểm soát tốc độ học của chính mình một cách dễ dàng hơn. 1.1.2.3. Phương pháp dạy học kết hợp tiết kiệm tiền và thời gian Mô hình học trực tiếp truyền thống thường kéo theo nhiều chi phí phát sinh hơn cho người học, chẳng hạn như chi phí di chuyển đến nơi học, phí dạy học cho giảng viên, phí cơ sở vật chất, v.v. Trong khi đó, phương pháp học blended learning sẽ hỗ trợ học viên rất nhiều trong việc tiết kiệm và cắt giảm bớt các loại chi phí trên, đồng thời còn giúp tiết kiệm thời gian di chuyển cho học viên và cả giảng viên khi phải tham gia các lớp học trực tiếp tại các trường học. 1.1.2.4. Mô hình blended learning có thể dễ dàng điều chỉnh và mở rộng Học tập kết hợp blended learning có khả năng mở rộng cao và dễ dàng được điều chỉnh theo nhu cầu dạy – học. Bằng cách cung cấp nội dung đào tạo dễ tiếp cận, dễ tương tác với giảng viên và các kiến thức, blended learning cho phép người học nâng cao kỹ năng, trình độ nhanh chóng. Bên cạnh đó, phương pháp học này còn mang lại trải nghiệm học tập không giới hạn số lượng có thể giúp cho nhiều người tham gia học hơn cùng một lúc. 1.1.3. Các hình thức dạy học và mức độ kết hợp theo B-Learning Các hình thức dạy học B-Learning được xếp theo cấp độ cao dần như sau: Hình thức 1: GV tổ chức DH giáp mặt ở lớp, trang E-Learning hỗ trợ GV 5
chuẩn bị bài và HS thực hành ở nhà Hình thức 2: HS thực hành một phần kiến thức trên trang E-Learning kết hợp với học giáp mặt Hình thức 3: Tổ chức DH giáp mặt, HS tự ôn tập và hệ thống hóa những kiến thức đã được học dưới dạng một hồ sơ học tập điện tử Hình thức 4: HS thực hành hoàn toàn một nội dung bài học trên trang E- Learning Căn cứ vào các hình thức dạy học, ta có bảng sắp xếp các mức độ kết hợp B-Learning vào bài học như sau: Mức độ Biểu hiện cụ thể Dạy học giáp, mặt toàn bộ bài giảng ở trên lớp học Mức độ 1: với sự hỗ trợ của bài giảng điện tử, GV yêu cầu HS thực hành trên hệ thống E-Learning thông qua các bài tập trắc nghiệm và tự luận sau mỗi bài học. Tổ chức DH giáp mặt, trang E-Learning củng cố kiến Mức độ 2: thức, đánh giá kết quả quá trình TH trên E-Learning thông qua tiết học truyền thống ở lớp. HS thực hành một phần nội dung kiến thức liên quan Mức độ 3: đến bài học mới thông qua trang E-Learning, GV tổ chức DH giáp mặt những nội dung còn lại của bài học. Mức độ 4: DH trực tuyến hoàn toàn, DH giáp mặt hỗ trợ giải đáp thắc mắc cho HS. Bảng 1. Bảng mô tả các mức độ vận dụng B-Learning 1.2. Dạy học theo định hướng STEM 1.2.1 Khái niệm về giáo dục STEM STEM là viết tắt của từ Science (Khoa học), Technology (Công nghệ), Engineering (Kĩ thuật), Mathematics (Toán học). Giáo dục STEM về bản chất được hiểu 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. Các kiến thức và kĩ năng này phải được tích hợp, lồng ghép và bổ trợ cho nhau, giúp HS không chỉ hiểu về nguyên lí mà còn có thể thực hành và tạo ra các sản phẩm trong cuộc sống hằng ngày. Đối với giáo dục STEM, các kiến thức khoa học, toán học, công nghệ và kĩ thuật không chỉ được dạy học theo hướng trang bị kiến thức thông thường mà được vận dụng nhằm giải quyết các tình huống thực tiễn trong cuộc sống. Việc 6
làm này đem lại hai tác dụng lớn. Một là giúp cho trải nghiệm học tập của HS trở nên thú vị hơn, tạo động lực thúc đẩy các em hứng thú với việc học tập và nghiên cứu khoa học, công nghệ ngay từ nhỏ. Hai là gắn kết nhà trường với địa phương, cộng đồng cũng như các tổ chức xã hội. 1.2.2. Giáo dục STEM trong chương trình phổ thông 2018 Chương trình giáo dục phổ thông mới của Việt Nam, được công bố vào tháng 12/2018, đã tập trung đặc biệt vào hướng dẫn giáo dục theo STEM, viết tắt của Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật, và Toán học. Giáo dục STEM được coi là phương tiện hiệu quả nhằm nâng cao khả năng suy luận, phẩm chất và các kỹ năng khác mà chương trình giáo dục mới hướng tới. Chương trình giáo dục phổ thông toàn diện này, giáo dục STEM được nhấn mạnh một cách đặc biệt thông qua hai khía cạnh chính. Điều này không chỉ thể hiện xu hướng giáo dục STEM, mà còn phản ánh sự thích ứng kịp thời của giáo dục phổ thông với cuộc cách mạng công nghiệp 4.0 Đây là bước đi cần thiết để phát triển giáo dục STEM trong chương trình mới, vì mục tiêu của giáo dục STEM cũng là hình thành những phẩm chất và năng lực mà chương trình giáo dục phổ thông đang hướng tới. Đặc biệt, môn học Công nghệ cùng với Toán học, Khoa học tự nhiên, và Tin học đóng góp quan trọng trong việc thúc đẩy giáo dục STEM, một trong những xu hướng giáo dục được đánh giá cao tại nhiều quốc gia trên thế giới và nhận được sự quan tâm đáng kể trong cải tiến giáo dục phổ thông của Việt Nam. Áp dụng dạy học STEM trong chương trình giáo dục phổ thông mới tạo điều kiện thuận lợi trong các môn học, học sinh được vận dụng kiến thức và liên hệ vào thực tế. 1.2.3. Hình thức tổ chức STEM Hình thức tổ chức STEM Bài học Hoạt động trải Đề tài/ dự án STEM nghiệm NCKH Hình 1. Hình thức tổ chức giáo dục STEM - Bài học STEM Bộ Giáo dục và Đào Tạo đã triển khai và định hướng các chủ đề, bài học trong dạy học STEM phải bám sát chương trình học tập tại trường THPT. 7
Quy trình xây dựng một bài học STEM bao gồm: 1. Chuẩn bị bài học STEM xung quanh một chủ đề bạn sẽ giảng dạy. 2. Kết nối chủ đề đó với một vấn đề trong thế giới thực. 3. Xác định rõ ràng thách thức STEM mà học sinh sẽ giải quyết. 4. Quyết định thành công trông như thế nào. 5. Sử dụng quy trình thiết kế kỹ thuật để lập kế hoạch. 6. Giúp học sinh xác định thử thách. 7. Thu hút học sinh (theo nhóm) nghiên cứu nội dung cho thử thách. 8. Khuyến khích các nhóm phát triển ý tưởng của riêng họ về cách giải quyết vấn đề. 9. Hướng dẫn các đội chọn một ý tưởng để kiểm tra và sau đó tạo nguyên mẫu của họ. 10. Tạo điều kiện cho quá trình thử nghiệm và đánh giá nguyên mẫu. 11. Tham gia vào các nhóm trong việc truyền đạt kết quả của họ. 12. Thiết kế lại nếu có thời gian. - Hoạt động trải nghiệm STEM tại trường học STEM là chương trình dạy học trang bị cho người học các kiến thức, kĩ năng liên quan đến lĩnh vực khoa học, công nghệ, kỹ thuật và toán học. Dạy học STEM giúp người học tiếp cận liên môn, ứng dụng vào trong cuộc sống hằng ngày thay vì chỉ tập trung giảng từng môn một. Dạy học STEM tại trường THPT thúc đẩy quá trình học của người học hiệu quả hơn và vừa hỗ trợ phát triển năng lực và phẩm chất người học. - Hoạt động nghiên cứu khoa học Nghiên cứu khoa học là hành động tìm hiểu, thí nghiệm, tìm tỏi…dựa trên những số liệu, dữ liệu, tài liệu thu thập được để phát hiện ra bản chất, quy luật chung của sự vật, hiện tượng, tìm ra những kiến thức mới hoặc tìm ra những ứng dụng kỹ thuật mới, những mô hình mới có ý nghĩa thực tiễn. 1.2.4. Quy trình xây dựng chủ đề và tiến trình bài học STEM Qui trình xây dựng chủ đề STEM thường gồm 4 bước: ➢ Lựa chọn chủ đề bài học ➢ Xác định vấn đề cần giải quyết ➢ Xây dựng tiêu chí của thiết bị và giải pháp giải quyết vấn đề ➢ Thiết kế tiến trình tố chức hoạt động 8
Mỗi bài học STEM thường được tổ chức theo 5 hoạt động như sau: ➢ Xác định vấn đề ➢ Nghiên cứu kiến thức nền và đề xuất giải pháp ➢ Lựa chọn giải pháp ➢ Chế tạo mẫu, thử nghiệm và đánh giá ➢ Chia sẻ, thảo luận, điều chỉnh 1.3. Thực trạng vấn đề Để tìm hiểu thực trạng của vấn đề nghiên cứu, chúng tôi đã biên soạn các phiếu khảo sát để khảo sát thực trạng vấn đề “Vận dụng B-learning trong một số dự án STEM Chuyên đề Trái đất và bầu trời (Vật lí 10) nhằm phát triển phẩm chất, năng lực người học” 1.3.1. Mục đích khảo sát Tìm hiểu thực trạng dạy học vận dụng B – Learning trong một số dự án STEM tại trường phổ thông hiện nay. 1.3.2. Đối tượng và thời gian khảo sát Đối tượng khảo sát: giáo viên tại một số trường phổ thông ở một số trường trong tỉnh Nghệ An. Thời gian khảo sát: từ ngày 05/9/2023 đến ngày 20/9/2023 1.3.3. Nội dung khảo sát Tìm hiểu thực trạng dạy học vận dụng B – Learning trong một số dự án STEM tại trường phổ thông hiện nay. 1.3.4. Phương pháp khảo sát Sử dụng phiếu khảo sát dưới dạng trắc nghiệm (phụ lục 1) và thực hiện khảo sát thông qua ứng dụng Google Form. Đồng thời, tác giả cũng tiến hành phỏng vấn một số giáo viên về thực trạng triển khai dạy học theo định hướng STEM tại các trường phổ thông hiện nay. 9
1.3.5. Kết quả khảo sát ❖ Về thông tin người khảo sát Biểu đồ 1.1: Kinh nghiệm công tác của người được khảo sát Kết thúc khảo sát, tác giả thu về được 98 câu trả lời, trong đó có 77,3% là cử nhân đại học còn lại là thạc sĩ với tỷ lệ về kinh nghiệm làm việc và cấp bậc giảng dạy được thể hiện ở 2 biểu đồ trên. ❖ Kết quả khảo sát Thông qua các câu hỏi khảo sát, chúng tôi thu được những kết quả thể hiện trên các biểu đồ dưới đây: 1. Thầy/cô đánh giá mức độ hiểu biết của mình về GD STEM như thế nào? Biểu đồ 1.2: Mức độ hiểu biết về STEM của người được khảo sát 10
2. Do đâu mà thầy/cô có được những hiểu biết về STEM? Biểu đồ 1.3: Cách tiếp cận kiến thức STEM của người được khảo sát 3. Trường của Thầy/cô đã từng tổ chức các hoạt động nào theo định hướng giáo dục STEM? Biểu đồ 1.4: Hoạt động vận dụng STEM ở các trường phổ thông 4. Trong quá trình dạy học, ngoài những mục tiêu kiến thức, kỹ năng, thầy cô thường quan tâm đến những năng lực nào của học sinh nhất? Biểu đồ 1.5: Mức độ quan tâm của giáo viên tới việc phát triển năng lực 11
5. Thầy/cô đánh giá thế nào về mức độ quan trọng của những hoạt động giáo dục STEM trong việc hình thành và phát triển kỹ năng của thế kỷ 21 cho HS? Biểu đồ 1.6: Mức độ quan trọng của giáo dục STEM trong việc phát triển năng lực cho học sinh 6. Trong quá trình dạy học, thầy/cô có thường xuyên hướng dẫn HS vận dụng những kiến thức đã học để giải quyết những vấn đề trong thực tiễn hay không? Biểu đồ 1.7: Tần suất hướng dẫn học sinh vận dụng kiến thức để giải quyết các vấn đề thực tiễn 7. Thầy cô có thường xuyên tổ chức cho học sinh hợp tác làm ra sản phẩm (mô hình, poster, báo cáo…) trong quá trình dạy học không? Biểu đồ 1.8: Tần suất hướng dẫn học sinh vận dụng kiến thức để làm ra sản phẩm 8. Thầy cô có thường kết nối những kiến thức Toán học, Hóa học, Sinh học, 12
Công nghệ, Kỹ thuật… trong các tiết học của mình không? 34,4% 62,5% Biểu đồ 1.9: Tần suất liên môn trong giờ học Qua khảo sát, tác giả nhận thấy rằng 100% giáo viên được khảo sát đều đã có những hiểu biết nhất định về STEM, tuy nhiên chỉ có một số ít giáo viên hiểu biết về STEM ở mức sâu (7,2%) còn lại chủ yếu là hiểu biết ở mức cơ bản (56,7%) và chỉ biết sơ qua (36,1%). Những hiểu biết về STEM có được đa phần do giáo viên tự nghiên cứu, tìm hiểu qua internet, trao đổi và học hỏi lẫn nhau (chiếm 76%). Còn khái niệm B- Learning còn khá xa lạ với giáo viên, chỉ có 24% đã nghe về B- Learning và chỉ có 10% hiểu được khái niệm B -Learning. Ngoài ra, trong quá trình dạy học, ngoài những kiến thức trọng tâm của môn học, đa số các giáo viên hiện nay đều quan tâm đến phát triển năng lực cho học sinh đặc biệt là năng lực giải quyết vấn đề (84,4%). Các giáo viên thường xuyên hướng dẫn học sinh vận dụng những kiến thức đã học để giải quyết các vấn đề trong cuộc sống, tổ chức cho học sinh thiết kế các mô hình, poster trong các tiết học để trực quan hóa bài học cũng như tạo hứng thú học tập cho học sinh; các kiến thức liên môn cũng được giáo viên kết nối với nhau trong các bài học.Kết hợp với điều tra qua phỏng vấn, tác giả nhận thấy rằng nhìn chung giáo viên tại các trường hiện nay đều có nhận thức và cố gắng thay đổi tích cực để môn học của mình trở nên gần gũi với học sinh, phát triển cho học sinh những năng lực, kỹ năng cần thiết của thế kỷ 21. Hơn thế nữa, hầu hết các trường đều đã triển khai các hoạt động về STEM như vận dụng vào bài dạy trong một số môn học; triển khai chuyên đề; tổ chức các ngày hội STEM và các câu lạc bộ. Tuy nhiên, bên cạnh những thuận lợi về mặt nhận thức của giáo viên, học sinh và lãnh đạo nhà trường thì điều kiện về cơ sở vật chất, chương trình, sách giáo khoa và nguồn tài liệu về dạy học STEM vẫn còn có những hạn chế gây khó khăn trong việc triển khai dạy học STEM trong trường phổ thông. Một vấn đề cũng được HS phản ánh đó là dù học trên lớp hay học online 13
thì HS không có nhiều cơ hội để được thực hành, được hoạt động nhóm, được phát triển năng lực cá nhân. Trong khi đó mong muốn của HS là được tham gia các đề tài thực hành, những hoạt động trải nghiệm để rèn luyện kĩ năng. Tóm lại, đứng trước tình hình mới, sự chuyển mình, thay đổi nhận thức của HS và GV hiện nay đã có nhiều bước tiến. Tuy vậy vẫn đang còn rất nhiều vấn đề cần quan tâm và điều chỉnh. Trong đó cốt lõi nhất là phải thay đổi nhận thức của GV và HS, điều chỉnh nội dung, phương pháp và kĩ thuật dạy học để đáp ứng được yêu cầu ngày càng cao của xã hội về đào tạo con người. 14
Chương 2: THIẾT KẾ VÀ VẬN DỤNG B – LEARNING TRONG DỰ ÁN STEM CHUYÊN ĐỀ “TRÁI ĐẤT VÀ BẦU TRỜI” – VẬT LÍ 10 2.1. Phân tích nội dung, kiến thức chuyên đề “Trái Đất và Bầu Trời” Chuyên đề “Trái Đất và Bầu Trời’ đối tượng nghiên cứu là các vĩ mô dựa trên mô hình và các mô phỏng để tả, minh họa các chuyển động nhìn thấy của thiên thể, các hiện tượng thiên văn trên Trái Đất. Thông qua đó giúp học sinh xác định phương hướng, xác định được vị trí sao Bắc Cực trên nền trời sao qua các chòm sao Gấu Lớn, Gấu Bé, Thiên Hậu trên bản đồ sao; Mô tả được chuyển động nhìn thấy của một số thiên thể trong hệ Mặt Trời; Trình bày được một số chuyển động nhìn thấy của Mặt Trời, Mặt Trăng, Kim Tinh và Thuỷ Tinh trên nền trời sao; Trình bày được những đặc điểm trên bầu trời sao khi quan sát hình ảnh như Mặt Trăng, Thủy Tinh, Kim Tinh. Nêu được nguyên nhân xảy ra hiện tượng nhật thực, nguyệt thực. Chuyên đề Trái Đất và Bầu Trời không chỉ dừng lại ở kiến thức mà còn nâng cao trình độ nhận thức của HS, cụ thể là giúp HS hiểu, lí giải được, xâu chuỗi được nhằm tìm ra quy luật và vận dụng kiến thức đã học vào trong cuộc sống hằng ngày, giải thích được các quy luật hiện tượng trong cuộc sống. HS được khám phá, được tì hiểu kích thích tính tò mò, mới mẻ trong tư duy của các em. 2.2. Yêu cầu cần đạt trong dạy học chuyên đề “Trái Đất và Bầu Trời”- Vật lí 10 2.2.1. Đặc điểm kiến thức chuyên đề “Trái Đất và Bầu Trời” Chuyên đề “Trái Đất và Bầu Trời” được thực hiện giảng dạy trong 10 tiết với 3 nội dung: Xác định phương hướng; Đặc điểm chuyển động nhìn thấy của một số thiên thể trên nền trời sao; Một số hiện tượng thiên văn. Chuyên đề này cung cấp cho học sinh những kiến thức cơ bản về Hệ Mặt Trời, vị trí của Hệ Mặt Trời trong vũ trụ; đặc điểm chuyển động của các thiên thể trên bầu trời. Ngoài ra, kết hợp với các kiến thức Toán học, Vật lý, học sinh có thể giải thích được một số hiện tượng thiên văn diễn ra hằng ngày xung quanh mình như các chu kỳ của Mặt Trăng, hiện tượng thủy triều, hiện tượng nhật thực, nguyệt thực… 2.2.2. Yêu cầu cần đạt * Xác định phương hướng - Sử dụng dụng cụ thực hành, tìm hiểu về vị trí của các chòm sao sau đó xác định được trên bản đồ sao. 15
- Tìm hiểu sao Bắc cực và xác định được vị trí trên nền trời sao. - Đưa ra được cách xác định vị trí trên nền trời sao của sao Bắc Cực. Khó khăn: + HS khó khăn khi sử dụng bản đồ sao; xác định trên bản đồ vị trí các chòm sao trong thực hành, vị trí sao trên nền trời sao. + GV cần cung cấp phần mềm mô phỏng thêm cho các em HS tiếp cận; hướng dẫn các em cách xác định vị trí chòm sao. * Tìm hiểu trên nền trời sao những có những đặc điểm chuyển động như sau: - Đưa ra mô hình Hệ Mặt Trời, cùng góp ý rồi trình bày những nét cơ bản trong chuyển động nhìn thấy trên nền sao, các chuyển động của Mặt Trời, Mặt Trăng, Kim Tinh và Thuỷ Tinh. - Sử dụng mô hình nhật tâm của Copernic trình bày được một số đặc điểm quan sát trên nền trời sao Khó khăn: + GV cần cài đặt thêm một số hình ảnh qua mạng Internet về phần mềm mô phỏng thiên văn. + GV cần hướng dẫn cách các em quan sát và sử dụng mô hình hệ Mặt Trời. + HS cần quan sát trực tiếp để dễ dàng cho việc thảo luận, giải thích đặc điểm của mô hình hệ mặt trời. Trong thiên văn có một số hiện tượng như sau: - Sử dụng mạng lưới 4.0, những hình ảnh, video trình bày, giải thích một số nguyên nhân về hiện tượng nhật thực, nguyệt thực một cách sơ lược và định tính. Theo kế hoạch dạy học tôi đã sử dụng giáo dục STEM vào quá trình dạy học chuyên đề này. Đây là một chuyên đề có nhiều nội dung liên quan đến thực tiễn trong cuộc sống hằng ngày diễn ra xung quanh chúng ta. Giáo dục STEM là giáo dục liên môn là sự kết hợp giữa lí thuyết và thực hành giúp kích thích sự tư duy, tò mò, sáng tạo trong trí óc của các em HS. Các em được tìm tòi, khám phá và vận dụng vào chế tạo, thiết kế mô hình mà các em yêu thích, giải thích được hiện tượng thực tiễn trong cuộc sống hằng ngày. Bên cạnh đó khi sử dụng dạy học theo mô hình STEM giúp em HS năng động hơn, phát huy tính sáng tạo, tìm tòi và thảo luận trong giao tiếp các bạn với nhau. 16