Thiết kế tiến trình dạy học kiến thức “máy phát điện, động cơ điện xoay chiều” - vật lí 12 theo định hướng giáo dục STEM

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:6

Thêm vào BST

Báo xấu

57
lượt xem 7
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài viết này, đề xuất quy trình thiết kế và tổ chức hoạt động dạy học kiến thức về nguồn điện, máy phát điện trong dạy học bài “Máy phát điện, động cơ điện xoay chiều” theo định hướng giáo dục STEM.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Thiết kế tiến trình dạy học kiến thức “máy phát điện, động cơ điện xoay chiều” - vật lí 12 theo định hướng giáo dục STEM

UED Journal of Social Sciences, Humanities & Education – ISSN 1859 - 4603 TẠP CHÍ KHOA HỌC XÃ HỘI, NHÂN VĂN VÀ GIÁO DỤC THIẾT KẾ TIẾN TRÌNH DẠY HỌC KIẾN THỨC “MÁY PHÁT ĐIỆN, ĐỘNG CƠ ĐIỆN XOAY CHIỀU” - VẬT LÍ 12 THEO ĐỊNH HƯỚNG GIÁO DỤC STEM Nhận bài: 21 – 04 – 2018 Nguyễn Quang Linha*, Hà Mạnh Đạcb, Phongsavanh Oulayphethtb Chấp nhận đăng: 10 – 07 – 2018 Tóm tắt: Giáo dục STEM được biết đến như là một sự tiếp cận mới trong giáo dục và đào tạo nguồn http://jshe.ued.udn.vn/ nhân lực trong tương lai. Trong đó nhấn mạnh sự kết nối, liên thông giữa bốn lĩnh vực Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học. Giáo dục STEM có thể vận dụng trong nhiều giai đoạn khác nhau của quá trình dạy học, với nhiều hình thức tổ chức khác nhau. Tuy vậy, việc thiết kế và tổ chức hoạt động dạy học như thế nào để phát huy được những điểm mạnh của giáo dục STEM vẫn còn nhiều quan điểm khác nhau. Bài viết này, đề xuất quy trình thiết kế và tổ chức hoạt động dạy học kiến thức về nguồn điện, máy phát điện trong dạy học bài “Máy phát điện, động cơ điện xoay chiều” theo định hướng giáo dục STEM. Từ khóa: sáng tạo; vật lí; STEM; dòng điện xoay chiều; học sinh. 1. Đặt vấn đề Chương trình giáo dục phổ thông tổng thể cửa nước sinh hiệu quả nhất? ta được công bố tháng 7 năm 2018 chỉ rõ việc coi trọng và tăng cường hoạt động theo định hướng giáo dục 2. Đối tượng và phương pháp nghiên cứu STEM (gọi tắt là hoạt động STEM) là một đổi mới căn 2.1. Đối tượng nghiên cứu: bản của chương trình giáo dục phổ thông mới. Trong Hoạt động dạy học môn Vật lí lớp 12, giáo dục STEM. đó, phương thức giáo dục STEM được biết đến như là 2.2. Phương pháp nghiên cứu: một giải pháp hiệu quả trong dạy học phát triển tư duy sáng tạo, năng lực giải quyết vấn đề mà chương trình Phối hợp phương pháp nghiên cứu lí luận, phương giáo dục phổ thông mới đang hướng đến. Thông qua các pháp lấy ý kiến chuyên gia. hoạt động STEM, HS không những lĩnh hội được các kiến thức khoa học mà còn phát triển được các năng lực 3. Kết quả nghiên cứu cần thiết, phát triển tư duy sáng tạo, tư duy phê phán, 3.1. Thực trạng việc vận dụng giáo dục STEM khả năng giải quyết vấn đề [4]. trong dạy học kiến về “Máy phát điện, động cơ điện xoay chiều” - Vật lí 12 Mặt khác, hiện tại TDST là một trong những thước đo của nền kinh tế mỗi nước. Phát triển năng lực TDST Để tìm hiểu và định hướng cho quá trình thiết kế là một trong 10 năng lực cốt lõi được trình bày trong tiến trình tổ chức và lựa chọn nội dụng hoạt động chương trình giáo dục phổ thông tổng thể. Vấn đề đặt ra STEM, nhóm nghiên cứu đã tiến hành tìm hiểu hiện là cần tổ chức các hoạt động STEM như thế nào để có thực trạng dạy tổ chức các hoạt động STEM và nhu cầu thể phát triển TDST, năng lực giải quyết vấn đề của học của HS trong các hoạt động STEM tại trường phổ thông trong dạy học bài “Máy phát điện, động cơ điện xoay chiều” - Vật lí 12. a,bTrường Đại học Sư phạm - Đại học Thái Nguyên Nhóm nghiên cứu đã tiến hành điều tra trong thời * Liên hệ tác giả gian từ tháng 7/2015 đến tháng 8/2015 với 149 GV dạy Nguyễn Quang Linh Email: nguyenquanglinh@dhsptn.edu.vn khoa học tự nhiên và 203 HS của một số trường tại bắc Tạp chí Khoa học Xã hội, Nhân văn & Giáo dục, Tập 8, số 3B (2018),53-58 | 53
Nguyễn Quang Linh, Hà Mạnh Đạc, Phongsavanh Oulayphetht Lào và tỉnh Bắc Giang Việt Nam, tại Lào: THPT Ou chương Dòng điện xoay chiều (chiếm 91%) (Hình 2). Có Tay, huyện Outay, tỉnh Phongsaly; THPT Mương Xay, nhiều nguyên nhân dẫn tới tình trạng này (thấy cần thiết huyện Xay, tỉnh Oudomxay; THPT Đon Tan, huyện nhưng chưa thực hiện) như giáo viên chưa được tập Khop; THPT Năm Ngân, Huyện Ngân, THPT Pang huấn về giáo dục STEM và cách thức thiết kế, tổ chức Bông, Huyện Ngân, Tỉnh Xayabouly; THPT hoạt động dạy học theo định hướng giáo dục STEM Xayabouly, huyện Xayabouly, tỉnh Xayabouly, THPT (90%), không đủ thời gian (88%), không đủ phương tiện Mương Khai, huyện Luangprabang, tỉnh Luangprabang. (70%). Trao đổi thêm với giáo viên chúng tôi còn nhận Tại Việt Nam: trường THPT Hiệp Hòa số 1, THPT Hiệp thấy một số nguyên nhân khác như: Quá trình đánh giá, Hòa số 2, THPT Hiệp Hòa số 3 - tỉnh Bắc Giang. thi cử ở Việt Nam dường như ít quan tâm tới hoạt động + Đối với GV: STEM (năng lực giải quyết vấn đề thực tiễn, tư duy sáng tạo,...), nhiều giáo viên chưa có hướng dẫn cụ thể về việc thiết kế các hoạt động STEM, tổ chức hoạt động giáo dục STEM, cũng chưa biết rõ cách đánh giá HS thông qua hoạt động này. + Đối với HS: Kết quả điều tra cho thấy, trong quá trình học, các em rất háo hức khi được quan sát một thí nghiệm và càng mong muốn được tự tay làm một thí nghiệm hay một ứng dụng kĩ thuật cụ thể. Các em cũng có nhiều câu hỏi thực tế cần được giải đáp. Hầu hết các em đều tỏ ra thích hoặc rất thích học giờ học có yếu tố Hình 1. Quan điểm của GV về sự cần thiết phải áp STEM hay các hoạt động STEM (chiếm 78% ý kiến dụng giáo dục STEM trong dạy học được hỏi). Đây là một yếu tố thôi thúc và cũng là yếu tố thuận lợi để nhóm tác giả tiến hành thiết kế và tổ chức Với câu hỏi Theo thầy cô, có cần tổ chức hoạt động các hoạt động STEM (Hình 3). giáo dục STEM trong dạy học chương Dòng điện xoay chiều - Vật lí 12 không? Kết quả thu được cho thấy hầu hết GV cho rằng việc tổ chức hoạt động STEM ở đây ở mức độ cần và rất cần chiếm tỉ lệ cao (chiếm 69%) (Hình 1). Hình 3. Biểu đồ về hứng thú tham gia hoạt động STEM của học sinh 3.1. Thiết kế tiến trình dạy học kiến thức “Máy phát điện, động cơ điện xoay chiều” theo định hướng giáo dục STEM Những nội dung dạy học có yếu tố thí nghiệm hoặc Hình 2. Tần suất áp dụng giáo dục STEM trong dạy học ứng dụng kĩ thuật mang tính thực tiễn là những nội dung Tuy nhiên với câu hỏi, thầy (cô) có đã vận dụng phát huy tốt nhất những thế mạnh của dạy học theo định phương thức giáo dục theo định hướng STEM trong dạy hướng STEM. Trong nghiên cứu này, nhóm tác giả khai học chương Dòng điện xoay chiều - Vật lí 12 như thế thác khả năng sử dụng ứng dụng kĩ thuật của kiến thức nào? Thì kết quả thu được lại ngược lại với kì vọng của liên quan tới máy phát điện, động cơ điện để thiết kế một nhóm nghiên cứu. Đa số GV hiếm khi hoặc chưa bao giờ hoạt động dạy học điển hình. Mục tiêu của nghiên cứu là vận dụng phương thức giáo dục STEM trong dạy học thiết kế và tổ chức được hoạt động giáo dục STEM trong 54
ISSN 1859 - 4603 - Tạp chí Khoa học Xã hội, Nhân văn & Giáo dục, Tập 8, số 3B (2018),53-58 dạy học kiến thức “Máy phát điện, động cơ điện xoay cách tiếp cận liên môn và thông qua thực hành, ứng chiều” - Vật lí lớp 12 nhằm khai thác những điểm mạnh dụng. Thay vì dạy bốn môn học như các đối tượng tách của Giáo dục STEM trong dạy học ở nhà trường phổ biệt và rời rạc, STEM kết hợp chúng thành một mô hình thông. Trong đó có tính đến hoàn cảnh thực tế của địa học tập gắn kết dựa trên các ứng dụng thực tế. Qua đó, phương, trình độ và năng lực của học sinh, năng lực của học viên vừa được học lí thuyết, vừa được học cách vận giáo viên, điều kiện cơ sở vật chất của nhà trường,… dụng vào thực tiễn [5]. Ba điểm mạnh của giáo dục STEM được nhắc đến Nhóm nghiên cứu chọn nội dung kiến thức “Máy gồm: (1) Giáo dục STEM đề cao việc hình thành và phát điện, động cơ điện” bởi nhận thấy, đây là nhóm phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho người học. kiến thức có thể phát huy được các thế mạnh của giáo Trong mỗi bài học theo chủ đề STEM, học sinh được dục STEM như đã nêu ở trên nếu được tổ chức với tiến đặt trước một tình huống có vấn đề thực tiễn cần giải trình hợp lí. Nhằm đạt được mục tiêu đề ra, nhóm quyết liên quan đến các kiến thức khoa học; (2) Giáo nghiên cứu đề xuất tiến trình tổ chức hoạt động dạy học dục STEM đề cao phong cách học tập sáng tạo. Đặt kiến thức “Máy phát điện. Động cơ điện xoay chiều” - người học vào vai trò của một nhà phát minh (3) Giáo Vật lí lớp 12 với 7 hoạt động chính (Hình 4). dục STEM là phương thức giáo dục tích hợp. Nó theo Hình 4. Tiến trình dạy học kiến thức “Máy phát điện, động cơ điện xoay chiều” Nhóm nghiên cứu đưa ra ý tưởng này với việc ghép án thiết kế động cơ điện, máy phát điện 1 pha đơn giản 2 giờ học thuộc bài Máy phát điện xoay chiều và bài và đưa ra được kế hoạch thực hiện (chế tạo) các sản Động cơ không đồng bộ 3 pha - Vật lí 12 thành một bài phẩm này. Sau đó các nhiệm vụ này được học sinh thực giảng dạy trong 90 phút (từ hoạt động 1 đến hoạt động 4). hiện tại nhà theo kế hoạch đã thống nhất với GV (cuối Điểm khác biệt so với nội dung dạy học thông hoạt động 5). Thời gian thực hiện hoạt động 6 từ 3 ngày thường (yếu tố STEM) được đưa vào kế hoạch dạy học đến 7 ngày (tùy thuộc vào kế hoạch giảng dạy của nhà ở hoạt động 5 - Thiết kế máy phát điện, động cơ điện 1 trường). Sau thời điểm này, HS sẽ trình bày sản phẩm pha đơn giản (35 phút); hoạt động 6 - Chế tạo máy phát của mình trước lớp, tiến hành thảo luận và đánh giá sản điện, động cơ điện 1 pha đơn giản (3-7 ngày) và hoạt phẩm trong 45 phút. động 7 - Trình bày sản phẩm và thảo luận (45 phút). Từ hoạt động 5 đến hoạt động 7, có thể chia lớp làm 4 nhóm, mỗi nhiệm vụ giao cho 2 nhóm HS thực hiện. Trong hoạt động 5, HS phải đề xuất được phương 55
Nguyễn Quang Linh, Hà Mạnh Đạc, Phongsavanh Oulayphetht phương án đã lựa chọn; (5) Có cải tiến so với phương án đã lựa chọn; (6) Vận dụng các kiến thức đã học để giải quyết các vấn đề nảy sinh trong tình huống mới. Nhóm nghiên cứu đề xuất các biểu hiện của tư duy sáng tạo trong hoạt động 6, 7 gồm các biểu hiện: (1) Phát hiện được vấn đề mới; (2) Đề xuất được phương án giải quyết vấn đề; (3) Thực hiện thành công phương án đã lựa chọn; (4) Có cải tiến so với phương án đã lựa chọn. Từ các biểu hiện này, nhóm nghiên cứu thiết kế được các phiếu đánh giá như sau: Hình 5. Mô hình máy phát điện đơn giản Nguồn:0https://www.google.com.vn/search?q=máy+p Bảng 1. Thang đo TDST thông qua tự đánh giá và đánh hát+điện+đơn+giản giá đồng đẳng Họ và tên học sinh đánh giá: …………………………………………………… Nội dung 1) Đưa 2) Tích Đánh ra nhiều cực tham giá ý kiến gia vào STT Điểm Họ sáng tạo hoạt và động của tên nhóm Nguyễn 1 Văn A Nguyễn 2 Văn B Hình 6. Động cơ điện đơn giản 3 ……….. Nguồn: 0https://www.google.com.vn/search?q= Lưu ý: Mỗi nội dung được đánh giá tối đa 05 điểm. động+cơ+điện+đơn+giản 3.2. Thiết kế phiếu đánh giá tư duy sáng tạo Ở đây, nếu phiếu đánh giá này của em học sinh A của học sinh thì khi em ghi điểm vào cột có STT (1) thì đó là điểm tự Dựa trên quan điểm của tác giả Nguyễn Quang đánh giá, ghi điểm vào cột có số thứ tự (2), (3),… thì đó Linh [3] về các biểu hiện của tính sáng tạo trong giải bài là điểm đánh giá đồng đẳng. tập thí nghiệm Vật lí gồm: (1) Phát hiện được vấn đề mới; (2) Nêu được dự đoán có căn cứ; (3) Đề xuất được phương án giải quyết vấn đề; (4) Thực hiện thành công Bảng 2. Thang đo TDST dựa trên bảng kiểm quan sát (***) Họ và tên học sinh được đánh giá: …………………………………………… Mức độ Mức 1 Mức 2 Đánh giá Tiêu chí 1) Phát hiện được vấn Phát hiện được vấn đề mớicó phân Phát hiện được vấn đề mới nhưng đề mới tích, trình bày rõ ràng không phân tích, trình bày được Đề xuất được giải pháp giải quyết Đề xuất được giải pháp giải quyết 2) Đề xuất được giải vấn đề, giải thích rõ lí do vấn đề, nhưng chưa giải thích được pháp giải quyết vấn đề lí do 3)Thực hiện thành công Thực hiện thành công theo phương Thực hiện thành công theo phương theo phương án đã lựa chọn án đã lựa chọn, có sáng tạo án đã lựa chọn, chưa có sáng tạo (***) Điểm tối đa của mức độ 1 là 2,5; của mức độ 2 là 1,5 56
ISSN 1859 - 4603 - Tạp chí Khoa học Xã hội, Nhân văn & Giáo dục,Tập 8B, số 3 (2018), 53-58 Để đánh giá được từng học sinh chúng tôi sử dụng cao nhất khá cao (chiếm 63,6%) nhưng tính khả thi thì máy quay video và máy ghi âm để xác định chính xác thấp hơn kì vọng (chỉ chiếm 45,5% ở mức cao nhất). các biểu hiện TDST của học sinh trong quá trình giải Điều này cũng gợi ý cho nhóm nghiên cứu trong việc quyết vấn đề. Hai thiết bị này được sử dụng liên tục từ thay đổi cách đánh giá HS hoặc thay đổi cách thu thập quá trình học sinh nhận nhiệm vụ tới khi hoàn thành dữ liệu khi tiến hành thực nghiệm sư phạm. nhiệm vụ (từ hoạt động 5-7). 3.3. Đánh giá tiến trình dạy học đã thiết kế Tiến trình dạy học nhóm nghiên cứu đề xuất có sự khác biệt ở ba điểm lớn: (1) Gộp hai bài “Máy phát điện xoay chiều” và “Động cơ không đồng bộ ba pha” vào một “Máy phát điện, động cơ điện xoay chiều” phần giảng dạy vẫn đảm bảo các nội dung dạy học theo quy định hiện hành (có chú ý tới giảm tải). Tuy nhiên, thời gian giảng dạy các kiến thức giảm từ 90 phút xuống còn 55 phút. Thay vào đó 35 phút còn lại GV sẽ tổ chức cho HS nhận nhiệm vụ chế tạo máy phát điện xoay chiều, máy phát điện một Hình 5. Ý kiến của GV về phiếu đánh giá HS (mức 1 là chiều động cơ điện xoay chiều, động cơ điện 1 chiều mức thấp nhất) đơn giản, đề xuất phương án giải quyết vấn đề và lên kế hoạch thực hiện nó. 4. Kết luận (2) HS chế tạo các sản phẩm theo phương án đã đề Như vậy, nhóm nghiên cứu đã đề xuất được tiến xuất, trình bày và thảo luận về sản phẩm trong 45 phút trình dạy học kiến thức “Máy phát điện, động cơ điện sau buổi học trước từ 3-7 ngày. xoay chiều” - Vật lí 12 theo định hướng giáo dục STEM và đưa ra được phương án đánh giá TDST của học sinh (3) HS được đánh giá thông qua ba điểm số: Tự khi tham gia hoạt động này. Tiến trình dạy học được đánh giá, đánh giá đồng đẳng, đánh giá qua quan sát thiết kế sao cho HS có nhiều cơ hội thể hiện năng lực của GV. giải quyết vấn đề đồng thời bộc lộ TDST một cách Để có những đánh giá ban đầu về ý tưởng nghiên mạnh mẽ nhất. Kết quả khảo sát bước đầu cho thấy tiến cứu, nhóm nghiên cứu đã trao đổi với 24 giáo viên trình dạy học được thiết kế và tiêu chí đánh giá TDST là thuộc trường THPT Hiệp Hòa số 1 và THPT Hiện Hòa hợp lí. Tuy vậy, vẫn cần có kết quả thực nghiệm sư số 3 tại tỉnh Bắc Giang, một số giáo viên tại lớp cao học phạm để thấy được tính khả thi của hướng nghiên cứu. Lí luận và PPDH bộ môn Vật lí khóa 25 của Trường Đại học Sư phạm - Đại học Thái Nguyên. Tài liệu tham khảo + Đánh giá về tiến trình giảng dạy: 100% ý kiến [1] Bộ Giáo dục và Đào tạo (2017). Chương trình giáo cho rằng tiến trình này là hợp lí và khả thi. Tuy vậy, một dục phổ thông tổng thể. số ý kiến vẫn cho rằng sẽ có đôi chút khó khăn trong [2] Nguyễn Quang Linh, Dương Thu Hương (2017). Thiết kế công cụ đánh giá năng lực sáng tạo của học sinh triển khai bởi thời gian kéo dài hơn so với thực tế giảng trong quá trình tham gia hoạt động trải nghiệm sáng tạo dạy thông thường các trường đang thực hiện. ở trường phổ thông. Tạp chí Giáo dục, 406 (II). + Đánh giá về thiết kế phiếu tự đánh giá và đánh [3] Nguyễn Quang Linh (2017). Xây dựng và sử dụng hệ giá đồng đẳng của học sinh: 100% ý kiến cho rằng thống bài tập thí nghiệm nhằm phát triển TDPP và phiếu đánh giá đưa ra là hợp lí, đơn giản, dễ thực hiện TDST của học sinh trong dạy học Vật lí 10. Luận án Tiến sĩ Giáo dục học, Đại học Sư phạm Hà Nội. mà vẫn đảm bảo được yêu cầu đề ra (đánh giá TDST [4] Nguyễn Thanh Nga, Phùng Việt Hải, Nguyễn Quang của học sinh). Tuy nhiên ở phiếu đánh giá của giáo viên Linh, Hoàng Phước Muội (2017). Thiết kế và tổ chức (Hình 5) thìphiếu đạt được mục tiêu đề ra ở mức cao chủ đề giáo dục STEM cho học sinh trung học cơ sở và 57
Nguyễn Quang Linh, Hà Mạnh Đạc, Phongsavanh Oulayphetht trung học phổ thông. NXB Trường Đại học Sư phạm Teacher Curriculum: Case Study at Physics Faculty. thành phố Hồ Chí Minh. International Conferencefor Science Educatorsand [5] Nguyen Quang Linh, Huynh Thi Hong Suong, and Teachers (ISET) 2017. Cao Tien Khoa (2017). STEM Contents in Pre-service DESIGNING THE TEACHING PROCESS OF THEORY LESSON “ELECTRICITY GENERATOR, ALTERNATING CURRENT MOTOR” IN PHYSICS GRADE 12 FOLLOWING STEM APPROACH Abstract: STEM Education has been known as a new approach in teaching and training the human resource in the future. Specifically, the connections between Science, Technology, Engineering, and Mathematics together are emphasized. STEM can be differently applied in many stages of teaching process, with various activities. However, how to design and organize teaching activities to develop STEM’s strengths is still a big debate. This paper is to propose the procedures to design and organize teaching activities to teach the knowledge including electricity source and electricity generator in the theory lesson Electricity Generator - Alternating Current Motor following STEM approach. Key words: creativity; physics; STEM; alternating current; pupils. 58