SKKN vật lý công nghệ hóa học vận dụng liên môn vào bài học STEM chủ đề máy in trên bề mặt kim loại

MỞ ĐẦU
1. Lí do chọn đề tài
STEM là một chương trình giảng dạy dựa trên ý tưởng trang bị cho người
học những kiến thức, kĩ năng liên quan đến (các lĩnh vực) khoa học , cơng nghệ,
kỹ thuật và tốn học – theo cách tiếp cận liên môn (interdisciplinary) và người
học có thể áp dụng để giải quyết vấn đề trong cuộc sống hàng ngày. Thay vì dạy
bốn mơn học như các đối tượng tách biệt và rời rạc, STEM kết hợp chúng thành
một mơ hình học tập gắn kết dựa trên các ứng dụng thực tế.
Không chỉ người học hiểu biết về ngun lý mà cịn có thể rút ngắn
khoảng cách giữa kiến thức hàn lâm tới thực hành để tạo ra được những sản
phẩm trong cuộc sống hằng ngày.
Các bài học STEM luôn dựa trên những câu chuyện hoặc những vấn đề
xảy ra trong thực tế. Nhờ đó, người học cảm thấy những bài học trở nên sinh
động và gần gũi. Các chủ đề học tập rất phong phú, khơng chỉ về khoa học mà
cịn về xã hội, văn hóa, và các mơn nghệ thuật. Ở đó, người học được khuyến
khích vận dụng óc sáng tạo về các môn khoa học, các kiến thức liên môn gắn
với thực tế để tạo ra một sản phẩm mới, có giá trị và ý nghĩa cho xã hội.
Các bài học STEM thường được lồng ghép với các dự án học tập thường
kéo dài vài buổi học trong đó yêu cầu người học làm việc theo nhóm hoặc làm
việc cá nhân, vận dụng kiến thức của các bài học đa ngành hoặc liên ngành để
cùng tạo thành sản phẩm gắn liền với thực tế. Tùy theo trình độ của lớp học mà
các dự án có thể đi từ đơn giản đến phức tạp, thực hiện tại lớp học, tại nhà, đi
thực tế hoặc tìm hiểu các nguồn dữ liệu từ trên mạng, các thư viện, bảo tàng.
Hiện nay tùy theo tình hình thực tế và điều kiện của mỗi cơ sở giáo dục
mà có các mức độ áp dụng giáo dục STEM như sau:
- Dạy học các môn khoa học theo phương thức giáo dục STEM
- Tổ chức các hoạt động trải nghiệm STEM
- Tổ chức các hoạt động nghiên cứu khoa học
- Thành lập các CLB STEM trong trường học và STEM Lab.
Trong sáng kiến này tôi đã cố gắng tập trung vào hình thức thứ nhất là
"Dạy học các mơn khoa học theo phương thức giáo dục STEM" . Đây là hình

thức tổ chức giáo dục STEM chủ yếu trong nhà trường. Theo cách này, các bài
học, hoạt động giáo dục STEM được triển khai ngay trong quá trình dạy. Các
chủ đề, bài học, hoạt động STEM bám sát chương trình các mơn học thành
phần. Trong bài học STEM thì một trong những yếu tố bắt buộc là phải có tính
liên mơn, do đó chủ đề tơi chọn để trình bày trong sáng kiến là việc tích hợp
liên mơn Tốn, Lý, Hóa, Cơng nghệ trong một chủ đề: Máy in trên bề mặt kim
loại.

1


2. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
- Đối tượng nghiên cứu: HS lớp 12 trường THPT ĐT.
- Phạm vi nghiên cứu: Các kiến thức liên môn bao gồm:
+ Bài Dịng điện trong chất điện phân, chương trình Vật lý 11.
+ Bài Phản ứng ơ xi hóa – khử , chương trình Hóa học 10.
+ Bài Khái niệm về mạch điện tử, chỉnh lưu nguồn một chiều, chương
trình Cơng nghệ 12.
+ Bài Máy biến áp, chương trình Vật lý lớp 12 và Công nghệ lớp 12.
- Thời gian thực hiện: Từ tháng 09/2021 đến tháng 3/2022.
3. Mục đích nghiên cứu
- Phân tích cơ sở lý luận và thực tiễn của giáo dục STEM trong trường
phổ thông.
- Đề xuất giải pháp thực hiện các chủ đề dạy học STEM và tiến hành thực
nghiệm tổ chức dạy học một số chủ đề tại trường THPT ĐT.
- Trên cơ sở các chủ đề đã thực nghiệm, lựa chọn và giới thiệu cách lựa
chọn chủ đề và lập kế hoạch cũng như tổ chức hoạt động của một bài học
STEM cụ thể, chẳng hạn như chủ đề: Máy in trên bề mặt kim loại.
4. Đóng góp mới của đề tài
- Phân tích cấu trúc và hướng dẫn cách thức lựa chọn, lập kế hoạch và

thực hiện một bài học theo phương pháp giáo dục STEM trong đó có sự tích
hợp liên mơn giữa các mơn khoa học tự nhiên trong chương trình giáo dục phổ
thông.
- Tổ chức dạy học thực nghiệm một chủ đề STEM cụ thể.

2


NỘI DUNG
1. Cơ sở lý luận về giáo dục STEM trong nhà trường phổ thơng đáp ứng
với chương trình Giáo dục phổ thông mới
1.1. 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, cơng nghệ, kĩ thuật và tốn học. Các kiến thức và kĩ
năng này phải được tích hợp, lồng ghép và bổ trợ cho nhau, giúp học sinh khơng
chỉ hiểu về ngun lí mà cịn 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, tốn học, cơng nghệ và
kĩ thuật khơng 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
làm này đem lại hai tác dụng lớn. Một là giúp cho trải nghiệm học tập của học
sinh 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 thơng qua những vấn đề mang tính
tồn cầu (tiết kiệm năng lượng, sự nóng lên tồn cầu, các vấn đề đang tồn tại
trong xã hội…) Sự gắn kết đa dạng các thành phần giáo dục, tạo thành một hệ
sinh thái giáo dục, sẽ là một trong những chìa khóa giúp ni dưỡng và đào tạo
những thế hệ cơng dân tồn cầu có kiến thức và kỹ năng, đặc biệt là tư duy

sáng tạo trong thời đại mới.
Như vậy giáo dục STEM là một phạm trù rộng và liên quan đến nhiều
lĩnh vực với hai đặc điểm nổi bật là tính tích hợp liên mơn và hoạt động thực
hành gắn với lí thuyết. Với giáo dục STEM, học sinh có thể học để lập trình
điều khiển, chế tạo robot nhưng cũng có thể đơn giản là chế tạo ra những sản
phẩm phục vụ đời sống. Qua đó cho thấy việc dạy và học STEM không nhất
thiết cần điều kiện cơ sở vật chất, công nghệ hiện đại mà hoàn toàn tùy thuộc
vào ý tưởng triển khai bài dạy của giáo viên.
1.2. Chủ đề dạy học STEM trong trường trung học
Chủ đề STEM là chủ đề dạy học được thiết kế dựa trên vấn đề thực tiễn
kết hợp với chuẩn kiến thức, kỹ năng của các môn khoa học trong chương trình
phổ thơng. Trong q trình dạy học, GV tổ chức cho học sinh làm việc nhóm, sử
dụng cơng nghệ truyền thống và hiện đại, cơng cụ tốn học để tạo ra những sản
phẩm có tính ứng dụng thực tiễn, phát triển kỹ năng và tư duy học sinh.
Chủ đề STEM cần đảm bảo các tiêu chí: giải quyết vấn đề thực tiễn, kiến
thức trong chủ đề thuộc lĩnh vực STEM, có sự liên mơn giữa các mơn khoa học,

3


định hướng hoạt động theo hướng trải nghiệm thực hành và làm việc theo
nhóm.
Có thể phân loại các chủ đề dạy học STEM dựa vào các tiêu chí sau:
Thứ nhất: Dựa vào phạm vi kiến thức để giải quyết vấn đề STEM, người
ta chia chủ đề STEM thành hai loại:
Chủ đề STEM cơ bản được xây dựng trên cơ sở kiến thức thuộc phạm vi
các môn khoa học, công nghệ, kỹ thuật và tốn trong chương trình giáo dục phổ
thơng. Các sản phẩm chủ đề STEM này thường đơn giản, bám sát nội dung sách
giáo khoa (SGK) và thường được xây dựng trên cơ sở các nội dung thực hành,
thí nghiệm trong chương trình giáo dục phổ thơng.

Chủ đề STEM mở rộng có những kiến thức nằm ngồi chương trình giáo
dục phổ thơng và SGK. Những kiến thức đó HS phải tự tìm hiểu và nghiên cứu
từ tài liệu chuyên ngành. Sản phẩm STEM loại hình này có độ phức tạp cao
hơn.
Thứ hai: Dựa vào mục đích dạy học, ta có thế chia chủ đề STEM thành
hai loại chính:
Chủ đề STEM dạy học kiến thức mới được xây dựng trên cơ sở kết nối
kiến thức của nhiều môn học khác nhau mà HS chưa được học hoặc được học
một phần, HS sẽ vừa giải quyết được vấn đề và vừa lĩnh hội tri thức mới.
Chủ đề STEM dạy học và vận dụng được xây dựng trên cơ sở những kiến
thức HS đã được học. Chủ đề STEM dạng này bồi dưỡng cho HS năng lực vận
dụng lý thuyết vào thực tiễn. Kiến thức lý thuyết được củng cố và khắc sâu.
Như vậy, để lựa chọn được một chủ đề/bài học STEM phù hợp thì chúng
ta trước hết cần đảm bảo bốn yếu tố:
+ Thứ nhất: Vấn đề đưa ra phải mang tính thực tiễn, thậm chí có tính thời
sự mang tính tồn cầu.
+ Thứ hai: Phải kết hợp được nhiều môn học trong một chủ đề, học sinh
áp dụng được những kiến thức đã học để giải quyết được
+ Thứ ba: Các hoạt động của học sinh phải được định hướng trải nghiệm
thực hành và phải đưa được vào một quy trình thiết kế kỹ thuật.
+ Thứ tư: Học sinh phải làm việc theo nhóm, trong đó có sự phân cơng
nhiệm vụ rõ ràng, có sự đánh giá khách quan việc hồn thành các cơng việc của
từng thành viên. Giáo viên phải xây dựng được bộ tiêu chí đánh giá đối với
cơng việc của các nhóm cũng như đối với từng thành viên trong nhóm.
2. Tiến trình một bài học STEM và cách thiết kế một bài học STEM
2.1. Tiến trình một bài học STEM
Trong quá trình dạy học, người dạy học có thể thiết kế một chủ đề STEM
theo những cách trình bày khác nhau tùy theo điều kiện dạy học và mức độ tiếp
nhận của người học. Tuy nhiên các chủ đề STEM phải đảm bảo tuân theo một
tiến trình như sau:

4


Tiến trình bài học STEM tuân theo quy trình kỹ thuật trên nhưng các
"bước" trong quy trình khơng nhất thiết phải được thực hiện một cách tuyến tính
mà có những bước có thể được thực hiện song hành, tương hỗ lẫn nhau. Ví dụ
việc "Nghiên cứu kiến thức nền" được thực hiện đồng thời với "Đề xuất giải
pháp"; "Chế tạo mơ hình" được thực hiện đồng thời với "Thử nghiệm và đánh
giá", trong đó bước này vừa là mục tiêu, vừa là điều kiện để thực hiện bước kia.
Vì vậy, mỗi bài học STEM thường được tổ chức theo 5 hoạt động như sau:
Hoạt động 1: Xác định vấn đề
Trong hoạt động này, giáo viên đưa ra một vấn đề thực tiễn và giao cho
học sinh nhiệm vụ học tập chứa đựng trong vấn đề, trong đó học sinh phải hoàn
thành một sản phẩm học tập cụ thể với các tiêu chí địi hỏi học sinh phải sử
dụng các kiến thức của mình để đề xuất, xây dựng giải pháp và thiết kế nguyên
mẫu của sản phẩm cần hoàn thành. Cần lưu ý rằng, vấn đề STEM phải gắn liền
với thực tiễn, nếu khơng gắn với thực tiễn thì đó khơng phải STEM, do đó giáo
viên phải nghiên cứu và lựa chọn thật kỹ càng chủ đề trước khi bàn giao nhiệm
vụ học tập cho học sinh.

5


Cách thức tổ chức: Giáo viên nghiên cứu trước các vấn đề thực tiễn và
phù hợp với nội dung bài dạy, phù hợp với kiến thức học sinh đã học. Từ đó dẫn
dắt học sinh vào vấn đề và giao nhiệm vụ học tập cho học sinh.
Hoạt động 2: Nghiên cứu kiến thức nền và đề xuất giải pháp
Trong hoạt động này, học sinh thực hiện các hoạt động tích cực, tự lực
dưới sự hướng dẫn của giáo viên. Trong bài học STEM sẽ khơng cịn các "tiết
học" thơng thường mà ở đó giáo viên "giảng dạy" kiến thức mới cho học sinh.

Thay vào đó, học sinh phải tự tìm tòi, chiếm lĩnh kiến thức để sử dụng vào việc
đề xuất, thiết kế sản phẩm cần hoàn thành. Kết quả là, khi học sinh hồn thành
bản thiết kế thì đồng thời học sinh cũng đã học được kiến thức mới theo chương
trình mơn học tương ứng, thậm chí là nhiều môn học liên quan theo hướng liên
môn.
Cách thứ tổ chức: Sau khi giáo viên giao nhiệm vụ học tập, học sinh sẽ
nghiên cứu sách giáo khoa, tài liệu, làm thí nghiệm (cá nhân, hoặc theo nhóm);
Báo cáo, thảo luận; Giáo viên điều hành, "chốt" kiến thức mới và hỗ trợ cho học
sinh đưa ra đề xuất/giải pháp thiết kế mẫu thử nghiệm.
Hoạt động 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, có thể từ nhiều mơn học); Đó là sự thể hiện cụ thể của giải pháp giải
quyết vấn đề. Dưới sự trao đổi, góp ý của các bạn và giáo viên, học sinh tiếp thu
hồn thiện (có thể thay đổi để đảm bảo tính khả thi) bản thiết kế trước khi tiến
hành chế tạo, thử nghiệm.
Cách thức tổ chức: Học sinh (các nhân hay nhóm) báo cáo các giải
pháp/thiết kế để lựa chọn và hoàn thiện. Giáo viên điều hành, nhận xét, đánh giá
và hỗ trợ học sinh lựa chọn giải pháp/thiết kế mẫu thử nghiệm. Lưu ý rằng, giáo
viên chỉ đóng vai trị hỗ trợ và tn theo ngun tắc "mọi ý kiến đều được tiếp
thu", việc lựa chọn đó là hợp lý hay chưa hợp lý sẽ được học sinh tự rút ra trong
quá trình thử nghiệm và chế tạo thử. Nhưng để tránh cho học sinh quá sa đà vào
những lựa chọn chưa hợp lý thì giáo viên vẫn cần phải gợi ý, hỗ trợ. Muốn được
như vậy theo kinh nghiệm của bản thân, thì giáo viên phải là người tự tay thực
hiện các quá trình làm ra mơ hình/sản phẩm trước để biết và giải quyết được các
vẫn đề gặp phải trong quá trình thực hiện.
Hoạt động 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
lựa chọn; trong quá trình chế tạo đồng thời phải tiến hành thử nghiệm và đánh
giá từ đó học sinh có thể điều chỉnh thiết kế ban đầu để đảm bảo mẫu chế tạo là

khả thi.
Cách thức tổ chức: Học sinh (các nhân hay nhóm) tiến hành tại nhà hoặc
trên phịng thí nghiệm hay STEM lab. Giáo viên hỗ trợ học sinh trong quá trình
thực hiện.
6


Hoạt động 5: Trình bày sản phẩm, chia sẻ, thảo luận và điều chỉnh
Trong hoạt động này, học sinh được tổ chức để trình bày sản phẩm học
tập đã hồn thành; trao đổi, thảo luận, đánh giá để tiếp tục điều chỉnh, hoàn
thiện.
Cách thức tổ chức: Học sinh (các nhân hay nhóm) tiến hành báo cáo, thảo
luận (bài báo cáo, trình chiếu, video, dụng cụ/thiết bị/mơ hình … ) theo các hình
thức phù hợp (trưng bày, triển lãm …); Giáo viên đánh giá theo các tiêu chí và
thang đánh giá; kết luận, cho điểm và định hướng tiếp tục hoàn thiện.
2.2. Thiết kế một bài học STEM
Trên cơ sở tiến trình của một bài học STEM với 5 hoạt động cụ thể như
trên, giáo viên có thể thiết kế một bài học STEM theo một số cách trình bày
sau:
1. Theo tài liệu tập huấn STEM của Bộ GD&ĐT năm 2019

7


2. Theo nhóm tác giả Trần Trung Ninh, ĐH Sư phạm Hà Nội

3. Theo nhóm tác giả ĐH Sư phạm Thái Nguyên

Trong nội dung của đề tài này, tôi sẽ thiết kế một bài học theo cách trình
bày của nhóm tác giả thuộc ĐH Sư phạm Thái Nguyên do có cấu trúc bám sát

theo hướng dẫn của Bộ GD&ĐT năm 2019 và các nội dung của bài học được
trình bày khá rõ ràng và diễn giải dễ hiểu hơn.
8


3. Minh họa một bài học STEM
CHỦ ĐỀ : MÁY IN TRÊN BỀ MẶT KIM LOẠI
1. Thông tin chung về bài học
1.1. Tên bài học : MÁY IN TRÊN BỀ MẶT KIM LOẠI
1.2. Mục tiêu bài học

1.2.1. Kiến thức
− Biết được các ứng dụng của dòng điện trong chất điện phân.
− Trình bày được cấu tạo và nguyên lý hoạt động của mạch chỉnh lưu Điốt bán dẫn.
− Viết được các phương trình ơ xi hóa và khử trên các điện cực trong q
trình điện phân.
− Kiểm tra định tính lại định luật Fa-ra-đây trong quá trình điện phân.
− Ứng dụng và nguyên lý làm việc của máy biến áp.
− Ứng dụng và nguyên lý của mạch ổn áp bằng Tranzito.
1.2.2. Kỹ năng
− Thiết kế được sơ đồ mạch điện, đo được điện áp và cường độ dòng điện.
− Làm được việc theo nhóm: có phân chia cơng việc, hồn thành nhiệm vụ
học tập đúng thời gian quy định.
− Trình bày được kết quả thực hiện nhiệm vụ, khó khăn trong quá trình
chế tạo thiết bị.
1.2.3. Thái độ
− Tuân thủ các quy định về an toàn trong chế tạo thiết bị.
− Ý thức trách nhiệm về nhiệm vụ cá nhân, nhiệm vụ nhóm.
− Có tinh thần ham học hỏi, tìm tòi kiến thức, yêu khoa học.
1.3. Kiến thức thuộc lĩnh vực STEM

• Khoa học: Bản chất của dịng điện trong chất điện phân và các hiện
tượng xảy ra trên các điện cực.
• Cơng nghệ: Các linh kiện điện tử, mạch chỉnh lưu dịng điện.
• Kỹ thuật: Sơ đồ cấu tạo mạch chỉnh lưu Đi-ốt bán dẫn, quy trình chế tạo
và lắp rắp thiết bị, kỹ thuật hàn mạch …
• Vật lý và Tốn học: Xác định được dịng điện và điện áp ra của thiết bị,
phép thống kê toán học, …
1.4. Chuẩn bị
1.4.1. Chuẩn bị của giáo viên
−
−
−

Laptop, máy chiếu.
Tụ điện, điện trở, Đi-ốt, phíp đồng, dụng cụ hàn thiếc …
Máy biến áp 220VAC to 12VAC hoặc 220VAC to 6VAC
9


− Tài liệu dạy học kiến thức nền gồm: Vật lý 11 phần dịng điện trong chất
điện phân; Hóa học 10 phần phản ứng ơ xi hóa khử và Cơng nghệ 12 phần
mạch điện tử chỉnh lưu nguồn 1 chiều.
1.4.2. Chuẩn bị của học sinh
− Đọc tài liệu dạy học Vật lý 11 phần dòng điện trong chất điện phân; Vật
lý và Cơng nghệ 12 phần Máy biến áp; Hóa học 10 phần phản ứng ơ xi hóa
khử và Cơng nghệ 12 phần mạch điện tử chỉnh lưu nguồn 1 chiều.
2. Vấn đề STEM
2.1. Vấn đề thực tiễn

− GV đưa ra tình huống: Lớp 12A1 (giả định) muốn tặng một món quà cho

các giáo viên trong buổi lễ tri ân là chiếc cốc giữ nhiệt bằng inox. Nhưng để
có ý nghĩa hơn thì một bạn đề xuất in chữ lên chiếc cốc và lớp phải tự làm
bằng chính kiến thức mà học sinh đã được học trong suốt thời gian học cấp 3.
2.2. Nhiệm vụ giao cho HS
− Nêu được phương án để in được chữ trên bề mặt của chiếc cốc inox nói
riêng và bề mặt các kim loại khác nói chung.
− Phương án phải dựa trên các kiến thức phổ thông mà các em đã được học.
3. Tiến trình dạy học

Tồn bộ chủ đề sẽ được thực hiện trong 5 hoạt động chính, trong đó có 3
hoạt động thực hiện trên lớp và 2 hoạt động học sinh tự thực hiện ở nhà.
Ba hoạt động thực hiện trên lớp sẽ thực hiện trong 3 tiết như sau:

10


TIẾT 1. GIAO, NHẬN NHIỆM VỤ
Hoạt động 1. Khởi động (10 phút)
Hoạt động của giáo viên

Hoạt động của học sinh

GV đưa ra tình huống: Lớp 12A1 (giả
định) muốn tặng một món quà cho các
giáo viên trong buổi lễ tri ân là chiếc cốc
giữ nhiệt bằng inox. Nhưng để có ý nghĩa
hơn thì một bạn đề xuất in chữ lên chiếc
cốc và lớp phải tự làm bằng chính kiến
thức mà học sinh đã được học trong suốt
thời gian học cấp 3.

- Lắng nghe và thảo luận

- Các nhóm đưa ra các phương
án

Hoạt động 2. Đề xuất giải pháp, thảo luận (15 phút)
Hoạt động của giáo viên
- Làm sao để thực hiện vấn đề này?

Hoạt động của học sinh
- Sơn mầu, in laser, ăn mịn điện hóa
…

- Trong các phương án trên, phương án
nào hiệu quả nhất?
- Phân tích ưu, nhược điểm của từng
phương án: Sơn mầu thì khơng bền,
in laser thì q đắt và khó thực hiện,
ăn mịn điện hóa dựa vào hiện tượng
điện phân là có thể thực hiện được
và phù hợp với yêu cầu là dựa trên
những kiến thức mà học sinh đã
được học.
- GV chốt phương án: Chế tạo máy in - Nhận nhiệm vụ thiết kế và chế tạo
trên bề mặt kim loại áp dụng dòng điện máy in trên bề mặt kim loại dựa trên
trong chất điện phân.
dòng điện trong chất điện phân

11

Hoạt động 3. Trang bị kiến thức nền (10 phút)
Hoạt động của giáo viên

Hoạt động của học sinh

- GV giúp HS ôn lại kiến thức nền bằng
cách yêu cầu HS trả lời các câu hỏi sau:
+ Dòng điện trong chất điện phân là gì?

+ Dịng điện trong chất điện phân là
dịng chuyển dời có hướng của các
ion âm và ion dương. Do đó dung
dịch điện phân phải là các dung dịch
có tính điện ly như: muối, a-xít, bazơ.

+ Để bình điện phân hoạt động thì ta phải + Để bình điện phân hoạt động thì ta
dùng nguồn điện một chiều hay xoay phải dùng nguồn điện một chiều.
chiều?
+ Làm thế nào để có nguồn điện một + Nguồn điện một chiều có thể là
chiều dùng cho q trình điện phân?
pin, ac-quy, hay từ việc chỉnh lưu từ
dòng điện xoay chiều. Và để hoạt
động được ổn định và trong thời gian
dài thì chúng ta sẽ chọn phương án
chỉnh lưu dịng điện 220V xoay
chiều (AC) thành dịng 12V một
chiều (DC). Có 2 phương án thiết kế
mạch chỉnh lưu : Có biến áp và

khơng có biến áp (Các nhóm tự lựa
chọn phương án phù hợp)
Hoạt động 4. Lập kế hoạch (10 phút)
Hoạt động của giáo viên

Hoạt động của học sinh

- GV yêu cầu HS lập kế hoạch thực hiện - HS làm việc theo nhóm
nhiệm vụ theo nhóm
- Nghiên cứu kỹ kiến thức nền và
- GV cung cấp cho HS gợi ý phân cơng đọc tài liệu có liên quan.
nhiệm vụ (phiếu học tập 1)
- Phân công nhiệm vụ cho từng
thành viên trong nhóm

12


TIẾT 2. BÁO CÁO BẢN THIẾT KẾ SẢN PHẨM
Hoạt động 1. Trình bày bản thiết kế “Máy in trên bề mặt kim loại” (35
phút)
Hoạt động của giáo viên

Hoạt động của học sinh

- GV Nghe các nhóm trình bày phương - Trình bày sơ bộ bản thiết kế:
án thiết kế, tiếp thu các ý tưởng và cho + Mạch chỉnh lưu dùng cầu Đi-ốt
các gợi ý nếu cần thiết.
khơng có biến áp

+ Mạch chỉnh lưu dùng cầu Đi-ốt có
biến áp

+ Sản phẩm cần in được nối với cực
dương (out) để có thể xảy ra hiện
tượng cực dương tan.
+ Cực âm (out) của nguồn điện được
thiết kế để thấm được dung dịch điện
ly.
+ Dung dịch điện ly được chọn là
FeCl3 (Sắt III Clorua)
+ Viết phương trình ơ xi hóa và khử
diễn ra trên các cực của quá trình
điện phân
Điện phân dung dịch FeCl3:
FeCl3 -> Fe3+ + 3ClTại Catot
Fe3+ + 1e -> Fe2+
Fe2+ + 2e -> Fe
Tại Anot
13


Fe - 2e -> Fe2+
Hoạt động 2. Thống nhất tiêu chí đánh giá (10 phút)
Hoạt động của giáo viên
Đưa ra tiêu chí đánh giá
1.Ý tưởng thiết kế (4đ)
- Phương án thiết kế nguồn 12V DC (1đ)

Hoạt động của học sinh

- Dựa trên các tiêu chí đánh giá của
GV đưa ra, HS hồn thành sản phẩm
với các tiêu chí tốt nhất có thể.

- Sơ đồ khối và mạch điện (1đ)
- Trình bày phương án thiết kế và nguyên
lý rõ rành, lưu loát và thuyết phục (2đ)
2. Sản phẩm (4đ)
- Hoạt động được và ổn định và an toàn
(2đ)
- Thiết kế đẹp, gọn gàng, dễ chế tạo (1đ)
- Chi tiết in rõ nét (1đ)
- Trình bày, thuyết minh (2đ)

TIẾT 3. BÁO CÁO, THUYẾT TRÌNH SẢN PHẨM
Hoạt động 1. Trình bày và báo cáo sản phẩm “Máy in trên bề mặt kim
loại” (35 phút)
Hoạt động của giáo viên

Hoạt động của học sinh

- Nhận xét và đưa ra những tư vấn để các - Các nhóm trình bày sản phẩm, có
nhóm hồn thiện tốt hơn và cải tiến sản thuyết minh, thuyết trình.
phẩm.
Một số hình ảnh thực tế sản phẩm của học sinh đã được trưng bày trong
"Ngày hội STEM"
(Hình ảnh minh họa)
Hoạt động 2. Thực hiện đánh giá (8 phút)
Hoạt động của giáo viên

Hoạt động của học sinh

- GV đưa ra đánh giá và cho điểm đối với - Các nhóm tự đánh giá dựa trên các
các sản phẩm của từng nhóm. Đối chiếu tiêu chí đã đưa ra cho nhóm mình và
với bản tự đánh giá của các nhóm để các nhóm khác.
14


thống nhất kết quả cuối cùng.
Hoạt động 3. Tổng kết (2 phút)
Hoạt động của giáo viên

Hoạt động của học sinh

- GV tổng kết và nhận xét về quá trình
thực hiện của từng nhóm: Việc phân cơng
nhiệm vụ, việc các thành viên thực hiện
cơng việc của mình, nhận xét về sản
phẩm và gợi mở những hướng phát triển
mới

- HS lắng nghe và tiếp thu những gợi
mở của GV để tiếp tục suy nghĩ.
- Góp ý về việc xây dựng các tiêu chí
đánh giá.
- Đề xuất các ý tưởng mới nếu có.

PHIẾU HỌC TẬP SỐ 1- GỢI Ý PHÂN CÔNG NHIỆM VỤ

Nhiệm vụ

Nhóm trưởng

BẢN PHÂN CƠNG NHIỆM VỤ
Thành viên thực Thời hạn
Cơng việc cần thực
hiện
Dương Thị Chinh

hoàn thành hiện
22/5/2022
Lên kế hoạch chung,
phân công nhiệm vụ cho
mỗi thành viên, giám sát
tiến độ công việc chung,
xử lý những vướng mắc
trong quá trình các
thành viên thực

Thư ký

Dương Thị Ninh

22/5/2002

hiện(nếu có)
Lập bản báo cáo thuyết
trình phương án cũng
như báo cáo sản phẩm.
Ghi chép, tóm tắt mọi ý
kiến, tổng hợp ý kiến,

đồng thời cùng các
thành viên trong nhóm
trao đổi, đóng góp ý
kiến về nhiệm vụ được
giao của nhóm, ghi lại
15


sự tiến bộ của bạn để
Báo cáo viên

Dương Văn Bảo

22/5/2022

báo cáo.
Thay mặt các thành viên
trong nhóm báo cáo kết
quả làm việc của nhóm
mình và giải trình ý kiến
thắc mắc trước lớp,
đồng thời cùng các
thành viên trong nhóm
trao đổi, đóng góp ý
kiến về nhiệm vụ được
giao qua từng hoạt

Thiết kế và vẽ

Nguyễn Hữu Toàn, 22/5/2022

động.
Thiết kế và vẽ mạch

sơ đồ mạch

Dương Văn Giang,

chỉnh lưu. Lựa chọn linh

chỉnh lưu

Dương Thị Bình,

kiện, chế tạo được bộ

Thiết kế và

Vũ Thị Phượng
Phạm Tài Anh,

chỉnh lưu hoàn chỉnh.
Thiết kế đầu di âm cực

22/5/2022

làm đầu di âm Ngô Thị Thanh

đảm bảo yêu cầu: thấm

cực

được dung dịch điện ly,

Vân

đảm bảo quá trình tiếp
điện với cực âm của
Thiết kế và

Dương Văn Đạt,

chế tạo khung

Dương Văn Thắng

cho sản phẩm

22/5/2022

nguồn.
Thiết kế và hoàn thiện
khung vỏ cho sản phẩm
đảm bảo thẩm mỹ, an
tồn và chắc chắn.

Có thể thiết kế hoạch của nhóm theo gợi ý sau:
Các thành viên trong nhóm cần có nhiệm vụ, vai trò rõ ràng. Vai trò của
các thành viên trong một nhóm bao gồm:
• Nhóm trưởng: Là người nhận nhiệm vụ từ giáo viên, điều hành hoạt động

của nhóm, giải thích rõ nhiệm vụ hoạt động của nhóm, tóm tắt, kiểm tra
sự hiểu biết vấn đề trao đổi, thống nhất ý kiến của nhóm, xây dựng bầu
16


•

•

•

khơng khí thân thiện, giải quyết các "mâu thuẫn" trong q trình hoạt
động nhóm.
Thư kí: Ghi chép, tóm tắt mọi ý kiến, tổng hợp ý kiến, đồng thời cùng các
thành viên trong nhóm trao đổi, đóng góp ý kiến về nhiệm vụ được giao
của nhóm, ghi lại sự tiến bộ của bạn để báo cáo thầy cô.
Báo cáo viên: Thay mặt các thành viên trong nhóm báo cáo kết quả làm
việc của nhóm mình và giải trình ý kiến thắc mắc trước lớp, đồng thời
cùng các thành viên trong nhóm trao đổi, đóng góp ý kiến về nhiệm vụ
được giao qua từng hoạt động.
Các thành viên: Trao đổi, bàn bạc, chia sẻ, đóng góp, thống nhất chung ý
kiến về nhiệm vụ được giao.

Lưu ý: Nhiệm vụ cụ thể được giao cho các nhân hoặc một nhóm cá nhân phụ
trách chính, tuy nhiên trong quá trình làm, tất cả các thành viên cịn lại đều có
thể đưa ra ý kiến góp ý, tranh luận để hoàn thiện sản phẩm)

17

PHIẾU HỌC TẬP SỐ 2 – GỢI Ý TRÌNH BÀY BẢN THIẾT KẾ

GỢI Ý TRÌNH BÀY BẢN THIẾT KẾ
I. Lý do thiết kế mơ hình này
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
...............( Các nhóm trình bày rõ lý do lựa chọn phương án thiết kế này, trình
bày quá trình nảy sinh ý tưởng thiết kế, những ưu và nhược điểm so với các
phương án khác.)
II. Bản vẽ thiết kế
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
............... (Các nhóm phải vẽ được bản thiết kế, có thể trên bảng hoặc trình
chiếu, về sơ đồ tổng thể, hình dạng, kích thước sản phẩm, các linh kiện, vật liệu
được dùng trong thiết kế)
III. Nguyên tắc hoạt động của mơ hình
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
............... (Trình bày rõ ngun lý hoạt động của sản phẩm, giải thích chức
năng và nhiệm vụ của từng module, từng linh kiện và vật liệu được dùng trong
thiết kế)
IV. Những thay đổi về thiết kế trong q trình làm việc (nếu có)
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
............... (Nếu trong q trình thiết kế sản phẩm, có những sự điều chỉnh gì,
ngun nhân tại sao cần sự điều chỉnh đó)

(Phiếu này dùng trong Tiết trên lớp số 2: Trình bày phương án thiết kế)

18


PHIẾU HỌC TẬP SỐ 3 – GỢI Ý THỬ NHIỆM SẢN PHẨM

THỬ NGHIỆM SẢN PHẨM
1, Bản vẽ (thiết kế) mô hình sản phẩm

2, Các nguyên liệu cần dùng
STT
Tên nguyên/vật liệu
1
Máy biến áp 220V - 12V
2
Đi-ốt bán dẫn 1N4007
3
Tụ 220µF
4
Tụ 104nF
5
Điện trở 10k
6
Điện trở 1k
7
Đi-ốt LED
8
Đồng hồ đo Volt IN/OUT

SL
01
04
02
02
01
01
02
02

Ghi chú

Có thể có
Có thể có

3, Bản tính tốn, thử nghiệm về: ……………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
4, Gợi ý thử nghiệm
- ……………………………………………………………………………..
- ……………………………………………………………………………..
- ……………………………………………………………………………..
- ……………………………………………………………………………..
4, Những thay đổi sau khi thử nghiệm
…………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………
5, Gợi ý báo cáo sản phẩm
19

-

Giới thiệu các thành viên trong nhóm
Ý tưởng của nhóm
Kế hoạch, phân cơng nhiệm vụ
Tiến trình thực hiện các nhiệm vụ
Các số liệu thửu nghiệm
Trình bày sản phẩm và chạy thử
Ưu, nhược điểm của sản phẩm tạo ra
Hướng phát triển tiếp theo của sản phẩm./.

20


PHIẾU HỌC TẬP SỐ 4 - PHIẾU ĐÁNH GIÁ SẢN PHẨM

(Dùng cho giáo viên hoặc có thể dùng để đánh giá chéo nếu cần)
PHIẾU ĐÁNH GIÁ SẢN PHẨM
STT

Điểm đánh giá
Nội dung đánh giá

1
2

Ý tưởng và
thiết kế

Phương án (1 điểm)
Sơ đồ thiết kế (thể hiện ý
tưởng sáng tạo, khoa học)
(1 điểm)
Trình bày (2 điểm)

Sản phẩm

Hoạt động ổn định (2
điểm)
Hình thức đẹp, gọn gàng
(1 điểm)
Chi tiết in rõ nét (1 điểm)
Trình bày (2 điểm)
Trả lời chính xác câu hỏi
(1 điểm)

3
4
5
6
7
8

Nhó Nhóm Nhóm Nhóm
m1
2
3
4

Phản biện
(điểm cộng
thêm)
TỔNG ĐIỂM

21


PHIẾU HỌC TẬP SỐ 5 – PHIẾU ĐÁNH GIÁ ĐỒNG ĐẲNG VÀ TỰ ĐÁNH
GIÁ

(Dùng cho các nhóm tự đánh giá q trình tham gia và đóng góp của từng thành
viên trong nhóm)
PHIẾU ĐÁNH GIÁ CÁC THÀNH VIÊN TRONG HOẠT ĐỘNG NHĨM
Tiêu chí

Tên HS được đánh giá:………………………….
Nhóm: ……………………………………
(mỗi tiêu chí tối đa 2 điểm)

Thành viên
Đóng
góp ý
tưởng

Hỗ
trợ
đồng
đội

Nhiệt
tình,
nghiê
m túc

Làm
việc
hợp
tác

Kết
quả
cơng
việc

Tổng
điểm

1...................................
2...................................
3...................................
...................................

22


KẾT LUẬN
1. Ý nghĩa của đề tài
Chúng ta đang sống trong thời đại hòa nhập cao giữa các quốc gia có văn

hóa khác nhau, nhu cầu trao đổi cơng việc và nhân lực cũng ngày một cao. Bối
cảnh đó địi hỏi ngành giáo dục cũng cần chuẩn bị cho học sinh những kỹ năng
và kiến thức theo chuẩn toàn cầu.
Giáo dục STEM với nhiệm vụ cung cấp các kiến thức và kỹ năng cần
thiết cho học sinh thế kỷ 21 sẽ là mơ hình giáo dục diện rộng trong tương lai
gần của thế giới. Phương pháp giáo dục STEM còn khá mới mẻ và có phương
pháp tiếp cận khác trong giảng dạy và học tập nên cần được sự quan tâm và
nhận thức của toàn xã hội. Tại Việt Nam, nhận thức được tầm quan trọng của
STEM trong giáo dục hiện đại, Bộ GD&ĐT đã tích cực triển khai giáo dục
STEM trong những năm gần đây, như công văn 3089 ngày 14/8/2020 và trong
thời gian tới STEM sẽ phát triển rất mạnh trong các nhà trường. Để làm được
điều đó thì bản thân giáo viên phải là người lĩnh hội trước hết các nội dung của
giáo dục STEM và cụ thể là triển khai Bài học STEM trên lớp. Vì vậy mục đích
của đề tài này, tơi muốn góp chút kiến thức của mình để giới thiệu đến các thầy,
cơ giáo cách thức để triển khai một bài học STEM và cách trình bày một kế
hoạch dạy học một bài học STEM. Trong q trình thực hiện đề tài, khơng tránh
khỏi những thiếu sót, mong các thầy cơ đóng góp ý kiến để cùng nhau xây dựng
một quy trình giáo dục STEM ngày càng hoàn thiện để đáp ứng được u cầu
của một nền giáo dục hiện đại.
Vì mơ hình giáo dục STEM rất rộng cho nên trong đề tài này tôi chủ yếu
tập trung vào việc minh họa một bài học cụ thể từ việc lựa chọn chủ đề sao cho
phù hợp với kiến thức phổ thông mà vẫn đảm bảo được các yếu tố cần có của
bài học STEM cho đến việc lập kế hoạch chi tiết tiến trình của một bài học
STEM để giúp q thầy cơ có một tài liệu tham khảo trong q trình vận dụng
vào những chủ đề STEM khác.
Bên cạnh đó, trong quá trình dạy học STEM, cũng như đúc rút được một
số kinh nghiệm của mình trong quá trình làm chủ nhiệm câu lạc bộ STEM, tơi
thấy việc có một bản đánh giá chi tiết các hoạc động của từng nhóm, từng thành
viên trong nhóm là rất quan trọng. Từ đó giáo viên có thể nắm bắt được q
trình hoạt động của từng các nhân để có thể đưa ra những điều chỉnh cần thiết

cũng như đưa ra được đánh giá sau cùng để đưa vào trong hồ sơ học tập của học
sinh.
2. Một số kiến nghị
Để đưa giáo dục STEM vào trường học và tổ chức dạy học STEM có
hiệu quả nhằm thực hiện được những mục tiêu của GDPT, chúng tôi đề xuất
một số ý kiến sau:
23


Đối với Bộ GD-ĐT, Sở GD-ĐT: Cần triển khai đồng bộ giáo dục STEM
trong các môn Tin học và Công nghệ, tiến tới tích hợp phương pháp giáo dục
STEM trong các môn học khác. Tăng cường tổ chức tập huấn cho CB- GV các
vấn đề về giáo dục STEM. Đồng thời cần đầu tư thêm trang thiết bị dạy học đầy
đủ, đồng bộ cho các trường để thuận lợi cho việc dạy học các môn học theo
định hướng STEM. Đối với triển khai các hoạt động trải nghiệm sáng tạo: Xây
dựng, ban hành, tổ chức hướng dẫn và triển khai đồng bộ các hoạt động như
Ngày hội STEM, các hoạt động trải nghiệm STEM trong trường học và tại các
trung tâm, tổ chức các cuộc thi STEM.
Đối với nhà trường: Liên kết với các cơ sở giáo dục chuyên nghiệp, trường
ĐH-CĐ, dạy nghề tìm kiếm nguồn tài trợ về CSVC, chia sẻ các cơ hội, kinh
nghiệm trong việc triển khai giáo dục STEM. Tạo điều kiện cho HS được tham
gia trải nghiệm nhiều hơn với các hình thức ngoại khóa, câu lạc bộ STEM,
STEM Labs, thăm quan học tập để HS có được những kiến thức, kinh nghiệm
thực tế, tiệp cận với sự tiên tiến của KHKT, công nghệ, trên cơ sở đó phát huy
tính sáng tạo, khai thác tối đa các phẩm chất, năng lực của con người trong thời
đại công nghệ 4.0.
Đối với giáo viên: Cần không ngừng học tập, nâng cao trình độ chun
mơn, liên mơn. Ln ý thức được cần phải đổi mới dạy học để đáp ứng được
yêu cầu đổi mới của chương trình GDPT đã đưa ra.
Đối với HS: Ln có thói quen vận dụng các kiến thức, kỹ năng của môn

học vào thực tiễn cuộc sống. Khai thác, sử dụng công nghệ thông tin thành thạo,
có hiệu quả để tìm kiến nhiều nguồn tài liệu phục vụ trong học tập các mơn học
nói chung, đặc biệt là các môn học STEM. Đồng thời cần rèn luyện các kỹ năng
cần thiết trong quá trình học tập như làm việc nhóm, giải quyết các vấn đề …để
phát huy khả năng của mình trong học tập cũng như trong đời sống thực tiễn.
Trên đây là những kinh nghiệm đúc rút được tơi trong q trình dạy một
số chủ đề STEM, cũng như vai trò chủ nhiệm câu lạc bộ STEM tại trường
THPT ĐT trong thời gian qua.
Đề tài này có thể dùng để làm tài liệu tham khảo giúp GV có thể lên ý
tưởng và thiết kế một bài học/chủ đề STEM trong chương trình phổ thơng. Rất
mong được các ý kiến đóng góp, chia sẻ các thầy cô, đồng nghiệp và bạn đọc
quan tâm để chúng tơi hồn thiện đề tài. Xin cảm ơn!
TN, ngày 05 tháng 6 năm 2022
NMT

24


TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Bộ GD-ĐT (2019) – Tài liệu tập huấn cán bộ, quản lý, giáo viên về xây
dựng chủ đề giáo dục STEM.
2. Nguyễn Thành Hải – Giáo dục STEM/STEAM từ trải nghiệm thực hành đến
tư duy sáng tạo – NXB Trẻ 2018.
3. TS. Nguyễn Quang Linh - Khoa Vật lý ĐH Sư phạm Thái Nguyên – Giáo
dục STEM và chương trình giáo dục phổ thơng mới– Tài liệu tập huấn cho
giáo viên, tháng 12 năm 2020.

25