TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG TRẢI NGHIỆM TRONG DẠY HỌC STEM CHỦ đề DÒNG ĐIỆN KHÔNG đổi – VẬT LÝ 11 THPT
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (3.38 MB, 56 trang )
SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO NGHỆ AN
-------------o0o--------------
Đề tài:
“TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG TRẢI NGHIỆM TRONG DẠY
HỌC STEM CHỦ ĐỀ DÒNG ĐIỆN KHÔNG ĐỔI – VẬT LÝ
11 -THPT”
Lĩnh vực: Vật lý
Nghệ an, Tháng 4 năm 2022
SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO NGHỆ AN
TRƢỜNG THPT QUỲNH LƢU 3
-------------o0o--------------
Đề tài:
“TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG TRẢI NGHIỆM TRONG DẠY
HỌC STEM CHỦ ĐỀ DỊNG ĐIỆN KHƠNG ĐỔI – VẬT LÝ
11 -THPT”
Họ và tên: Hồ Xuân Dung
Lĩnh vực: Phƣơng pháp dạy học môn Vật Lý
Đơn vị : Trƣờng THPT Quỳnh Lƣu 3
Điện thoại : 0976 555 446
Mail:
Năm học: 2021 - 2022
DANH MỤC CÁC TỪ, CỤM TỪ VIẾT TẮT
Đọc là
Viết tắt
SKKN
Sáng kiến kinh nghiệm
THPT
Trung học Phổ thông
GV
Giáo viên
HS
Học sinh
PPDH
Phƣơng pháp dạy học
GDPT
Giáo dục phổ thông
NL
Năng lực
NCKH
Nghiên cứu khoa học
TNSP
Thực nghiệm sƣ phạm
TN
Thực nghiệm
NXB
Nhà xuất bản
SGK
Sách giáo khoa
HĐTN
Hoạt động trải nghiệm
NCBH
Nghiên cứu bài học
CNTT
Công nghệ thông tin
DHDA
Dạy học dự án
MỤC LỤC
PHẦN 1: ĐẶT VẤN ĐỀ........................................................................................... 1
1.1. Lí do chọn đề tài ................................................................................................. 1
1.2. Mục đích, nhiệm vụ nghiên cứu ......................................................................... 1
1.2.1. Mục đích nghiên cứu:...................................................................................... 1
1.2.2. Nhiệm vụ nghiên cứu: ..................................................................................... 2
1.3. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu ...................................................................... 2
1.3.1. Đối tƣợng nghiên cứu: .................................................................................... 2
1.3.2. Đối tƣợng khảo sát: ......................................................................................... 2
1.3.3. Phạm vi nghiên cứu: ........................................................................................ 2
1.4. Phƣơng pháp nghiên cứu .................................................................................... 2
1.5. Tính mới của đề tài:............................................................................................ 2
PHẦN 2: NỘI DUNG NGHIÊN CỨU ..................................................................... 3
2.1. CƠ SỞ LÍ LUẬN CỦA ĐỀ TÀI. ....................................................................... 3
2.1.1. Cơ sở lí luận về tổ chức hoạt động trải nghiệm trong dạy học stem .............. 3
2.1.2. Cơ sở lý luận về giáo dục STEM trong nhà trƣờng phổ thông ....................... 8
2.2. CƠ SỞ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI ................................................................ 12
2.2.1. Thực trạng dạy và học trải nghiệm STEM môn Vật lý ở trƣờng THPT X nơi
tôi đang công tác hiện nay ....................................................................................... 12
2.2.2. Thuận lợi và khó khăn trong việc áp dụng đề tài .......................................... 14
2.3. Thiết kế các hoạt động trải nghiệm trong dạy học stem chủ đề dịng điện
khơng đổi ................................................................................................................. 16
2.3.1. Dạy học trải nghiệm phần DÒNG ĐIỆN KHÔNG ĐỔI – Dự án trải nghiệm:
MÁY BƠM NƢỚC MINI ....................................................................................... 16
2.3.2. Dạy học STEM phần dịng điện khơng đổi: CHẾ TẠO QUẠT ĐIỆN MINI
DÙNG NGUỒN MỘT CHIỀU ............................................................................... 20
2.4. Công cụ đánh giá .............................................................................................. 30
2.5. Thực nghiệm sƣ phạm ...................................................................................... 30
2.5.1. Mục đích thực nghiệm sƣ phạm .................................................................... 30
2.5.2. Đánh giá định tính ......................................................................................... 30
2.5.3. Đánh giá định lƣợng ...................................................................................... 30
PHẦN 3. KẾT LUẬN ............................................................................................. 35
3.1. Kết luận ............................................................................................................ 35
3.2. Kiến nghị .......................................................................................................... 35
TÀI LIỆU THAM KHẢO ………………………………………………………..37
“Tổ chức hoạt động trải nghiệm trong dạy học STEM chủ đề dịng điện khơng đổi
Vật lí 11 - THPT”
PHẦN 1: ĐẶT VẤN ĐỀ
1.1. Lí do chọn đề tài
Theo Luật Giáo dục số 43/2019/QH14 2019 có nêu “Phương pháp giáo
dục phổ thơng phải phát huy tính tích cực, tự giác, chủ động, sáng tạo của học
sinh; phù hợp với đặc điểm của từng lớp học, môn học; bồi dưỡng phương pháp
tự học, khả năng làm việc theo nhóm; rèn luyện kĩ năng vận dụng kiến thức vào
thực tiễn; tác động đến tình cảm, đem lại niềm vui, hứng thú học tập cho học
sinh”. Vì vậy, việc dạy học theo định hƣớng STEM (hƣớng tiếp cận mới giúp
trang bị cho học sinh những kiến thức cần thiết liên quan đến 4 lĩnh vực là khoa
học, cơng nghệ, kỹ thuật và tốn) cũng là một giải pháp giúp phát huy năng lực tự
học, hợp tác, sáng tạo của ngƣời học để quá trình học tập đạt hiệu quả nhất. Điểm
nổi bật của STEM là kết nối, liên hệ thông tin giữa các lĩnh vực vào trong thực tế
cuộc sống và đƣợc đánh giá sẽ trở thành đặc trƣng của xu hƣớng giáo dục trong
tƣơng lai.
Theo đó, việc dạy học khơng phải là “tạo ra kiến thức”, “truyền thụ kiến
thức” hay “chuyển giao kiến thức” mà phải làm cho ngƣời học học cách đáp ứng
hiệu quả các đòi hỏi cơ bản liên quan đến mơn học và khả năng vƣợt ra ngồi
phạm vi mơn học để chủ động thích ứng với cuộc sống sau này. Quan điểm dạy
học chủ đề STEM, với mục tiêu phát triển các năng lực của ngƣời học, giúp học
sinh có khả năng giải quyết và đáp ứng sự biến đổi nhanh chóng của xã hội hiện
đại để đem lại thành công cao nhất trong cuộc sống.
Tổ chức hoạt động trải nghiệm theo định hƣớng giáo dục STEM giúp học
sinh liên kết các kiến thức khoa học và toán học để giải quyết các vấn đề thực tiễn.
Mục tiêu giáo dục STEM nhằm phát triển các năng lực cốt lõi của học sinh nhƣ:
Hợp tác, giao tiếp, sáng tạo, làm việc nhóm, phản biện. Để thực hiện thành cơng
giáo dục STEM trong trƣờng phổ thơng, bƣớc đầu có thể triển khai dƣới hình thức
nhóm theo sở thích và khả năng của mỗi học sinh, nhằm giúp học sinh phát triển
năng lực cá nhân và có cơ hội khẳng định mình.
Với tinh thần đổi mới, phát huy tính tích cực chủ động sáng tạo của ngƣời
học, hình thành kỹ năng, năng lực cho ngƣời học đòi hỏi giáo viên dạy môn Vật
lý phải không ngừng phải trau dồi kiến thức, tìm ra những phƣơng pháp phù hợp
nhằm đạt đƣợc mục tiêu và nhiệm vụ đƣợc giao. Với mong muốn đóng góp một
phần nhỏ bé của mình vào cơng cuộc đổi mới phƣơng pháp dạy học môn Vật lý ở
trƣờng phổ thông, tôi đã thực hiện khảo sát đề tài “Tổ chức hoạt động trải nghiệm
trong dạy học STEM chủ đề dịng điện khơng đổi Vật lí 11 - THPT” nhằm đóng
góp giải pháp cho việc dạy và học mơn Vật lí ở trƣờng phổ thơng ngày càng hiệu
quả hơn.
1.2. Mục đích, nhiệm vụ nghiên cứu
1.2.1. Mục đích nghiên cứu:
1
“Tổ chức hoạt động trải nghiệm trong dạy học STEM chủ đề dịng điện khơng đổi
Vật lí 11 - THPT”
Kiểm điểm lại những việc đã và chƣa làm đƣợc qua việc dạy học để nâng
cao chất lƣợng, hiệu quả của giờ lên lớp và rút ra những bài học kinh nghiệm.
Tạo hứng thú cho học sinh đam mê nghiên cứu, chế tạo các sản phẩm để
phục vụ cho cuộc sống thƣờng ngày.
1.2.2. Nhiệm vụ nghiên cứu:
Xác định cơ sở khoa học, trong giai đoạn hiện nay phải luôn đổi mới trong
cơng tác dạy học để phát huy tính chủ động sáng tạo của học sinh, phải sử dụng
triệt để các kỹ thuật dạy học để hồn thành chƣơng trình mục tiêu của giờ lên lớp.
1.3. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu
1.3.1. Đối tƣợng nghiên cứu:
Chế tạo quạt điện một chiều mini, máy bơm một chiều nƣớc mini sau khi
hoàn thành chủ đề dịng điện khơng đổi - nguồn điện.
1.3.2. Đối tƣợng khảo sát:
Học sinh khối 11 do tôi dạy tại trƣờng THPT X
1.3.3. Phạm vi nghiên cứu:
Liên quan đến kiến thức một số mơn học:
- Vật lý: Dịng điện khơng đổi
- Tốn học: Sử dụng các phép tốn để tính tốn.
- Cơng nghệ: Thiết kế và bản vẽ kỹ thuật
1.4. Phƣơng pháp nghiên cứu
- Phƣơng pháp thực nghiệm, nghiên cứu tài liệu.
- Phƣơng pháp xử lý thông tin.
- Phƣơng pháp quan sát, phƣơng pháp khảo sát thực tế, tổng kết rút kinh
nghiệm.
1.5. Tính mới của đề tài:
- Xác định rõ các bƣớc trong việc nâng cao hiệu quả hoạt động trải nghiệm
trong giáo dục STEM ở trƣờng THPT X
- Khái quát một số biện pháp nâng cao hiệu quả hoạt động trải nghiệm trong
giáo dục STEM ở trƣờng THPT X
- Sử dụng các biện pháp đã đề xuất xây dựng một kế hoạch tổ chức hoạt
động giáo dục STEM để cán bộ quản lý, giáo viên có thể tham khảo, sử dụng một
cách sáng tạo, hiệu quả để kiểm chứng tính khả thi của đề tài. Vận dụng kiến thức
Vật lí vào đời sống thực tiễn, học sinh biết quy trình chế tạo ra sản phẩm là quạt
điện mini và máy bơm nƣớc mini dùng nguồn điện một chiều
2
“Tổ chức hoạt động trải nghiệm trong dạy học STEM chủ đề dịng điện khơng đổi
Vật lí 11 - THPT”
PHẦN 2: NỘI DUNG NGHIÊN CỨU
2.1. CƠ SỞ LÍ LUẬN CỦA ĐỀ TÀI.
2.1.1. Cơ sở lí luận về tổ chức hoạt động trải nghiệm trong dạy học stem
2.1.1.1. Khái niệm về hoạt động trải nghiệm
Theo Chƣơng trình GDPT tổng thể của Bộ Giáo dục và Đào tạo: “Hoạt động
TN trong chương trình GDPT là hoạt động giáo dục, trong đó, từng cá nhân HS
được trực tiếp hoạt động thực tiễn trong mơi trường nhà trường cũng như mơi
trường gia đình và xã hội dưới sự hướng dẫn và tổ chức của nhà giáo dục, qua đó
phát triển tình cảm, đạo đức, phẩm chất nhân cách, các năng lực…, từ đó tích lũy
kinh nghiệm riêng của cá nhân mình”
Trong hoạt động trải nghiệm STEM, học sinh đƣợc khám phá các thí
nghiệm, ứng dụng khoa học, kỹ thuật trong thực tiễn đời sống. Qua đó, nhận biết
đƣợc ý nghĩa của khoa học, cơng nghệ, kỹ thuật và toán học đối với đời sống con
ngƣời, nâng cao hứng thú học tập các môn học STEM. Đây cũng là cách thức để
thu hút sự quan tâm của xã hội tới giáo dục STEM.
2.1.1.2. Bản chất của hoạt động trải nghiệm
Bản chất của hoạt động trải nghiệm là hoạt động giáo dục đƣợc tổ chức theo
con đƣờng gắn lý thuyết với thực tiễn, tạo lên sự thống nhất giữa nhận thức và
hành động, hình thành và phát triển cho HS niềm tin, tình cảm, những NL cần có
của HS trong tƣơng lai. Chính vì vậy trong nội dung, phƣơng pháp, hình thức tổ
chức của hoạt động có thể mang dáng dấp của hoạt động theo nghĩa hẹp. Tuy
nhiên, điểm khác biệt giữa chúng chính là cách làm, cách triển khai hoạt động.
Hoạt động trải nghiệm có các đặc trƣng sau đây:
- Tính tham gia trực tiếp của HS vào từng hoạt động;
- Tính tự chủ của HS trong kế hoạch và trong hành động của cá nhân;
- Tính tập thể của HS;
- Tính tiếp cận với mơi trƣờng sống trong và ngồi nhà trƣờng;
- Tính sáng tạo để thích ứng và tạo ra cái mới, giá trị mới cho bản thân;
- Tính trọn vẹn của hoạt động thực tiễn;
- Tính cơng dân có trách nhiệm khi đặt ngƣời học vào các tình huống mới;
- HS đƣợc khẳng định bản thân qua huy động kinh nghiệm và NL của mình
- HS hình thành các ý thức, phẩm chất cùng chung sống có trách nhiệm với bản
thân và xã hội;
- HS đƣợc tiếp cận với giá trị cuộc sống các tình huống thực tiễn.
3
“Tổ chức hoạt động trải nghiệm trong dạy học STEM chủ đề dịng điện khơng đổi
Vật lí 11 - THPT”
2.1.1.3. Các nội dung của hoạt động trải nghiệm trong trƣờng phổ thông
Nội dung hoạt động trải nghiệm bao gồm hoạt động cá nhân, hoạt động tập
thể(từ hai HS trở lên) về những chủ đề khoa học và cuộc sống. Hoạt động cá nhân
đƣợc tổ chức dựa trên nhu cầu, độ tuổi, hứng thú, sở thích, năng khiếu riêng về
các lĩnh vực khác nhau: kĩ thuật, học thuật, võ thuật, nghệ thuật … Hoạt động tập
thể đƣợc tổ chức dựa trên nhu cầu, mục tiêu chung của tập thể. Ngƣợc lại, hoạt
động tập thể nâng đỡ, hỗ trợ cho sự phát triển của hoạt động cá nhân
Hoạt động
Nội dung hoạt động
Hoạt động cá nhân
Hoạt động thích nghi, tự chủ, tự lập, nghiên cứu khoa
học, trải nghiệm thực tế, khám phá bản thân( sở thích,
năng khiếu, NL, mơ ƣớc, định hƣớng nghề nghiệp)
Hoạt động tập thể
Hoạt động nghiên cứu khoa học, phát minh sáng chế,
biễu diễn nghệ thuật, thể thao, thực hành làm vƣờn,
thực hành nấu ăn, thực hành chăn nuôi, thực hành
nghề(mộc, đúc đồng, làm gốm, làm hƣớng dẫn viên du
lịch …), đồn thanh niên, tình nguyện trong trƣờng,
trình nguyện trong khu vực, bảo về môi trƣờng, bảo vệ
di sản van hóa, tham qua dã ngoại,chiến dịch an tồn
giao thơng, an toàn thực phẩm, khắc phục tƣ tƣởng lỗi
thời…
Để xác định nội dung của hoạt động TN cho các cấp học và các vùng
miền khác nhau cần căn cứ: Đặc điểm tâm - sinh lý lứa tuổi; Đặc điểm hoạt
động chủ đạo của lứa tuổi HS; Mục tiêu giáo dục; Đặc điểm vùng miền và
nhiều yếu tố khách quan khác. Có thể phân chia nội dung hoạt động TN tạo
thành các nội dung chính sau: Khoa học - kĩ thuật – cơng nghệ; văn hóa - nghệ
thuật; vui chơi – giải trí; lao động cơng ích; thể dục thể thao; định hƣớng nghề
nghiệp. Ngồi ra, hoạt động TN cịn có các nội dung khác: mơi trƣờng; dân
số; giới tính; an tồn giao thơng; giá trị và kĩ sống…
Theo chƣơng trình giáo dục phổ thông (26/12/2018) của Bộ Giáo dục và
Đào tạo. “Hoạt động TN nghiệm đƣợc thiết kế theo hƣớng vừa đồng tâm, vừa
tuyến tính, xuyên suốt từ lớp 1 đến lớp 12 với các mạch nội dung thống nhất sau:
Hoạt động hƣớng vào bản thân, hoạt động hƣớng vào xã hôi, hoạt động hƣớng vào
tự nhiên và hoạt động hƣớng nghiệp”
Trong phạm vi SKKN, nội dung tổ chức hoạt động trải nghiệm của đề tài là
mơ hình, ứng dụng, … có liên quan đến các định luật trong chƣơng dịng điện
không đổi vật lý 11 và một số kiến thức liên quan các mơn tốn, cơng nghệ, …
4
“Tổ chức hoạt động trải nghiệm trong dạy học STEM chủ đề dịng điện khơng đổi
Vật lí 11 - THPT”
2.1.1.4. Phƣơng thức tổ chức hoạt động trải nghiệm
Chƣơng trình GDPT – Hoạt động trải nghiệm và hoạt động trải nghiệm,
hƣớng nghiệp của Bộ Giáo dục và Đào tạo (26/12/2018) đã đƣa ra bốn phƣơng
thức hoạt động trải nghiệm sau:
- Phƣơng thức Khám phá: là cách tổ chức hoạt động tạo cơ hội cho HS trải
nghiệm thế giới tự nhiên, thực tế cuộc sống và công việc, giúp HS khám phá
những điều mới lạ, tìm hiểu, phát hiện vấn đề từ mơi trƣờng xung quanh, bồi
dƣỡng những cảm xúc tích cực và tình yêu quê hƣơng đất nƣớc.
- Phƣơng thức Thể nghiệm, tƣơng tác: là cách tổ chức hoạt động tạo cơ hội
cho HS giao lƣu, tác nghiệp và thể nghiệm ý tƣởng nhƣ diễn đàn, đóng kịch, hội
thảo, hội thi, trò chơi và các phƣơng thức tƣơng tự khác.
- Phƣơng thức Cống hiến: là cách tổ chức hoạt động tạo cơ hội cho HS mang
lại những giá trị xã hội bằng những đóng góp và cống hiến thực tế của mình thơng
qua các hoạt động tình nguyện nhân đạo, lao động cơng ích, tun truyền và các
phƣơng thức tƣơng tự khác.
- phƣơng thức Nghiên cứu: là cách tổ chức hoạt động tạo cơ hội cho HS
tham gia các đề tài, dự án nghiên cứu khoa học nhờ cảm hứng từ những trải
nghiệm thực tế, qua đó đề suất những biện pháp giải quyết vấn đề một cách khoa
học.
Trong phạm vi SKKN, đề tài dựa trên các phƣơng thức tổ chức hoạt động
trải nghiệm của Bộ Giáo dục và Đào tạo, xây dựng và tổ chức hoạt động trải
nghiệm cho HS vận dụng kiến thức “chƣơng dịng điện khơng đổi - vật lý 11” để
nghiên cứu, thiết kế và chế tạo các sản phẩm, mơ hình quạt điện mini, máy bơm
nƣớc theo định hƣớng trải nghiệm giáo dục STEM
2.1.1.5. Quy trình tổ chức hoạt động trải nghiệm
Việc xây dựng kế hoạch hoạt động TN đƣợc gọi là thiết kế hoạt động TN cụ
thể. Đây là việc quan trọng, quyết định tới một phần sự thành công của hoạt động.
Việc thiết kế các hoạt động TN cụ thể đƣợc tiến hành theo các bƣớc sau:
Bƣớc 1: Xác định nhu cầu tổ chức hoạt động trải nghiệm.
Căn cứ nhiệm vụ, mục tiêu và chƣơng trình giáo dục, nhà giáo dục cần tiến
hành khảo sát nhu cầu, điều kiện hiện hành.Xác định rõ đối tƣợng thực hiện. Việc
hiểu rõ đặc điểm HS tham gia vừa giúp nhà giáo dục thiết kế hoạt động phù hợp
đặc điểm lứa tuổi, vừa giúp có các biện pháp phịng ngừa những đáng tiếc có thể
xảy ra cho HS.
Bƣớc 2: Đặt tên cho hoạt động
Đặt tên cho hoạt động là một việc làm cần thiết vì tên của hoạt động tự nó
đã nói lên đƣợc chủ đề, mục tiêu, nội dung, hình thức của hoạt động. Tên hoạt
động cũng tạo ra đƣợc sự hấp dẫn, lôi cuốn, tạo ra đƣợc trạng thái tâm lí đầy
5
“Tổ chức hoạt động trải nghiệm trong dạy học STEM chủ đề dịng điện khơng đổi
Vật lí 11 - THPT”
hứng khởi và tích cực của HS. Vì vậy, cần có sự tìm tịi, suy nghĩ để đặt tên hoạt
động sao cho phù hợp và hấp dẫn.
Việc đặt tên cho hoạt động cần phải đảm bảo các yêu cầu sau:
- Rõ ràng, chính xác, ngắn gọn,
- Phản ánh đƣợc chủ đề và nội dung của hoạt động
- Tạo đƣợc ấn tƣợng ban đầu cho HS.
Tên hoạt động đã đƣợc gợi ý trong bản kế hoạch hoạt động trải nghiệm,
nhƣng có thể tùy thuộc vào khả năng và điều kiện cụ thể của từng lớp để lựa chọn
tên khác, cho hoạt động. GV cũng có thể lựa chọn các hoạt động khác ngoài hoạt
động đã đƣợc gợi ý trong kế hoạch của nhà trƣờng, nhƣng phải bám sát chủ đề của
hoạt động và phục vụ tốt cho việc thực hiện các mục tiêu giáo dục của một chủ đề,
tránh xa rời mục tiêu.
Bƣớc 3: Xác định mục tiêu của hoạt động
Mỗi hoạt động đều thực hiện mục đích chung của mỗi chủ đề theo từng
tháng nhƣng cũng có những mục tiêu cụ thể của hoạt động đó.
Mục tiêu của hoạt động là dự kiến trƣớc kết quả của hoạt động.
Các mục tiêu hoạt động cần phải đƣợc xác định rõ ràng, cụ thể và phù hợp;
phản ánh đƣợc các mức độ cao thấp của yêu cầu cần đạt về tri thức, kĩ năng, thái
độ và định hƣớng giá trị.
Nếu xác định đúng mục tiêu vì có các tác dụng là:
- Định hƣớng cho hoạt động, là cơ sở để chọn lựa nội dung và điều chỉnh hoạt động.
- Căn cứ để đánh giá kết quả hoạt động.
- Kích thích tính tích cực hoạt động của thầy và trò.
Tùy theo chủ đề của hoạt động TN ở mỗi tháng, đặc điểm và hoàn cảnh riêng
của mỗi lớp mà hệ thống mục tiêu sẽ đƣợc cụ thể hóa và mang màu sắc riêng.
Khi xác định đƣợc mục tiêu cần phải trả lời các câu hỏi sau:
- Hoạt động này có thể hình thành cho HS những kiến thức ở mức độ nào?
- Những kĩ năng nào có thể đƣợc hình thành ở HS và các mức độ của nó đạt đƣợc
sau khi tham gia hoạt động?
- Những thái độ, giá trị nào có thể đƣợc hình thành hay thay đổi ở HS sau hoạt động?
Bƣớc 4: Xác định nội dung và phƣơng pháp, phƣơng tiện, hình thức của hoạt
động
Mục tiêu có thể đạt đƣợc hay không phụ thuộc vào việc xác định đầy đủ và
hợp lí những nội dung và hình thức của hoạt động.
Trƣớc hết, cần căn cứ vào từng chủ đề, các mục tiêu đã xác định, các điều
6
“Tổ chức hoạt động trải nghiệm trong dạy học STEM chủ đề dịng điện khơng đổi
Vật lí 11 - THPT”
kiện hoàn cảnh cụ thể của lớp, của nhà trƣờng và khả năng của HS để xác định nội
dung phù hợp cho từng hoạt động. Cần liệt kê đầy đủ các nội dung hoạt động phải
thực hiện.
Từ nội dung, xác định cụ thể phƣơng pháp tiến hành, xác định những
phƣơng tiện cần có để tiến hành hoạt động. Từ đó, lựa chọn hình thức hoạt động
tƣơng ứng. Có thể một hoạt động nhƣng nhiều hình thức khác nhau đƣợc thực hiện
đan xen hoặc trong đó có một hình thức nào đó là chủ đạo, cịn hình thức khác là
phụ trợ.
Bƣớc 5: Lập kế hoạch
Nếu chỉ tuyên bố về các mục tiêu đã chọn thì nó vẫn chỉ là những ƣớc muốn
và hy vọng, mặc dù tính tốn, nghiên cứu kỹ lƣỡng. Muốn biến các mục tiêu thành
hiện thực thì phải lập kế hoạch.
Lập kế hoạch để thực hiện hệ thống mục tiêu tức là tìm các nguồn lực (nhân
lực - vật lực - tài liệu) và thời gian, không gian…cần cho việc hồn thành các mục
tiêu.
Chi phí về tất cả các mặt phải đƣợc xác định. Hơn nữa phải tìm ra phƣơng án
chi phí ít nhất cho việc thực hiện mỗi một mục tiêu. Vì đạt đƣợc mục tiêu với chi
phí ít nhất là để đạt đƣợc hiệu quả cao nhất trong cơng việc. Đó là điều bất kì
ngƣời quản lí nào cũng mong muốn và cố gắng đạt đƣợc.
Tính cân đối của kế hoạch địi hỏi GV phải tìm ra đủ các nguồn lực và điều
kiện để thực hiện mỗi mục tiêu. Nó cũng khơng cho phép tập trung các nguồn lực
và điều kiện cho việc thực hiện mục tiêu này mà bỏ mục tiêu khác đã lựa chọn.
Cân đối giữa hệ thống mục tiêu với các nguồn lực và điều kiện thực hiện chúng,
hay nói khác đi, cân đối giữa yêu cầu và khả năng đòi hỏi ngƣời GV phải nắm
vững khả năng mọi mặt, kể cả các tiềm năng có thể có, thấu hiểu từng mục tiêu và
tính toán tỉ mỉ việc đầu tƣ cho mỗi mục tiêu theo một phƣơng án tối ƣu.
Bƣớc 6: Thiết kế chi tiết hoạt động trên bản giấy
Trong bƣớc này, cần phải xác định:
- Có bao nhiêu việc cần phải thực hiện?
- Các việc đó là gì? Nội dung của mỗi việc đó ra sao?
- Tiến trình và thời gian thực hiện các việc đó nhƣ thế nào?
- Các cơng việc cụ thể cho các tổ, nhóm, các cá nhân.
- Yêu cầu cần đạt đƣợc của mỗi việc.
Bƣớc 7 : Kiểm tra, điều chỉnh và hồn thiện chƣơng trình hoạt động
Rà sốt, kiểm tra lại nội dung và trình tự của các việc, thời gian thực hiện
cho từng việc, xem xét tính hợp lí, khả năng thực hiện và kết quả đạt đƣợc.
Nếu phát hiện những sai sót hoặc bất hợp lí ở khâu nào, bƣớc nào, nội dung
nào hay việc nào thì kịp thời điều chỉnh.
Cuối cùng, hồn thiện bản thiết kế chƣơng trình hoạt động và cụ thể hóa
7
“Tổ chức hoạt động trải nghiệm trong dạy học STEM chủ đề dịng điện khơng đổi
Vật lí 11 - THPT”
chƣơng trình đó bằng văn bản. Đó là giáo án tổ chức hoạt động.
Bƣớc 8: Lƣu trữ kết quả hoạt động vào hồ sơ của học sinh.
Sau khi hoàn tất các bƣớc thì lƣu trử hồ sơ HS gồm sản phẩm, hình ảnh,
video, bản thiết kế, ….
2.1.2. Cơ sở lý luận về giáo dục STEM trong nhà trƣờng phổ thông
2.1.2.1. Khái niệm về giáo dục STEM
STEM là viết tắt của từ Science (Khoa học), Technology (Cơng nghệ),
Engineering (Kĩ thuật), Mathematics (Tốn học). Giáo dục STEM về bản chất
đƣợc hiểu trang bị cho ngƣời 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 đƣợc tích hợp, lồng ghép và bổ trợ cho nhau, giúp HS 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 không chỉ đƣợc dạy học theo hƣớng trang bị kiến thức thông thƣờng mà đƣợc
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 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. Hai là gắn kết nhà trƣờng với địa phƣơng, cộng đồng cũng nhƣ các
tổ chức thơng qua những vấn đề mang tính tồn cầu (ơ nhiễm khơng khí, hiệu ứng
nhà kính…). 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 dƣỡng và đào tạo những
thế hệ cơng dân tồn cầu có kiến thức và kỹ năng, đặc biệt là tƣ duy sáng tạo trong
thời đại mới.
Nhƣ 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, HS có thể học để lập trình điều khiển, chế tạo
robot nhƣng cũng có thể là chế tạo ra những sản phẩm đơn giản 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 tƣởng triển khai bài dạy của
GV.
2.1.2.2. Mục tiêu của phát triển năng lực trong giáo dục STEM
Từ những khái niệm và đặc điểm của giáo dục Stem và dạy học phát triển
năng lực kĩ thuật trong dạy học vật lý, mục tiêu phát triển năng lực trong giáo dục
STEM nhƣ sau:
- Phát triển các năng lực đặc thù của các môn học thuộc về STEM cho HS:
Đó là những kiến thức, kĩ năng liên quan đến các môn học Khoa học, Công nghệ,
Kĩ thuật và Tốn học. Trong đó HS biết liên kết các kiến thức Khoa học, Toán học
để giải quyết các vấn đề thực tiễn trong mơn Vật lí
8
“Tổ chức hoạt động trải nghiệm trong dạy học STEM chủ đề dịng điện khơng đổi
Vật lí 11 - THPT”
- Phát triển các năng lực cốt lõi cho HS: Giáo dục STEM nhằm chuẩn bị cho
HS những cơ hội cũng nhƣ thách thức trong nền kinh tế cạnh tranh toàn cầu của
thế kỉ 21. Bên cạnh những hiểu biết về các lĩnh vực Khoa học, Cơng nghệ, Kĩ
thuật, Tốn học, HS sẽ đƣợc phát triển tƣ duy phê phán, khả năng hợp tác để thành
công...
- Định hƣớng nghề nghiệp cho HS: Giáo dục STEM sẽ tạo cho HS có những
kiến thức kĩ năng mang tính nền tảng cho việc hoc tập các bậc học cao hơn cũng
nhƣ cho nghề nghiệp trong tƣơng lai của HS. Từ đó, góp phần xây dựng lực lƣợng
lao động có năng lực, phẩm chất tốt đặc biệt là lao động trong lĩnh vực STEM
nhằm đáp ứng mục tiêu xây dựng và phát triển đất nƣớc.
2.1.2.3. Những kỹ năng của giáo dục STEM
Những kỹ năng STEM là tích hợp của 4 kỹ năng:
- Kỹ năng khoa học: Học sinh đƣợc trang bị những kiến thức về các khái
niệm, các nguyên lí các định luật và các cơ sở lý thuyết của giáo dục khoa học.
Mục tiêu quan trọng nhất là thông qua giáo dục khoa học, học sinh có khả năng
liên kết các kiến thức để thực hành và có tƣ duy để sử dụng kiến thức và thực tiễn
để giải quyết các vấn đề trong thực tiễn.
- Kỹ năng cơng nghệ: Học sinh có khả năng sử dụng, quản lý, hiểu biết, và
truy cập đƣợc công nghệ từ những vật dụng đơn giản nhƣ cái bút, chiếc quạt đến
những hệ thống phức tạp nhƣ mạng internet, máy móc.
- Kỹ năng kỹ thuật: Học sinh đƣợc trang bị kỹ năng sản xuất ra đối tƣợng và
hiểu đƣợc quy trình để làm ra nó. Vấn đề này địi hỏi học sinh phải có khả năng
phân tích, tổng hợp và kết hợp để biết cách làm thế nào để cân bằng các yếu tố liên
quan (nhƣ khoa học, nghệ thuật, cơng nghệ, kỹ thuật) để có đƣợc một giải pháp tốt
nhất trong thiết kế và xây dựng quy trình. Ngồi ra học sinh cịn có khả năng nhìn
nhận ra nhu cầu phản ứng của xã hội trong những vấn đề liên quan đến kỹ thuật.
- Kỹ năng toán học: Là khả năng nhìn nhận và nắm bắt đƣợc vai trị của tốn
học trong mọi khía cạnh tồn tại trên thế giới. Học sinh có kỹ năng tốn học sẽ có
khả năng thể hiện các ý tƣởng một cách chính xác, có khả năng áp dụng các khái
niệm và kĩ năng toán học vào cuộc sống hằng ngày
2.1.2.4. Mối quan hệ giữa các lĩnh vực trong giáo dục STEM
Trong giáo dục truyền thống bốn lĩnh vực Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật,
Toán học. Bốn lĩnh vực này đƣợc xây dựng một cách độc lập có liên hệ lẫn nhau.
Dạy học theo các lĩnh vực này giữ một vai trò quan trọng là cung cấp kiến thức cơ
bản thuộc các lĩnh vực trên. Tuy nhiên trong thực tiễn cuộc sống thì các lĩnh vực
này lại khơng tồn tại một các độc lập nhƣ vậy mà là những vấn đề mang tính phức
hợp. Sự tách rời này sẻ dẫn tới một khoảng cách giữa lí thuyết học trong nhà
trƣờng và thực tiễn cuộc sống. Học sinh đào tạo theo mơ hình truyền thống sẻ cần
một khoảng thời gian để thích nghi, để hiểu làm thế nào để từ những kiến thức đã
9
“Tổ chức hoạt động trải nghiệm trong dạy học STEM chủ đề dịng điện khơng đổi
Vật lí 11 - THPT”
học trong nhà trƣờng vận dụng vào thực tế. Hơn nữa, tƣ duy liên kết các sự vật,
hiện tƣợng với các ứng dụng và kĩ thuật cũng hạn chế bỡi trong chính giảng dạy
định hƣớng nội dung, HS khơng có điều kiện thấy đƣợc những biểu hiện thực tiễn
của kiến thức trong cuộc sống.
Mối quan hệ giũa các yếu tố trong mơ hình giáo dục STEM đƣợc David
D.Thornburg thể hiện trong sơ đồ sau:
Công nghệ(T)
Công nghệ(T)
Công nghệ(T)
Công nghệ(T)
Sáng chế
Cải tạo
Phát minh
Thế giới
Phát hiện
Khám phá,
giải thích
thế giới
Sơ đồ: Mối quan hệ giữa khoa học, cơng nghệ, kĩ thuật, và tốn học
2.1.2.5. Dạy học chủ đề theo giáo dục STEM trong trƣờng trung học
Dạy học chủ đề theo giáo dục STEM là chủ đề dạy học đƣợc thiết kế dựa
trên vấn đề thực tiễn kết hợp với chuẩn kiến thức, kỹ năng của các mơn khoa học
trong chƣơng trình phổ thơng. Trong q trình dạy học, GV tổ chức cho HS làm
việc nhóm, sử dụng công nghệ truyền thống và hiện đại, công cụ tốn học để tạo ra
những sản phẩm có tính ứng dụng thực tiễn, phát triển kỹ năng và tƣ duy HS.
Dạy học chủ đề theo giáo dục STEM cần đảm bảo các tiêu chí: giải quyết
vấn đề thực tiễn, kiến thức trong chủ đề thuộc lĩnh vực STEM, định hƣớng hoạt
động thực hành, làm việc nhóm.
Góp phần thực hiện mục tiêu giáo dục đã nêu trong chƣơng trình giáo dục
phổ thông 2018.
Phát triển kĩ năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn cho HS phổ thông thông
qua ứng dụng STEM, nhằm:
+ Phát triển các năng lực đặc thù của các mơn học Vật lí, Hóa học, Sinh học,
Cơng nghệ, Tin học và Toán.
10
“Tổ chức hoạt động trải nghiệm trong dạy học STEM chủ đề dịng điện khơng đổi
Vật lí 11 - THPT”
+ Biết vận dụng kiến thức các môn Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán
học vào giải quyết các vấn đề thực tiễn.
+ Có thể đề xuất các vấn đề thực tiễn mới phát sinh và giải pháp giải quyết
các vấn đề đó trong thực tiễn.
- Phát triển các năng lực cốt lõi cho học sinh nhƣ năng lực tự học,…
- Định hƣớng nghề nghiệp cho học sinh.
- Hƣớng tới giải quyết vấn đề trong thực tiễn.
- Hƣớng tới việc học sinh vận dụng các kiến thức trong lĩnh vực STEM để giải
quyết.
- Định hƣớng thực hành, nghề nghiệp.
- Khuyến khích làm việc nhóm giữa các học sinh.
Giáo dục STEM có thể phân theo các loại hình như sau:
- Phân loại theo mục tiêu: STEM phát triển năng lực; STEM hƣớng nghiệp;
STEM phát triển thói quen tƣ duy kĩ thuật.
- Phân loại theo nội dung: STEM khuyết; STEM đầy đủ
- Phân loại theo phƣơng pháp dạy học: Tự chế tạo sản phẩm đơn giản; Thực
hành STEM; Dự án STEM; Các gameshow về STEM.
- Phân loại theo địa điểm: STEM trong lớp học; Câu lạc bộ STEM; Trung
tâm STEM; Trải nghiệm thực tế STEM.
- Phân loại theo phƣơng tiện: STEM tái chế; STEM robotic; STEM trong
phịng thí nghiệm
2.1.2.6. Quy trình xây dựng bài học STEM
Bƣớc 1: Lựa chọn chủ đề bài học
Căn cứ vào nội dung kiến thức trong chƣơng trình mơn học và các hiện tƣợng,
q trình gắn với các kiến thức đó trong tự nhiên; quy trình hoặc thiết bị cơng nghệ có
sử dụng của kiến thức đó trong thực tiễn… để lựa chọn chủ đề bài học.
Bƣớc 2: Xác định vấn đề cần giải quyết
Sau khi lựa chọn chủ đề của bài học, cần xác định vấn đề cần giải quyết để
giao cho HS thực hiện sao cho khi giải quyết vấn đề đó HS phải học đƣợc những
kiến thức, kĩ năng cần dạy trong chƣơng trình mơn học đã lựa chọn hoặc vận dụng
những kiến thức, kỹ năng đã biết để xây dựng bài học.
Bƣớc 3: Xây dựng tiêu chí của thiết bị và giải pháp giải quyết vấn đề
Sau khi đã xác định vấn đề cần giải quyết (sản phẩm cần chế tạo) cần xác
định rõ tiêu chí của giải pháp, sản phẩm.
Các tiêu chí này phải hƣớng tới việc định hƣớng quá trình học tập và vận
dụng kiến thức nền của HS chứ không nên tập trung đánh giá sản phẩm vật chất.
11
“Tổ chức hoạt động trải nghiệm trong dạy học STEM chủ đề dịng điện khơng đổi
Vật lí 11 - THPT”
Bƣớc 4: Thiết kế tiến trình tố chức hoạt động
Tiến trình tổ chức hoạt động học đƣợc thiết kế theo các phƣơng pháp, kĩ thuật
dạy học tích cực với năm hoạt động học. Mỗi hoạt động đƣợc thiết kế rõ ràng về mục
đích, nội dung và sản phẩm học tập mà HS phải hồn thành. Các hoạt động này có thể
đƣợc tổ chức cả trong và ngoài lớp học (ở trƣờng, ở nhà và cộng đồng).
2.1.2.7. Tiến trình tổ chức dạy học STEM trong trƣờng trung học
Mỗi bài học STEM thƣờng đƣợc tổ chức theo 5 hoạt động nhƣ sau:
Hoạt động 1: Xác định vấn đề
Trong hoạt động này, GV giao cho HS nhiệm vụ học tập chứa đựng vấn đề,
trong đó HS phải hồn thành một sản phẩm học tập cụ thể với các tiêu chí địi hỏi
HS 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 hồn thành. Tiêu chí của sản phẩm là u
cầu hết sức quan trọng, bởi đó chính là "tính mới" của sản phẩm, kể cả sản phẩm
đó là quen thuộc với HS; đồng thời, tiêu chí đó buộc HS phải nắm vững kiến thức
mới thiết kế và giải thích đƣợc thiết kế cho sản phẩm cần làm.
Hoạt động 2: Nghiên cứu kiến thức nền và đề xuất giải pháp
Trong hoạt động này, HS thực hiện hoạt động học tích cực, tự lực dƣới sự
hƣớng dẫn của GV. HS phải tự tìm tịi, chiếm lĩnh kiến thức để sử dụng vào việc
đề xuất, thiết kế sản phẩm cần hoàn thành. Kết quả là, khi HS hồn thành bản thiết
kế thì đồng thời cũng đã học đƣợc kiến thức mới theo chƣơng trình mơn học tƣơng
ứng.
Hoạt động 3: Lựa chọn giải pháp
Trong hoạt động này, HS đƣợc 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. Dƣới sự trao đổi, góp ý của
các bạn, GV và HS tiếp tục hồn thiện (có thể phải thay đổi để bảo đảm khả thi)
bản thiết kế trƣớc khi tiến hành chế tạo, thử nghiệm.
Hoạt động 4: Chế tạo mẫu, thử nghiệm và đánh giá
HS tiến hành chế tạo mẫu theo bản thiết kế đã hồn thiện; trong q trình chế
tạo đồng thời phải tiến hành thử nghiệm và đánh giá. Trong quá trình này, HS cũng
có thể phải điều chỉnh thiết kế ban đầu để bảo đảm mẫu chế tạo là khả thi và tối ƣu.
Hoạt động 5: Chia sẻ, thảo luận, điều chỉnh
Trong hoạt động này, HS đƣợc 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.
2.2. CƠ SỞ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI
2.2.1. Thực trạng dạy và học trải nghiệm STEM môn Vật lý ở trƣờng THPT
X nơi tôi đang công tác hiện nay
12
“Tổ chức hoạt động trải nghiệm trong dạy học STEM chủ đề dịng điện khơng đổi
Vật lí 11 - THPT”
2.2.1.1. Đối với giáo viên
Kết quả thăm dò 36 GV dạy tại trƣờng THPT X nơi tôi công tác về vận dụng
và tổ chức dạy học trải nghiệm Stem tôi thấy:
- Về mức độ sử dụng: Đa số GV chƣa sử dụng dạy học trải nghiệm Stem
thƣờng xuyên; một số GV đã sử dụng dạy học trải nghiệm Stem nhƣng cũng cịn ở
mức độ rất thấp .
Hình 1: Mức độ sử dụng dạy học trải nghiệm stem trong dạy học của GV.
- Về tính hiệu quả của dạy học trải nghiệm Stem trong việc phát triển năng
lực toàn diện cho HS, đa số GV đánh giá cao hiệu quả mà trải nghiệm Stem đem
lại nhƣ: rèn luyện kĩ năng giao tiếp, ứng xử; phát triển các năng lực tƣ duy, sáng
tạo, vận dụng kiến thức Vật lý vào cuộc sống; rèn luyện năng lực hợp tác, kĩ năng
thuyết trình giữa đám đông, kĩ năng giải quyết vấn đề…
- Về hạn chế của trải nghiệm Stem: Hầu hết GV đều cho rằng, trải nghiệm
Stem cần nhiều thời gian để thực hiện và khơng phù hợp với hình thức thi cử hiện
nay.
- Hiện nay một số ít giáo viên đã rất tích cực hƣởng ứng trong dạy học ứng
dụng trải nghiệm Stem. Bên cạnh đó cịn đa số giáo viên vẫn đang e ngại trong đổi
mới, chƣa dám thoát ra khỏi quan điểm cũ trƣớc đây, chủ yếu là dạy học thuyết
trình, áp đặt. Không dám hoặc không tự tin để trao đổi chun mơn với các giáo
viên khác để dạy học tích hợp chủ đề liên môn. Ta dễ nhận thấy những khó khăn
sau khiến họ chƣa quyết tâm đổi mới phƣơng pháp đó là:
+ Tƣ tƣởng, quan niệm cũ đã ăn sâu trong tiềm thức và hành vi một số giáo
viên có thâm niên nghề cao.
+ Việc đổi mới phƣơng pháp cần giáo viên phải ln tìm tịi, thiết kế các
kịch bản phù hợp từng nội dung bài học. Điều này mất khá nhiều thời gian, nếu
không đam mê, yêu nghề thì khiến nhiều giáo viên nản chí.
13
“Tổ chức hoạt động trải nghiệm trong dạy học STEM chủ đề dịng điện khơng đổi
Vật lí 11 - THPT”
+ Dạy học theo phƣơng pháp trải nghiệm Stem đòi hỏi giáo viên phải xây
dựng chủ đề tích hợp, liên mơn với các bộ môn khác.
2.2.1.2. Đối với học sinh
Kết quả thăm dò HS 3 lớp 11A3 (44 HS), 11D2 (44 HS) và 11D3 (42 HS),
trƣờng THPT X nơi tôi công tác thì cho thấy: hầu hết HS đều hứng thú với những
kiến thức Vật lý liên quan đến thực tiễn, đòi hỏi các em vận dụng kiến thức để giải
quyết vấn đề. Hầu hết HS ban đầu cịn chƣa thích nghi với dạy học trải nghiệm
stem do tốn rất nhiều thời gian. Tuy nhiên, sau khi tham gia thì hầu hết các em đều
rất thích thú, vì qua việc thực hiện nhiệm vụ học tập, các em học hỏi, giao lƣu và
phát triển nhiều kĩ năng cần thiết cho định hƣớng nghề nghiệp trong tƣơng lai.
Hình 2: Mức độ yêu thích dạy học stem trong học tập của HS
Nhƣ vậy, tuy dạy học trải nghiệm Stem còn gặp một số khó khăn trong q
trình thực hiện nhƣng trải nghiệm Stem thực sự có nhiều ƣu điểm nổi trội, giúp
ngƣời GV dạy học hƣớng vào mục tiêu lấy ngƣời học làm trung tâm, phát triển
ngƣời học một cách toàn diện.
2.2.2. Thuận lợi và khó khăn trong việc áp dụng đề tài
2.2.2.1. Thuận lợi
Đội ngũ cán bộ giáo viên nhà trƣờng và tổ bộ môn đảm bảo về số lƣợng và
chất lƣợng, đáp ứng yêu cầu của cấp học. Giáo viên trong nhà trƣờng ln có trách
nhiệm cao, say mê với nghề nghiệp và hết lòng yêu thƣơng học sinh. Ngay từ đầu
năm học, ban giám hiệu và tổ bộ môn đã có triển khai các kế hoạch, chỉ thị, nhiệm
vụ năm học; đổi mới PPDH nhằm phát triển năng lực HS, tạo hứng thú học tập cho
HS. Lãnh đạo trƣờng luôn khuyến khích giáo viên tích cực sử dụng các PPDH mới
nhƣ DHDA, STEM, trải nghiệm sáng tạo, chủ đề, tích hợp, NCBH... nhằm tăng
cƣờng rèn luyện cũng nhƣ phát triển các năng lực của HS.
Bên cạnh đó, nhiều trƣờng THPT hiện nay có nhiều thế mạnh về cơ sở vật
chất. Các HĐTN đòi hỏi sự tham gia nhiều của CNTT, HS khá thành thạo vi tính,
máy chiếu, khai thác mạng...Vì vậy, việc sử dụng để báo cáo sản phẩm dự án của
HS rất dễ dàng.
14
“Tổ chức hoạt động trải nghiệm trong dạy học STEM chủ đề dịng điện khơng đổi
Vật lí 11 - THPT”
2.2.2.2. Khó khăn:
Khi dạy các kiến thức Vật lý, nhiều giáo viên chỉ trình bày, giới thiệu các
kiến thức mà khơng có phân tích, giải thích để học sinh hiểu rõ bản chất vì vậy
việc tiếp nhận kiến thức của học sinh gặp khó khăn. Chủ yếu học sinh chỉ ghi nhớ
và áp dụng một cách máy móc mà khơng có liên hệ với các kiến thức tƣơng tự.
Năng lực của giáo viên trong việc tiếp cận với chƣơng trình đổi mới phƣơng
pháp dạy học ở các trƣờng và các địa phƣơng không đồng đều, một số giáo vi chƣa
thực hiện đổi mới phƣơng pháp giáo dục, giảng dạy do chƣa quan tâm đến quá
trình đổi mới, cải cách của Bộ giáo dục. Phƣơng pháp dạy học của nhiều giáo viên
còn thiếu sáng tạo, gƣợng ép. Giáo viên lên lớp chủ yếu dạy xong các kiến thức
trong sách giáo khoa theo lối truyền thụ truyền thống giáo viên giảng, ghi bảng cịn
học sinh nghe, chép. Chính điều đó làm cho học sinh tiếp nhận kiến thức một
chiều, thiếu sự năng động, tự tin.
- Bản thân các giáo viên chƣa có đủ kinh nghiệm, năng lực để tổ chức các
hoạt động trải nghiệm Stem, vì thực tế chƣa có nhiều chƣơng trình tập huấn hiệu
quả về việc tổ chức các hoạt động trải nghiệm Stem cho giáo viên, đồng thời giáo
viên chƣa đƣợc tham gia nhiều các hoạt động nên còn thiếu kinh nghiệm
- Nhiều giáo viên chỉ chú trọng việc rèn luyện các dạng bài tập để luyện thi
đại học, học sinh học để vƣợt qua các kì thi. Nhiều kiến thức thực tiễn bị lãng quên
mà không đƣợc áp dụng ngồi thực tiễn.
- Việc thực hiện chƣơng trình hoạt động trải nghiệm địi hỏi có sự chuẩn bị
đầu tƣ rất kĩ về nội dung, phƣơng pháp, hình thức tổ chức, dụng cụ ... mất nhiều
thời gian của giáo viên.
- Bản thân phụ huynh chƣa có sự đồng thuận cao trong tổ chức hoạt nhƣ sợ
ảnh hƣởng đến thời gian học chính khóa, hay khi tham gia các hoạt động dã ngoại
sợ mất an tồn, kinh phí tổ chức ...
- Chƣa xây dựng đƣợc bộ tiêu chí đánh giá cụ thể về hoạt động của HS, đánh
giá cá nhân, nhóm, đánh giá riêng rẻ và đánh giá đồng đẳng để tạo ra động lực, tính
tự giác cho các HS.
Tuy nhiên với sự phát triển mạnh mẽ của khoa học kĩ thuật, trong công cuộc
thực hiện cuộc cách mạng 4.0 chúng ta cần nhìn nhận lại cách truyền thụ kiến thức
cho học sinh. Q trình hình thành năng lực chính là q trình phát triển nhân cách
tồn diện của học sinh. Q trình bồi dƣỡng giáo dục năng lực là quá trình tác
động sƣ phạm của nhà giáo một cách đúng quy luật, đảm bảo tính khoa học và
mang tính thực tiễn..
15
“Tổ chức hoạt động trải nghiệm trong dạy học STEM chủ đề dịng điện khơng đổi
Vật lí 11 - THPT”
2.3. Thiết kế các hoạt động trải nghiệm trong dạy học stem chủ đề dịng điện
khơng đổi
2.3.1. Dạy học trải nghiệm phần DỊNG ĐIỆN KHƠNG ĐỔI – Dự án trải
nghiệm: MÁY BƠM NƢỚC MINI
I. Lên ý tƣởng dự án
- Phạm vi kiến thức: HS tìm hiểu về dịng điện khơng đổi, công suất điện, ghép
nguồn điện, định luật ôm đối với đoạn mạch...
- Thời gian thực hiện: 2 tuần, gồm 1 tiết trên lớp và thời gian thực hiện ngoài lớp.
- Bài học liên quan: Bài 7: Dịng điện khơng đổi - Nguồn điện; Bài 8: Điện năng Công suất điện; Bài 9: Định luật Ơm cho tồn mạch; Bài 10: Ghép các nguồn điện
thành bộ.
II. Mục tiêu dự án
1. Về kiến thức
+ HS đƣợc trải nghiệm thực tế các kiến thức liên mơn Tốn, lý, cơng nghệ, Mỹ
thuật để chế tạo các sản phẩm khác nhau từ dịng điện khơng đổi nhƣ máy bơm
nƣớc mini.
+ HS biết sử dụng dòng điện không đổi, để làm quay động cơ điện một chiều
+ HS biết cách lấy dịng điện khơng đổi từ nguồn điện khơng đổi nhƣ pin, acquy,
hoặc chỉnh lƣu dịng điện xoay chiều thành dịng điện khơng đổi
+ Học sinh thấy đƣợc giá trị, ý nghĩa, sự liên kết và ứng dụng thực tế của các kiến
thức, kỹ năng đã học thuộc nhiều mơn học trong chƣơng trình giáo dục phổ thông
nhằm giải quyết nhiều vấn đề trong thực tế.
2. Về kĩ năng
+ Rèn luyện các kĩ năng nghiên cứu khoa học: kỹ năng đặt câu hỏi, xây dựng giả
thuyết, xác định phƣơng pháp thực hiện, quan sát hiện tƣợng trong các thí
nghiệm.
+ Rèn luyện đƣợc kĩ năng tƣ duy sáng tạo, cách xử lý và giải quyết tình huống
thực tế.
+ Rèn luyện kĩ năng giải thích và kết luận.
- Học sinh nắm vững các kiến thức thuộc các môn liên quan.
- Lập đƣợc kế hoạch chi tiết các dụng cụ thiết bị đủ để thực hiện dự án theo yêu
cầu đặt ra.
- Thiết kế và lắp đặt hoàn thiện một chiếc máy bơm nƣớc mini với động cơ và vật
liệu đơn giản.
3. Về thái độ
16
“Tổ chức hoạt động trải nghiệm trong dạy học STEM chủ đề dịng điện khơng đổi
Vật lí 11 - THPT”
+ Rèn luyện tƣ duy nghiên cứu khoa học thông qua thực hiện các hoạt động,
thí nghiệm.
+ Xây dựng đƣợc các thói quen tốt trong học tập và trong đời sống.
4. Về năng lực
+ Năng lực vận dụng kiến thức Vật lý vào thực tiễn cuộc sống.
+ Năng lực giải quyết vấn đề.
+ Năng lực sáng tạo.
+ Năng lực tham gia và tổ chức hoạt động trong tập thể.
+ Năng lực định hƣớng nghề nghiệp.
III. Chuẩn bị
1. Giáo viên
+ Giáo án, bài giảng PowerPoint
+ Phiếu học tập…
2. Học sinh
+ Ôn lại các kiến thức đã học có liên quan: dịng điện, nguồn điện, điện năng, công
suất điện, ghép nguồn điện...
IV. Phƣơng pháp
- Phƣơng pháp dạy học: dạy học dự án trải nghiệm stem
V. Thiết kế hoạt động dự án: “MÁY BƠM NƢỚC MINI”
1. Giới thiệu
Trên thị trƣờng hiện nay ta không khó khăn để tìm đƣợc một chiếc máy bơm
nƣớc điện một chiều hoặc xoay chiều với mn vàn kích cỡ và kiểu dáng với nhiều
mức giá khác nhau. Vậy những chiếc máy bơm đó chúng đƣợc tạo ra gồm những
bộ phận nào, chúng ta có thể tạo đƣợc những chiếc máy bơm mini chạy bằng dịng
điện khơng đổi đƣợc khơng?
Vật liều chế tạo ra chiếc máy bơm này là tận dụng từ những sản phẩm đã
qua sử dụng mà chúng ta đã bỏ đi, đồng thời giúp chúng ta giải quyết vấn đề xử lý
rác thải.
2. Trải nghiệm
- Tổ chức cho HS đi thực tế tại cở sở để quan sát máy bơm nƣớc ở các trạm
bơm nƣớc của hai xã Quỳnh thanh, Quỳnh yên, huyện Quỳnh lƣu. Tại đây các em
sẻ đƣợc đại diện ban quản lý giới thiệu về trạm bơm, máy bơm và cách thức vận
hành của máy bơm. HS chuẩn bị các câu hỏi liên quan về máy bơm nƣớc để hỏi
ngƣời đại diện của trạm bơm nhƣ: Động cơ dùng cho máy bơm sử dụng nguồn
17
“Tổ chức hoạt động trải nghiệm trong dạy học STEM chủ đề dịng điện khơng đổi
Vật lí 11 - THPT”
năng lƣợng gì? Máy bơm nƣớc cấu tạo gồm mấy phần? Cấu tạo của những phần
đó? Nguyên lý hoạt động của máy bơm nƣớc nhƣ thế nào? ….
- HS tập trung theo các nhóm để tìm hiểu máy bơm nƣớc tại nhà hoặc tại các
cở sở sửa chữa máy bơm nƣớc để biết rõ hơn về cấu tạo bên trong của máy bơm
nƣớc. Tại đây các em phải quan sát đƣợc các bộ phận bên trong của máy bơm
nƣớc: quan sát phần bơm gồm buồng bơm và các cánh quạt, nguồn cấp điện, động
cơ điện, vòi hút nƣớc vào, vòi xả nƣớc ra,…
- Giáo viên hƣớng dẫn cho học sinh tự tìm hiểu cách chế tạo máy bơm nƣớc
mini dùng dịng điện một chiều. (tìm hiểu qua internet hoặc các tài liệu liên quan).
- HS chế tạo đƣợc máy bơm nƣớc mini dùng dòng điện một chiều
- Giáo viên hƣớng dẫn học sinh thực hiện nhiệm vụ.
Tiến trình
dạy học
Hoạt động của GV
Hoạt động 1:
Đề xuất vấn
đề
Hoạt động của HS
HS lắng nghe
Hoạt động 2: - Yêu cầu đọc thông tin từ SGK - HS thảo luận nhóm theo lời
Tìm
kiếm - u cầu đọc thông tin từ các chỉ dẫn của GV
thông tin
nguồn khác
- Yêu cầu HS thảo luận để trả
lời câu hỏi:
1. Máy bơm nƣớc gồm có
những bộ phận chính nào?
2. Trình bày cấu tạo phần
bơm?(Roto bơm, trên có gắn
nhiều cánh quạt và đặt trong
buồng bơm (stato). Roto bơm
gắn với trục của động cơ điện
3. Sử dụng động cơ điện một
chiều là loại có điện áp và cơng
suất bao nhiêu?
4. Nguồn điện cung cấp cho
máy bơm nƣớc là pin, hay
ácquy, loại bao nhiêu vơn? Để
động cơ chạy bình thƣờng thì
cần bao nhiêu pin hoặc bao
nhiêu ác quy? Cách đấu nối
18
“Tổ chức hoạt động trải nghiệm trong dạy học STEM chủ đề dịng điện khơng đổi
Vật lí 11 - THPT”
chúng để có điện áp phù hợp?
6. Vịi nƣớc vào và vịi nƣớc ra
có đƣờng kính bao nhiêu? Làm
bằng vật liệu nào.
Hoạt động 3: GV cho hs thảo luận nhóm để HS thảo luận và phác thảo mơ
Lên phƣơng hồn thành phƣơng án thiết kế hình ra giấy A0 bao gồm các
án
chế tạo
nội dung sau:
- Vật dụng cần thiết
- Hình vẽ phác thảo về máy
bơm và mạch điện.
- Nguyên lý đơn giản để tạo ra
máy bom nƣớc mini dùng
dịng điện khơng đổi
Hoạt động 4: - Lắng nghe và chỉnh sửa nếu - HS trình bày ý tƣởng làm mơ
Trình bày ý cần thiết.
hình và nhận dụng cụ
tƣởng
mơ
hình
Hoạt động 5:
Chế tạo máy
bơm nƣớc
- HS tiến hành:
Bước 1: Chuẩn bị nguyên liệu
Bước 2: làm phần bơm (cánh
quạt hút nƣớc, buồng hút, …)
Bước 3: làm nồi hơi(khóa
nƣớc một chiều để giữ nƣớc
mồi)
Bước 4: làm ống hút nƣớc vào
và ống hút nƣớc ra
Bước 5: đấu các nguồn điện
để tạo ra bộ nguồn có điện áp
định mức phù hợp cho động
cơ.
Bước 6: lắp ghép các bộ phận
với nhau để hoàn thiện máy
bơm nƣớc mini
- Hoàn thiện và thử nghiệm,
kiểm tra các chỉ tiêu đề ra.
Báo cáo sản phẩm
19
“Tổ chức hoạt động trải nghiệm trong dạy học STEM chủ đề dịng điện khơng đổi
Vật lí 11 - THPT”
CÁC SẢN PHẨM DỰ ÁN: “MÁY BƠM NƢỚC MINI”
2.3.2. Dạy học STEM phần dịng điện khơng đổi: CHẾ TẠO QUẠT ĐIỆN
MINI DÙNG NGUỒN MỘT CHIỀU
I. Kế hoạch dạy học STEM
1. Tên chủ đề: “CHẾ TẠO QUẠT ĐIỆN MINI DÙNG NGUỒN MỘT
CHIỀU”
2. Mô tả chủ đề:
Trong những buổi sinh hoạt tập trung dƣới sân trƣờng thƣờng rất nóng học
sinh dung quạt tay nhƣng rất mỏi tay và mệt. Vì vậy, tự làm một chiếc quạt điện
mini là biện pháp hữu hiệu và hiệu quả cho vấn đề trên. Quạt điện mini thƣờng sử
dụng nguồn 9V-12V kích thƣớc nhỏ gọn, khơng chỉ đƣợc làm từ vật liệu dễ tìm, dễ
chế tạo mà cịn rất tiện lợi hơn nữa trải nghiệm với thiết kế quạt điện mini là cơ hội
để học sinh tìm hiểu và chiếm lĩnh kiến thức về mạch điện một chiều, động cơ điện
một chiều, rèn luyện các kỹ năng gia công cơ bản,…
20
