SKKN vật lí THPT STEM XÂY DỰNG VÀ THỰC HIỆN MỘT SỐ CHỦ ĐỀ DẠY HỌC STEM PHẦN ĐIỆN HỌC VẬT LÝ 11, 12 TRUNG HỌC PHỔ THÔNG

SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM
XÂY DỰNG VÀ THỰC HIỆN MỘT SỐ CHỦ ĐỀ DẠY
HỌC STEM PHẦN ĐIỆN HỌC VẬT LÝ 11, 12 TRUNG
HỌC PHỔ THÔNG

BỘ MÔN: VẬT LÝ


SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO QUẢNG NAM
TRƯỜNG THPT TRẦN CAO VÂN
=====*=====

SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM
XÂY DỰNG VÀ THỰC HIỆN MỘT SỐ CHỦ ĐỀ
DẠY HỌC STEM PHẦN ĐIỆN HỌC VẬT LÝ 11, 12
TRUNG HỌC PHỔ THÔNG

Họ và tên giáo viên: Trần Thị Hà
Bộ môn

: Vật lý - Tổ Tự nhiên

Đơn vị công tác

: Trường THPT Trần Cao Vân

Số điện thoại

: 0917123110

Năm học: 2021-2022

PHẦN MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
Cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ 4 đang làm thay đổi căn bản nền
sản xuất của thế giới, tạo ra những cơ hội rất lớn nhưng cũng đặt ra những thách
thức không nhỏ cho mỗi quốc gia. Điều này đặt ra cho ngành Giáo dục và Đào
tạo (GD-ĐT) một sứ mệnh to lớn là chuẩn bị nguồn nhân lực chất lượng cao để
đáp ứng yêu cầu phát triển đất nước. Để thực hiện được nhiệm vụ này, GD-ĐT
rất cần thiết phải đưa giáo dục STEM vào nhà trường, bởi những ưu thế của giáo
dục STEM trong dạy học, góp phần tích cực trong việc đổi mới phương pháp
dạy học theo chương trình giáo dục phổ thông (GDPT) mới, thực sự giúp HS
hướng đến thế giới công nghệ 4.0 và các lợi thế khác, đáp ứng được mục tiêu
đào tạo con người có năng lực trong cuộc sống tương lai, phù hợp nhu cầu nhân
lực lao động trong thời đại công nghệ 4.0 đang diễn ra mạnh mẽ trên thế giới.
Giáo dục STEM một mặt thực hiện đầy đủ mục tiêu giáo dục đã nêu trong
chương trình GDPT mới, mặt khác nhằm phát triển các năng lực cốt lõi cho hpcj
sinh (HS), phát triển các năng lực đặc thù của môn học thuộc về STEM và định
hướng nghề nghiệp cho HS. Để đón đầu chương trình GDPT mới, nhiều địa
phương và trường học đã đi trước một bước trong việc triển khai giáo dục
STEM. Trong q trình triển khai dạy học các mơn học STEM, một trong những
yêu cầu đối với giáo viên (GV) là phải biết cách tổ chức, thiết kế các hoạt động
STEM một cách sáng tạo có hiệu quả, phù hợp với điều kiện dạy học. Tuy nhiên
hiện nay qua khảo sát chúng tôi nhận thấy việc triển khai dạy học STEM ở các
trường THPT còn nhiều hạn chế, bên cạnh đó, một số GV vẫn chưa có nhận
thức đầy đủ về bản chất dạy học STEM cũng như cách thiết kế hoạt động, tổ
chức, thực hiện dạy học STEM như thế nào cho có hiệu quả trong mơn học. Hơn
nữa, hiện nay trên các trang mạng điện tử, tài liệu sách vở, các tạp chí GD đã
cung cấp rất nhiều các vấn đề chung về giáo dục STEM nhưng các tài liệu
hướng dẫn cụ thể việc tổ chức dạy học các môn học theo định hướng STEM

trong trường PT cịn chưa nhiều.Vì vậy nghiên cứu sâu về dạy học STEM, đề
xuất cách thức thiết kế và tổ chức cho HS học tập hiệu quả các mơn học STEM
nói chung, Vật lý nói riêng như thế nào là một hướng nghiên cứu mới cập nhật,
cần thiết trong bối cảnh nền GD-ĐT Việt Nam đang đổi mới căn bản và toàn
diện.
Vật lí với đặc thù là bộ mơn khoa học thực nghiệm có tính cơng nghệ và
kỹ thuật rất cao, có nhiều kiến thức liên quan đến thực tiễn, thực hành cùng với
nền tảng để học Vật lý là Toán học nên rất thuận lợi trong việc triển khai dạy
học theo phương thức STEM bằng các hình thức tăng cường các hoạt động
nghiên cứu, trải nghiệm sáng tạo, câu lạc bộ.... Qua đó giúp HS hiểu được các
ứng dụng khoa học kỹ thuật, chế tạo các sản phẩm áp dụng vào đời sống thực
tiễn, đồng thời giúp HS không những hiểu sâu sắc các kiến thức Vật lí, từ đó tạo
động lực, lịng đam mê, u thích bộ mơn. Nói tóm lại, dạy học Vật lý theo
3


phương thức STEM là một hướng giáo dục phù hợp giúp HS phát triển đầy đủ
các năng lực đặc thù và năng lực cốt lõi theo mục tiêu của chương trình GDPT
mới.
Qua quá trình nghiên cứu và giảng dạy bộ mơn Vật lí ở THPT chúng tơi
thấy có thể khai thác, thiết kế và thực hiện được nhiều chủ đề dạy học STEM ở
tất cả các phân môn cơ, nhiệt, điện, quang và một số phần khác của bộ môn Vật
lý. Trong thực tiễn, các loại máy móc, đồ dùng quen thuộc, gần gũi phục vụ
trong đời sống đa phần là những sản phẩm được ứng dụng từ điện học nên khai
thác các chủ đề dạy học STEM phần điện học trong chương trình Vật lý phổ
thơng sẽ kích thích được sự hứng thú, tích cực của HS trong quá trình dạy học.
Với những lí do trên nhằm nâng cao hiệu quả và chất lượng dạy học, chúng tôi
đã nghiên cứu đề tài “Xây dựng và thực hiện một số chủ đề dạy học STEM
phần điện học Vật lý 11, 12 Trung học phổ thông”. Hy vọng đề tài sẽ góp một
phần nhỏ, là nguồn tài liệu có ích giúp các thầy cô và các bạn đọc tham khảo và

vận dụng vào q trình dạy học mơn Vật lý theo định hướng STEM ở các trường
phổ thông.
2. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
- Đối tượng nghiên cứu: HS lớp 11,12 trường THPT Trần Cao Vân. Quá trình
dạy học Vật lý ở trường phổ thông.
- Phạm vi nghiên cứu: Các chủ đề dạy học STEM phần điện học thuộc chương
trình Vật lý 11,12 THPT. Tiến hành thực nghiệm sư phạm tại trường THPT Trần
Cao Vân TP Tam Kỳ.
- Thời gian nghiên cứu: Từ tháng 9/2020 đến tháng 2/2021.
3. Nhiệm vụ nghiên cứu
- Phân tích cơ sở lý luận và thực tiễn của giáo dục STEM trong trường phổ
thông.
- Điều tra, phân tích thực trạng dạy học Vật lý theo định hướng STEM ở một số
trường THPT trên địa bàn thành phố Tam Kỳ. Trên cơ sở đó phân tích các
ngun nhân, khó khăn để đề xuất hướng giải quyết của đề tài.
- Đề xuất giải pháp thực hiện đề tài nghiên cứu: Xây dựng các chủ đề dạy học
STEM phần điện học Vật lý 11,12 và tiến hành thực nghiệm tổ chức dạy học
một số chủ đề tại trường THPT Trần Cao Vân.
- Trên cơ sở các chủ đề đã thực nghiệm, lựa chọn và giới thiệu cách tổ chức
hoạt động cụ thể một số chủ đề dạy học STEM phần điện học Vật lý 11,12 theo
các phương pháp, hình thức dạy tích cực nhằm định hướng phát triển các năng
lực HS.

4


4. Đóng góp mới của đề tài
- Điều tra được thực trạng dạy học Vật lý theo định hướng STEM ở một số
trường THPT trên TP Tam Kỳ, phân tích các nguyên nhân, khó khăn, đưa ra
hướng khắc phục, giải pháp để nâng cao chất lượng dạy học các môn học

STEM, áp dụng thực nghiệm có hiệu quả tại trường THPT Trần Cao Vân.
- Xây dựng hệ thống các chủ đề dạy học STEM phần điện học phục vụ giảng
dạy một số bài học trong chương trình SGK Vật lý 11,12 nhằm phát triển năng
lực cho HS.
- Tổ chức dạy học một số chủ đề STEM phần điện học Vật lý 11, 12 tại trường
phổ thông phù hợp với điều kiện dạy học của nhà trường và thu được những kết
quả thiết thực nhằm nâng cao chất lượng dạy học bộ môn Vật lý và các môn học
STEM, đưa giáo dục STEM vào trường học, góp phần vào phong trào thi đua
đổi mới sáng tạo trong dạy học đáp ứng với yêu cầu chương trình GDPT tổng
thể.

5


PHẦN NỘI DUNG
1. Cơ sở lý luận về giáo dục STEM trong nhà trường phổ thơng đáp ứng với
chương trình GDPT 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 HS không 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 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 HS
trở nên thú vị hơn, tạo động lực thúc đẩy các em hứng thú với việc học tập và

nghiên cứu khoa học, công nghệ ngay từ nhỏ. Hai là gắn kết nhà trường với địa
phương, cộng đồng cũng như các tổ chức thông 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 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, HS 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, cơng nghệ hiện đại mà hồn tồn tùy thuộc vào ý tưởng
triển khai bài dạy của GV.
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 mơn khoa học trong chương trình
phổ thơng. Trong quá trình dạy học, GV tổ chức cho HS 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 HS.
Chủ đề STEM cần đảm bảo các tiêu chí: giải quyết vấn đề thực tiễn, kiến
thức trong chủ đề thuộc lĩnh vực STEM, định hướng hoạt động thực hành, làm
việc nhóm.
6


Có thể phân loại các chủ đề dạy học STEM dựa vào các tiêu chí sau. 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 mơn khoa học, cơng 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.
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.
1.3. Quy trình xây dựng chủ đề bài học STEM
Bước 1: Lựa chọn chủ đề bài học
Căn cứ vào nội dung kiến thức trong chương trình mơn học và các hiện tượng,
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.
Bước 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 được
những kiến thức, kĩ năng cần dạy trong chương trình mơn học đã lựa chọn hoặc
vận dụng những kiến thức, kỹ năng đã biết để xây dựng bài học.
Bước 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 hướng tới việc định hướng quá trình học tập và vận
dụng kiến thức nền của HS chứ không nên tập trung đánh giá sản phẩm vật chất.
Bước 4: Thiết kế tiến trình tố chức hoạt động

Tiến trình tổ chức hoạt động học được thiết kế theo các phương pháp, kĩ
thuật dạy học tích cực với 5 hoạt động học. Mỗi hoạt động được thiết kế rõ ràng về
7


mục đích, nội dung và sản phẩm học tập mà HS phải hồn thành. Các hoạt động
này có thể được tổ chức cả trong và ngoài lớp học (ở trường, ở nhà và cộng đồng).
1.4. Tiến trình tổ chức dạy học STEM trong trường Trung học
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, 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 được 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 dưới sự
hướng 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 được kiến thức mới theo chương trình mơn
học tương ứng.
Hoạt động 3: Lựa chọn giải pháp
Trong hoạt động này, HS được tổ chức để trình bày, giải thích và bảo vệ
bản thiết kế kèm theo thuyết minh (sử dụng kiến thức mới học và kiến thức đã
có); đó là sự thể hiện cụ thể của giải pháp giải quyết vấn đề. Dưới sự trao đổi,
góp ý của các bạn, GV và HS tiếp tục hoàn thiện (có thể phải thay đổi để bảo
đảm khả thi) bản thiết kế trước 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 ưu (theo nhận thức của HS).
Hoạt động 5: Chia sẻ, thảo luận, điều chỉnh
Trong hoạt động này, HS 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.
2. Cở sở thực tiễn của dạy học Vật lý theo định hướng STEM ở một số
trường PT
2.1.Thực trạng tổ chức dạy học môn Vật lý theo định hướng STEM ở một
số trường THPT trên địa bàn TP Tam Kỳ.

8


Từ năm học 2014-2015, giáo dục STEM đã được Bộ GD-ĐT đưa vào một
số văn bản hướng dẫn khuyến khích triển khai ở các nhà trường, đặc biệt sau khi
Thủ tướng ban hành Chỉ thị 16/CT-TTg ngày 04/5/2017 về việc tăng cường
năng lực tiếp cận cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ 4, Bộ GD-ĐT đã triển
khai thí điểm và đến nay giáo dục STEM đã được triển khai đồng loạt trên phạm
vi toàn quốc. Riêng ở tỉnh ta, giáo dục STEM đã được Sở GD&ĐT đưa vào
hướng dẫn nhiệm vụ năm học ở bậc học Tiểu học và Trung học từ năm học 2017
- 2018.
Tuy nhiên, trước năm 2014 khơng phải là trong GDPT của Việt Nam hồn
tồn khơng có giáo dục STEM. Thực chất, giáo dục STEM là một phương thức
giáo dục nhấn mạnh đến thực hành trải nghiệm sáng tạo của HS nhằm giải quyết
các vấn đề liên quan đến cuộc sống thơng qua dạy học tích hợp liên mơn. Trước
đó Bộ GD-ĐT đã triển khai các phong trào, các cuộc thi trong trường phổ thông
theo hướng này, điển hình như cuộc thi khoa học kĩ thuật dành cho HS trung
học, cuộc thi vận dụng kiến thức liên môn vào giải quyết những vấn đề thực

tiễn… Từ những chương trình thí điểm này, những phong trào, cuộc thi bước
đầu đã có sự lan tỏa, tác động tích cực, làm chuyển biến trong dạy học tại các
trường trên địa bàn thành phố Tam Kỳ nói riêng, tỉnh Nghệ An nói chung. Từ
đó, HS được thực hành, trải nghiệm nhiều hơn, học tập gắn với cuộc sống hơn.
Tuy nhiên, các phong trào vẫn chỉ dừng lại ở hình thức các cuộc thi, thu hút
được một lượng nhỏ GV, HS tham gia, chưa trở thành hoạt động thường xuyên,
phổ biến của GV và HS.
Hiện nay, tại thành phố Tam Kỳ, với nhiều lợi thế riêng, việc giáo dục
STEM đã và đang được nhiều trường tiểu học và trung học cơ sở đưa vào
chương trình hoạt động chính khóa của Nhà trường. Từ năm học 2018 – 2019,
các trường THPT tại thành phố Tam Kỳ, như Trường THPT chuyên Phan Bội
Châu, THPT Hà Huy Tập đã thành lập các câu lạc bộ STEM. Phương thức triển
khai của các trường chủ yếu đó là xã hội hóa. Nhà trường phối hợp cùng một số
trung tâm để đưa giáo dục STEM vào trường học. …, xây dựng nhiều chuyên đề
dạy học STEM, bước đầu đưa vào giảng dạy có hiệu quả ở các môn học.
Thực tế triển khai cho thấy, giáo dục STEM được tổ chức trong nhà
trường thường tập trung qua các hình thức: dạy học tích hợp theo định hướng
giáo dục STEM, sinh hoạt câu lạc bộ STEM, các cuộc thi, các hoạt động trải
nghiệm sáng tạo, phối hợp tổ chức các hoạt động STEM giữa nhà trường và các
cơ sở dạy nghề, ngày hội STEM…. Qua đây cho thấy, giáo dục STEM đã có
được những kết quả bước đầu, tạo tiền đề thuận lợi cho bước triển khai tiếp theo
mang tính đại trà và hiệu quả khi thời gian thực hiện chương trình GDPT mới
chỉ cịn khơng đầy một năm nữa.Tuy nhiên, theo điều tra ở một số trường phổ

9


thông trên thành phố Tam Kỳ, thực tế triển khai vẫn cịn gặp nhiều khó khăn, bất
cập.
Để tiến hành tìm hiểu về thực trạng dạy học STEM trong dạy học Vật lý

ở trường THPT tôi đã tiến hành khảo sát bằng phiếu điều tra đối với GV và HS
với mục đích thu thập thơng tin, phân tích khó khăn, thuận lợi của thực trạng
dạy học STEM môn Vật lý ở trường phổ thơng.
Nội dung khảo sát: Tìm hiểu nhận thức, hiểu biết, q trình tổ chức dạy
học STEM mơn Vật lý các GV ở các trường THPT.
Đối tượng khảo sát: 30 GV dạy các bộ mơn KHTN và Tốn, Cơng nghệ ở
3 trường THPT trong TP Tam Kỳ: Trường THPT Huỳnh Thúc Kháng, THPT Hà
Huy Tập, THPT Trần Cao Vân và 120 HS trường THPT Trần Cao Vân.
Thời gian khảo sát: Từ tháng 9/2018 đến tháng 11/2019.
Phiếu khảo sát GV và HS (có trong Phụ lục kèm theo).
Sau khi thu thập, phân tích, tổng hợp qua các phiếu điều tra, kết quả cho
thấy như sau:
1.1.

Hiểu biết của GV trong dạy học STEM

Biểu đồ 1. Thống kê về hiểu biết của GV trong dạy học định hướng STEM

không biết đến; 14.00%

Đầy đủ; 35.00%

Sơ sài; 51.00%

Hình 1. Biểu đồ thống kê sự hiểu biết, nhận thức của GV về dạy học theo định
hướng STEM

10

1.2.

Mức độ cần thiết dạy học Vật lý theo định hướng giáo dục STEM

Biểu đồ 2. Thống kê mức độ cần thiết dạy học môn Vật lý theo định hướng giáo dục STEM

Khơng cần thiết; 7.00%
Ít cần thiết; 11.00%

Rất cần thiết; 55.00%
Cần thiết; 27.00%

Hình 2. Biểu đồ thống kê sự cần thiết dạy học môn Vật lý theo định hướng giáo
dục STEM
1.3.

Mức độ thường xuyên đưa STEM và dạy học Vật lý

Biểu đồ 3. Thống kê về mức độ thường xuyên đưa STEM vào dạy học Vật lý

Chưa bao giờ; 23.18%

Rất thường xun; 33.11%

Ít thường xun; 2.32%

Thường xun; 41.39%

Hình 3. Biểu đồ thống kê về mức độ thường xuyên đưa STEM vào dạy học Vật lý

11


1.4. Thống kê sự hứng thú của HS khi tham gia hoạt động STEM
Biểu đồ 4. Thống kê sự hứng thú tham gia hoạt động STEM của HS
Rất thích

Thích

Bình thường

Khơng thích

20.00%
5.00% 3.00%

72.00%

Hình 4. Biểu đồ thống kê về sự hứng thú tham gia hoạt động STEM của HS
1.5. Thống kê số HS được học Vật lý theo định hướng giáo dục STEM
50%
45%
40%
35%
30%
25%
20%
15%
10%
5%

0%

Thường xuyên

Thỉnh thoảng

Mới 1 lần

Chưa bao giờ

Hình 5. Biểu đồ thống kê số lượng HS đã được học các chủ đề môn Vật lý theo
định hướng giáo dục STEM
Như vậy thông qua khảo sát GV và HS chúng tôi nhận thấy nhìn chung
các GV đều thấy được tầm quan trọng và sự cần thiết của dạy học môn Vật lý
12


theo định hướng STEM, tuy nhiên vấn đề vẫn là triển khai, tổ chức dạy học theo
định hướng STEM như thế nào cho hiệu quả và phù hợp với điều kiện dạy học ở
trường phổ thông. Mặc dù một số GV đã thực hiện, nhưng vẫn còn lúng túng,
hạn chế. Nhiều GV cho biết, trong dạy học Vật lý chỉ tập trung truyền thụ kiến
thức mà chưa chú trọng, chủ động trang bị cho HS kiến thức môn Vật lý cũng
như các mơn KHTN, Cơng nghệ và Tốn theo định hướng STEM. Đối với các
em HS, việc đưa STEM vào dạy học là rất cần thiết bởi những hiệu quả mà nó
mang lại trong giáo dục là to lớn. Một mặt thực hiện được những mục tiêu của
GDPT đó là phát triển các năng lực cốt lõi của HS và năng lực đặc thù của mơn
học, mặt khác nó tác động tích cực đến thái độ, tâm lý người dạy bởi sự hứng
thú, niềm đam mê, yêu thích khoa học của các em.
2.2. Nguyên nhân và khó khăn của thực trạng dạy học Vật lý ở trường
THPT theo định hướng STEM

Mặc dù việc tiếp cận chương trình GDPT mới đã tạo điều kiện thuận lợi
hơn để có thể triển khai giáo dục STEM, tuy nhiên với khung chương trình hiện
hành, GV vẫn cịn gặp khó khăn trong việc tổ chức các nội dung, chủ đề sao cho
vừa đảm bảo được yêu cầu của khung chương trình vừa phải phát huy tính sáng
tạo của HS. Vì vậy khi triển khai chương trình GDPT mới cần phải có hướng
dẫn về những chủ đề STEM trong các môn, lĩnh vực học tập để tạo thuận lợi cho
GV tổ chức dạy học.
Tâm lý ngại tìm hiểu, ngại sáng tạo cùng với trình độ GV chưa đáp ứng
được yêu cầu. Phần lớn GV chưa có nhận thức đầy đủ về giáo dục STEM và có
những hướng suy nghĩ giáo dục STEM cao xa, khó thực hiện. GV THPT được
đào tạo đơn mơn, do đó gặp khó khăn khi triển khai dạy học theo hướng liên
ngành như giáo dục STEM. Bên cạnh đó, GV cịn ngại học hỏi, ngại chia sẻ với
đồng nghiệp, nên chưa có sự phối hợp tốt giữa GV các bộ môn trong dạy học
STEM.
Hình thức kiểm tra, đánh giá hiện nay vẫn cịn là rào cản. Mơn Cơng nghệ
và Tin học là hai môn thành tố của giáo dục STEM nhưng vẫn chưa có vị trí chỗ
đứng đúng nghĩa. Hơn nữa việc kiểm tra, đánh giá hiện nay ở trường phổ thông
cụ thể là kì thi trung học phổ thơng quốc gia được tổ chức theo hình thức làm
bài thi trắc nghiệm kiểm tra kiến thức, kĩ năng, trong khi kiểm tra, đánh giá theo
mơ hình giáo dục STEM là đánh giá thơng qua sản phẩm, đánh giá q trình. Vì
vậy trên thực tế, việc triển khai giáo dục STEM vẫn phải hạn chế ở các lớp cuối
cấp để dành thời gian cho em ơn thi. Cịn các khối lớp khác khơng nặng nề về
thi cử thì đảm bảo học để thi hết kì cho nên việc học theo sách giáo khoa (SGK),
luyện giải bài tập vẫn là một hoạt động chính của HS. GV chỉ dành một phần
thời gian cho hoạt động STEM (ngoại khóa, hoạt động ngồi giờ lên lớp hoặc
một số tiết tự chọn) là chủ yếu.
Điều kiện cơ sở vật chất chưa đáp ứng được yêu cầu đề ra. Sĩ số mỗi lớp
học q đơng cũng gây khó khăn cho tổ chức hoạt động, cản trở việc đổi mới
13

phương pháp dạy học của GV, việc chưa có phịng học STEM riêng, trong khi
phịng thực hành bộ mơn chưa phù hợp để HS có khơng gian hoạt động, làm
việc nhóm, nghiên cứu, thí nghiệm cũng là một khó khăn.
Trên cơ sở phân tích các ngun nhân, khó khăn đã đề cập ở trên, chúng
tôi thấy muốn tổ chức dạy học STEM có hiệu quả, thành cơng việc đầu tiên GV
phải dành nhiều thời gian đọc, nghiên cứu, tìm hiểu về các tài liệu chuyên sâu
STEM. Từ đó, căn cứ vào điều kiều kiện dạy học cụ thể ở mỗi nhà trường thực
hiện các hoạt động chuyên môn: trao đổi ý kiến với đồng nghiệp, thống nhất xây
dựng các chủ đề STEM của mỗi phân môn, tổ chức các hoạt động dạy học phù
hợp. Không nhất thiết đặt nặng vấn đề tạo ra các sản phẩm STEM phức tạp, có
tính kĩ thuật cao mà điều quan trọng trong dạy học là tạo cho HS một thói quen
thường xuyên ứng dụng các kiến thức lý thuyết, các nguyên lý đã học vào thực
tiễn để quá trình học là một quá trình kiến tạo, phát triển năng lực. Sau khi học
được mỗi chủ đề STEM các em đạt được những phẩm chất, năng lực mà GV đã
đề ra. Trong quá trình dạy học nên khuyến khích các em sử dụng các nguồn
nguyên vật liệu sẵn có, quen thuộc, rẻ tiền, có thể tận dụng những phế phẩm để
tạo ra những sản phẩm thân thiện với môi trường, giáo dục ý thức trách nhiệm
các em với cộng đồng, môi trường tự nhiên. Các sản phẩm STEM có thể khơng
mới đối với nhân loại nhưng lại có tính mới đối với HS nên kích thích được sự
tị mị, hứng thú trong q trình học của HS. Nhìn nhận vấn đề như vậy GV có
thể dễ dàng, thoải mái hơn trong tiếp cận dạy học các bộ môn KHTN theo
phương thức STEM. Trong đề tài này, với mục đích đưa giáo dục STEM vào
trường học để nâng cao chất lượng dạy học bộ môn, chúng tơi xin trình bày giải
pháp thực hiện dưới đây.
3. Xây dựng một số chủ đề dạy học theo định hướng STEM phần điện học
Vật lý 11,12 THPT
3.1. Phân tích đặc điểm nội dung phần điện học Vật lý 11,12 chương trình
THPT dưới góc độ STEM
Phần điện học của chương trình Vật lý THPT bắt đầu từ việc cung cấp cho

HS những kiến thức cơ bản đó là nguyên nhân xuất hiện dịng điện - Điện tích Điện trường đến những khái niệm về sự hình thành dịng điện khơng đổi, nguồn
điện, điện năng tiêu thụ, công suất điện, các loại định luật Ôm …. Sự xuất hiện
của từ trường xung quanh dòng điện và lý thuyết tạo ra dòng điện xoay chiều
đến sự vận dụng các định luật về điện từ, đặc biệt là cảm ứng điện từ vào việc
sản xuất máy phát điện, động cơ điện, truyền tải và sử dụng điện năng.
Nói chung phần lớn các kiến thức của phân mơn điện học chương trình
Vật lý 11,12 THPT hiện hành rất gần gũi và có nhiều ứng dụng trong đời sống
và kỹ thuật. Đây là một điểm rất thuận lợi để triển khai dạy học theo định hướng
STEM. Trong đề tài này, chúng tôi chủ yếu tập trung đi sâu nghiên cứu vào hai
chương “Dịng điện khơng đổi” Vật lý 11 và chương “ Dòng điện xoay chiều “
Vật lý 12 vì lượng kiến thức trọng tâm của phần điện học tập trung tại đây,
14


chiếm thời lượng lớn trong dạy học. Đồng thời trong cấu trúc đề thi THPT Quốc
Gia những năm gần đây tổng số câu hỏi của 2 chương này chiếm số lượng nhiều
nhất trong cấu trúc đề thi, có trung bình từ 8 câu đến 9 câu tức là đến 20% 22,5%. Nên nếu HS được tiếp cận những kiến thức này bằng những phương
pháp dạy học tích cực và gắn liền với thực tiễn như dạy học STEM sẽ giúp HS
hiểu sâu sắc hơn lý thuyết cũng như vận dụng nó để giải quyết những vấn đề hay
và khó liên quan kỹ thuật mà những phương pháp dạy học truyền thống khó có
thể đem lại hiệu quả cao.
Chương “Dịng điện khơng đổi” là chương II trong chương trình Vật lí
11. Chương này gồm 14 tiết, là chương nối tiếp kiến thức chương “Điện tích –
Điện trường”, đồng thời là nền tảng để nghiên cứu các phần điện học khác trong
chương trình Vật lí phổ thơng như: dịng điện trong các mơi trường, từ trường,
dịng điện xoay chiều. Phân tích nội dung kiến thức chương “Dịng điện khơng
đổi” theo quan điểm STEM cho thấy dịng điện một chiều có thể dùng để thắp
sáng, các nguồn điện một chiều cũng được sử dụng rộng rãi. Trong các trường
hợp dùng đến dòng điện khơng đổi ở hiệu điện thế nhỏ, nguồn điện đóng vai trò
quan trọng, chẳng hạn đèn pin cầm tay, radio, điều khiển ti vi… .Nguồn điện có

thể tạo ra bằng nhiều cách như dùng pin điện hóa, thực phẩm xanh, từ USB…,
thắp sáng hệ thống đèn chiếu sáng, đèn tín hiệu. Điện năng có thể dễ dàng
chuyển hóa thành các dạng năng lượng khác. Đó là một đặc tính có tầm quan
trọng đặc biệt, nhờ đó năng lượng điện được sử dụng rộng rãi trong đời sống và
kỹ thuật. GV có thể tổ chức cho HS khai thác các chủ đề STEM từ đây. Các
mạch điện dùng trong thực tế là tương đối phức tạp, hầu hết các thiết bị điện đều
có sự chuyển hóa năng lượng điện thành nhiều dạng năng lượng khác nhau.
Kiến thức về định luật Ôm cho mạch kín và cho các loại đoạn mạch giúp ta tính
chính xác khi thiết kế và lắp ráp mạch điện. Việc sử dụng các nguồn điện thích
hợp và mắc chúng thành bộ một cách hợp lí sẽ nâng cao được hiệu suất sử dụng.
Theo chương trình SGK Vật lý 12 hiện hành thì nội dung kiến thức phần
dịng điện xoay chiều xét ở chương III, đó là những kiến thức cơ bản mang tính
chất trọng tâm của chương trình Vật lý 12 chiếm thời lượng 15 tiết học. Nhìn
chung có thể chia thành hai mảng chính của chương này. Mảng thứ nhất từ bài
12 đến 19, coi dòng điện biến thiên điều hịa cùng tần số góc như điện áp đặt vào
đoạn mạch, điện tích hai đầu tụ điện. Những kiến thức này là nền tảng lý thuyết
để ứng dụng vào ngành KHKT. Mảng thứ hai từ bài 20 đến bài 23, có kiến thức
cơ bản là sự vận dụng các định luật về điện từ, đặc biệt là cảm ứng điện từ vào
việc sản xuất, truyền tải và sử dụng điện năng. Những kiến thức đề cập ở
chương này có tầm quan trọng rất lớn về thực tiễn vì đó là những ứng dụng phổ
biến của hiện tượng điện trong cuộc sống hiện nay. Hầu hết các thiết bị, sản
phẩm liên quan đến nguyên lý của điện học đều xuất phát từ đây, ví dụ như chế
tạo các loại máy phát điện, các sản phẩm máy biến áp, các đồ dùng gia dụng về
điện…. Vì vậy nếu xây dựng được một số chủ đề dạy học STEM ở phần này
15


nhằm định hướng tư duy một cách tích cực thì sẽ có tác dụng tốt trong việc phát
triển các năng lực cốt lõi và năng lực đặc thù của môn học.
3.2. Đề xuất một số chủ đề dạy học STEM phần điện học Vật lý 11,12 THPT

Dựa vào nhu cầu thực tiễn của cuộc sống mà HS cần khám phá, kết hợp
với nội dung kiến thức chương trình SGK Vật lý 11,12 phần điện học, GV có thể
xây dựng được rất nhiều chủ đề dạy học STEM. Tuy nhiên khi lựa chọn, xây
dựng và thực hiện các chủ đề STEM này thì GV cần lưu ý khơng nên để ảnh
hưởng đến thời lượng dạy học của bộ môn, xáo trộn nhiều kiến thức trong
chương trình dạy học. Sau khi học xong chủ đề STEM, HS phải nắm được các
chuẩn kiến thức, kĩ năng được quy định trong chương trình THPT, các chủ đề
STEM khai thác phù hợp với điều kiện thực tiễn dạy học của nhà trường, trình
độ của HS. Trên cơ sở đó, chúng tơi đề xuất một số chủ đề STEM phần điện học
Vật lý 11,12 mà theo chúng tơi là phù hợp trong q trình dạy học tại trường phổ
thông.
3.2.1. Đề xuất xây dựng một số chủ đề STEM cơ bản chương 2 “Dịng điện
khơng đổi” Vật lý 11, chương 3 “ Dòng điện xoay chiều” Vật lý 12
Trong q trình triển khai, chúng tơi đã đề xuất 10 chủ đề như sau:
TT

Chủ đề thực tiễn

Kiến thức, kỹ năng mơn Vật
lý có liên quan

1

Pin điện hóa sáng tạo

Bài 7. Dịng điện khơng đổi.
Nguồn điện – Vật lý 11

2

Đèn ngủ từ cổng sạc điện thoại, loa đài

Bài 18: Khảo sát đặc tính chỉnh
lưu của điốt bán dẫn và đặc
tính khuếch đại của Tranzio –
Vật lý 11, Bài 16 Truyền tải
điện năng, máy biến áp – Vật lý
12

3

Máy bắt muỗi sáng tạo

Bài 9- Vật lý 11

4

Các hệ thống điều khiển bằng dòng Từ bài 7 đến bài 10 chương 2 điện với nguồn pin
Vật lý 11

5

Máy hạ áp AC 220V xuống DC 12V Bài 18. Khảo sát đặc tính chỉnh
không dùng biến áp
lưu của điốt bán dẫn- Vật lý 11,
Bài 6. Tụ điện

6

Chế tạo mạch tụ khuếch đại điện áp

Bài 6. Tụ điện - Vật lý 11
Bài 8. Năng lượng điện trường

7

Chế tạo các mạch điều khiển

Từ bài 11 đến bài 15 – Vật lý11

7

Máy biến áp và ứng dụng của máy biến Bài 16. Truyền tải điện năng,
16


áp

máy biến áp - Vật lý 12

7

Hệ thống truyền tải điện năng

Bài 16. Truyền tải điện năng,
máy biến áp – Vật lý 12

8

Máy phát điện xoay chiều

Bài 17. Máy phát điện xoay
chiều – Vật lý 12

10

Động cơ điện và các ứng dụng của Bài 18. Động cơ không đồng
động cơ điện trong đời sống
bộ ba pha – Vật lý 12

Với các chủ đề STEM cơ bản được xây dựng trên cơ sở kiến thức thuộc
phạm vi các môn khoa học, cơng nghệ, kỹ thuật và tốn trong chương trình giáo
dục phổ thông. Các sản phẩm chủ đề STEM này thường đơn giản, bám sát nội
dung SGK và thường được xây dựng trên cơ sở các nội dung thực hành, thí
nghiệm trong chương trình GDPT.
3.2.2. Đề xuất xây dựng một số chủ đề STEM mở rộng phần điện học Vật lý
11, 12 THPT
Chủ đề STEM mở rộng có những kiến thức nằm ngồi chương trình
GDPT và SGK. Những kiến thức đó GV hướng dẫn để HS tự tìm hiểu và nghiên
cứu từ tài liệu chuyên ngành. Sản phẩm STEM loại hình này có độ phức tạp cao
hơn.
Ở nội dung này, chúng tôi đã triển khai 5 chủ đề như sau:
TT
1
2

3
4

5

Chủ đề thực tiễn

Kiến thức, kỹ năng Vật lý liên
quan
Định luật Ôm cho đoạn mạch
chỉ chứa R.
Dòng điện trong chất bán dẫn,
Định luật bảo tồn và chuyển
hóa năng lượng.

Các thiết bị cảnh báo, bảo vệ, điều
khiển bằng điện
Chế tạo các thiết bị dùng pin năng
lượng mặt Trời: ô tô đồ chơi năng
lượng mặt trời, bếp năng lượng mặt
trời
Đèn cảm ứng tự động mở, tắt
Công nghệ cảm ứng chuyển
động.
Xe ô tô điều khiển bằng công tắc đảo Mạch điện một chiều mắc song
chiều
song, định luật Ơm cho tồn
mạch, chuyển hóa năng lượng
Phanh điện từ - an tồn giao thơng
Dịng điện Fu-cơ, định luật Lenxơ, lực từ, từ trường.

Tùy theo mục đích xây dựng chủ đề, GV có thể sử dụng chủ đề STEM cơ
bản để xây dựng kiến thức mới, điều này có nghĩa là HS muốn hồn thành
nhiệm vụ học tập thì phải tự chiếm lĩnh các kiến thức có liên quan. Hoặc có thể

17


sử dụng các chủ đề STEM cơ bản và chủ đề STEM mở rộng để vận dụng, rèn
luyện các kiến thức, kĩ năng sau một chủ đề hoặc một chương học. Sau khi giải
quyết vấn đề học tập, HS sẽ có những kiến thức sâu sắc hơn, nhớ được lâu hơn
và áp dụng được nhiều hơn vào thực tiễn cuộc sống.
4.Tổ chức dạy học một số chủ đề STEM phần điện học Vật lý 11, 12 THPT
Trong 15 chủ đề mà chúng tôi đã đề xuất để dạy học một số bài học Vật lý
thuộc chương trình THPT hiện hành theo phương thức STEM như đã giới thiệu
trên đây, trong q trình tổ chức dạy học, chúng tơi đã tổ chức cho HS thực hiện
thơng qua nhiều hình thức như lồng ghép dạy học chủ đề STEM vào một số tiết
học trên lớp, dạy học dự án, các hoạt động trải nghiệm như: tổ chức câu lạc bộ
Vật lý, hoạt động ngoại khóa, giao nhiệm vụ về nhà cho HS dưới sự hướng dẫn
của GV. Trong SKKN này chúng tôi lựa chọn giới thiệu và xin được trình bày cụ
thể quá trình tổ chức dạy học 4 chủ đề STEM với các hình thức dạy học như đã
nói trên như sau.
4.1. Tổ chức dạy học chủ đề STEM “Pin điện hóa sáng tạo”
Chủ đề pin điện hóa là một trong những chủ đề STEM điển hình được
giới thiệu trên nhiều tài liệu tập huấn, tạp chí, thường được tổ chức dạy học dưới
hình thức dạy học dự án theo định hướng STEM trong thời gian 02 tiết trên lớp
và 1 tuần làm việc ở nhà. Căn cứ vào điều kiện dạy học của nhà trường, nội
dung kiến thức bài học chúng tôi mạnh dạn thiết kế, tổ chức dạy học lại chủ đề
STEM “Pin điện hóa sáng tạo” lồng ghép trong một tiết học khi dạy học bài 7Dòng điện không đổi – Vật lý 11 (tiểu mục 1. Pin điện hóa thuộc mục V. Pin và
Acquy thuộc tiết 2- bài 7- Dịng điện khơng đổi – trong PPCT Vật lý 11).
Để thực hiện được điều này, sau khi HS đã học xong tiết 1 (hết phần IVbài 7 SGK Vật lý 11) GV giao nhiệm vụ về nhà cho HS tìm hiểu các kiến thức
về các nguồn điện một chiều như pin và acquy gồm các nội dung: cấu tạo,
nguyên lý hoạt động, công dụng. Ở tiết 2, GV dành thời gian 45 phút trên lớp để
HS thực hiện chủ đề STEM “Pin điện hóa sáng tạo”.
4.1.1. Lí do chọn chủ đề

Pin điện hóa là nguồn điện gần gũi trong đời sống hằng ngày, cung cấp
năng lượng cho nhiều thiết bị, dụng cụ quen thuộc như đồng hồ, điều khiển ti
vi, đèn pin…. Về nguyên lý cấu tạo của pin điện hóa, HS đã được học trong
SGK (hai cực có bản chất khác nhau ngâm trong dung dịch điện phân). Vấn đề
đặt ra là, ngồi những vật liệu, hóa chất trình bày như trong SGK, GV hướng
dẫn để HS suy nghĩ xem trong thực tế cịn có cách nào tạo ra pin điện hóa?
Dưới sự gợi ý của GV, HS sẽ phát hiện ra trong thực tế gần gũi, các loại củ quả
như chanh, khoai tây, táo, cam… và các loại muối ăn, dấm ăn là những thực
phẩm rất quen thuộc với đời sống chúng ta, ngoài cung cấp nguồn thực phẩm
bổ dưỡng chúng cịn có thể trở góp phần tạo thành những nguồn điện rất thân
thiện với môi trường. Vấn đề tưởng chừng đơn giản, nhưng có tác dụng rất lớn
18


trong việc giúp HS rèn luyện tư duy khoa học, kính thích trí tị mị, khám phá,
sáng tạo của các em.
4.1.2. Mục tiêu của chủ đề
- HS trình bày được cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của các nguồn điện
một chiều gồm pin và acquy.
- Trình bày được nguyên lý tạo ra pin điện hóa từ các củ quả dễ tìm trong
cuộc sống, cơ chế hoạt động của 1 cục pin.
- Vận dụng được các kiến thức trong chủ đề và kiến thức đã biết để thiết kế,
chế tạo pin điện hóa từ củ quả thân thiện với mơi trường thắp sáng đèn led có
tính ứng dụng được trong đời sống hằng ngày.
- Phát triển các phẩm chất (thái độ tích cực, hợp tác, yêu thích, say mê khoa
học, có ý thức bảo vệ mơi trường), các năng lực chung (năng lực giải quyết vấn
đề và sáng tạo, giao tiếp và hợp tác, tự chủ và tự học) cho HS.
4.1.3. Kiến thức STEM trong chủ đề
Tên sản
phẩm

Khoa học

Công nghệ (T)

(S)

Pin điện Vật lý:
hóa
Dịng điện khơng
đổi. Nguồn điện;
Dịng điện trong
chất điện phân.
Hóa học: Sự điện
ly, q trình oxi
hóa- khử

Thiết kế bản vẽ
kĩ thuật, sử dụng
các ngun vật
liệu dễ tìm, an
tồn thực phẩm:
chanh, khế chua,
khoai tây,…

Kỹ thuật

Tốn học

(E)

(M)

Quy trình chế Định lượng
tạo pin điện
và định tính
hóa.
các ngun
vật liệu cần
thiết để chế
tạo pin điện
hóa.

4.1.4. Chuẩn bị
Mỗi nhóm chuẩn bị các dụng cụ và vật liệu cần thiết chế tạo các pin điện hóa
như sau:
Vật liệu chuẩn bị

Hình ảnh minh họa

04 quả chanh, 04 củ khoai tây, 02 quả khế chua,
01 thanh nhôm, 01 thanh sắt (đinh sắt), 20 cm dây
điện đôi, 01 đèn led.

19


20

4.1.5. Thiết kế hoạt động học tập
Hoạt động 1: Tìm hiểu chung về các nguồn điện một chiều pin và acquy
Hướng dẫn của GV

Hoạt động của HS

GV tổ chức cho đại diện các
nhóm HS báo cáo, thảo luận kết quả
thực hiện nhiệm vụ về nhà: tìm hiểu,
nghiên cứu về cấu tạo, ngun lí hoạt
động cơng dụng của các nguồn điện
một chiều như pin và acquy thuộc tiểu
mục 1. Pin điện hóa (mục V- Pin và
Acquy - bài 7 SGK Vật lý 11).

Đại diện các nhóm HS báo cáo
nội dung được giao về nhà qua bài
thuyết trình powerpoint về các
nguồn điện một chiều như pin và
acquy.
Các nhóm cịn lại phản biện, thảo
luận và ghi chép nhận xét của GV.

Kết quả sản phẩm các nhóm
(bài thuyết trình) được GV thu lại để
đánh giá.
Nhận xét, đánh giá kết quả các
nhóm. Chốt lại kiến thức cần nắm về
các nguồn điện pin và acquy.
Hoạt động 2: Đề xuất các phương án chế tạo pin điện hóa

GV đặt vấn đề:

-

- - Các nguồn điện một chiều được sửdụng rộng rãi trong thực tế gồm pinđiện hóa (thực chất gồm hai cực có bản
chất khác nhau được ngâm trong dungdịch chất điện phân như axit, bazo,muối…) và acquy (nguồn điện hóa họchoạt động dựa trên phản ứng thuận
nghịch). Trong đó pin điện hóa là mộtnguồn điện gần gũi với chúng ta, cungcấp năng lượng cho nhiều thiết bị, dụng
cụ quen thuộc như đồng hồ, các loại
điều khiển, đèn pin…. Ngồi những vật
liệu, hóa chất trình bày như trong SGK,
các em hãy suy nghĩ xem trong thực tế
còn có cách nào tạo ra pin điện hóa từ
các vật liệu dễ tìm?

- HS vận dụng các kiến thức đã
được tìm hiểu về pin điện hóa trong
SGK để đề xuất các phương án chế
tạo pin điện hóa. HS có thể đề xuất
các phương án sau đây:
+ Phương án 01. Chế tạo pin điện
hóa từ dung dịch muối ăn NaCl và 2
bản cực đồng, sắt.

- Tổ chức cho HS thảo luận, đề xuất
+ Phương án 02. Chế tạo pin điện
các phương án chế tạo pin điện hóa.
hóa từ dung dịch dấm ăn và 2 bản
- - GV nhận xét các phương án đã đưa ra, cực đồng, sắt.
21

tất cả các phương án đều đúng, có tính
khả thi. Vấn đề đặt ra là, ngồi những
vật liệu, hóa chất trình bày như trong
SGK như các em đã đề xuất, hãy suy
nghĩ xem trong thực tế cịn có cách nào
tạo ra pin điện hóa?

+ Phương án 03 (HS có thể khơng
đề xuất được phương án này): Chế
tạo pin điện hóa từ các dung dịch có
tính axit như chanh và một số củ
quả.

Hoạt động 3: Tiến hành chế tạo “pin chanh”
- - Nêu vấn đề: GV đưa ra 1 số quả chanh
và 2 thanh kim loại khác nhau (nhôm và
sắt đã chuẩn bị). Tại sao từ vài quả
chanh và 2 thanh kim loại khác nhau về
bản chất có thể thắp sáng đèn led?
Chúng đóng vai trị gì? Tại sao phải
chọn 2 thanh kim loại khác nhau về bản
chất? Giống nhau được khơng? Ta có1.
thể thay chanh bằng các loại quả khác
khơng?

- Giải quyết vấn đề: HS thảo luận,
huy động kiến thức Vật lý về cấu
tạo pin điện hóa, cách mắc mạch
điện kín để đèn led sáng, kiến

thức Hóa học về phản ứng oxi
hóa- khử để trả lời các câu hỏi
trên.
- Ta có thể tạo ra nguồn điện từ 2
thanh kim loại có bản chất khác
nhau như nhơm và sắt và dung
dịch điện phân có trong quả
chanh. Khơng chỉ chanh mà các
loại hoa quả khác như khoai tây,
táo, cam… chứa nhiều axit cũng
có thể tạo ra nguồn điện tự nhiên
sẵn có nhưng thường dùng nhất là
chanh vì nó chứa nhiều axit citric
hơn cả.

+ Yêu cầu các nhóm tiến hành hoạt2. + Thiết kế bản vẽ chế tạo “pin
động, lập quy trình chế tạo pin chanh.
chanh”.
- + HS tiến hành làm “Pin chanh”:
Bước 1: Chuẩn bị nguyên liêụ
Bước 2: Cắm thanh sắt và thanh
nhôm vào các quả chanh sao cho
2 thanh này tách rời, khơng chạm
vào nhau (hình 6).
Bước 3: Dùng dây dẫn nối 2
thanh kim loại với nhau (hình 7).
Bước 4: Nối đầu còn lại của 2
dây vào 2 chân chứa đèn led,
quan sát hiện tượng (hình 8).
22

Hình 6

Hình 7

Hình 8

Hoạt động 3: Kiểm tra độ sáng đèn led khi thực hiện “pin chanh” với số lượng
khác nhau. So sánh độ sáng đèn khi thay thế chanh bằng khoai tây và khế chua.
- GV hướng dẫn HS làm thí nghiệm- - Dùng kiến thức về thống kê toán học
pin chanh với số lượng khác nhau.
làm pin chanh với số lượng 02 quả, 04
- - Tổ chức phân cơng các nhóm làm thí quả, 06 quả. Từ đó tính tốn được số
lượng chanh phù hợp với mục đích sử
nghiệm với pin khoai tây và pin khế.
dụng.
- - Nhận xét độ sáng đèn led đối với
từng loại pin. Theo dõi thời gian đèn- - Tiến hành làm “ pin khoai tây”
led sáng.
- - Tiến hành làm “ pin khế”.
- * GV nhấn mạnh cho HS những vấn- - Quan sát, nhận xét độ sáng của đèn
đề:
led đối với từng loại pin.
- + Độ sáng đèn led giảm dần từ “pinchanh”, “pin khế”, “pin khoai tây”,
chứng tỏ độ sáng của đèn tỉ lệ với hàm
lượng axit trong dung dịch điện phân.
- + Cũng như pin chanh, pin khế, pin
khoai tây độ sáng của đèn cũng tăng
theo số lượng khi mắc các pin này nối

tiếp với nhau. Như vậy các pin (nguồn
điện) mắc nối tiếp với nhau thì cho ta
các suất điện động càng lớn, cường độ
dòng điện qua đèn càng mạnh.
- + Sau một thời gian đèn led sẽ tắt, lúc
này pin hết điện không thể sử dụng lại
được. Trong khi đó acquy hết điện có
23


thể nạp điện nhiều lần để sử dụng. Đây
là điểm cơ bản để phân biệt pin và
acquy.

24


Hoạt động 4: Tổ chức hoạt động đánh giá, tổng kết chủ đề pin điện hóa
+ GV tổ chức cho HS tự nhận xét, đánh giá các sản phẩm của nhóm mình và
nhóm bạn theo phiếu đánh giá.
+ GV nhận xét, tóm tắt nội dung chính của chủ đề, các kiến thức bài học cần
nắm được sau khi học xong chủ đề pin điện hóa.
+ GV khuyến khích mỗi HS sau khi học chủ đề này hãy tự chế tạo ra những
chiếc pin điện hóa phục vụ trong sinh hoạt gia đình mình khi cần thiết.

Hình 9. Một số sản phẩm pin điện hóa của các nhóm HS lớp 11 thực hiện
4.2.Tổ chức dạy học chủ đề STEM “Máy bắt muỗi sáng tạo”
 Hình thức tổ chức: Hoạt động ngoại khóa ngồi giờ lên lớp tại
phịng thực hành bộ mơn Vật lý.
 Thời gian tổ chức: 90 phút

 Đối tượng tham gia: HS lớp 11,12
4.2.1. Lí do chọn chủ đề
Vào mùa xuân và mùa hè là thời điểm muỗi phát triển rất mạnh có thể
gây nên dịch sốt xuất huyết. Trong các biện pháp phịng chống dịch sốt xuất
huyết thì biện pháp an toàn cho sức khỏe được khuyến cáo là diệt muỗi. Hiện
nay trên thị trường có nhiều loại máy bắt muỗi nhưng giá cả không phải chiếc
máy bắt muỗi nào cũng phù hợp với điều kiện của mỗi gia đình. Trong khi đó, tự
làm máy bắt muỗi tận dụng từ các vật liệu đơn giản, sẵn có khơng những hạn
chế dịch sốt xuất huyết, đồng thời còn giúp HS lĩnh hội và tiếp thu được nhiều
kiến thức bổ ích như: tập tính ưa sáng của muỗi, nguyên lý bắt muỗi bằng quạt,
mạch điện một chiều....
4.2.2. Mục tiêu của chủ đề
- HS biết được tập tính ưa sáng lạnh của muỗi, vận dụng được kiến thức về
mạch điện 1 chiều, cách mắc mạch điện 1 chiều có sử dụng quạt 12 V để chế tạo
máy bắt muỗi.
25