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

UED Journal of Social Sciences, Humanities & Education – ISSN 1859 - 4603
TẠP CHÍ KHOA HỌC XÃ HỘI, NHÂN VĂN VÀ GIÁO DỤC

Nhận bài:
21 – 04 – 2018
Chấp nhận đăng:
10 – 07 – 2018
/>
THIẾT KẾ TIẾN TRÌNH DẠY HỌC KIẾN THỨC “MÁY PHÁT ĐIỆN, ĐỘNG CƠ
ĐIỆN XOAY CHIỀU” - VẬT LÍ 12 THEO ĐỊNH HƯỚNG GIÁO DỤC STEM
Nguyễn Quang Linha*, Hà Mạnh Đạcb, Phongsavanh Oulayphethtb
Tóm tắt: Giáo dục STEM được biết đến như là một sự tiếp cận mới trong giáo dục và đào tạo nguồn
nhân lực trong tương lai. Trong đó nhấn mạnh sự kết nối, liên thông giữa bốn lĩnh vực Khoa học, Công
nghệ, Kĩ thuật và Toán học. Giáo dục STEM có thể vận dụng trong nhiều giai đoạn khác nhau của quá
trình dạy học, với nhiều hình thức tổ chức khác nhau. Tuy vậy, việc thiết kế và tổ chức hoạt động dạy
học như thế nào để phát huy được những điểm mạnh của giáo dục STEM vẫn còn nhiều quan điểm
khác nhau. Bài viết này, đề xuất quy trình thiết kế và tổ chức hoạt động dạy học kiến thức về nguồn
điện, máy phát điện trong dạy học bài “Máy phát điện, động cơ điện xoay chiều” theo định hướng giáo
dục STEM.
Từ khóa: sáng tạo; vật lí; STEM; dòng điện xoay chiều; học sinh.

1. Đặt vấn đề
Chương trình giáo dục phổ thông tổng thể cửa nước
ta được công bố tháng 7 năm 2018 chỉ rõ việc coi trọng
và tăng cường hoạt động theo định hướng giáo dục
STEM (gọi tắt là hoạt động STEM) là một đổi mới căn
bản của chương trình giáo dục phổ thông mới. Trong
đó, phương thức giáo dục STEM được biết đến như là
một giải pháp hiệu quả trong dạy học phát triển tư duy
sáng tạo, năng lực giải quyết vấn đề mà chương trình
giáo dục phổ thông mới đang hướng đến. Thông qua các

hoạt động STEM, HS không những lĩnh hội được các
kiến thức khoa học mà còn phát triển được các năng lực
cần thiết, phát triển tư duy sáng tạo, tư duy phê phán,
khả năng giải quyết vấn đề [4].
Mặt khác, hiện tại TDST là một trong những thước
đo của nền kinh tế mỗi nước. Phát triển năng lực TDST
là một trong 10 năng lực cốt lõi được trình bày trong
chương trình giáo dục phổ thông tổng thể. Vấn đề đặt ra
là cần tổ chức các hoạt động STEM như thế nào để có
thể phát triển TDST, năng lực giải quyết vấn đề của học

a,bTrường

Đại học Sư phạm - Đại học Thái Nguyên
* Liên hệ tác giả
Nguyễn Quang Linh
Email:

sinh hiệu quả nhất?
2. Đối tượng và phương pháp nghiên cứu
2.1. Đối tượng nghiên cứu:
Hoạt động dạy học môn Vật lí lớp 12, giáo dục STEM.
2.2. Phương pháp nghiên cứu:
Phối hợp phương pháp nghiên cứu lí luận, phương
pháp lấy ý kiến chuyên gia.
3. Kết quả nghiên cứu
3.1. Thực trạng việc vận dụng giáo dục STEM
trong dạy học kiến về “Máy phát điện, động cơ
điện xoay chiều” - Vật lí 12
Để tìm hiểu và định hướng cho quá trình thiết kế

tiến trình tổ chức và lựa chọn nội dụng hoạt động
STEM, nhóm nghiên cứu đã tiến hành tìm hiểu hiện
thực trạng dạy tổ chức các hoạt động STEM và nhu cầu
của HS trong các hoạt động STEM tại trường phổ thông
trong dạy học bài “Máy phát điện, động cơ điện xoay
chiều” - Vật lí 12.
Nhóm nghiên cứu đã tiến hành điều tra trong thời
gian từ tháng 7/2015 đến tháng 8/2015 với 149 GV dạy
khoa học tự nhiên và 203 HS của một số trường tại bắc

Tạp chí Khoa học Xã hội, Nhân văn & Giáo dục, Tập 8, số 3B (2018),53-58 | 53


Nguyễn Quang Linh, Hà Mạnh Đạc, Phongsavanh Oulayphetht
Lào và tỉnh Bắc Giang Việt Nam, tại Lào: THPT Ou
Tay, huyện Outay, tỉnh Phongsaly; THPT Mương Xay,
huyện Xay, tỉnh Oudomxay; THPT Đon Tan, huyện
Khop; THPT Năm Ngân, Huyện Ngân, THPT Pang
Bông, Huyện Ngân, Tỉnh Xayabouly; THPT
Xayabouly, huyện Xayabouly, tỉnh Xayabouly, THPT
Mương Khai, huyện Luangprabang, tỉnh Luangprabang.
Tại Việt Nam: trường THPT Hiệp Hòa số 1, THPT Hiệp
Hòa số 2, THPT Hiệp Hòa số 3 - tỉnh Bắc Giang.
+ Đối với GV:

Hình 1. Quan điểm của GV về sự cần thiết phải áp
dụng giáo dục STEM trong dạy học
Với câu hỏi Theo thầy cô, có cần tổ chức hoạt động
giáo dục STEM trong dạy học chương Dòng điện xoay
chiều - Vật lí 12 không? Kết quả thu được cho thấy hầu

hết GV cho rằng việc tổ chức hoạt động STEM ở đây ở
mức độ cần và rất cần chiếm tỉ lệ cao (chiếm 69%)
(Hình 1).

chương Dòng điện xoay chiều (chiếm 91%) (Hình 2). Có
nhiều nguyên nhân dẫn tới tình trạng này (thấy cần thiết
nhưng chưa thực hiện) như giáo viên chưa được tập
huấn về giáo dục STEM và cách thức thiết kế, tổ chức
hoạt động dạy học theo định hướng giáo dục STEM
(90%), không đủ thời gian (88%), không đủ phương tiện
(70%). Trao đổi thêm với giáo viên chúng tôi còn nhận
thấy một số nguyên nhân khác như: Quá trình đánh giá,
thi cử ở Việt Nam dường như ít quan tâm tới hoạt động
STEM (năng lực giải quyết vấn đề thực tiễn, tư duy
sáng tạo,...), nhiều giáo viên chưa có hướng dẫn cụ thể
về việc thiết kế các hoạt động STEM, tổ chức hoạt động
giáo dục STEM, cũng chưa biết rõ cách đánh giá HS
thông qua hoạt động này.
+ Đối với HS: Kết quả điều tra cho thấy, trong quá
trình học, các em rất háo hức khi được quan sát một thí
nghiệm và càng mong muốn được tự tay làm một thí
nghiệm hay một ứng dụng kĩ thuật cụ thể. Các em cũng
có nhiều câu hỏi thực tế cần được giải đáp. Hầu hết các
em đều tỏ ra thích hoặc rất thích học giờ học có yếu tố
STEM hay các hoạt động STEM (chiếm 78% ý kiến
được hỏi). Đây là một yếu tố thôi thúc và cũng là yếu tố
thuận lợi để nhóm tác giả tiến hành thiết kế và tổ chức
các hoạt động STEM (Hình 3).

Hình 3. Biểu đồ về hứng thú tham gia hoạt động STEM

của học sinh

Hình 2. Tần suất áp dụng giáo dục STEM trong dạy học
Tuy nhiên với câu hỏi, thầy (cô) có đã vận dụng
phương thức giáo dục theo định hướng STEM trong dạy
học chương Dòng điện xoay chiều - Vật lí 12 như thế
nào? Thì kết quả thu được lại ngược lại với kì vọng của
nhóm nghiên cứu. Đa số GV hiếm khi hoặc chưa bao giờ
vận dụng phương thức giáo dục STEM trong dạy học

54

3.1. Thiết kế tiến trình dạy học kiến thức “Máy
phát điện, động cơ điện xoay chiều” theo định
hướng giáo dục STEM
Những nội dung dạy học có yếu tố thí nghiệm hoặc
ứng dụng kĩ thuật mang tính thực tiễn là những nội dung
phát huy tốt nhất những thế mạnh của dạy học theo định
hướng STEM. Trong nghiên cứu này, nhóm tác giả khai
thác khả năng sử dụng ứng dụng kĩ thuật của kiến thức
liên quan tới máy phát điện, động cơ điện để thiết kế một
hoạt động dạy học điển hình. Mục tiêu của nghiên cứu là
thiết kế và tổ chức được hoạt động giáo dục STEM trong


ISSN 1859 - 4603 - Tạp chí Khoa học Xã hội, Nhân văn & Giáo dục, Tập 8, số 3B (2018),53-58
dạy học kiến thức “Máy phát điện, động cơ điện xoay
chiều” - Vật lí lớp 12 nhằm khai thác những điểm mạnh
của Giáo dục STEM trong dạy học ở nhà trường phổ
thông. Trong đó có tính đến hoàn cảnh thực tế của địa

phương, trình độ và năng lực của học sinh, năng lực của
giáo viên, điều kiện cơ sở vật chất của nhà trường,…

cách tiếp cận liên môn và thông qua thực hành, ứng
dụng. Thay vì dạy bốn môn học như các đối tượng tách
biệt và rời rạc, STEM kết hợp chúng thành một mô hình
học tập gắn kết dựa trên các ứng dụng thực tế. Qua đó,
học viên vừa được học lí thuyết, vừa được học cách vận
dụng vào thực tiễn [5].

Ba điểm mạnh của giáo dục STEM được nhắc đến
gồm: (1) Giáo dục STEM đề cao việc hình thành và
phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho người học.
Trong mỗi bài học theo chủ đề STEM, học sinh được
đặt trước một tình huống có vấn đề thực tiễn cần giải
quyết liên quan đến các kiến thức khoa học; (2) Giáo
dục STEM đề cao phong cách học tập sáng tạo. Đặt
người học vào vai trò của một nhà phát minh (3) Giáo
dục STEM là phương thức giáo dục tích hợp. Nó theo

Nhóm nghiên cứu chọn nội dung kiến thức “Máy
phát điện, động cơ điện” bởi nhận thấy, đây là nhóm
kiến thức có thể phát huy được các thế mạnh của giáo
dục STEM như đã nêu ở trên nếu được tổ chức với tiến
trình hợp lí. Nhằm đạt được mục tiêu đề ra, nhóm
nghiên cứu đề xuất tiến trình tổ chức hoạt động dạy học
kiến thức “Máy phát điện. Động cơ điện xoay chiều” Vật lí lớp 12 với 7 hoạt động chính (Hình 4).

Hình 4. Tiến trình dạy học kiến thức “Máy phát điện, động cơ điện xoay chiều”
Nhóm nghiên cứu đưa ra ý tưởng này với việc ghép

2 giờ học thuộc bài Máy phát điện xoay chiều và bài
Động cơ không đồng bộ 3 pha - Vật lí 12 thành một bài
giảng dạy trong 90 phút (từ hoạt động 1 đến hoạt động 4).
Điểm khác biệt so với nội dung dạy học thông
thường (yếu tố STEM) được đưa vào kế hoạch dạy học
ở hoạt động 5 - Thiết kế máy phát điện, động cơ điện 1
pha đơn giản (35 phút); hoạt động 6 - Chế tạo máy phát
điện, động cơ điện 1 pha đơn giản (3-7 ngày) và hoạt
động 7 - Trình bày sản phẩm và thảo luận (45 phút).

án thiết kế động cơ điện, máy phát điện 1 pha đơn giản
và đưa ra được kế hoạch thực hiện (chế tạo) các sản
phẩm này. Sau đó các nhiệm vụ này được học sinh thực
hiện tại nhà theo kế hoạch đã thống nhất với GV (cuối
hoạt động 5). Thời gian thực hiện hoạt động 6 từ 3 ngày
đến 7 ngày (tùy thuộc vào kế hoạch giảng dạy của nhà
trường). Sau thời điểm này, HS sẽ trình bày sản phẩm
của mình trước lớp, tiến hành thảo luận và đánh giá sản
phẩm trong 45 phút.

Từ hoạt động 5 đến hoạt động 7, có thể chia lớp
làm 4 nhóm, mỗi nhiệm vụ giao cho 2 nhóm HS thực
hiện. Trong hoạt động 5, HS phải đề xuất được phương

55


Nguyễn Quang Linh, Hà Mạnh Đạc, Phongsavanh Oulayphetht

Hình 5. Mô hình máy phát điện đơn giản

Nguồn:0 />hát+điện+đơn+giản

phương án đã lựa chọn; (5) Có cải tiến so với phương án
đã lựa chọn; (6) Vận dụng các kiến thức đã học để giải
quyết các vấn đề nảy sinh trong tình huống mới. Nhóm
nghiên cứu đề xuất các biểu hiện của tư duy sáng tạo
trong hoạt động 6, 7 gồm các biểu hiện: (1) Phát hiện
được vấn đề mới; (2) Đề xuất được phương án giải
quyết vấn đề; (3) Thực hiện thành công phương án đã
lựa chọn; (4) Có cải tiến so với phương án đã lựa chọn.
Từ các biểu hiện này, nhóm nghiên cứu thiết kế được
các phiếu đánh giá như sau:
Bảng 1. Thang đo TDST thông qua tự đánh giá và đánh
giá đồng đẳng
Họ và tên học sinh đánh giá:
……………………………………………………

STT

1
2
Hình 6. Động cơ điện đơn giản

3

Nguồn: 0 />động+cơ+điện+đơn+giản
3.2. Thiết kế phiếu đánh giá tư duy sáng tạo
của học sinh
Dựa trên quan điểm của tác giả Nguyễn Quang
Linh [3] về các biểu hiện của tính sáng tạo trong giải bài

tập thí nghiệm Vật lí gồm: (1) Phát hiện được vấn đề
mới; (2) Nêu được dự đoán có căn cứ; (3) Đề xuất được
phương án giải quyết vấn đề; (4) Thực hiện thành công

Nội dung
Đánh
giá
Họ
và
tên
Nguyễn
Văn A
Nguyễn
Văn B
………..

1) Đưa
ra nhiều
ý kiến
sáng tạo

2) Tích
cực tham
gia vào
hoạt
động của
nhóm

Điểm

Lưu ý: Mỗi nội dung được đánh giá tối đa 05 điểm.
Ở đây, nếu phiếu đánh giá này của em học sinh A
thì khi em ghi điểm vào cột có STT (1) thì đó là điểm tự
đánh giá, ghi điểm vào cột có số thứ tự (2), (3),… thì đó
là điểm đánh giá đồng đẳng.

Bảng 2. Thang đo TDST dựa trên bảng kiểm quan sát (***)
Họ và tên học sinh được đánh giá: ……………………………………………
Mức độ
Tiêu chí
1) Phát hiện được vấn
đề mới
2) Đề xuất được giải
pháp giải quyết vấn đề
3)Thực hiện thành công
theo phương án đã lựa chọn

Mức 1

Mức 2

Phát hiện được vấn đề mớicó phân
tích, trình bày rõ ràng

Phát hiện được vấn đề mới nhưng
không phân tích, trình bày được

Đề xuất được giải pháp giải quyết
vấn đề, giải thích rõ lí do

Đề xuất được giải pháp giải quyết
vấn đề, nhưng chưa giải thích được
lí do
Thực hiện thành công theo phương
án đã lựa chọn, chưa có sáng tạo

Thực hiện thành công theo phương
án đã lựa chọn, có sáng tạo

(***) Điểm tối đa của mức độ 1 là 2,5; của mức độ 2 là 1,5

56

Đánh giá


ISSN 1859 - 4603 - Tạp chí Khoa học Xã hội, Nhân văn & Giáo dục,Tập 8B, số 3 (2018), 53-58
Để đánh giá được từng học sinh chúng tôi sử dụng
máy quay video và máy ghi âm để xác định chính xác
các biểu hiện TDST của học sinh trong quá trình giải
quyết vấn đề. Hai thiết bị này được sử dụng liên tục từ
quá trình học sinh nhận nhiệm vụ tới khi hoàn thành
nhiệm vụ (từ hoạt động 5-7).

cao nhất khá cao (chiếm 63,6%) nhưng tính khả thi thì
thấp hơn kì vọng (chỉ chiếm 45,5% ở mức cao nhất).
Điều này cũng gợi ý cho nhóm nghiên cứu trong việc
thay đổi cách đánh giá HS hoặc thay đổi cách thu thập
dữ liệu khi tiến hành thực nghiệm sư phạm.

3.3. Đánh giá tiến trình dạy học đã thiết kế
Tiến trình dạy học nhóm nghiên cứu đề xuất có sự
khác biệt ở ba điểm lớn:
(1) Gộp hai bài “Máy phát điện xoay chiều” và
“Động cơ không đồng bộ ba pha” vào một “Máy phát
điện, động cơ điện xoay chiều” phần giảng dạy vẫn đảm
bảo các nội dung dạy học theo quy định hiện hành (có
chú ý tới giảm tải). Tuy nhiên, thời gian giảng dạy các
kiến thức giảm từ 90 phút xuống còn 55 phút. Thay vào
đó 35 phút còn lại GV sẽ tổ chức cho HS nhận nhiệm vụ
chế tạo máy phát điện xoay chiều, máy phát điện một
chiều động cơ điện xoay chiều, động cơ điện 1 chiều
đơn giản, đề xuất phương án giải quyết vấn đề và lên kế
hoạch thực hiện nó.
(2) HS chế tạo các sản phẩm theo phương án đã đề
xuất, trình bày và thảo luận về sản phẩm trong 45 phút
sau buổi học trước từ 3-7 ngày.
(3) HS được đánh giá thông qua ba điểm số: Tự
đánh giá, đánh giá đồng đẳng, đánh giá qua quan sát
của GV.
Để có những đánh giá ban đầu về ý tưởng nghiên
cứu, nhóm nghiên cứu đã trao đổi với 24 giáo viên
thuộc trường THPT Hiệp Hòa số 1 và THPT Hiện Hòa
số 3 tại tỉnh Bắc Giang, một số giáo viên tại lớp cao học
Lí luận và PPDH bộ môn Vật lí khóa 25 của Trường
Đại học Sư phạm - Đại học Thái Nguyên.
+ Đánh giá về tiến trình giảng dạy: 100% ý kiến
cho rằng tiến trình này là hợp lí và khả thi. Tuy vậy, một
số ý kiến vẫn cho rằng sẽ có đôi chút khó khăn trong
triển khai bởi thời gian kéo dài hơn so với thực tế giảng

dạy thông thường các trường đang thực hiện.
+ Đánh giá về thiết kế phiếu tự đánh giá và đánh
giá đồng đẳng của học sinh: 100% ý kiến cho rằng
phiếu đánh giá đưa ra là hợp lí, đơn giản, dễ thực hiện
mà vẫn đảm bảo được yêu cầu đề ra (đánh giá TDST
của học sinh). Tuy nhiên ở phiếu đánh giá của giáo viên
(Hình 5) thìphiếu đạt được mục tiêu đề ra ở mức cao

Hình 5. Ý kiến của GV về phiếu đánh giá HS (mức 1 là
mức thấp nhất)
4. Kết luận
Như vậy, nhóm nghiên cứu đã đề xuất được tiến
trình dạy học kiến thức “Máy phát điện, động cơ điện
xoay chiều” - Vật lí 12 theo định hướng giáo dục STEM
và đưa ra được phương án đánh giá TDST của học sinh
khi tham gia hoạt động này. Tiến trình dạy học được
thiết kế sao cho HS có nhiều cơ hội thể hiện năng lực
giải quyết vấn đề đồng thời bộc lộ TDST một cách
mạnh mẽ nhất. Kết quả khảo sát bước đầu cho thấy tiến
trình dạy học được thiết kế và tiêu chí đánh giá TDST là
hợp lí. Tuy vậy, vẫn cần có kết quả thực nghiệm sư
phạm để thấy được tính khả thi của hướng nghiên cứu.
Tài liệu tham khảo
Bộ Giáo dục và Đào tạo (2017). Chương trình giáo
dục phổ thông tổng thể.
[2] Nguyễn Quang Linh, Dương Thu Hương (2017).
Thiết kế công cụ đánh giá năng lực sáng tạo của học sinh
trong quá trình tham gia hoạt động trải nghiệm sáng tạo
ở trường phổ thông. Tạp chí Giáo dục, 406 (II).
[3] Nguyễn Quang Linh (2017). Xây dựng và sử dụng hệ

thống bài tập thí nghiệm nhằm phát triển TDPP và
TDST của học sinh trong dạy học Vật lí 10. Luận án
Tiến sĩ Giáo dục học, Đại học Sư phạm Hà Nội.
[4] Nguyễn Thanh Nga, Phùng Việt Hải, Nguyễn Quang
Linh, Hoàng Phước Muội (2017). Thiết kế và tổ chức
chủ đề giáo dục STEM cho học sinh trung học cơ sở và
[1]

57


Nguyễn Quang Linh, Hà Mạnh Đạc, Phongsavanh Oulayphetht
trung học phổ thông. NXB Trường Đại học Sư phạm
thành phố Hồ Chí Minh.
[5] Nguyen Quang Linh, Huynh Thi Hong Suong, and
Cao Tien Khoa (2017). STEM Contents in Pre-service

Teacher Curriculum: Case Study at Physics Faculty.
International Conferencefor Science Educatorsand
Teachers (ISET) 2017.

DESIGNING THE TEACHING PROCESS OF THEORY LESSON
“ELECTRICITY GENERATOR, ALTERNATING CURRENT MOTOR”
IN PHYSICS GRADE 12 FOLLOWING STEM APPROACH
Abstract: STEM Education has been known as a new approach in teaching and training the human resource in the future.
Specifically, the connections between Science, Technology, Engineering, and Mathematics together are emphasized. STEM can be
differently applied in many stages of teaching process, with various activities. However, how to design and organize teaching
activities to develop STEM’s strengths is still a big debate. This paper is to propose the procedures to design and organize teaching
activities to teach the knowledge including electricity source and electricity generator in the theory lesson Electricity Generator Alternating Current Motor following STEM approach.
Key words: creativity; physics; STEM; alternating current; pupils.

58