Tài liệu Xây dựng và thực hiện một số chủ đề dạy học STEM phần điện học Vật lý 11, 12 Trung học phổ thông_2

Tai lieu, luan van1 of 102.

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

khoa luan, tieu luan1 of 102.


Tai lieu, luan van2 of 102.

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO NGHỆ AN
TRƯỜNG THPT LÊ VIẾT THUẬT
=====*=====

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: Đậu Thị Thúy Hằng

Bộ môn

: Vật lý - Tổ Tự nhiên

Đơn vị công tác

: Trường THPT Lê Viết Thuật,
TP Vinh, Tỉnh Nghệ An

Số điện thoại

: 0989 832 663

Năm học: 2019-2020

khoa luan, tieu luan2 of 102.


Tai lieu, luan van3 of 102.

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 thơng (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 quá trình triển khai dạy học các môn 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 cịn 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 môn 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 tồn
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
khoa luan, tieu luan3 of 102.

1

Tai lieu, luan van4 of 102.

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 q 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 cơ và các bạn đọc tham khảo và
vận dụng vào quá trình dạy học môn 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 Lê Viết Thuật. Q trình
dạy học Vật lý ở trường phổ thơng.
- 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 Lê
Viết Thuật TP Vinh.
- Thời gian nghiên cứu: Từ tháng 9/2018 đến tháng 2/2020.
3. Nhiệm vụ nghiên cứu
- Phân tích cơ sở lý luận và thực tiễn của giáo dục STEM trong trường phổ
thơng.
- Điều tra, phân tích thực trạng dạy học Vật lý theo định hướng STEM ở một số

trường THPT trên địa bàn thành phố Vinh. 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 Lê Viết Thuật.
- 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.

khoa luan, tieu luan4 of 102.

2


Tai lieu, luan van5 of 102.

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 Vinh, phân tích các ngun nhân, khó khăn, đưa ra hướng
khắc phục, giải pháp để nâng cao chất lượng dạy học các mơn học STEM, áp
dụng thực nghiệm có hiệu quả tại trường THPT Lê Viết Thuật.
- 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 mơn 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.

khoa luan, tieu luan5 of 102.

3


Tai lieu, luan van6 of 102.

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 (Cơng nghệ),
Engineering (Kĩ thuật), Mathematics (Tốn 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, công nghệ, kĩ thuật và toán học. Các kiến thức và kĩ
năng này phải được 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 khơng chỉ được dạy học theo hướng trang bị kiến thức thông thường mà
được vận dụng nhằm giải quyết các tình huống thực tiễn trong cuộc sống. Việc
làm này đem lại hai tác dụng lớn. Một là giúp cho trải nghiệm học tập của 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, công nghệ hiện đại mà hoàn toàn 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 môn khoa học trong chương trình
phổ thơng. Trong q 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.
khoa luan, tieu luan6 of 102.

4


Tai lieu, luan van7 of 102.

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 môn khoa học, công nghệ, kỹ thuật và tốn trong chương trình giáo dục phổ
thơng. Các sản phẩm chủ đề STEM này thường đơn giản, bám sát nội dung sách

giáo khoa (SGK) và thường được xây dựng trên cơ sở các nội dung thực hành,
thí nghiệm trong chương trình giáo dục phổ thơng.
Chủ đề STEM mở rộng có những kiến thức nằm ngồi chương trình giáo
dục phổ thơng và SGK. Những kiến thức đó HS phải tự tìm hiểu và nghiên cứu
từ tài liệu chuyên ngành. Sản phẩm STEM loại hình này có độ phức tạp cao hơn.
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
mục đích, nội dung và sản phẩm học tập mà HS phải hoàn thành. Các hoạt động
này có thể được tổ chức cả trong và ngồi lớp học (ở trường, ở nhà và cộng đồng).
khoa luan, tieu luan7 of 102.

5


Tai lieu, luan van8 of 102.

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 hoàn 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 hồn 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
hoàn 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 Vinh.
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
khoa luan, tieu luan8 of 102.

6


Tai lieu, luan van9 of 102.

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 không 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 thông qua dạy học tích hợp liên mơn.
Trước đó Bộ GD-ĐT đã triển khai các phong trào, các cuộc thi trong trường phổ
thơng 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 Vinh 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 Vinh, 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 Vinh, 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
thông trên thành phố Vinh, thực tế triển khai vẫn cịn gặp nhiều khó khăn, bất

cập.

khoa luan, tieu luan9 of 102.

7


Tai lieu, luan van10 of 102.

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 Vinh: Trường THPT Huỳnh Thúc Kháng, THPT Hà
Huy Tập, THPT Lê Viết Thuật và 120 HS trường THPT Lê Viết Thuật.
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

khơng biết đến
14%

Đầy đủ

35%

Sơ sài
51%

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

khoa luan, tieu luan10 of 102.

8


Tai lieu, luan van11 of 102.

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
Ít cần thiết
11%

Khơng cần thiết
7%

Rất cần thiết
55%

Cần thiết
27%

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

Ít thường
xuyên
2%

Chưa bao giờ
23%

Rất thường
xuyên
33%

Thường xuyên
42%

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

khoa luan, tieu luan11 of 102.

9

Tai lieu, luan van12 of 102.

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

5%

Bình thường

Khơng thích

3%

20%

72%

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 tơi nhận thấy nhìn chung
các GV đều thấy được tầm quan trọng và sự cần thiết của dạy học môn Vật lý
khoa luan, tieu luan12 of 102.

10


Tai lieu, luan van13 of 102.

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 môn KHTN, Công nghệ và Toán 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 mơn, 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 mơn trong dạy học
STEM.
Hình thức kiểm tra, đánh giá hiện nay vẫn cịn là rào cản. Mơn Công 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 thơng
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 thông qua sản phẩm, đánh giá quá 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 ngoài 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
khoa luan, tieu luan13 of 102.

11


Tai lieu, luan van14 of 102.

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
tơi thấy muốn tổ chức dạy học STEM có hiệu quả, thành công 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 q 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, mơi 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 quá 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 mơn, 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 ngun 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, cơng suất điện, các loại định luật Ơm …. 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 môn 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 “ Dịng điện xoay chiều “
Vật lý 12 vì lượng kiến thức trọng tâm của phần điện học tập trung tại đây,
khoa luan, tieu luan14 of 102.

12

Tai lieu, luan van15 of 102.

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 dịng điện khơng đổi ở hiệu điện thế nhỏ, nguồn điện đóng vai trị
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 Ơm 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

dòng 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 hòa 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
khoa luan, tieu luan15 of 102.

13


Tai lieu, luan van16 of 102.

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 không nên để ảnh
hưởng đến thời lượng dạy học của bộ mơn, 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 tôi đề xuất một số chủ đề STEM phần điện học
Vật lý 11,12 mà theo chúng tôi là phù hợp trong q trình dạy học tại trường
phổ thơng.
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 “ Dịng điện xoay chiều” Vật lý 12
Trong q trình triển khai, chúng tôi đã đề xuất 10 chủ đề như sau:
Chủ đề thực tiễn

TT

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
khơng 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

khoa luan, tieu luan16 of 102.

Từ bài 11 đến bài 15 – Vật lý11

14


Tai lieu, luan van17 of 102.

7

Máy biến áp và ứng dụng của máy biến Bài 16. Truyền tải điện năng,
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, công 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 tơi đã triển khai 5 chủ đề như sau:
Chủ đề thực tiễn

TT
1
2

3
4

5

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 hoàn thành
khoa luan, tieu luan17 of 102.

15


Tai lieu, luan van18 of 102.

nhiệm vụ học tập thì phải tự chiếm lĩnh các kiến thức có liên quan. Hoặc có thể
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 tơi 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 7Dịng điện khơng 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, ngoài 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
khoa luan, tieu luan18 of 102.

16


Tai lieu, luan van19 of 102.

thiện với môi trường. Vấn đề tưởng chừng đơn giản, nhưng có tác dụng rất lớn
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
Khoa học
Công nghệ (T)
Tên sản
(S)
phẩm
Pin điện Vật lý:
Dịng điện khơng
hóa
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
(E)

Tốn học
(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.

khoa luan, tieu luan19 of 102.

17


Tai lieu, luan van20 of 102.

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 bảnchất 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- - HS vận dụng các kiến thức đã

nghịch). Trong đó pin điện hóa là một được tìm hiểu về pin điện hóa trong
nguồn điện gần gũi với chúng ta, cung SGK để đề xuất các phương án chế
cấp năng lượng cho nhiều thiết bị, dụng tạo pin điện hóa. HS có thể đề xuất
cụ quen thuộc như đồng hồ, các loại các phương án sau đây:
điều khiển, đèn pin…. Ngồi những vật
liệu, hóa chất trình bày như trong SGK,
các em hãy suy nghĩ xem trong thực tế
cịn có cách nào tạo ra pin điện hóa từ
các vật liệu dễ tìm?
- Tổ chức cho HS thảo luận, đề xuất
các phương án chế tạo pin điện hóa.
- - GV nhận xét các phương án đã đưa ra,
tất cả các phương án đều đúng, có tính
khoa luan, tieu luan20 of 102.

+ Phương án 01. Chế tạo pin điện
hóa từ dung dịch muối ăn NaCl và 2
bản cực đồng, sắt.
+ Phương án 02. Chế tạo pin điện
hóa từ dung dịch dấm ăn và 2 bản
cực đồng, sắt.
+ Phương án 03 (HS có thể khơng
đề xuất được phương án này): Chế
18


Tai lieu, luan van21 of 102.

khả thi. Vấn đề đặt ra là, ngồi những tạo pin điện hóa từ các dung dịch có
vật liệu, hóa chất trình bày như trong tính axit như chanh và một số củ

SGK như các em đã đề xuất, hãy suy quả.
nghĩ xem trong thực tế cịn có cách nào
tạo ra pin điện hóa?
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
không?

- 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. Không 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.
2. + Thiết kế bản vẽ chế tạo “pin
+ Yêu cầu các nhóm tiến hành hoạt
chanh”.
động, lập quy trình chế tạo pin 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, không chạm
vào nhau (hình 6).
Bước 3: Dùng dây dẫn nối 2
thanh kim loại với nhau (hình 7).
Bước 4: Nối đầu cịn lại của 2 dây
vào 2 chân chứa đèn led, quan sát
hiện tượng (hình 8).

khoa luan, tieu luan21 of 102.

19


Tai lieu, luan van22 of 102.

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 pinchanh với số lượng khác nhau.
- - Tổ chức phân công các nhóm làm thí
nghiệm với pin khoai tây và pin khế.
- - Nhận xét độ sáng đèn led đối với
từng loại pin. Theo dõi thời gian đènled sáng.
- * GV nhấn mạnh cho HS những vấnđề:
- + 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
dịng 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
thể nạp điện nhiều lần để sử dụng. Đây
là điểm cơ bản để phân biệt pin và
acquy.

khoa luan, tieu luan22 of 102.

- Dùng kiến thức về thống kê toán học

làm pin chanh với số lượng 02 quả, 04
quả, 06 quả. Từ đó tính tốn được số
lượng chanh phù hợp với mục đích sử
dụng.
- Tiến hành làm “ pin khoai tây”
- Tiến hành làm “ pin khế”.
- Quan sát, nhận xét độ sáng của đèn
led đối với từng loại pin.

20


Tai lieu, luan van23 of 102.

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 phòng chống dịch sốt xuất
huyết thì biện pháp an tồn 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.
khoa luan, tieu luan23 of 102.

21


Tai lieu, luan van24 of 102.

- Thiết kế bản vẽ mơ hình máy bắt muỗi, từ đó chế tạo, lắp ráp được máy
bắt muỗi theo phương án thiết kế. Máy bắt muỗi sáng tạo có ba cơng dụng bắt
muỗi, chiếu sáng, quạt mát, tự làm với các vật liệu dễ tìm, gia cơng, chế tạo đơn
giản, có tính khả thi diệt được nhiều muỗi.
- Phát triển các phẩm chất (thái độ tích cực, hợp tác, yêu thích, say mê khoa
học, có ý thức bảo vệ mơi trường, ý thức phịng chống dịch bệnh, giữ gìn sức
khỏe), 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.
4.2.3. Kiến thức STEM trong chủ đề
Tên sản
phẩm

Khoa học

Máy bắt muỗi

Vật lý: Mạch
điện
một
chiều mắc nối
tiếp, bộ nguồn
pin mắc nối
tiếp.

(S)

Cơng nghệ
(T)

Kỹ thuật

Tốn học

(E)

(M)

Thiết kế bản Quy trình lắp Đo được kích
vẽ kĩ thuật. ráp máy bắt thước
hộp
Biết sử dụng muỗi

nhựa cần cắt.
các dụng cụ
máy khoan,
mỏ hàn, đèn
Sinh học: Tập led, quạt hút.
tính ưa sáng
lạnh của muỗi

4.2.4. Chuẩn bị
Mỗi nhóm chuẩn bị các dụng cụ, nguyên vật liệu để chế tạo máy bắt muỗi sáng
tạo như sau:
Vật liệu chuẩn bị

Hình ảnh minh họa

01 quạt DC, 01 công tắc, 01 đèn led,
01 motor, dây điện đôi, 02 hộp nhựa,
keo dán, dây điện, nguồn điện 1 chiều
(pin).

4.2.5. Thiết kế hoạt động học tập
Hoạt động 1: Đặt vấn đề, giao nhiệm vụ thực hiện chủ đề
Hướng dẫn của GV

Hoạt động của HS

+ Đặt vấn đề: Mùa xuân, mùa hè là thời điểm + HS thảo luận trả lời các
khoa luan, tieu luan24 of 102.

22

Tai lieu, luan van25 of 102.

muỗi phát triển rất dễ gây ra bệnh sốt xuất phương án diệt muỗi: Phun
huyết. Hãy tìm biện pháp diệt muỗi góp phần thuốc diệt muỗi, diệt lăng
khống chế dịch bệnh sốt xuất huyết?
quăng, sử dụng máy bắt muỗi.
+ GV phân tích cho HS các ưu điểm, nhược
điểm của các phương án. Đối với phương án
sử dụng máy bắt muỗi, hiện nay trên thị
trường có nhiều loại máy (có thể trình chiếu
cho HS xem các mẫu mã, giá cả), tuy nhiên
bằng các vật liệu đơn giản, dễ tìm các em
hồn tồn có thể tự mình chế tạo ra được máy
bắt muỗi với 3 công dụng: bắt muỗi, chiếu
sáng (làm đèn ngủ) hoặc quạt mát.
Hoạt động 2: Thiết kế phương án chế tạo máy bắt muỗi
GV tổ chức cho HS xem video chế tạo
máy bắt muỗi sáng tạo.
Giao nhiệm vụ: Từ các vật liệu dễ tìm:
motor, cánh quạt, đèn led, pin, hộp
nhựa…hãy thiết kế phương án chế tạo
máy bắt muỗi.
+ GV và các nhóm thống nhất phương
án thiết kế máy bắt muỗi phù hợp với
dụng cụ, vật liệu sẵn có.

+ HS thảo luận theo nhóm vẽ sơ đồ
mạch điện có motor, cánh quạt, đèn

led, cơng tắc và pin.
+ Thiết kế bản vẽ máy bắt muỗi.
+ Tổ chức cho đại diện các nhóm
HS trình bày bản vẽ chế tạo máy
bắt muỗi.

Hoạt động 3: Gia công, lắp ráp và thử nghiệm máy bắt muỗi
- Các nhóm chuẩn bị các dụng cụ, vật liệu cần thiết như trên.
- Các nhóm tiến hành gia cơng, lắp ráp máy bắt muỗi theo phương án thiết
kế đã thống nhất.
Bước 1: Cắt lấy phần đáy ống nhựa (hộp đựng thức ăn) khoảng 10 cm. Lấy
phần đáy đục các lỗ nhỏ để thơng khí.
Lấy một tấm nhựa cắt thành hình trịn có đường kính bằng đường kính của
hộp nhựa đục các lỗ nhỏ và dán vào phần phía dưới của hộp nhựa (hình 10).
Bước 2: Lắp cánh quạt có gắn motor vào đầu trên của hộp nhựa, dùng keo
dán chặt cố định. Luồn 2 đầu dây ra ngoài.
Bước 3: Lắp 2 chân đèn led với 2 đầu dây của quạt (hình 11).
Bước 4: Đưa 2 đầu dây ra ngoài mắc vào nguồn điện một chiều (pin). Lắp
phần đáy hộp với phần đầu (hình 12).
Bước 4: Vận hành máy bắt muỗi, sử dụng tờ giấy hoặc bật lửa để kiểm tra
độ hút của máy bắt muỗi. Nếu đèn led khơng sáng hay hút yếu thì các nhóm
cần gia cơng lại máy bắt muỗi.

khoa luan, tieu luan25 of 102.

23