SKKN giáo dục STEM qua chủ đề máy tập cầu lông

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc ĐƠN YÊU CẦU CÔNG NHẬN SÁNG KIẾN Kính gửi : - Trường THPT Yên Khánh A; - Sở Giáo dục Đào tạo tỉnh Ninh Bình Tơi (hoặc chúng tơi) ghi tên đây: TT Tên sáng kiến, lĩnh vực áp dụng Giáo dục STEM qua chủ đề “ Máy tập cầu lông” Lĩnh vực áp dụng: giảng dạy môn vật lý lớp 10 Nội dung a Giải pháp cũ thường làm: - Tiến trình giải vấn đề tuân theo chiến lược giải vấn đề kiến thức sách giáo khoa khoa học vật lý: logic, chặt chẽ, khoa học giáo viên học sinh giải vấn đề - Nếu thành công góp phần đạt tới mức nhiều mục tiêu môn học nay: chiếm lĩnh kiến thức thông qua hoạt động, bồi dưỡng phương thưc tư khoa học phương pháp nhận thức khoa học: PP thực nghiệm, PP tượng tự, PP mơ hình, suy luận khoa học…) - Dạy theo riêng lẻ với thời lượng cố định - Kiến thức thu rời rạc, có mối liên hệ tuyến tính (một chiều theo thiết kế chương trình học) - Trình độ nhận thức sau trình học tập thường theo trình tự thường dừng lại trình độ biết, hiểu vận dụng (giải tập) - Kết thúc chương học, học sinh tổng thể kiến thức mà có kiến thức phần riêng biệt có hệ thống kiến thức liên hệ tuyến tính theo trật tự học - Kiến thức xa rời thực tiễn mà người học sống chậm cập nhật nội dung sách giáo khoa - Kiến thức thu sau học thường hạn hẹp chương trình, nội dung học - Không thể hướng tới nhiều mục tiêu nhân văn quan trọng như: rèn luyện kĩ sống làm việc: giao tiếp, hợp tác, quản lý, điều hành, định… - Ưu điểm, nhược điểm tồn cần khắc phục.: + Ưu điểm cách học tập học sinh nắm kiến thức vật lý cách dễ dàng có tính hàn lâm, chủ yếu hướng người học đến việc tái kiến thức cách rời rạc + Nhược điểm phương pháp cũ chưa đáp ứng tốt nhiệm vụ giáo dục đặt đào tạo nhân lực cho xã hội với cách mạng công nghiệp lần thứ 4, với lực tư duy, sáng tạo, tranh luận, phản biện, giải vấn đề thực tiễn đặt Muốn phải tiếp cận với phương pháp giáo dục STEM hướng đến kiến thức phải gắn liền với giải vấn đề thực tiễn đặt b Giải pháp cải tiến: - Chuyển từ giáo dục hàn lâm mà trọng đến tái tạo kiến thức cách rời rạc sang giáo dục STEM kiến thức tích hợp liên mơn để giải vấn đề thực tiễn - STEM phương pháp dạy học nhằm hình thành, rèn luyện tri thức, lực cho học sinh (HS) thông qua đề tài, học, chủ đề có nội dung thực tiễn Trong trình dạy học, kiến thức kỹ thuộc lĩnh vực khoa học, công nghệ, kỹ thuật, tốn học hình thành phát triển thơng qua việc vận dụng, phối hợp chúng để giải vấn đề thực tiễn đặt - Giáo dục STEM phương pháp dạy học nhằm hình thành, rèn luyện tri thức, lực cho học sinh (HS) thông qua đề tài, học, chủ đề có nội dung thực tiễn Trong q trình dạy học, kiến thức kỹ thuộc lĩnh vực khoa học, cơng nghệ, kỹ thuật, tốn học hình thành phát triển thơng qua việc vận dụng, phối hợp chúng để giải vấn đề thực tiễn đặt Giáo dục STEM đề cao hoạt động thực hành phương pháp mơ hình giải vấn đề thực tiễn sống thông qua hoạt động nhóm, hoạt động tập thể, hoạt động cộng đồng Từ rèn luyện cho HS lực tư duy, sáng tạo, tranh luận, phản biện, … Giáo dục STEM trang bị cho HS kỹ phù hợp để phát triển kỷ 21: Tư phản biện sáng tạo, Kỹ diễn đạt thuyết trình, Kỹ trao đổi cộng tác, Kỹ giải vấn đề, Kỹ làm việc theo dự án … - Trên sở thiết kế chủ đề “Máy tập cầu lông” để dạy học theo phươn pháp giáo dục STEM dạy bài: + Chuyển động tròn ( Bài Vật lý 10) + Lực hướng tâm ( Bài 14 Vật lý 10) + Bài toán chuyển động ném ngang ( Bài 15 Vật lý 10) - Kết đạt so với phương pháp dạy học khác cho thấy rõ ưu điểm phương pháp giáo dục STEM sau: Một tiết kiệm thời gian gộp thành chủ đề Hai giải toán thực tiễn đặt cách triệt để thông qua bước nghiên cứu khoa học cho sản phẩm máy tập cầu lông; đồng thời đánh giá sản phẩm thông qua so sánh nhóm tiêu chí đặt ( Sản phẩm giáo dục STEM) ( Đồ thị phân tích đánh giá lớp thực nghiệm lớp đối chứng) ɷ(i) ( Số học sinh) 30 25 20 Thực nghiệm Đối chứng 15 10 X(i) ( Điểm) 12345678910 Ba giúp hình thành tốt kỹ phù hợp để phát triển kỷ 21: + Tư phản biện sáng tạo thông qua hàng loạt ý tưởng thiết kế so sánh với yêu cầu vấn đề cần giải + Kỹ diễn đạt thuyết trình thơng qua nhóm phản biện lẫn trình bày ý tưởng với bạn nhóm… + Kỹ trao đổi cộng tác thông qua triển khai nhiệm vụ nhóm thành viên giải cơng việc phần + Kỹ giải vấn đề, Kỹ làm việc theo dự án … kỹ thể rõ thông qua hang loạt bước, với bước tương ứng với việc giải vấn đề đặt ra, bước kết phối hợp, hợp tác nhóm để giải phần đơn lẻ phận để sản phẩm hoàn thiện ( sản phẩm chung) kết phối hợp nhóm Hiệu kinh tế, xã hội dự kiến đạt - Hiệu kinh tế: Giúp tối ưu hóa trình giảng dạy tiết kiệm thời gian học tập kiến thức không cần thiết, không gắn với vấn đề thực tiễn sống thơng qua tích hợp liên mơn, học sinh ơn tập rút ngắn thời gian học tập 20%, tiền phô tô tài liệu giảm 20% - Hiệu xã hội: Giúp tăng cường làm rõ, tuyên truyền chủ trương đổi toàn diện giáo dục; đáp ứng nhân lực người xã hội sáng tạo 4 Điều kiện khả áp dụng - Điều kiện áp dụng: Sáng kiến kinh nghiệm áp dụng cho trường THPT; đối tượng người dạy, học hướng đến dạy học rộng rãi chương trình giáo dục phổ thông - Khả áp dụng: Sáng kiến kinh nghiệm có khả áp dụng rộng rãi cho người dạy học - Danh sách người tham gia áp dụng thử áp dụng sáng kiến lần đầu : TT Chúng xin cam đoan thông tin nêu đơn trung thực, thật hoàn toàn chịu trách nhiệm trước pháp luật XÁC NHẬN CỦA LÃNH ĐẠO ĐƠN VỊ CƠ SỞ Yên Khánh, ngày 24 tháng 04 năm 2021 Người nộp đơn (Ký ghi rõ họ tên) Phạm Văn Muôn Nguyễn Ngọc Tú Nguyễn Minh Ngọc Chu Anh Tuấn Nguyễn Thị Thanh Thu PHỤ LỤC 1 Tên chủ đề: MÁY TẬP CẦU LÔNG (Số tiết: 04 tiết - Lớp 10) Mô tả chủ đề: Máy tập cầu lông yêu cầu cần thiết trình học tập, hay rèn luyện sức khỏe mơn học cầu lơng mơn học trường THPT môn thể thao rèn luyện sức khỏe thông dụng phổ biến cho đa số đối tượng, đa số vùng miền nước giới Từ nhu cầu thực tiễn u cầu học sinh mơ mơ hình thiết kế mơ hình giải tốn thực tiễn Trong chủ đề này, học sinh thực dự án thiết kế chế tạo Máy tập cầu lông từ nguồn vật liệu dễ kiếm Theo đó, HS phải tìm hiểu chiếm lĩnh kiến thức mới: – Bài toán chuyển động ném ngang, ném xiên (Bài 15 – Vật lí lớp 10); Đồng thời, HS phải vận dụng kiến thức cũ học: – Chuyển động tròn (Bài – Vật lí lớp 10); – Lực ma sát (Bài 13– Vật lí lớp 10); – Lực hấp dẫn (Bài 11 – Vật lí 10); – Hàm bậc hai (Bài – Đại số 10) Giới thiệu chủ đề: Vấn đề cần giải Bối cảnh thực tế Tổ chức nhóm Vật liệu thiết cho nhóm Khơng gian Kế hoạch Poster hài hòa màu sắc, bố cục hợp lý Tổng điểm GV cần nhấn mạnh: Khi báo cáo phương án thiết kế sản phẩm học sinh phải vận dụng kiến thức kể để giải thích, trình bày ngun lí hoạt động sản phẩm Phiếu đánh giá số 4: Kỹ thuyết trình làm việc nhóm Tiêu chí Trình bày mạch lạc rõ ràng Kết hợp với phương tiện khác hỗ trợ, cử chỉ… Trả lời câu hỏi phản biện Tham gia đóng góp ý kiến phản biện đặt câu hỏi cho nhóm khác Mỗi thành viên tham gia đóng góp ý tưởng hợp tác hiệu Tổng điểm Hoạt động 4: CHẾ TẠO VÀ THỬ NGHIỆM MÁY TẬP CẦU LÔNG (HS làm việc nhà – tuần ) A Mục đích: Các nhóm HS thực hành, chế tạo máy tập cầu lông thiết kế chỉnh sửa 23 B Nội dung: Học sinh làm việc theo nhóm thời gian tuần để chế tạo máy tập cầu lông, trao đổi với giáo viên gặp khó khăn C Dự kiến sản phẩm hoạt động học sinh: Kết thúc hoạt động, HS cần đạt sản phẩm máy tập cầu lơng đáp ứng tiêu chí Phiếu đánh giá số D Cách thức tổ chức hoạt động: Bước HS tìm kiếm, chuẩn bị vật liệu dự kiến; Bước HS lắp đặt thành phần máy theo thiết kế; Bước HS thử nghiệm hoạt động máy, so sánh với tiêu chí đánh giá sản phẩm (Phiếu đánh giá số 1) HS điều chỉnh lại thiết kế, ghi lại nội dung điều chỉnh giải thích lý (nếu cần phải điều chỉnh); Bước HS hoàn thiện bảng ghi danh mục vật liệu tính giá thành chế tạo sản phẩm; Bước HS hoàn thiện sản phẩm; chuẩn bị giới thiệu sản phẩm GV đôn đốc, hỗ trợ nhóm q trình hồn thiện sản phẩm Hướng dẫn chế tạo thử nghiệm sản phẩm Chế tạo: Dựa thiết kế điều chỉnh sau buổi bảo vệ việc thiết kế, nhóm học sinh chế tạo máy tập cầu lông theo phương án lựa chọn Thử nghiệm lần Quan sát, ghi nhận đầy đủ tiến trình kết Đánh giá mức độ hoạt động sản phẩm so với tiêu chí đặt ban đầu TT Tiêu chí Nguyên lý hoạt động máy tập cầu lông dựa tr dụng KT chuyển động ném ngang, Máy chế tạo từ vật liệu dễ kiếm, giá thàn tốt 24 Hình thức đẹp, gọn gàng, động Máy có hiệu giúp cho người tập cầu vị trí xác định đồng thời giúp cho người tập di chuyển vị trí sân Máy có thơng số kỹ thuật: - Tầm bay xa (từ 4m đến 8,7m) - Tầm bay cao (qua lưới) - Khả tùy chỉnh điểm rơi cầu Phần thiết kế hoạt động tốt? Phần thiết kế hoạt động không tốt? Có thể làm để cải tiến thiết kế mình? Phác hoạ ghi rõ cách cải tiến Các lần thử nghiệm lần sau Các cải tiến thực gì? (lưu lại ảnh sản phẩm cải tiến) Đánh giá mức độ hoạt động sản phẩm so với tiêu chí đặt ban đầu TT Tiêu chí Ngun lý hoạt động máy tập cầu lơng dựa tr dụng KT chuyển động ném ngang, Máy chế tạo từ vật liệu dễ kiếm, giá thàn tốt Hình thức đẹp, gọn gàng, động Máy có hiệu giúp cho người tập cầu v đồng thời giúp cho người tập di chuyển sân Máy có thơng số kỹ thuật: - Tầm bay xa (từ 4m đến 8,7m) - Tầm bay cao (qua lưới) - Khả tùy chỉnh điểm rơi cầu Thực điều chỉnh sản phẩm đến phiên tốt 25 Hoạt động 5: TRÌNH BÀY SẢN PHẨM “MÁY TẬP CẦU LƠNG” VÀ THẢO LUẬN (Tiết – 45 phút) A Mục đích: Sau hoạt động này, HS có khả năng: - Trình bày cách vận hành thao tác máy tập cầu lơng; - Giải thích thành cơng thất bại sản phẩm; - Đề xuất ý tưởng cải tiến cho máy tập cầu lông B Nội dung: HS báo cáo thử nghiệm sản phẩm GV HS nhận xét nêu câu hỏi HS giải thích thành cơng thất bại máy tập cầu lông đề xuất phương án cải tiến C Dự kiến sản phẩm hoạt động học sinh: - Bản đề xuất cải tiến máy tập cầu lơng - Hồ sơ học tập hồn chỉnh dự án “Máy tập cầu lông” D Cách thức tổ chức hoạt động: GV tổ chức buổi báo cáo sản phẩm theo bước: Bước Báo cáo lớp Nội dung báo cáo nhóm - Tiến trình thi công sản phẩm - Kết lần thử nghiệm - Phương án thiết kế cuối - Cách sử dụng máy tập cầu lông Bước Vận hành kiểm tra thông số kỹ thuật máy nhà đa nhóm ( Sân tập cầu lông) - HS vận hành sử dụng máy tập cầu lông để kiểm tra thông số kỹ thuật máy tầm bay xa, bay cao, tính linh hoạt điểm rơi cầu sân tập cầu lông - GV HS ghi nhận vào phiếu đánh giá máy tập cầu lơng cho nhóm Bước Tổng kết, đánh giá dự án lớp - HS GV nhận xét sản phẩm máy tập cầu lông 26 - GV tổng kết đánh giá chung dự án + Kiến thức, kĩ liên quan đến toán chuyển động ném ngang, ném xiên + Quá trình thiết kế thi cơng sản phẩm + Kĩ làm việc nhóm + Kĩ trình bày, thuyết phục … - GV yêu cầu HS thực nhiệm vụ cuối dự án: Hoàn thành hồ sơ dự án Một số câu hỏi gợi ý buổi tổng kết Làm để điều chỉnh mức bắn xa mơ hình? Làm để điều chỉnh hướng bay cầu? Làm để điều chỉnh vận tốc ban đầu cầu? Làm để tăng độ xác cho mơ hình? Làm để cầu vượt qua độ cao xác định? Nêu kĩ mà em rèn luyện qua dự án? Em thích sản phẩm nhóm nhất? Tại sao? Nếu có thời gian thêm để làm sản phẩm, em cải tiến sản phẩm nào? KẾT LUẬN Giáo dục STEM áp dụng việc dạy học trường phổ thông nước nói chung tỉnh Ninh Bình nói riêng, đặc biệt năm học 20202021 Sở GD&ĐT, phòng GDTrH BGH nhà trường quan tâm đạo sát 27 phương pháp lan tỏa, nhân lên đạt hiệu giáo dục phát triển lực, phẩm chất người học Theo cách dạy học tiếp cận nội dung, học sinh tiếp thu kiến thức khoa học mơn rời rạc, dạy học định hướng STEM, chủ đề lồng ghép giáo dục STEM, môn học định hướng STEM nhằm trang bị cho học sinh kiến thức kỹ theo hướng tích hợp, lồng ghép bổ trợ cho nhau; Giúp học sinh không hiểu biết nguyên lý mà cịn áp dụng để thực hành tạo sản phẩm sống ngày STEM đánh phương pháp dạy học phát triển lực, trọng kỹ thực hành, vận dụng lý thuyết vào thực tiễn Giáo dục STEM vận dụng phương pháp học tập chủ yếu dựa thực hành hoạt động trải nghiệm sáng tạo, phương pháp giáo dục tiến bộ, linh hoạt Học qua dự án - Chủ đề Giáo dục STEM lấy phát triển lực, nhân cách học sinh làm mục tiêu hoạt động dạy hoạt động học Việc tổ chức dạy học STEM có nhiều cấp độ khác Tùy thuộc vào hoàn cảnh điều kiện cụ thể nhà trường, giáo viên lựa chọn cấp độ dạy học STEM cho đạt hiệu giáo dục tốt Thông qua chủ đề lồng ghép giáo dục STEM, môn học ứng dụng STEM, nhà trường gắn kết với cộng đồng tổ chức hoạt động giáo dục lĩnh vực STEM Giáo dục STEM nói chung dạy học STEM nói riêng khơng phải để học sinh trở thành nhà khoa học mà xây dựng cho học sinh có kỹ cần thiết, để làm việc phát triển giới công nghệ đại, tương lai Thực chuyên đề “ giáo dục STEM qua chủ đề máy tập cầu lông” tác giả thực tháng đầu năm học 2020-2021, đối tượng học sinh lớp 10 vừa vào trường, khối đầu cấp nên chuyên đề không tránh khỏi thiếu sót, tác giả mong muốn nhận đóng góp đồng nghiệp, em học sinh để chuyên đề hoàn thiện Các tác giả xin trân trọng cảm ơn! PHỤ LỤC 28 Đánh giá kiến thức Tiêu chí Đầy đủ nội dung yêu cầu cần báo cáo Bài trình chiếu hài hịa, bố cục hợp lý Tổng điểm Tiêu chí Đầy đủ nội dung theo yêu cầu: Poster hài hòa màu sắc, bố cục hợp lý Tổng điểm Đánh giá sản phẩm máy tập cầu lơng Tiêu chí Ngun lý hoạt động máy tập cầu lông dựa việc vận dụng 29 KT chuyển động ném ngang, ném xiên Máy chế tạo từ vật liệu dễ kiếm, giá thành rẻ, độ bền tốt Hình thức đẹp, gọn gàng, động Máy có hiệu giúp cho người tập cầu vị trí xác định đồng thời giúp cho người tập di chuyển vị trí sân Máy có thơng số kỹ thuật: - Tầm bay xa (từ 4m đến 8,7m) - Tầm bay cao (qua lưới) - Khả tùy chỉnh điểm rơi cầu Tổng điểm Đánh giá kỹ thuyết trình làm việc nhóm Tiêu chí Trình bày mạch lạc rõ ràng Kết hợp với phương tiện khác hỗ trợ, cử chỉ… Trả lời câu hỏi phản biện Tham gia đóng góp ý kiến phản biện đặt câu hỏi cho nhóm khác Mỗi thành viên tham gia đóng góp ý tưởng hợp tác hiệu Tổng điểm Tiêu chí đánh giá chủ đề Tiêu chí Điểm tối đa 30 BÁO CÁO KIẾN THỨC NỀN (30 Đầy đủ nội dung yêu cầu cần báo - Chuyển động ném ngang - Chuyển động ném xiên - Chuyển động tròn - Lực ma sát, trọng lực Bài trình chiếu hài hịa, bố cục hợp LẬP PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ (2 Đầy đủ nội dung theo yêu cầu: Bản vẽ thiết kế Cơ sở khoa học Ngun lý hoạt đơng Poster hài hịa màu sắc, bố cục MÁY TẬP CẦU LÔNG (30) Nguyên lý hoạt động máy tập cầu dụng KT chuyển động Máy chế tạo từ vật liệu dễ ki tốt Hình thức đẹp, gọn gàng, động Máy có hiệu giúp cho người tậ đồng thời giúp cho người tập di ch sân Máy có thơng số kỹ thuật: - Tầm bay xa (từ 4m đến 8,7m) - Tầm bay cao (qua lưới) 31 - Khả tùy chỉnh điểm rơi CÁCKỸNĂNGTHUYẾTTRÌNHLÀMVIỆCNHĨM(20) Trình bày mạch lạc rõ ràng Kết hợp với phương tiện khác Trả lời câu hỏi phản biện Tham gia đóng góp ý kiến phản bi nhóm khác Mỗi thành viên tham gia đóng góp Tổng điểm PHỤ LỤC XỬ LÝ KẾT QUẢ CHO THẤY ƯU ĐIỂM CỦA PHƯƠNG PHÁP CẢI TIẾN Lớp Thực nghiệm 32 Đối chứng 48 0 0 11 Để so sá nh ch ất lư ợn g kiế n th ức củ a họ c sin h th ôn g qu a so sá nh kết qu ả kiể m tra với c hai đối n tượng g thử n nghiệm, h ỏ sử dụng c phương h pháp ứ n thống kê g toán học t sau: ỏ s ố li - Giá trị trung bình cộng ệ u Với x số, N: số học c sinh, f - Phươn n g sai S g độ lệch p chuẩn S h â tham số n đo mức t độ phân tán n số : n liệu xung f1 (x quanh giá trị trung bình cộng Độ S lệch Độ chuấn biến ân thiên bố V mức tần độ su phân tán: ất X 100%tần f - số Tần số luỹ luỹ itích: A N Từ bả ng số liệ u trê n đâ y, ch ún g tiế n hà nh vẽ đồ thị đư ờn g ph tíc h (h ội tụ lùi ) ch o lớ p th ực ng hiệ m lớ p đối ch ứn g 33 PHỤ LỤC i (%) Xi i( i)(%) Xi 34 Đánh giá kết Điểm trung bình cộng lớp thực nghiệm (là 6.9) cao lớp đối chứng (là - 6.6) - Hệ số biến thiên giá trị điểm lớp thực nghiệm (là 22.6%) cao lớp đối chứng (là 20,2%) cho thấy độ phân tán điểm số quanh điểm trung bình lớp thực nghiệm lớn - Đường tần suất tần suất luỹ tích (hội tụ lùi) lớp thực nghiệm nằm bên phải phía đường tần suất tần suất luỹ tích lớp đối chứng chứng tỏ chất lượng nắm kiến thức vận dụng kiến thức lớp thực nghiệm tốt lớp đối chứng -Qua kết phân tích định tính định lượng, chúng tơi thấy kết lớp thực nghiệm lớp đối chứng, chứng tỏ chất lượng nắm kiến thức học sinh lớp thực nghiệm cao lớp đối chứng Qua đó, khẳng định học sinh học theo chương trình áp dụng sáng kiến kinh nghiệm cho kết tốt 35 PHỤ LỤC ... Thanh Thu PHỤ LỤC 1 Tên chủ đề: MÁY TẬP CẦU LÔNG (Số tiết: 04 tiết - Lớp 10) Mô tả chủ đề: Máy tập cầu lông yêu cầu cần thiết trình học tập, hay rèn luyện sức khỏe mơn học cầu lơng môn học trường... ĐỊNH YÊU CẦU THIẾT KẾ MÁY TẬP CẦU LÔNG (Tiết – 45 phút) A Mục đích: Học sinh nhận thấy máy tập cầu lông bán thị trường có giá thành cao (hàng chục triệu đồng) nhu cầu tập luyện môn cầu lông để... vào thực tiễn Giáo dục STEM vận dụng phương pháp học tập chủ yếu dựa thực hành hoạt động trải nghiệm sáng tạo, phương pháp giáo dục tiến bộ, linh hoạt Học qua dự án - Chủ đề Giáo dục STEM lấy phát