XÂY DỰNG VÀ THỰC HIỆN MỘT SỐ CHỦ đề DẠY HỌC STEM CHƯƠNG v SÓNG ÁNH SÁNG VẬT LÍ 12 THPT

SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM Đề tài: XÂY DỰNG VÀ THỰC HIỆN MỘT SỐ CHỦ ĐỀ DẠY HỌC STEM CHƯƠNG V - SĨNG ÁNH SÁNG - VẬT LÍ 12 THPT BỘ MƠN: VẬT LÍ SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO NGHỆ AN TRƯỜNG THPT THÁI HÒA =====*===== SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM Đề tài: XÂY DỰNG VÀ THỰC HIỆN MỘT SỐ CHỦ ĐỀ DẠY HỌC STEM CHƯƠNG V - SÓNG ÁNH SÁNG - VẬT LÍ 12 THPT BỘ MƠN: VẬT LÍ Họ tên giáo viên: Lê Thị Hồng Nhung Tổ : Tổ tự nhiên Năm thực : 2021 - 2022 Số điện thoại : 0978010705 Nghệ An, tháng 4/2022 DANH MỤC KÍ HIỆU VÀ CỤM TỪ VIẾT TẮT HS GV THPT Học sinh SGK Sách giáo khoa GD- ĐT Giáo dục - Đào tạo PPDH Phương pháp dạy học ĐG Đánh giá TN Thực nghiệm ĐC Đối chứng SL Số lượng KT Kiểm tra TB Trung bình NL Năng lực CLB Câu lạc PPt PowerPoit Giáo viên Trung học phổ thông MỤC LỤC PHẦN 1: PHẦN MỞ ĐẦU 1.Lý chọn đề tài Đối tượng phạm vi nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu Kế hoạch thời gian thực Nhiệm vụ nghiên cứu Đóng góp đề tài PHẦN II: NỘI DUNG NGHIÊN CỨU CHƯƠNG I : CƠ SỞ KHOA HỌC Cơ sở lý luận 1.1.1 Khái niệm giáo dục STEM 1.1.2 Chủ đề dạy học STEM trường trung học 1.1.3 Quy trình xây dựng chủ đề học STEM 1.1.4 Tiến trình tổ chức dạy học STEM trường Trung học 1.2 Cơ sở thực tiễn 1.2.1.Thực trạng việc tìm hiểu, khai thác, xây dựng thực chủ đề giáo dục STEM trường THPT 1.2.2 Nguyên nhân thực trạng 1.1 1.2.3 Những thuận lợi khó khăn việc sử dụng chủ đề giáo dục STEM dạy học trường THPT thị xã Thái Hoà CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ NỘI DUNG VÀ TIẾN TRÌNH TỔ CHỨC DẠY HỌC STEM MỘT SỐ CHỦ ĐỀ CHƯƠNG V “SĨNG ÁNH SÁNG” VẬT LÍ 12 2.1 Nội dung kiến thức chương “ Sóng ánh sáng” Vật lí lớp 12 2.2 Thiết kế chủ đề STEM chương “ Sóng ánh sáng" Vật lí 12 2.3 Chủ đề “ Đèn trang trí phịng học” 2.3.1.Tên chủ đề: Đèn trang trí phịng học 2.3.2 Mô tả chủ đề - 2.3.3 Mục tiêu 2.3.4 Chuẩn bị 10 11 11 12 12 2.3.5.Tiến trình dạy học 13 2.4 Chủ đề “Máy quang phổ lăng kính” 22 2.4.1.Tên chủ đề: Máy quang phổ lăng kính 23 2.4.2.Mô tả chủ đề 23 2.4.3.Mục tiêu 24 2.4.4.Chuẩn bị 2.4.5 Tiến trình dạy học 25 2.5 Chủ đề “Máy rửa tay tự động phòng chống COVID-19” 35 2.5.1.Tên chủ đề: Máy rửa tay tự động phòng chống COVID-19 37 2.5.2 Mô tả chủ đề 37 2.5.3 Mục tiêu 38 2.5.4 Chuẩn bị, thiết bị 38 2.5.5 Tiến trình dạy học 38 CHƯƠNG III THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 50 3.1 Mục đích thực nghiệm 50 3.2 Nội dung thực nghiệm 50 3.3 Đối tượng thực nghiệm 50 3.4 Phương pháp thực nghiệm kết thực nghiệm 50 PHẦN III KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 54 3.1 Kết luận 54 3.2 Kiến nghị 54 PHẦN MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Vật lí mơn khoa học tự nhiên, ngồi việc có vai trị quan trọng việc rèn luyện cho người học lực chung thân mơn Vật lí cịn có vai trị quan trọng việc hình thành phát triển cho học sinh lực chuyên biệt lực nghiên cứu khoa học, lực thực nghiệm, lực vận dụng kiến thức vào thực tiễn sống Giáo dục STEM vận dụng phương pháp học tập chủ yếu dựa thực hành hoạt động trải nghiệm sáng tạo Các phương pháp giáo dục tiến bộ, linh hoạt học qua dự án - chủ đề,học qua trò chơi đặc biệt phương pháp học qua hành áp dụng triệt mơn học tích hợp STEM Đây bước toàn cầu Việt Nam dần áp dụng Nhưng người biết ưu điểm giáo dục STEM học sinh tiếp cận học hỏi Kiến thức kỹ STEM liên quan lĩnh vực Science (khoa học), Technology (cơng nghệ), Engineering (kỹ thuật), Mathematics (tốn học) tích hợp, lồng ghép bổ trợ cho nhau, giúp học sinh vừa nắm vững lý thuyết vừa thực hành, tạo sản phẩm thực tế, ứng dụng vào sống Bộ GD&ĐT nhấn mạnh rằng, vai trò giáo dục STEM chủ yếu dạy học theo chủ đề liên môn, tổ chức hoạt động nghiên cứu khoa học học sinh, câu lạc khoa học - công nghệ Các hoạt động tham quan, thực hành, giao lưu với sở giáo dục đại học, giáo dục nghề nghiệp doanh nghiệp trọng cách thiết kế chương trình Qua trình nghiên cứu giảng dạy mơn Vật lí THPT Tơi thấy khai thác, thiết kế thực nhiều chủ đề dạy học STEM tất phân môn cơ, nhiệt, điện, quang số phần khác mơn Vật lí Trong thực tiễn, loại máy móc, đồ dùng quen thuộc, gần gũi phục vụ đời sống đa phần sản phẩm ứng dụng từ ánh sáng nên khai thác chủ đề dạy học STEM phần sóng ánh sáng chương trình Vật lí phổ thơng kích thích hứng thú, tích cực HS q trình dạy học Với lí nhằm nâng cao hiệu chất lượng dạy học, Tôi nghiên cứu đề tài “Xây dựng thực số chủ đề dạy học STEM chương V sóng ánh sáng - Vật lí 12 THPT” Hy vọng đề tài góp phần nhỏ, nguồn tài liệu có ích giúp thầy bạn đọc tham khảo vận dụng vào trình dạy học mơn Vật lí theo định hướng STEM trường phổ thông Đối tượng phạm vi nghiên cứu - Đối tượng nghiên cứu: HS lớp 12 trường THPT Thái Hịa, q trình dạy học Vật lí trường THPT - Phạm vi nghiên cứu: Các chủ đề dạy học STEM phần sóng ánh sáng thuộc chương trình Vật lí 12 THPT Tiến hành thực nghiệm sư phạm trường THPT Thái Hòa, Thị Xã Thái Hòa, tỉnh Nghệ An Phương pháp nghiên cứu  Bước 1: Điều tra nghiên cứu sở lí luận, sở thực tiễn chương trình giáo dục STEM trường THPT  Bước 2: Thiết kế bước day học số chủ đề chương sóng ánh sáng  Bước 3: Tiến hành thực nghiệm  Bước 4: Thu thập thông tin xử lý số liệu Kế hoạch thời gian thực Thời gian Nội dung Tháng 7/2021 - 12/2021 Viết đề cương triển khai đề tài giai đoạn thử nghiệm, khảo sát đánh giá kết đạt Tháng 01/2021 - 02/2022 Tiếp tục áp dụng sáng kiến để kiểm định độ tin cậy đề tài Tháng 03/2022 Hoàn thành sáng kiến kinh nghiệm Nhiệm vụ nghiên cứu - Phân tích sở lý luận thực tiễn giáo dục STEM trường phổ thơng - Điều tra, phân tích thực trạng dạy học Vật lí theo định hướng STEM số trường THPT địa bàn thị xã Thái Hịa Trên sở phân tích ngun nhân, khó khăn để đề xuất hướng giải đề tài - Đề xuất giải pháp thực đề tài nghiên cứu: Xây dựng chủ đề dạy học STEM phần sóng ánh sáng Vật lí 12 tiến hành thực nghiệm tổ chức dạy học số chủ đề trường THPT Thái Hòa - Trên sở chủ đề thực nghiệm, lựa chọn giới thiệu cách tổ chức hoạt động cụ thể số chủ đề dạy học STEM phần sóng ánh sáng Vật lí 12 theo phương pháp, hình thức dạy học tích cực nhằm định hướng phát triển lực HS Đóng góp đề tài - Điều tra thực trạng dạy học Vật lí theo định hướng STEM số trường THPT địa bàn Thị xã Thái Hịa, phân tích ngun nhân, khó khăn, đưa hướng khắc phục, giải pháp để nâng cao chất lượng dạy học môn học STEM, áp dụng thực nghiệm có hiệu trường THPT Thái Hòa - Xây dựng hệ thống chủ đề dạy học STEM phần sóng ánh sáng phục vụ giảng dạy số học chương trình SGK Vật lí 12 nhằm phát triển lực nghiên cứu khoa học cho HS - Tổ chức dạy học số chủ đề STEM phần sóng ánh sáng Vật lí 12 trường phổ thông phù hợp với điều kiện dạy học nhà trường thu kết thiết thực nhằm nâng cao chất lượng dạy học mơn Vật lí mơn học STEM, đưa giáo dục STEM vào trường học, góp phần vào phong trào thi đua đổi sáng tạo dạy học đáp ứng với yêu cầu chương trình GDPT tổng thể PHẦN II: NỘI DUNG NGHIÊN CỨU CHƯƠNG I : CƠ SỞ KHOA HỌC 2.1 Cơ sở lý luận 1.1.1 Khái niệm giáo dục STEM STEM viết tắt từ Science (Khoa học), Technology (Công nghệ), Engineering (Kĩ thuật), Mathematics (Toán học) Giáo dục STEM chất hiểu trang bị cho người học kiến thức kĩ cần thiết liên quan đến lĩnh vực khoa học, cơng nghệ, kĩ thuật tốn học Các kiến thức kĩ phải tích hợp, lồng ghép bổ trợ cho nhau, giúp HS không hiểu ngun lí mà cịn thực hành tạo sản phẩm sống ngày Đối với giáo dục STEM, kiến thức khoa học, tốn học, cơng nghệ kĩ thuật khơng dạy học theo hướng trang bị kiến thức thông thường mà vận dụng nhằm giải tình thực tiễn sống Việc làm đem lại hai tác dụng lớn Một giúp cho trải nghiệm học tập HS trở nên thú vị hơn, tạo động lực thúc đẩy em hứng thú với việc học tập nghiên cứu khoa học, công nghệ từ nhỏ Hai gắn kết nhà trường với địa phương, cộng đồng tổ chức thơng qua vấn đề mang tính tồn cầu Như giáo dục STEM phạm trù rộng liên quan đến nhiều lĩnh vực với hai đặc điểm bật tính tích hợp liên mơn hoạt động thực hành gắn với lí thuyết Với giáo dục STEM, HS học để lập trình điều khiển, chế tạo robot đơn giản chế tạo sản phẩm phục vụ đời sống Qua cho thấy việc dạy học STEM khơng thiết cần điều kiện sở vật chất, công nghệ đại mà hoàn toàn tùy thuộc vào ý tưởng triển khai dạy GV 1.1.2 Chủ đề dạy học STEM trường trung học Chủ đề STEM chủ đề dạy học thiết kế dựa vấn đề thực tiễn kết hợp với chuẩn kiến thức, kỹ mơn khoa học chương trình phổ thơng Trong q trình dạy học, GV tổ chức cho HS làm việc nhóm, sử dụng cơng nghệ truyền thống đại, cơng cụ tốn học để tạo sản phẩm có tính ứng dụng thực tiễn, phát triển kỹ tư HS Chủ đề STEM cần đảm bảo tiêu chí: giải vấn đề thực tiễn, kiến thức chủ đề thuộc lĩnh vực STEM, định hướng hoạt động thực hành, làm việc nhóm Có thể phân loại chủ đề dạy học STEM dựa vào tiêu chí sau: Dựa vào phạm vi kiến thức để giải vấn đề STEM, người ta chia chủ đề STEM thành hai loại: Chủ đề STEM xây dựng sở kiến thức thuộc phạm vi môn khoa học, công nghệ, kỹ thuật tốn chương trình giáo dục phổ thông Các sản phẩm chủ đề STEM thường đơn giản, bám sát nội dung sách giáo khoa (SGK) thường xây dựng sở nội dung thực hành, thí nghiệm chương trình giáo dục phổ thơng Chủ đề STEM mở rộng có kiến thức nằm ngồi chương trình giáo dục phổ thơng SGK Những kiến thức HS phải tự tìm hiểu nghiên cứu từ tài liệu chuyên ngành Sản phẩm STEM loại hình có độ phức tạp cao Dựa vào mục đích dạy học, ta chia chủ đề STEM thành hai loại chính: Chủ đề STEM dạy học kiến thức xây dựng sở kết nối kiến thức nhiều môn học khác mà HS chưa học học phần, HS vừa giải vấn đề vừa lĩnh hội tri thức Chủ đề STEM dạy học vận dụng xây dựng sở kiến thức HS học Chủ đề STEM dạng bồi dưỡng cho HS lực vận dụng lý thuyết vào thực tiễn Kiến thức lý thuyết củng cố khắc sâu 1.1.3 Quy trình xây dựng chủ đề học STEM Bước 1: Lựa chọn chủ đề học Căn vào nội dung kiến thức chương trình mơn học tượng, q trình gắn với kiến thức tự nhiên; quy trình thiết bị cơng nghệ có sử dụng kiến thức thực tiễn… để lựa chọn chủ đề học Bước 2: Xác định vấn đề cần giải Sau lựa chọn chủ đề học, cần xác định vấn đề cần giải để giao cho HS thực cho giải vấn đề HS phải học kiến thức, kĩ cần dạy chương trình mơn học lựa chọn vận dụng kiến thức, kỹ biết để xây dựng học Bước 3: Xây dựng tiêu chí thiết bị giải pháp giải vấn đề Sau xác định vấn đề cần giải (sản phẩm cần chế tạo) cần xác định rõ tiêu chí giải pháp, sản phẩm Các tiêu chí phải hướng tới việc định hướng trình học tập vận dụng kiến thức HS không nên tập trung đánh giá sản phẩm vật chất Bước 4: Thiết kế tiến trình tổ chức hoạt động Tiến trình tổ chức hoạt động học thiết kế theo phương pháp, kĩ thuật dạy học tích cực với hoạt động học Mỗi hoạt động thiết kế rõ ràng mục đích, nội dung sản phẩm học tập mà HS phải hoàn thành Các hoạt động tổ chức lớp học (ở trường, nhà cộng đồng) 1.1.4 Tiến trình tổ chức dạy học STEM trường Trung học Mỗi học STEM thường tổ chức theo hoạt động sau: Hoạt động 1: Xác định vấn đề - Mục đích: Xác định tiêu chí sản phẩm, phát vấn đề/ nhu cầu Hình 26 Trình bày phương án thiết kế máy rửa tay tự động phịng chống COVID-19 97 Hình 27 Chế tạo thử nghiệm máy rửa tay tự động phịng chống COVID-19 98 Hình 28 Trình bày sản phẩm 99 Hình 29.Máy rửa tay tự động phịng chống COVID-19 cải tiến dùng nguồn lượng mặt trời 100 101 Hình 30 Vẽ áp phích tun truyền phịng chống COVID-19 102 Hình 31 Kết đánh giá chủ đề ”Đèn trang trí phịng học” nhóm 103 Hình 32 Kết đánh giá chủ đề: “Máy quang phổ lăng kính” nhóm 104 Hình 33 Kết đánh giá chủ đề: “Máy rửa tay tự động phịng chống COVID- 19” nhóm 105 106 107 Hình 34 Hồ sơ học tập 108 MỘT SỐ HÌNH ẢNH KHÁC VẬN DỤNG CHỦ ĐỀ STEM VỀ SÓNG ÁNH SÁNG Hình 35 Mơ hình mơ tả thiết bị cảnh báo có đồn tàu qua chỗ đơng dân cư 109 Hình 36 Máy sưởi ấm cho gà 110 Hình 37 Kính hỗ trợ người khiếm thị 111 ... hình v? ??n dụng ưu điểm giáo dục STEM v? ?o trình dạy học giáo viên nhiều hạn chế, chưa thực sâu rộng đội ngũ giáo viên THPT Tuy nhiên, v? ??i ưu điểm v? ?ợt trội nó, việc nghiên cứu v? ??n dụng giáo dục STEM. .. học STEM chương V sóng ánh sáng - V? ??t lí 12 THPT? ?? Hy v? ??ng đề tài góp phần nhỏ, nguồn tài liệu có ích giúp thầy cô bạn đọc tham khảo v? ??n dụng v? ?o q trình dạy học mơn V? ??t lí theo định hướng STEM. .. GIÁO DỤC V? ? ĐÀO TẠO NGHỆ AN TRƯỜNG THPT THÁI HÒA =====*===== SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM Đề tài: XÂY DỰNG V? ? THỰC HIỆN MỘT SỐ CHỦ ĐỀ DẠY HỌC STEM CHƯƠNG V - SĨNG ÁNH SÁNG - V? ??T LÍ 12 THPT BỘ MƠN: V? ??T LÍ