HIỆN TRẠNG
Hiện trạng và nguyên nhân
1.1 Vấn đề vận dụng kiến thức Vật lí vào thực tế đời sống của giáo viên và học sinh THPT hiện nay: a Đối với giáo viên:
Qua khảo sát thực tế và trao đổi với GV ở một số trường THPT trên địa bàn tỉnh tôi nhận thấy:
Giáo viên chú trọng đến việc phát triển năng lực chung cho học sinh, nhưng vẫn còn thiếu sự quan tâm đến các năng lực quan trọng như giải quyết vấn đề, sáng tạo, hợp tác và năng lực tin học.
Các giáo viên áp dụng nhiều phương pháp và kỹ thuật dạy học khác nhau, nhưng phương pháp thuyết trình và đàm thoại vẫn được sử dụng phổ biến Việc đổi mới phương pháp và kỹ thuật dạy học trong các trường học hiện nay gặp nhiều khó khăn.
Giáo viên cần chú trọng hướng dẫn học sinh áp dụng kiến thức vào thực tiễn để giải quyết vấn đề, đồng thời khơi dậy hứng thú học tập cho học sinh Tuy nhiên, việc tổ chức cho học sinh tạo ra sản phẩm trong quá trình này vẫn chưa được nhiều giáo viên quan tâm thực hiện.
Giáo viên Vật lý chú trọng đến việc liên kết kiến thức từ các môn Toán học, Sinh học, Hóa học, Công nghệ và Tin học trong quá trình giảng dạy Điều này thể hiện sự quan tâm của họ đối với việc dạy học tích hợp và lựa chọn các môn học trong lĩnh vực STEM, nhằm nâng cao hiệu quả của nội dung dạy tích hợp.
Nhiều giáo viên vẫn chưa nắm vững kiến thức về STEM và chưa từng tổ chức ngày hội STEM cho học sinh, dẫn đến việc thiếu hiểu biết về phương pháp tổ chức hiệu quả Một số giáo viên chỉ quen thuộc với STEM thông qua việc hướng dẫn học sinh tham gia các cuộc thi khoa học kỹ thuật.
- Đa số học sinh lĩnh hội kiến thức một cách thụ động, kỹ năng đọc, phân tích, giải quyết vấn đề trong giờ học chƣa cao
- Hạn chế về các thao tác thực hành, thí nghiệm
- Hạn chế về khả năng liên tưởng, tư duy logic trong quá trình vận dụng kiến thức vào việc giải thích các hiện tƣợng trong thực tế
- Hạn chế về khả năng đề xuất và thực hiện các biện pháp để giải quyết các vấn đề thực tiễn
Qua đánh giá sơ bộ về phương pháp tổ chức dạy học hiện nay, nhận thấy:
Lãnh đạo nhà trường và giáo viên bộ môn chưa chú trọng đến giáo dục STEM do đây không phải là nội dung bắt buộc và không có trong các kỳ thi, dẫn đến việc giáo viên chưa đầu tư cho hoạt động này, mà chỉ tập trung vào kiến thức trong giờ chính khóa.
Kiểm tra và đánh giá năng lực học sinh hiện nay vẫn chủ yếu dựa vào lý thuyết, chưa thực sự tập trung vào việc phát triển toàn diện các năng lực và phẩm chất của học sinh Ma trận đề kiểm tra giữa kỳ và cuối học kỳ, cũng như kỳ thi tốt nghiệp THPT, cần được điều chỉnh để phản ánh rõ hơn sự phát triển này Việc cải tiến phương pháp đánh giá sẽ giúp học sinh phát huy tối đa tiềm năng của mình.
Kinh phí cho hoạt động giáo dục STEM hiện nay còn hạn chế hoặc không đủ Để triển khai các hoạt động STEM, cần có sự đầu tư đáng kể về thời gian, tài chính và trí tuệ.
Chương trình và sách giáo khoa hiện tại ở Việt Nam chưa được thiết kế một cách đồng bộ và liên kết giữa các cấp học, môn học và hoạt động giáo dục Nhiều nội dung trong các môn học và hoạt động giáo dục còn thiếu sự cân đối và không phù hợp với đối tượng học sinh.
- Việc thực hiện dạy học tích hợp và phân hóa hiệu quả chƣa cao, chƣa đạt được yêu cầu của mục tiêu chương trình
Chương trình các môn khoa học tự nhiên hiện nay thiếu sự gắn kết giữa kiến thức và kỹ năng, dẫn đến việc học sinh và sinh viên chủ yếu tiếp thu kiến thức hàn lâm mà không có đủ kỹ năng thực hành ứng dụng công nghệ thông tin Tình trạng này khiến họ thiếu chủ động, sáng tạo và gặp khó khăn trong việc vận dụng kiến thức vào sản xuất và đời sống hàng ngày.
- HS ở trường THPT có thời khóa biểu khá dày đặc nên chưa có đủ thời gian và sự quan tâm đến các hoạt động học tập tích cực
Trong những năm gần đây, Đảng, Chính phủ và Bộ Giáo dục và Đào tạo đã ban hành nhiều văn bản chỉ đạo và hướng dẫn nhằm thực hiện và đổi mới giáo dục, trong đó có việc chú trọng đến giáo dục STEM.
- Nghị quyết 29/NQ – TW Hội nghị lần thứ 8 của Ban chấp hành TW Đảng về đổi mới căn bản, toàn diện Giáo dục và đào tạo
- Chỉ thị số 16/ CT – TTg ngày 4/5/2017 của Thủ tướng Chính phủ về việc tăng cường năng lực tiếp cận cuộc Cách mạng công nghiệp lần thứ 4
- Quyết định 522/QĐ - TTg ngày 14/5/2018 phê duyệt đề án “Giáo dục hướng nghiệp và định hướng phân luồng HS trong giáo dục phổ thông giai đoạn 2018-2025”
Kế hoạch số 10/KH - BGDĐT, ban hành ngày 07/01/2016, nhằm ứng dụng công nghệ thông tin và truyền thông (ICT) trong quản lý hoạt động giáo dục tại các trường trung học trong năm học 2016 - 2017 Kế hoạch này đặc biệt chú trọng đến việc thí điểm triển khai giáo dục STEM tại một số trường trung học, nhằm nâng cao chất lượng giảng dạy và học tập.
2.2 Cơ sở lí luận: Nh ng yêu cầu trong dạy học:
- Nâng cao hứng thú học tập các môn học STEM (khoa học, công nghệ, kĩ thuật, toán)
- Vận dụng kiến thức liên môn để giải quyết các vấn đề thực tiễn
- Kết nối trường học và cộng đồng
- Định hướng hành động, trải nghiệm trong học tập
- Hình thành và phát triển năng lực, phẩm chất người học
2.3 Các bước soạn chủ đề STEM
Bước 1: lựa chọn chủ đề bài học
- Căn cứ vào nội dung kiến thức trong chương trình môn học
- Các hiện tƣợng, quá trình gắn với các kiến thức đó trong tự nhiên
- Quy trình hoặc thiết bị công nghệ có sử dụng của kiến thức đó trong thực tiễn
Bước 2: xác định vấn đề cần giải quyết
- Vấn đề cần giải quyết là: thiết kế, chế tạo một máy, dụng cụ… Xây dựng quy trình làm hay xử lí một vấn đề
Khi giải quyết vấn đề được giao, học sinh cần nắm vững kiến thức và kỹ năng trong chương trình môn học đã chọn, hoặc áp dụng những kiến thức, kỹ năng đã học để xây dựng bài học hiệu quả.
Bước 3: Xây dựng tiêu chí của thiết bị/ giải pháp giải quyết vấn đề
- Là căn cứ quan trọng để đề xuất giả thuyết khoa học/giải pháp giải quyết vấn đề/thiết kế mẫu sản phẩm
- Hướng tới việc định hướng quá trình học tập và vận dụng kiến thức nền của HS chứ không nên chỉ tập trung đánh giá sản phẩm vật chất
Bước 4: Thiết kế tiến trình tổ chức hoạt động dạy học
Hoạt động 1: Xác định vấn đề
Hoạt động 2: Nghiên cứu kiến thức nền và đề xuất giải pháp
Hoạt động 3: Lựa chọn giải pháp
Hoạt động 4: Chế tạo mẫu, thử nghiệm và đánh giá
Hoạt động 5: Chia sẻ, thảo luận và điều chỉnh
- Mỗi hoạt động học đƣợc thiết kế rõ ràng về:
Sản phẩm học tập mà HS phải hoàn thành
Cách thức tổ chức hoạt động
- Các hoạt động học đó có thể đƣợc tổ chức cả ở trong và ngoài lớp học.
Vấn đề nghiên cứu
Thực hiện dạy học STEM ở chủ đề Dòng điện không đổi - Vật lí 11
- Có làm tăng hứng thú của HS khi học môn Vật lí hay không?
- Có nâng cao được chất lượng học tập môn Vật lí của HS lớp 11 ở trường hay không?
- Phát triển các năng lực nào cho HS?
- Sau khi thực hiện dạy học STEM, khả năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn của HS thay đổi nhƣ thế nào?
Giả thuyết nghiên cứu
Thực hiện dạy học STEM với chủ đề Dòng điện không đổi trong môn Vật lí 11 không chỉ nâng cao hứng thú học tập mà còn phát triển các năng lực cần thiết và cải thiện kết quả học tập cho học sinh.
HS lớp 11 Trường THPT Trần Thị Tâm.
PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
Khách thể nghiên cứu
Tôi tiến hành nghiên cứu với đối tượng là hai lớp 11B2 và 11B3 tại Trường THPT Trần Thị Tâm, Hải Lăng, Quảng Trị Lớp 11B2 được chọn làm lớp đối chứng, trong khi lớp 11B3 là lớp thực nghiệm Cả hai lớp đều tương đương nhau về số lượng học sinh, trình độ học môn Vật lý, giới tính, nơi cư trú, điều kiện kinh tế - xã hội và lực học Đặc biệt, cả hai lớp đều được giảng dạy bởi cùng một giáo viên môn Vật lý.
Bảng 1: Bảng tương quan gi a hai nhóm
Các thông tin HS các nhóm
Thiết kế nghiên cứu
Bảng 2: Kiểm tra trước và sau tác động với các nhóm tương đương
Lớp Kiểm tra trước tác động Tác động Kiểm tra sau tác động
Khảo sát về hứng thú của HS trước tác động để xác định hai nhóm tương đương nhau
Dạy học bình thường Khảo sát về hứng thú của HS sau tác động
Quy trình nghiên cứu
3.1 Chuẩn bị của giáo viên
- Chuẩn bị biên soạn chủ đề STEM chủ đề Dòng điện không đổi - Vật lí
Để đánh giá hiệu quả tác động, cần chuẩn bị thang đo thái độ và bài test cho học sinh, thực hiện trước và sau khi áp dụng tác động Chi tiết về thang đo thái độ và bài test được trình bày trong phụ lục.
3.2 Khảo sát hứng thú của học sinh trước khi tác động
- Xây dựng thang đo thái độ: khi xây dựng thang đo, tôi đã lấy ý kiến của
GV trong bộ môn và góp ý của một số đồng nghiệp trong nhà trường
Khảo sát thái độ của học sinh ở hai lớp nhằm xác định sự tương đương về hứng thú giữa các nhóm tham gia nghiên cứu Kết quả khảo sát thái độ của học sinh trước khi có tác động được trình bày trong phụ lục.
Thời gian: Học kì I năm học 2021- 2022 Đối với lớp 11B2: Lớp đối chứng
Trong quá trình dạy học bình thường, giáo viên yêu cầu học sinh trả lời câu hỏi và thực hiện các bài tập trong sách giáo khoa Sau khi hoàn thành giai đoạn tác động vào cuối học kỳ I, một cuộc khảo sát được tiến hành thông qua bài kiểm tra Đặc biệt, lớp 11B3 được chọn làm lớp thực nghiệm để đánh giá hiệu quả của phương pháp giảng dạy này.
Dạy học theo mô hình STEM
3.4 Khảo sát hứng thú và chất lƣợng học tập của học sinh sau khi tác động
- Khảo sát hứng thú và của học sinh lớp thực nghiệm trước và sau tác động
- Khảo sát chất lƣợng học tập của học sinh lớp thực nghiệm và lớp đối chứng khi sử dụng hai phương pháp học khác nhau.
Đo lường và thu thập dữ liệu
Tôi đo lường và thu thập dữ liệu về kiến thức và thái độ thông qua việc:
- Sử dụng thang đo thái độ trước tác động (5 câu hỏi theo 3 mức độ: đồng ý, bình thường, không đồng ý Đính kèm ở phụ lục) của hai lớp đối chứng
(11B2) và lớp thực nghiệm (11B3) để đo sự tương đương về hứng thú của học sinh đối với môn Vật lí
- Sử dụng thang đo thái độ sau tác động (5 câu hỏi theo 3 mức độ: đồng ý, bình thường, không đồng ý Đính kèm ở phụ lục) của hai lớp đối chứng
(11B2) và lớp thực nghiệm (11B3) để đo sự thay đổi về hứng thú của học sinh đối với môn Vật lí
Bài kiểm tra đánh giá năng lực được áp dụng cho học sinh sau khi hoàn thành chương 1 và sau khi tiếp cận chủ đề Dòng điện không đổi ở chương 2 Nghiên cứu này được thực hiện trên hai lớp học với phương pháp dạy học khác nhau, nhằm so sánh hiệu quả của từng phương pháp trong việc nâng cao năng lực học sinh.
PHÂN TÍCH DỮ LIỆU VÀ BÀN LUẬN KẾT QUẢ
Phân tích kết quả về hứng thú
Bảng số liệu so sánh hứng thú trước và sau khi tác động đối với lớp thực nghiệm 11B3 năm học 2021 - 2022
Vấn đề khảo sát Hứng thú với giờ học Vật lí
Bình thường, không có ý kiến
Không hứng thú với các giờ học Vật lí
Sau khi áp dụng mô hình dạy học STEM, học sinh có cơ hội tự học và trải nghiệm thực tế, từ đó hình thành kiến thức nền vững chắc và giải quyết các vấn đề thực tiễn Kết quả là sự hứng thú và yêu thích môn học của các em tăng lên rõ rệt.
Phân tích kết quả về chất lƣợng học tập của HS hai lớp đối chứng và thực nghiệm
Kết quả từ T-Test độc lập giữa lớp thực nghiệm 11B3 và lớp đối chứng 11B2 đã được sử dụng để kiểm tra sự tương đương về hứng thú học tập môn Vật lí của học sinh trước khi thực hiện tác động.
Bảng 3 Kết quả khảo sát chất lượng trước tác động
Lớp thực nghiệm – 11B3 Lớp đối chứng – 11B2
Trung vị 6.000 5.500 Điểm trung bình 6.000 5.724 Độ lệch chuẩn 1.324 1.152
So sánh kết quả khảo sát trước tác động của 2 nhóm
Các giá trị thống kê như giá trị trung bình, giá trị trung vị và mode đều gần nhau, cho thấy sự phân bố điểm số tuân theo hàm chuẩn Điều này chỉ ra rằng bài kiểm tra được thiết kế tốt, giúp đánh giá chính xác năng lực của học sinh.
Chênh lệch điểm trung bình giữa hai nhóm là 0,276 điểm, trong khi kết quả kiểm tra T-Test độc lập cho thấy giá trị P là 0,163000707 (P > 0,05) Điều này chỉ ra rằng xác suất xảy ra ngẫu nhiên là cao, do đó chênh lệch này không có ý nghĩa thống kê Kết luận là trước khi tác động, hứng thú của hai nhóm không có sự khác biệt đáng kể.
Bảng 4 Kết quả khảo sát chất lƣợng sau tác động
Lớp thực nghiệm – 11B3 Lớp đối chứng – 11B2
Trung vị 7.00 5.000 Điểm trung bình 7.026 5.171 Độ lệch chuẩn 1.184 1.319
Chênh lệch giá trị trung bình chuẩn (SMD) của 2 nhóm sau tác động
Trước tác động Sau tác động
Hình 1 Biểu đồ điểm trung bình kết quả khảo sát về chất lượng học tập trước tác động và sau tác động
So sánh kết quả sau tác động của 2 nhóm:
Các giá trị thống kê như giá trị trung bình, giá trị trung vị và mode có sự tương đồng gần gũi, cho thấy sự phân bố điểm số tuân theo hàm chuẩn Điều này chứng tỏ bài kiểm tra được thiết kế tốt, giúp đánh giá chính xác năng lực của học sinh.
Điểm trung bình của nhóm thực nghiệm đạt 7.026, trong khi nhóm đối chứng chỉ có 5.171 Sự chênh lệch 1.855 điểm cho thấy có sự khác biệt rõ rệt giữa hai nhóm, với lớp thực nghiệm có kết quả cao hơn so với lớp đối chứng.
Kết quả kiểm chứng T-Test độc lập cho thấy giá trị P rất nhỏ (P = 0.000000000489 < 0,05), điều này chứng tỏ sự chênh lệch điểm trung bình giữa hai nhóm là rất có ý nghĩa Điểm trung bình của nhóm thực nghiệm cao hơn điểm trung bình của nhóm đối chứng không phải là ngẫu nhiên, mà là do tác động của việc dạy học theo mô hình STEM nghiêng về nhóm thực nghiệm.
- Chênh lệch giá trị TB chuẩn (SMD) của kết quả khảo sát 2 nhóm là 1.406 Theo bảng tiêu chí Cohen, mức độ ảnh hưởng của tác động là rất lớn
Kết quả nghiên cứu cho thấy việc áp dụng phương pháp dạy học STEM trong chủ đề Dòng điện không đổi ở lớp 11 tại Trường THPT Trần Thị Tâm là hoàn toàn phù hợp với thực tiễn Phương pháp này không chỉ kích thích hứng thú học tập mà còn giúp phát triển các năng lực cần thiết cho học sinh.
