MỤC LỤC NỘI DUNG TRANG A Mở đầu 4 1 Lý do chọn đề tài 4 2 Mục đích nghiên cứu 5 3 Giả thuyết khoa học 5 4 Đối tượng nghiên cứu 5 5 Nhiệm vụ nghiên cứu 6 6 Phương pháp nghiên cứu 6 7 Đóng góp của đề tà.
MỤC LỤC NỘI DUNG A Mở đầu Lý chọn đề tài Mục đích nghiên cứu Giả thuyết khoa học Đối tượng nghiên cứu Nhiệm vụ nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu Đóng góp đề tài Cấu trúc sáng kiến kinh nghiệm B Nội dung I Cơ sở lý luận thực tiễn dạy học STEM theo hướng phát triển lực giải vấn đề cho học sinh 1.1 Tổng quan giáo dục STEM 1.2 Giáo dục STEM dạy học 1.2.1 Khái niệm dạy học STEM 1.2.2 Mục tiêu dạy học STEM 1.2.3 Các kỷ dạy học STEM 1.2.4 Chủ đề giáo dục STEM 1.3 Dạy học dự án 1.4 Phương pháp hoạt động nhóm II Tổ chức dạy học STEM số nội dung phần dòng điện xoay chiều vật lý 12 2.1 Phân tích phần dịng điện xoay chiều góc độ STEM 2.1.1 Mục tiêu phần dịng điện xoay chiều Vật lý 12 2.1.2 Cấu trúc nội dung phần dòng điện xoay chiều Vật lý 12 2.2 Thực trạng dạy học phần dòng điện xoay chiều Vật lý 12 2.2.1 Mục đích điều tra 2.2.2 Kết điều tra 2.2.3 Nguyên nhân thực trạng nói số giải pháp 2.3 Đặc điểm phần dòng điện xoay chiều Vật lý 12 2.4 Quan hệ mục tiêu, chương trình, nội dung phần dịng điện xoay chiều Vật lý 12 2.5 Xây dựng nội dung học tập phần dòng điện xoay chiều Vật lý 12 TRANG 4 5 6 7 8 9 10 10 12 14 16 16 16 17 19 19 19 20 21 21 22 theo định hướng giáo dục STEM 2.6 Đề xuất tiến trình dạy học dự án số kiến thức phần dòng điện xoay chiều Vật lý 12 III Thực nghiệm sư phạm 3.1 Mục đích nhiệm vụ thực tập sư phạm 3.1.1 Mục đích thực nghiệm sư phạm 3.1.2 Nhiệm vụ thực tập sư phạm 3.2 Đối tượng thời gian thực nghiệm sư phạm 3.3 Phương pháp thực nghiệm sư phạm 3.4 Phân tích diễn biến đánh giá kết thực nghiệm sư phạm 3.4.1 Đánh giá định tính 3.4.2 Đánh giá định lượng 3.4.3 Đánh giá lực giải vấn đề C Kết luận Tài liệu tham khảo Phụ lục 23 35 35 35 35 35 36 36 36 36 36 44 45 46 BẢNG CÁC CỤM TỪ VIẾT TẮT tt 10 11 12 13 Cụm từ viết tắt HS GV DHDA PPDH THPT KHKT MPĐ MPĐMP CNTT SGK TNSP GQVĐ VĐ Đọc Học sinh Giáo viên Dạy học dự án Phương pháp dạy học Trung học phổ thông Khoa học kỹ thuật Máy phát điện Máy phát điện pha Công nghệ thông tin Sách giáo khoa Thực nghiệm sư phạm Giải vấn đề Vấn đề A MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Để đáp ứng xu phát triển hội nhập kỷ XXI, nhiều nước giới quan tâm đến vấn đề đổi giáo dục phổ thông giáo dục đại học Ở nước ta năm qua, công đổi giáo dục Đảng, Nhà nước toàn xã hội quan tâm Hiện nay, ngành giáo dục tích cực triển khai đổi cách mạnh mẽ, đồng bộ, toàn diện mục tiêu, nội dung, phương pháp, phương tiện dạy học, phương pháp kiểm tra đánh giá kết học tập học sinh (HS) để tạo lớp người lao động mà xã hội cần Đó người có khả đáp ứng địi hỏi nghiệp cơng nghiệp hóa, đại hóa đất nước Luật Giáo dục 2005 nhấn mạnh tầm quan trọng việc đổi giáo dục phổ thông: "phương pháp giáo dục phổ thông phải phát huy tính tích cực, tự giác, chủ động, sáng tạo HS; phù hợp với đặc điểm môn học, lớp học; bồi dưỡng phương pháp tự học, khả làm việc theo nhóm; rèn luyện kĩ vận dụng kiến thức vào thực tiễn, tác động đến tình cảm, đem lại niềm vui hứng thú học cho HS” Do đặc thù mơn Vật lí mơn khoa học thực nghiệm, nên khâu quan trọng trình đổi phương pháp dạy học Vật lí tăng cường hoạt động nghiên cứu tìm hiểu ứng dụng kỹ thuật Vật lí học sinh q trình học tập thơng qua việc giao nhiệm vụ liên quan đến việc tìm hiểu công dụng, nguyên tắc hoạt động, cấu tạo chế tạo thí nghiệm để học sinh nghiên cứu khoa học, qua giúp học sinh hiểu sâu sắc kiến thức Vật lí Thơng qua nhiệm vụ này, học sinh rèn luyện kĩ năng, kỹ xảo, giáo dục tổng hợp, hình thành tư sáng tạo tinh thần làm việc tập thể Từ đó, học sinh có hội phát triển lực người công dân thời đại Để làm điều cần phải đổi toàn diện nhiệm vụ dạy học: nội dung, phương tiện, phương pháp Trong đề tài này, đề cập đến việc nghiên cứu vận dụng quan điểm giáo dục STEM, tương đối Việt Nam Đây phương thức giáo dục tích hợp theo cách tiếp cận liên môn thông qua thực hành, ứng dụng, trải nghiệm sáng tạo Giáo dục STEM chất hiểu trang bị cho người học kiến thức kỹ cần thiết liên quan đến lĩnh vực khoa học, công nghệ, kỹ thuật toán học Các kiến thức kỹ (gọi kỹ STEM) phải tích hợp, lồng ghép bổ trợ cho giúp học sinh không hiểu biết ngun lý mà cịn áp dụng để thực hành tạo sản phẩm sống ngày Giáo dục STEM xóa khoảng cách lý thuyết thực tiễn, tạo người có lực làm việc mơi trường có tính sáng tạo cao với cơng việc địi hỏi trí óc kỷ 21 Điều phù hợp với cách tiếp cận tích hợp Chương trình GDPT Vì thế, tư tưởng giáo dục STEM cần khai thác đưa vào mạnh mẽ Chương trình GDPT Qua trình nghiên cứu giảng dạy chương trình Vật lí 12, tơi thấy kiến thức phần “Dịng điện xoay chiều” Vật lý 12 có nhiều ứng dụng đời sống kĩ thuật Giáo viên tổ chức cho nhóm học sinh nghiên cứu cấu tạo, công dụng, nguyên tắc hoạt động, tự thiết kế làm thí nghiệm nhà tạo hội rèn luyện kĩ năng, thao tác thí nghiệm, biết ứng dụng kiến thức lý thuyết vào đời sống kĩ thuật, điều làm cho việc hiểu kiến thức học sinh trở nên sâu sắc bền vững Chính lí trên, với mong muốn góp phần vào việc đổi nâng cao chất lượng hiệu dạy học mơn Vật lí trường THPT, tơi xác định đề tài nghiên cứu: “Tổ chức dạy học chương dòng điện xoay chiều Vật lý 12 phương pháp dạy học STEM” Mục đích nghiên cứu - Nghiên cứu việc tổ chức dạy học STEM số nội dung kiến thức phần “Dòng điện xoay chiều”, nhằm phát triển lực giải vấn đề cho học sinh - Đề xuất dự án dạy học STEM phần dòng điện xoay chiều là: “Thiết kế mạch điện để chứng minh độ lệch pha u i, chứng minh phụ thuộc dung kháng cảm kháng vào tần số, xác định điện trở độ tự cảm cuộn dây” “Chế tạo máy phát điện xoay chiều pha” Giả thuyết khoa học Tổ chức dạy học phần “Dòng điện xoay chiều” Vật lý 12 theo định hướng giáo dục STEM cho học sinh tìm hiểu, giải thích tượng hay gặp sống hàng ngày, thiết kế, chế tạo ứng dụng khoa học kỹ thuật, đời sống tạo hứng thú cho học sinh học tập, giúp phát triển lực giải vấn đề cho học sinh Đối tượng phạm vi nghiên cứu a Đối tượng nghiên cứu đề tài - Hoạt động dạy học STEM số kiến thức phần “Dịng điện xoay chiều” Vật lí 12 - Một số thí nghiệm ứng dụng kiến thức phần “Dòng điện xoay chiều” phục vụ cho dạy học STEM - Cơ sở lý thuyết dạy học STEM hình thức dạy học dự án nhằm phát triển lực giải vấn đề thực tiễn cho học sinh b Phạm vi nghiên cứu đề tài: - Hoạt động dạy học STEM số kiến thức phần “Dịng điện xoay chiều” Vật lí 12 Nhiêm vụ nghiên cứu - Nghiên cứu sở lý luận giáo dục STEM sở lý luận phương pháp, quan điểm dạy học đại, đặc biệt quan tâm đến sở lý luận dạy học dự án - Nghiên cứu mục tiêu dạy học kiến thức, kỹ năng, thái độ, phát triển lực mà học sinh cần đạt học kiến thức phần “Dịng điện xoay chiều” Qua đó, xác định thí nghiệm, ứng dụng kỹ thuật chế tạo dạy học STEM phần - Tìm hiểu thực tế dạy học kiến thức phần “Dịng điện xoay chiều” - Vận dụng lí luận dạy học dự án để thiết kế tiến trình dạy học số kiến thức phần “Dòng điện xoay chiều” theo hướng phát triển lực giải vấn đề cho học sinh - Xây dựng công cụ đánh giá phát triển lực giải vấn đề học sinh dạy học STEM Tiến hành thực nghiệm sư phạm nhằm đánh giá tính khả thi nội dung quy trình dạy học STEM xây dựng bước đầu đánh giá hiệu dạy học STEM việc phát triển lực giải vấn đề chất lượng nắm vững kiến thức học sinh Phương pháp nghiên cứu Để thực nhiệm vụ sử dụng phối hợp phương pháp nghiên cứu sau: - Phương pháp nghiên cứu lí luận: + Nghiên cứu văn kiện Đảng, thị Bộ giáo dục Đào tạo + Nghiên cứu tài liệu phương pháp dạy học Vật lí giáo dục học, chương trình, nội dung sách giáo khoa, sách giáo viên, sách tập Vật lí + Nghiên cứu sở lí luận dạy học STEM dạy học Vật lí trường phổ thơng + Nghiên cứu sở lí luận việc thiết kế, chế tạo sử dụng dụng cụ thí nghiệm đơn giản - Phương pháp điều tra, quan sát thực tiễn: + Nghiên cứu thực tiễn dạy học STEM trường trung học phổ thông địa bàn + Tiến hành khảo sát phương pháp điều tra, phương pháp vấn đàm thoại với HS GV - Phương pháp thực nghiệm sư phạm Thực nghiệm sư phạm để đánh giá tính khả thi hiệu của quy trình tổ chức dạy học STEM thiết kế việc phát triển lực giải vấn đề học sinh bao gồm nội dung, hình thức tổ chức dạy học STEM phần “Dịng điện xoay chiều” Vật lý 12 Đóng góp đề tài - Xây dựng chuyên đề dạy học STEM phần Dịng điện xoay chiều Vật lí 12 - Chế tạo số thí nghiệm đơn giản ứng dụng kỹ thuật phần “Dòng điện xoay chiều” bổ sung vào nguồn tài liệu tham khảo cho giáo viên nhà trường Cấu trúc sáng kiến kinh nghiệm Ngoài phần mở đầu, phần kết luận, tài liệu tham khảo phụ lục, cấu trúc skkn gồm có ba phần: I Cơ sở lí luận thực tiễn dạy học STEM theo hướng phát triển lực giải vấn đề cho học sinh II Tổ chức dạy học STEM số nội dung phần dòng điện xoay chiều Vật lý 12 III Thực nghiệm sư phạm B NỘI DUNG: I CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN VỀ DẠY HỌC STEM THEO HƯỚNG PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ CHO HỌC SINH 1.1 Tổng quan Giáo dục STEM STEM viết tắt từ Science (khoa học), Technology (công nghệ), Engineering (kỹ thuật) Maths (toán học) Giáo dục STEM chất hiểu trang bị cho người học kiến thức kỹ cần thiết liên quan đến lĩnh vực khoa học, công nghệ, kỹ thuật toán học Các kiến thức kỹ (gọi kỹ STEM) phải tích hợp, lồng ghép bổ trợ cho giúp học sinh khơng hiểu biết ngun lý mà cịn áp dụng để thực hành tạo sản phẩm sống ngày Việc đưa giáo dục STEM vào trường phổ thông mang lại nhiều ý nghĩa, phù hợp với định hướng đổi giáo dục phổ thông Cụ thể: - Đảm bảo giáo dục toàn diện: Triển khai giáo dục STEM nhà trường, bên cạnh môn học quan tâm như: Tốn, Khoa học, lĩnh vực Cơng nghệ, Kĩ thuật quan tâm, đầu tư tất phương diện (đội ngũ GV, chương trình, sở vật chất) - Nâng cao hứng thú học tập môn học STEM: Những dự án học tập giáo dục STEM hướng tới việc vận dụng kiến thức liên môn để giải vấn đề thực tiễn, HS hoạt động, trải nghiệm thấy ý nghĩa tri thức với sống, nhờ nâng cao hứng thú học tập - Hình thành phát triển lực, phẩm chât cho HS: Khi triển khai dự án học tập STEM, HS hợp tác với nhau, chủ động tự thực nhiệm vụ học; làm quen với hoạt động có tính chất nghiên cứu khoa học Các hoạt động nêu góp phần tích cực vào hình thành phát triển phẩm chất, lực cho HS - Kết nối trường học với cộng đồng: Để đảm bảo triển khai hiệu giáo dục STEM, sở giáo dục phổ thông thường kết nối với sở giáo dục nghề nghiệp, đại học địa phương nhằm khai thác nguồn lực người, sở vật chất để triển khai hoạt động giáo dục STEM Bên cạnh đó, giáo dục STEM trường phổ thông hướng tới giải vấn đề có tính đặc thù địa phương - Hướng nghiệp, phân luồng: Tổ chức tốt giáo dục STEM trường phổ thông, HS trải nghiệm lĩnh vực STEM, đánh giá phù hợp, khiếu, sở thích thân với nghề nghiệp thuộc lĩnh vực STEM Đây cách thức thu hút HS theo học, lựa chọn ngành nghề thuộc lĩnh vực STEM, ngành nghề có nhu cầu cao nguồn nhân lực cách mạng công nghiệp lần thứ Với học sinh phổ thông, việc theo học mơn học STEM cịn có ảnh hưởng tích cực tới khả lựa chọn nghề nghiệp tương lai Khi học nhiều dạng kiến thức thể tích hợp, học sinh chủ động thích thú với việc học tập thay thái độ e ngại tránh né lĩnh vực đó, từ khuyến khích em có định hướng tốt chọn chuyên ngành cho bậc học cao chắn cho nghiệp sau 1.2 Giáo dục STEM dạy học 1.2.1 Khái niệm dạy học STEM Hiện nay, giáo dục STEM nhiều tổ chức, nhà giáo dục quan tâm nghiên cứu Do đó, khái niệm giáo dục STEM định nghĩa dựa cách hiểu khác Có ba cách hiểu giáo dục STEM là: Quan tâm đến môn Khoa học, Cơng nghệ, Kĩ thuật Tốn học: Đây quan niệm giáo dục STEM Bộ giáo dục Mỹ, giáo dục STEM chương trình nhằm cung cấp hỗ trợ, tăng cường, giáo dục Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật Toán học tiểu học trung học bậc sau đại học Đây nghĩa rộng nói giáo dục STEM Tích hợp lĩnh vực Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật Toán học: Kiến thức hàn lâm kết hợp chặt chẽ với học thực tế thông qua việc HS áp dụng kiến thức Khoa học, Cơng nghệ, Kĩ thuật Tốn học vào bối cảnh cụ thể tạo nên kết nối nhà trường, cộng đồng doanh nghiệp Tích hợp từ lĩnh vực Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật Toán học trở lên: Giáo dục STEM phương pháp tiếp cận, khám phá giảng dạy học tập hai hay nhiều môn học STEM, chủ đề STEM nhiều môn học khác nhà trường Trong nghiên cứu giáo dục STEM hiểu theo nghĩa thứ ba tác giả định nghĩa sau: “Giáo dục STEM quan điểm dạy học theo hướng tiếp cận liên ngành từ hai lĩnh vực Khoa học, Cơng nghệ, Kĩ thuật Tốn học trở lên Trong nội dung học tập gắn với thực tiễn, PPDH theo quan điểm dạy học định hướng hành động” 1.2.2 Mục tiêu dạy học STEM Phát triển lực đặc thù môn học thuộc STEM cho HS: Đó kiến thức, kĩ liên quan đến môn học Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật Tốn học Trong HS biết liên kết kiến thức Khoa học, Toán học để giải vấn đề thực tiễn Biết sử dụng, quản lí truy cập Cơng nghệ HS biết quy trình thiết kế chế tạo sản phẩm Phát triển lực cốt lõi cho HS: Giáo dục STEM nhằm chuẩn bị cho HS hội thách thức kinh tế cạnh tranh toàn cầu kỉ 21 Bên cạnh hiểu biết lĩnh vực Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật, Toán học, HS phát triển tư phê phán, khả hợp tác để thành công Định hướng nghề nghiệp cho HS: Giáo dục STEM tạo cho HS có kiến thức, kĩ mang tính tảng cho việc học tập bậc học cao cho nghề nghiệp tương lai HS Từ đó, góp phần xây dựng lực lượng lao động có lực, phẩm chất tốt đặc biệt lao động lĩnh vực STEM nhằm đáp ứng mục tiêu xây dựng phát triển đất nước 1.2.3 Các kỹ dạy học STEM Những kỹ STEM tích hợp kỹ năng: + Kỹ khoa học: Học sinh trang bị kiến thức khái niệm, nguyên lý, định luật sở lý thuyết giáo dục khoa học Mục tiêu quan trọng thơng qua giáo dục khoa học, học sinh có khả liên kết kiến thức để thực hành có tư để sử dụng kiến thức vào thực tiễn để giải vấn đề thực tế + Kỹ cơng nghệ: Học sinh có khả sử dụng, quản lý, hiểu biết, truy cập công nghệ từ vật dụng đơn giản bút, quạt đến hệ thống phức tạp mạng internet, máy móc Kỹ kỹ thuật: Học sinh trang bị kỹ sản xuất đối tượng hiểu quy trình để làm Vấn đề địi hỏi học sinh phải có khả phân tích, tổng hợp kết hợp để biết cách làm để cân yếu tố liên quan (như khoa học, nghệ thuật, công nghệ, kỹ thuật) để có giải pháp tốt thiết kế xây dựng quy trình Ngồi học sinh cịn có khả nhìn nhận nhu cầu phản ứng xã hội vấn đề liên quan đến kỹ thuật Kỹ toán học: Là khả nhìn nhận nắm bắt vai trị tốn học khía cạnh tồn giới Học sinh có kỹ tốn học có khả thể ý tưởng cách xác, có khả áp dụng khái niệm kĩ toán học vào sống ngày 1.2.4 Chủ đề giáo dục STEM Khi xây dựng chủ đề giáo dục STEM, số câu hỏi gặp phải với GV liệu chủ đề xây dựng có theo tinh thần STEM hay khơng chủ đề tích hợp khoa học đơn Điều tạo nên phân biệt chủ đề giáo dục STEM với chủ đề học tập khác Điều cần phải khẳng định trước hết chủ đề dạy học theo định hướng STEM phải chủ đề mang tính tích hợp Khái niệm STEM hay giáo dục STEM khái niệm rộng nhiều tầng bậc, điều ảnh hưởng tới việc xác định hay cách đánh giá chủ đề giáo dục STEM Trong nội dung trình bày nghiên cứu đề xuất số tiêu chí nhằm xác định chủ đề giáo dục STEM 10 ... cứu: ? ?Tổ chức dạy học chương dòng điện xoay chiều Vật lý 12 phương pháp dạy học STEM? ?? Mục đích nghiên cứu - Nghiên cứu việc tổ chức dạy học STEM số nội dung kiến thức phần ? ?Dòng điện xoay chiều? ??,... hình dạy học theo định hướng giáo dục SEM xây dựng dựa sở dạy học dự án Khi thực đề tài nghiên cứu ? ?Tổ chức dạy học chương dòng điện xoay chiều Vật lý 12 phương pháp dạy học STEM? ?? tơi áp dụng phương. .. gồm nội dung, hình thức tổ chức dạy học STEM phần “Dịng điện xoay chiều? ?? Vật lý 12 Đóng góp đề tài - Xây dựng chuyên đề dạy học STEM phần Dịng điện xoay chiều Vật lí 12 - Chế tạo số thí nghiệm