(SKKN HAY NHẤT) vận dụng giáo dục STEM vào chủ đề các dụng cụ quang học kính thiên văn ống nhòm vật lý 11 THPT

1 Mở đầu 1.1 Lí chọn đề tài Các dụng cụ quang học phần thiếu Vật lý Trong chương trình THPT, dụng cụ quang học giảng dạy Vật lý lớp 11 Tuy nhiên, mảng kiến thức chưa có quan tâm mức, xứng với tầm quan trọng từ phía học sinh từ phía giáo viên dạy Vật lý nhiều lý Thứ nhất, dụng cụ quang học phần kiến thức khó Thứ hai, lượng kiến thức dụng cụ quang học không sử dụng nhiều kỳ thi tuyển sinh vào trường Đại học Cao đẳng 10 năm trở lại Thứ ba, việc kiểm tra đánh giá quan tâm đến kĩ thực hành học sinh, điều khiến người dạy người học khơng có hứng thú với việc tìm tịi tiếp thu kiến thức để vận dụng vào thực tiễn Tuy nhiên với việc đổi phương pháp nội dung kiểm tra đánh giá dụng cụ quang học cần có quan tâm trở lại Thực tế giảng dạy trường phổ thông nhận thấy: Giáo viên dạy học phần nặng truyền đạt kiến thức lý thuyết, chưa đưa kiến thức mang tính thực tế vào giảng dạy chưa phát triển khả quan sát tư duy, lực tồn diện học sinh Vì để giúp học sinh hiểu ứng dụng khoa học kĩ thuật, chế tạo sản phẩm áp dụng vào thực tế đời sống, đồng thời giúp học sinh hiểu cách sâu sắc kiến thức vật lí mang lại hứng thú, niềm đam mê cho học sinh học mơn vật lí Với lí chọn đề tài: Vận dụng giáo dục STEM vào chủ đề “ dụng cụ quang học - kính thiên văn - Ống nhịm” - Vật lý 11 THPT 1.2 Mục đích nghiên cứu: -Tìm hiểu thực trạng dạy học dụng cụ quang học – Vật lí 11 trường THPT - Hệ thống kiến thức phần dụng cụ quang học đặc biệt kính thiên văn – Vật lí 11 Đề xuất số biện pháp nâng cao chất lượng dạy học, vận dụng kiến thức học vào thực tế 1.3 Đối tượng nghiên cứu - Đề tài nghiên cứu : + Hệ thống kiến thức phần dụng cụ quang học Vật lí 11 THPT + Định hướng cho học sinh thiết kế chế tạo số dụng cụ quang học đơn giản trường THPT + Bước đầu nghiên cứu hiệu dạy học STEM trường phổ thông 1.4 Phương pháp nghiên cứu? - Phương pháp nghiên cứu lý thuyết + Nghiên cứu tài liệu chủ trương, đường lối Đảng nhà nước công tác giáo dục tài liệu, sách báo có liên quan đến đề tài UAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com + Nghiên cứu tài liệu lý luận dạy học tích cực + Nghiên cứu nội dung chương trình giáo dục phổ thơng hành - Phương pháp điều tra, quan sát sư phạm: + Trao đổi với giáo viên, học sinh việc dạy học theo chủ đề STEM - Phương pháp thực nghiệm: Dạy theo giáo án thiết kế theo chủ đề STEM - Phương pháp thống kê, xử lý số liệu để đánh giá mức độ hiệu sáng kiến Nội dung sáng kiến kinh nghiệm 2.1 Cơ sở lí luận sáng kiến kinh nghiệm 2.1.1 Khái niệm dạy học STEM STEM thuật ngữ xuất phát từ phương pháp giảng dạy học tập tích hợp nội dung kỹ khoa học, công nghệ, kỹ thuật tốn học Giáo dục STEM mơ hình giáo dục dựa cách tiếp cận liên môn, giúp học sinh áp dụng áp dụng để giải vấn đề sống hàng ngày Thuật ngữ STEM hiểu “tổ hợp đa lĩnh vực” bao gồm: Khoa học (Science), Công nghệ (Technology), Kỹ thuật( Engineering) Toán học (Mathematics) Bốn lĩnh vực mô tả sau: Khoa học, việc nghiên cứu giới tự nhiên, bao gồm quy luật tự nhiên Vật lý, Hoá học, Sinh học giải ứng dụng tượng, nguyên lý, quan niệm quy tắc môn Khoa học vừa chỉnh thể kiến thức tích luỹ qua thời gian, vừa tiến trình -mang tính khoa học -tạo kiến thức Kiến thức từ khoa học cung cấp thơng tin cho tiến trình thiết kế kỹ thuật Công nghệ, lĩnh vực, theo nghĩa chặt chẽ nhất, bao gồm toàn hệ thống người tổ chức, kiến thức, tiến trình, thiết bị dùng để tạo thao tác đồ vật (tạo tác) công nghệ, đồ vật Suốt chiều dài lịch sử, người tạo công nghệ để thoả mãn mong muốn nhu cầu Phần lớn cơng nghệ đại sản phẩm khoa học kỹ thuật, công cụ công nghệ sử dụng hai lĩnh vực Kỹ thuật, vừa chỉnh thể kiến thức -về thiết kế chế tạo sản phẩm nhân tạo -vừa trình giải vấn đề Quá trình chịu ảnh hưởng ràng buộc Một số quy luật tự nhiên, khoa học Những ràng buộc khác kể đến thời gian, tiền bạc, nguyên vật liệu sẵn có, hệ sinh thái, quy định mơi trường, khả sản xuất sửa chữa Kỹ thuật sử dụng khái niệm khoa học toán học cơng cụ cơng nghệ Tốn học, việc nghiên cứu mơ hình mối quan hệ số lượng, số không gian Không giống khoa học, nơi chứng thực nghiệm tìm kiếm để đảm bảo bác bỏ mệnh đề, mệnh đề toán UAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com học đảm bảo lập luận logic dựa giả định Những lập luận logic, thân phần tốn học với mệnh đề Cũng khoa học, kiến thức tốn ngày phát triển, khơng giống khoa học, kiến thức tốn khơng thể bị bác bỏ, giả định bị thay đổi Các loại khái niệm toán đặc thù 12 năm học phổ thông bao gồm số số học, đại số, hàm số, hình học, xác suất, thống kê Toán học dùng khoa học, kỹ thuật côngnghệ.Không đơn mô tả bốn lĩnh vực STEM, đoạn trích nói cịn cho thấy bốn lĩnh vực diện cách riêng lẻ mà cần phải tích hợp, liên kếtchặt chẽ với 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 2.1.2 Xây dựng tổ chức thực dạy học STEM Hoạt động chủ đề Hoạt động 1: toán thực tiễn Hoạt động2: Thiết kế sản phẩm Hoạt động 3: Xây dựng sản phẩm Hoạt động 4: Thử nghiệm đánh giá sản phẩm Hoạt động 5: Hoàn thiện sản phẩm Hoạt động 6: Báo cáo đánh giá sản phẩm Hoạt động 7: Đưa sản phẩm vào thực tế 2.2 Thực trạng vấn đề trước áp dụng sáng kiến kinh nghiệm Qua thực tế dạy học mơn vật lí trường THPT, tơi nhận thấy vật lí mơn khoa học thực nghiệm, dạy lí thuyết hàn lâm, khơng đưa thực nghiệm đề sốngvào học làm cho kiến thức vật lí khó nhàm chán, đưa giáo dục STEM vào dạy học Vật lí làm thầy trị có nhìn mới, cách tiêp cận mới, học trò vận dụng tốt kiến thức học vào thực tế học trò trải nghiệm, vận dụng kiến thức học vào chế tạo làm học trò say mê, hứng thú Chương trình thi cử nặng lí thuyết giải tập nên đa số học sinh phải học kiến thức để phục vụ cho kì thi, em nhìn thấy vật lí đời sống, ứng dụng vật lí thực tế Học sinh có hội trải nghiệm thực tế, làm việc học em tăng phần áp lực nặng nề, không hứng thú say mê UAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Việc tổ chức dạy học theo định hướng giáo dục stem bắt đầu triển khai nhà trường phổ thông, nên việc tổ chức chưa đồng bộ, giáo viên cịn gặp nhiều khó khăn giảng dạy * Nguyên nhân Nội dung kiến thức phần mắt dụng cụ quang Vật lí 11 rộng, cần phải tiến hành nhiều hoạt động thí nghiệm, thực nghiệm Do đó, bên cạnh hoạt động dạy học khóa phải tổ chức hoạt động ngoại khóa Việc giảng dạy kiến thức cho học sinh nói chung kiến thức Vật lí phần Mắt dụng cụ quang học Vật lí 11 nói riêng số trường tiến hành theo lối “truyền thụ chiều” hay “thông báo – tái hiện”, chưa có quan tâm mức đến việc đổi phương pháp dạy học theo hướng đại, phát huy tính tích cực, tự giác, sáng tạo học sinh Hoạt động kiểm tra đánh giá chưa bảo đảm yêu cầu khách quan, trọng đến đánh giá cuồi kỳ mà chưa trọng đánh giá thường xuyên trình dạy học Nội dung đề thi, kiểm tra chủ yếu nằm chương trình sách giáo khoa vận dụng kiến thức để giải tập định lượng, ứng dụng thực tiễn 2.3 Giải pháp sử dụng để giải vấn đề CHỦ ĐỀ: KÍNH THIÊN VĂN - ỐNG NHỊM Hạng mục I/ Mục tiêu UAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com II/ Bộ câu hỏi định hướng III/ Các nội dung STEM IV/ Đối tượng V/ Thời gian, địa điểm UAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com VI/ Sản phẩm dự kiến VII/ Công cụ đánh giá VIII/ Chuẩn bị IX/ Dự trù kinh phí X/ Tiến trình hoạt động UAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com XI/ Các hoạt động cụ thể Hoạt động GV Hoạt động 1: Tìm hiểu mơ hình TRIAL (10 phút) Mục tiêu hoạt động: Giới thiệu làm quen với mơ hình giải vấn đề TRIAL Phương pháp: Thuyết trình, quan sát Phương tiện, tư liệu: Mơ hình, ví dụ sử dụng mơ hình TRIAL để giải vấn đề GV giới thiệu mơ hình HS lắng nghe, ghi nhận TRIAL TRIAL viết tắt Task (Nhiệm vụ), Recall (Hồi tưởng), Ideas (Ý tưởng), Apply (Ứng dụng) Learnt (Học được) Trong vấn đề ta gặp phải, xác định rõ ràng Nhiệm vụ tiêu chí thành cơng u cầu thiết yếu, tiếp Hồi tưởng thơng tin nguồn lực có động não để đưa Ý tưởng mới, tìm bước phương án giải phù hợp giúp đạt tiêu chí để thành cơng Sau đó, cần Ứng dụng phương pháp ý tưởng để tìm cách giải tốt cho vấn đề, lặp lại bước giải cho thành công Cuối cùng, cần tự đánh giá lại điều vừa Học từ dự án, xác định kỹ chiến lược hợp lý để áp dụng thành thạo sau UAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Hoạt động 2: Đặt vấn đề, nêu nhiệm vụ, yêu cầu (10 phút) Mục tiêu hoạt động: - Nêu quy tắc, yêu cầu chung hoạt động - Cơng bố tiêu chí đánh giá Nêu xác định vấn đề cần giải Phương pháp: Thảo luận, nêu giải vấn đề Giới thiệu dự án, nêu vấn đề: “Ngôi thần tượng em chuẩn bị tổ chức show diễn Việt Nam gặp gỡ fan hâm mộ, Tuy nhiên, số lượng fan đông giá vé vào xem show diễn lại cao nên em mua ghế xa khán đài Ở vị trí đó, em khơng thể nhìn rõ thần tượng Hãy tự thiết kế vào chế tạo ống nhòm đơn giản để đến gần thần tượng nhé! Sau đó, kiến thức học, xác định xem ống nhịm giúp em phóng đại lên lần” Phân chia nhóm, yêu cầu nhóm phân chia chức danh nhóm Đưa tiêu chí đánh giá dự án (đánh giá cá nhân, đánh giá hoạt động nhóm, đánh giá sản phẩm) Hoạt động 3: Học sinh sử dụng mơ hình TRIAL thiết kế phương án chế tạo ống nhòm (20 phút) Mục tiêu hoạt động: - Thiết kế phương án chế tạo ống nhòm mơ hình TRIAL - Xây dựng phương án xác định độ phóng đại ống nhịm Phương pháp: Thảo luận nhóm, nêu giải vấn đề UAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Phương tiện, tư liệu: Khung mơ hình TRIAL khổ A1 GV phát giấy (mơ hình TRIAL), bút cho nhóm tiến hành xây dựng ý tưởng GV yêu cầu nhóm lên trình bày ý tưởng nhóm (mỗi nhóm phút) Các nhóm khác nhận xét, đặt câu hỏi Hoạt động 4: Học sinh tiến hành chế tạo ống nhòm (75 phút) Mục tiêu hoạt động: Học sinh làm việc theo nhóm chế tạo ống nhịm từ dụng cụ có theo phương án thiết kế Phương pháp: Thực hành, làm việc nhóm Phương tiện, tư liệu: Bộ dụng cụ chế tạo sẵn (Kính hội tụ, ống nước, vỏ lon, chai nhựa, keo, băng dính ) + Dụng cụ học sinh tự chuẩn bị theo phương án thiết kế GV yêu cầu nhóm học Học sinh làm việc theo nhóm sinh tiến hành chế tạo ống tiến hành chế tạo ống nhòm nhòm theo phương án theo phương án thiết kế thiết kế GV quan sát nhóm, tư vấn, hỗ trợ cần thiết Hoạt động 5: Xác định độ phóng đại ống nhòm (15 phút) Mục tiêu hoạt động: - Học sinh tiến hành xác định độ phóng đại ống nhòm - Phát triển lực vận dụng kiến thức Vật lí, lực tính tốn, lực hợp tác, làm việc nhóm Phương pháp: Làm việc nhóm, tính tốn Phương tiện, tư liệu: Ống nhịm chế tạo, giấy, bút, máy tính Học sinh tính tốn độ phóng GV u cầu học sinh dựa vào cơng thức tính độ bội đại ống nhịm giác kính thiên văn tính tốn độ phóng đại ống nhịm vừa chế tạo UAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Hoạt động 6: Trình bày sản phẩm, kết (30 phút) Mục tiêu hoạt động: - Học sinh trình bày sản phẩm chế tạo (Ống nhịm) nhóm, nêu ưu nhược điểm, hiệu nhìn vật xa ống nhịm Báo cáo độ phóng đại ống nhòm - Phát triển lực hợp tác, lực tự đánh giá (tự học) Phương pháp: Thuyết trình Phương tiện, tư liệu: Ống nhịm chế tạo GV u cầu nhóm lên trình bày sản phẩm nhóm GV yêu cầu nhóm khác nhận xét, đặt câu hỏi GV yêu cầu nhóm ghi điều học vào mục L – Learnt mơ hình TRIAL Hoạt động 7: Nhận xét, đánh giá (15 phút) Mục tiêu hoạt động: Nêu ưu điểm cần phát huy, hạn chế cần khắc phục dự án Phương pháp: Thuyết trình Phương tiện, tư liệu: Sản phẩm trưng bày nhóm XII Tài liệu tham khảo XIII Rút kinh nghiệm 10 UAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 2.4 Hiệu sáng kiến kinh nghiệm hoạt động giáo dục, với thân, đồng nghiệp nhà trường Sáng kiến mà tơi trình bày áp dụng hai lớp 11A3, 11A6 trường THPT Đào Duy Từ dạy học phần mắt dụng cụ quang, đặc biệt kính thiên văn Vật lí lớp 11 Khi triển khai giảng dạy, nhận thấy em học sinh bắt đầu học phần mắt dụng cụ quang học cảm thấy khó Việc hệ thống hóa kiến thức mang lại cho học sinh nhìn tổng quát lại thấy rõ ràng việc áp dụng kiến thức vào thực tế cịn hạn chế Tôi dùng phương pháp thực nghiệm đối chứng lớp mà giảng dạy để thấy kết thực đề tài Tôi thử nghiệm với hai lớp học sinh đánh giá tương đương nhiều mặt trước dạy ( kiến thức, tư duy, điều kiện học tập…) Lớp thứ (11A3) dạy kiến thức không yêu cầu học sinh vận dụng kiến thức học vào thực tế hay chế tạo dụng cụ Lớp thứ hai (11A6) dạy theo phương pháp yêu cầu học sinh vận dụng kiến thức học vào công việc chế tạo ống nhòm Kết thống kê điểm sau: -LỚP 11A3: -LỚP 11A6: Nhận xét: Kết phản ánh thực tế tinh thần học tập học sinh sau: + Lớp 11A3: Trong thời gian học nhiều học sinh cảm thấy kiến thức khó hiểu, nhàm chán tỏ lúng túng giải thích tượng liên quan thực tế + Lớp 11A6: Thực thấy hứng thú, tự giác tích cực tham gia chế tạo dụng cụ, giải thích tượng thực tế em say mê yêu thích mơn vật lí - Để sáng kiến áp dụng có kết mong muốn + Đối với học sinh cần chủ động nghiên cứu nội dung kiến thưc, tích cực chủ động, tự giác học tập, chuẩn bị dụng cụ theo yêu cầu 11 UAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com + Đối với giáo viên cần chuẩn bị chu đáo giáo án, phương pháp dạy học, quan tâm kiểm tra thường xuyên học sinh mức độ hiểu áp dụng kiến thức, hướng dẫn học sinh chi tiết chuẩn bị dụng cụ, xây dựng phương án, thiết kế chế tqạo sản phẩm + Đối với nhà trường: Xây dựng nội dung chương trình phù hợp, thực đổi dạy học kiểm tra đánh giá đồng bộ, khuyến khích em sáng tạo, có động viên kịp thời với sản phẩm có tính thực tiễn Sáng kiến sử dụng làm tư liệu cho tất giáo viên giảng dạy trường phổ thông Kết luận, kiến nghị 3.1 Kết luận Việc phân dạng tập cụ thể tương ứng với vấn đề lý thuyết việc làm quan trọng giúp học sinh nhanh tiến tạo hứng thú say mê học tập mơn Vật lý Những vấn đề lý thuyết trìu tượng lại đòi hỏi hệ hướng dẫn thực hành, hướng dẫn học dinh bước đầu chế tạo dụng cụ dựa kiến thức học Với hệ thống tập quang hình đem áp dụng vào giảng dạy nhận thấy học sinh tiến rõ rệt, em học sinh yếu khơng cịn sai Đó mục đích mà đặt 3.2 Kiến nghị 3.2.1 Đối với giáo viên Tích cực đổi phương pháp dạy học theo hướng đại, phát huy tính tích cực, chủ động, sáng tạo học sinh Tăng cường công tác trao đổi phương pháp dạy học với đồng nghiệp, kịp thời cập nhật kiến thức giáo án, phù hợp với nhận thức đối tượng Khai thác sử dụng có hiệu phương tiện dạy học, ứng dụng công nghệ thông tin dạy học 3.2.2 Đối với Ban giám hiệu Thường xuyên tổ chức buổi hội thảo, tọa đàm trao đổi kinh nghiệm dạy học theo định hướng giáo dục STEM cho đội ngũ giáo viên Mặc dù cố gắng chắn khơng tránh khỏi sai sót ngồi ý muốn, mong phê bình góp ý anh chị đồng nghiệp để đề tài hồn thiện Tơi xin chân thành cảm ơn! 12 UAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com XÁC NHẬN CỦA CƠ QUAN Thanh hóa, ngày 15 tháng năm 2021 Tôi xin cam đoan sáng kiên kinh nghiệm viết, khơng chép nội dung người khác Đào Thị Bích Hạnh 13 UAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com ... nghiệm đề sốngvào học làm cho kiến thức vật lí khó nhàm chán, đưa giáo dục STEM vào dạy học Vật lí làm thầy trị có nhìn mới, cách tiêp cận mới, học trò vận dụng tốt kiến thức học vào thực tế học. .. động giáo dục, với thân, đồng nghiệp nhà trường Sáng kiến mà tơi trình bày áp dụng hai lớp 11A3, 11A6 trường THPT Đào Duy Từ dạy học phần mắt dụng cụ quang, đặc biệt kính thiên văn Vật lí lớp 11. .. thức học vào thực tế hay chế tạo dụng cụ Lớp thứ hai (11A6) dạy theo phương pháp yêu cầu học sinh vận dụng kiến thức học vào cơng việc chế tạo ống nhịm Kết thống kê điểm sau: -LỚP 11A3: -LỚP 11A6: