(SKKN HAY NHẤT) THỰC HIỆN CHỦ đề GIÁO dục STEM THIẾT kế và CHẾ tạo THIẾT bị dò tìm dây điện âm TƯỜNG TRONG dạy học vật lí lớp 11 ở TRƯỜNG THPT NHƯ THANH

1 MỞ ĐẦU 1.1 Lí chọn đề tài Vật lý môn khoa học tự nhiên tập trung nghiên cứu vật chất; chuyển động vật chất không gian thời gian Vật lý học biết đến môn khoa học lâu đời với mục đích tìm hiểu vận động vũ trụ Vật lý cịn có nhiều đóng góp quan trọng cho tiến khoa học, công nghệ nhờ phát kiến lý thuyết vật lý, ví dụ: tivi, internet, thiết bị dân dụng hay lượng hạt nhân,… Nền tảng để học Vật lý Tốn học, nhiên mơn Vật lý mơn khoa học có tính cơng nghệ, kỹ thuật cao, có liên quan nhiều đến thực nghiệm thực tiễn Theo tinh thần của Nghị số 29 - NQ/TW ngày 04 tháng 11 năm 2013 Hội nghị lần thứ - Ban Chấp hành Trung ương khóa XI, thực đổi phương pháp dạy học Vật lý theo hướng đại phương pháp dạy học Vật lí theo hướng tăng cường hoạt động nghiên cứu, tìm hiểu ứng dụng kỹ thuật học sinh trình học tập Thơng qua việc giao nhiệm vụ tìm hiểu cơng dụng, nguyên tắc hoạt động, cấu tạo, chế tạo thí nghiệm, học sinh nghiên cứu khoa học nhờ học sinh hiểu sâu sắc kiến thức Vật lí Trong đề tài này, tơi đề cập đến việc vận dụng quan điểm giáo dục STEM vào dạy học Vật lý STEM 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 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 ứng dụng sống - phá khoảng cách lí thuyết thực tiễn Điều phù hợp với cách tiếp cận tích hợp Chương trình GDPT Hơn nữa, thực tế cho thấy, nhiều đơn vị kiến thức có tính giao thoa, liên hệ tương đối gần trùng lặp chương trình học (bao gồm kiến thức môn theo bậc học kiến thức môn học khác theo bậc học), giáo dục STEM tích hợp kiến thức lại giúp giảm tải thời lượng học mà học sinh lại hiểu sâu sắc kiến thức vận dụng kiến thức tốt sống Qua q trình nghiên cứu, giảng dạy chương trình Vật lí 11, tơi thấy xây dựng số chủ đề giáo dục STEM, với mong muốn góp phần vào việc đổi phương pháp dạy học, nâng cao chất lượng dạy học mơn Vật lí trường THPT, giới hạn sáng kiến, chọn đề tài nghiên cứu: Thực chủ đề giáo dục STEM: “Thiết kế chế tạo thiết bị dị tìm dây điện âm tường” dạy học Vật lí lớp 11 trường THPT Như Thanh 1.2 Mục đích nghiên cứu - Nghiên cứu việc tổ chức dạy học STEM số chủ đề liên quan đến nội dung kiến thức Vật lí 11 THPT, nhằm phát triển lực giải vấn đề cho học sinh LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com - Đề xuất chủ đề dạy học STEM: “Thiết kế chế tạo thiết bị dị tìm dây điện âm tường dạy học Vật lí 11” 1.3 Đối tượng nghiên cứu - Cơ sở lý thuyết dạy học STEM hình thức dạy học theo chủ đề STEM nhằm phát triển lực giải vấn đề thực tiễn cho học sinh; - Hoạt động dạy học theo chủ đề STEM số kiến thức Vật lí 11, phạm vi sáng kiến này, tập trung nghiên cứu kiến thức tượng cảm ứng điện từ, ứng dụng để chế tạo thiết bị dò điện âm tường 1.4 Nhiệm vụ nghiên cứu - Nghiên cứu sở lý luận giáo dục STEM, sở lý luận dạy học theo chủ đề STEM; - Nghiên cứu mục tiêu dạy học (về kiến thức, kỹ năng, thái độ ) dạy học chủ đề STEM; - Nghiên cứu tính hiệu việc thực chủ đề giáo dục STEM 1.5 Phương pháp nghiên cứu - Phương pháp nghiên cứu xây dựng sở lí thuyết; - Phương pháp điều tra khảo sát thực tế, thu thập thông tin; - Phương pháp thống kê, xử lí số liệu 1.6 Cấu trúc Sáng kiến Ngoài phần mở đầu, phần kết luận tài liệu tham khảo, cấu trúc sáng kiến gồm có phần: - Cơ sở lí luận sáng kiến kinh nghiệm; - Thực trạng vấn đề trước áp dụng sáng kiến kinh nghiệm; - Xây dựng chủ đề STEM dạy học Vật lí trường THPT Như Thanh; - Kết triển khai sáng kiến; - Hiệu sáng kiến kinh nghiệm hoạt động giáo dục, với thân, đồng nghiệp nhà trường LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com NỘI DUNG SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM 2.1 Cơ sở lí luận sáng kiến kinh nghiệm 2.1.1 Khái niệm dạy học STEM 2.1.1.1 Thuật ngữ STEM STEM thuật ngữ viết tắt từ Science (Khoa học), Technology (Công nghệ), Engineering (Kĩ thuật) Mathematics (Toán học) - sử dụng bàn đến sách phát triển Khoa học, Cơng nghệ, Kĩ thuật Tốn học quốc gia Sự phát triển Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật Tốn học mơ tả chu trình STEM (Hình 1), Science quy trình sáng tạo kiến thức khoa học; Engineering quy trình sử dụng kiến thức khoa học để thiết kế công nghệ nhằm giải vấn đề; Tốn cơng cụ sử dụng để thu nhận kết chia sẻ kết với người khác [1] Science Math Scientists: answer questions (Nhà khoa học: Trả lời câu hỏi) Engineers: Solve problems (Kỹ sư: Giải vấn đề) Technology Knowledge Engineering the STEM cycle Hình 1: Chu trình STEM [2] Trong chu trình STEM, quy trình tiếp nối nhau, khép kín thành chu trình sáng tạo khoa học – kĩ thuật theo mơ hình "xốy ốc" mà sau chu trình lượng kiến thức khoa học tăng lên với cơng nghệ phát triển trình độ cao 2.1.1.2 Giáo dục STEM Phỏng theo chu trình STEM, giáo dục STEM đặt học sinh trước vấn đề thực tiễn ("cơng nghệ" tại) cần giải quyết, địi hỏi học sinh phải tìm tịi, chiếm lĩnh kiến thức khoa học vận dụng kiến thức để thiết kế thực giải pháp giải vấn đề ("công nghệ" mới) Giáo dục STEM cách tiếp cận liên ngành q trình học, khái niệm học thuật mang tính nguyên tắc lồng ghép với học giới thực, học sinh áp dụng kiến thức khoa học, cơng nghệ, kỹ thuật tốn vào bối cảnh cụ thể, giúp kết nối trường học, cộng đồng, nơi làm việc tổ chức toàn cầu, để từ phát triển LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com lực lĩnh vực STEM với cạnh tranh kinh kế mới” [3] Các mức độ áp dụng giáo dục STEM giáo dục phổ thông sau: a Dạy học môn học theo phương thức giáo dục STEM Đây hình thức tổ chức giáo dục STEM chủ yếu nhà trường, học, chủ đề, hoạt động giáo dục STEM triển khai q trình dạy học mơn học STEM theo tiếp cận liên mơn, bám sát chương trình môn học không làm phát sinh thêm thời gian học tập b Tổ chức hoạt động trải nghiệm STEM Trong hoạt động trải nghiệm STEM, học sinh khám phá ứng dụng khoa học, kỹ thuật thực tiễn đời sống Qua đó, nhận biết ý nghĩa khoa học, công nghệ, kỹ thuật toán học đời sống người, nâng cao hứng thú học tập môn học STEM Để tổ chức thành công hoạt động trải nghiệm STEM, cần có tham gia, hợp tác bên liên quan trường trung học, sở giáo dục nghề nghiệp, trường đại học, doanh nghiệp c Tổ chức hoạt động nghiên cứu khoa học, kĩ thuật Giáo dục STEM triển khai thơng qua hoạt động nghiên cứu khoa học tổ chức thi sáng tạo khoa học kỹ thuật, tiền đề phát triển hoạt động sáng tạo khoa học kỹ thuật triển khai dự án nghiên cứu khuôn khổ thi khoa học kỹ thuật dành cho học sinh trung học [4] Ở Mỹ, giáo dục STEM có nhóm mục tiêu sau: - Xây dựng lực nhận thức STEM cho hệ công dân tương lai - Chuẩn bị lực cần thiết cho nguồn lực lao động kỷ 21 - Tập trung nghiên cứu, phát triển đổi lĩnh vực giáo dục ngành nghề STEM [4] 2.1.1.3 Vai trò, ý nghĩa giáo dục STEM Việc đưa giáo dục STEM vào trường trung học mang lại nhiều ý nghĩa, phù hợp với định hướng đổi giáo dục phổ thơng Cụ thể là: - Đảm bảo giáo dục tồn diện; - Nâng cao hứng thú học tập môn học STEM; - Hình thành phát triển lực, phẩm chất cho học sinh; - Kết nối trường học với cộng đồng; - Hướng nghiệp, phân luồng [1] Nguyên Thứ trưởng Giáo dục Đào tạo Nguyễn Hữu Độ cho rằng: việc dạy học chủ đề STEM dạy học gắn với thực tiễn, hội đổi tư dạy học, khuyến khích sáng tạo tăng cường hợp tác công việc giáo viên; đồng thời tăng cường khả vận dụng tổng hợp kiến thức, khả tự học, tự nghiên cứu học sinh thúc đẩy tham gia gia đình, cộng đồng vào hoạt động giáo dục nhà trường Đây sở quan trọng để địa phương, sở giáo dục trung học thực thành cơng giáo dục STEM chương trình giáo dục phổ thông [5] 2.1.2 Giáo dục STEM trường trung học 2.1.2.1 Dạy học môn khoa học theo phương thức giáo dục STEM LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Tiến trình học STEM thực theo quy trình kĩ thuật (Hình 2), việc "Nghiên cứu kiến thức nền" (background research) tiến trình dạy học học STEM việc học để chiếm lĩnh nội dung kiến thức chương trình giáo dục phổ thơng tương ứng với vấn đề cần giải học, học sinh người chủ động nghiên cứu sách giáo khoa, tài liệu bổ trợ, tiến hành thí nghiệm theo chương trình học (nếu có) hướng dẫn giáo viên; vận dụng kiến thức học để đề xuất, lựa chọn giải pháp giải vấn đề; thực hành thiết kế, chế tạo, thử nghiệm mẫu; chia sẻ, thảo luận, điều chỉnh thiết kế Thơng qua q trình học tập đó, học sinh rèn luyện nhiều kĩ để phát triển phẩm chất, lực [1] Xác định vấn đề Nghiên cứu kiến thức Tốn Lý Hóa Sinh Tin CN (Nội dung dạy học theo chương trình xếp lại phù hợp) Đề xuất giải pháp/bản thiết kế Lựa chọn giải pháp/bản thiết kế Chế tạo mơ hình (ngun mẫu) Thử nghiệm đánh giá Chia sẻ thảo luận Điều chỉnh thiết kế Hình 2: Tiến trình học STEM [1] 2.1.2.2 Quy trình xây dựng học STEM - Bước 1: Lựa chọn chủ đề học Căn vào nội dung kiến thức chương trình mơn học tượng, 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 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Nội dung Tiêu chí Tổ Kế hoạch tài liệu Sau chọn chủ đề học, cần xác định vấn đề cần giải để giao cho học sinh thực cho giải vấn đề đó, học sinh phải học kiến thức, kĩ cần dạy chương trình mơn học lựa chọn (đối với STEM kiến tạo) vận dụng kiến thức, kỹ biết (đối với STEM vận dụng) để xây dựng học Trong trình này, việc thử nghiệm chế tạo trước nguyên mẫu hỗ trợ tốt trình xây dựng chủ đề Qua trình xây dựng, giáo viên hình dung khó khăn học sinh gặp phải, hội vận dụng kiến thức để giải vấn đề xác định đắn tiêu chí sản phẩm bước - Bước 3: Xây dựng tiêu chí thiết bị/giải pháp giải vấn đề Sau xác định vấn đề cần giải quyết/sản phẩm cần chế tạo, cần xác định rõ tiêu chí giải pháp/sản phẩm Những tiêu chí quan trọng để đề xuất giả thuyết khoa học/giải pháp giải vấn đề/thiết kế mẫu sản phẩm Các tiêu chí phải hướng tới việc định hướng trình học tập vận dụng kiến thức học sinh không nên tập trung đánh giá sản phẩm vật chất - Bước 4: Thiết kế tiến trình tổ chức hoạt động dạy học Tiến trình tổ chức hoạt động dạy học thiết kế theo phương pháp kĩ thuật dạy học tích cực với loại hoạt động học nêu Mỗi hoạt động học thiết kế rõ ràng mục đích, nội dung sản phẩm học tập mà học sinh phải hồn thành Các hoạt động học tổ chức lớp học (ở trường, nhà cộng đồng) Cần thiết kế học điện tử mạng để hướng dẫn, hỗ trợ hoạt động học học sinh bên lớp học [1] 2.1.2.3 Tiêu chí đánh giá học STEM Mỗi học STEM thực nhiều tiết học nên hoạt động học thực ngồi lớp học Vì thế, tiết học thực số hoạt động học tiến trình học theo phương pháp dạy học tích cực sử dụng Các tiêu chí đánh giá tiến trình dạy học nêu rõ Công văn số 5555/BGDĐT–GDTrH ngày 08/10/2014 Mức độ phù hợp chuỗi hoạt động học với mục tiêu, nội dung phương pháp dạy học sử dụng Mức độ rõ ràng mục tiêu, nội dung, kĩ thuật tổ chức sản phẩm cần đạt nhiệm vụ học tập Mức độ phù hợp thiết bị dạy học học liệu sử dụng để tổ chức hoạt động học học sinh Mức độ hợp lí phương án kiểm tra, đánh giá trình tổ chức hoạt động học học sinh Mức độ sinh động, hấp dẫn học sinh phương pháp hình thức chuyển giao nhiệm vụ học tập LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Hoạt động học sinh chức hoạt động học cho học sinh Khả theo dõi, quan sát, phát kịp thời khó khăn học sinh Mức độ phù hợp, hiệu biện pháp hỗ trợ khuyến khích học sinh hợp tác, giúp đỡ thực nhiệm vụ học tập Mức độ hiệu hoạt động giáo viên việc tổng hợp, phân tích, đánh giá kết hoạt động trình thảo luận học sinh Khả tiếp nhận sẵn sàng thực nhiệm vụ học tập tất học sinh lớp Mức độ tích cực, chủ động, sáng tạo, hợp tác học sinh việc thực nhiệm vụ học tập Mức độ tham gia tích cực học sinh trình bày, trao đổi, thảo luận kết thực nhiệm vụ học tập Mức độ đắn, xác, phù hợp kết thực nhiệm vụ học tập học sinh 2.2 Thực trạng vấn đề trước áp dụng sáng kiến kinh nghiệm Phương pháp giáo dục STEM phương pháp dạy học triển khai nhiều năm nước phát triển mang lại nhiều kết thiết thực (ở Mỹ, Canada, Thổ Nhĩ Kỳ, Quatar, ) [5] Căn vào thực tiễn định hướng đổi giáo dục, khẳng định mơ hình dạy học góp phần đổi phương pháp dạy học, đáp ứng yêu cầu chương trình giáo dục phổ thơng tổng thể theo định hướng vận dụng kiến thức vào thực tiễn, trọng vào phát triển phẩm chất, lực người học theo chủ trương đối bản, toàn diện giáo dục Ở Việt Nam, giáo dục STEM dần khẳng định ưu điểm trình dạy học áp dụng mơ hình này, trường THPT cịn tồn vấn đề bất cập sau: - Thứ nhất, sở vật chất, phịng thí nghiệm chưa đáp ứng cho hoạt động nghiên cứu khoa học - Thứ hai, việc thực chủ đề STEM chưa đồng đều, chưa thường xuyên, hoạt động giáo dục STEM chủ yếu thông qua hoạt động nghiên cứu khoa học, kỹ thuật, tham gia thi khoa học, kỹ thuật Chủ đề dự án học tập STEM chủ yếu nội dung hoạt động ngoại khóa nhà trường Có thể nói, hoạt động STEM nhà trường hầu hết hoạt động xã hội hoá với mức chi phí cao dành cho học sinh có nhu cầu thành phố lớn, mơ hình trường khu vực nông thôn hoạt động giáo viên nhà trường tự vận hành với giải pháp giá rẻ phù hợp với điều kiện địa phương - Thứ ba, theo Bộ Giáo dục Đào tạo, qua thực tế triển khai, giáo dục STEM cịn có hạn chế nhận thức cán quản lý, giáo viên, học sinh cộng đồng giáo dục STEM Một số địa phương, đơn vị chưa nhận thức đầy đủ mục đích, ý nghĩa, nội dung hoạt động giáo dục STEM, từ việc triển khai đạo chưa thật tích cực, chưa động viên, khuyến khích kịp thời giáo viên học sinh tham gia nghiên cứu khoa học, kỹ thuật Tâm lý nhiều LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com học sinh phụ huynh học sinh tâm đến việc ôn luyện đề để chuẩn bị cho kỳ thi mà chưa quan tâm đến hoạt động giáo dục STEM Vì vậy, nhiều học sinh có lực khoa học khơng cha mẹ ủng hộ tham gia hoạt động [5] - Thứ tư, tài liệu, giáo trình liên quan đến STEM mơn học chưa cụ thể, khung chương trình giáo dục hành trải kín năm, chưa có chương trình riêng cho STEM nên thời gian cho học sinh học tập theo hướng cịn gặp nhiều khó khăn 2.3 Xây dựng chủ đề STEM dạy học Vật lí trường THPT Như Thanh Trong đời sống nay, điện có vai trị vơ quan trọng, có mặt nơi, lĩnh vực đời sống, lao động sản xuất Song song với lợi ích vơ to lớn đó, điện tồn nguy hiểm không lường hết từ việc sử dụng điện thiếu an toàn; nguy rò rỉ điện, điện giật, cháy nổ chập điện cướp sinh mạng gây thiệt hại lớn tài sản Do vậy, hệ thống thiết bị bảo vệ an toàn điện cho người thiết bị phát dịng điện rị có ý nghĩa thực tiễn to lớn - đảm bảo an tồn, tin cậy cho người sử dụng điện Thơng thường, để kiểm tra xem dây dẫn có dịng điện chạy qua hay không, ta dùng bút thử điện tiếp xúc trực tiếp với nguồn điện cần kiểm tra: đèn bút thử điện sáng có dịng chạy qua dây, ngược lại, đèn khơng sáng dây khơng có điện Trong trường hợp khơng biết xác vị trí đặt dây ta khơng thể dùng bút thử điện, ta phải tìm cách khác Để giải vấn đề vừa nêu, với hướng dẫn giáo viên, em học sinh lớp 11 trường THPT Như Thanh thiết kế chế tạo thiết bị dị tìm dây điện âm tường dựa nghiên cứu ứng dụng tượng cảm ứng điện từ từ linh kiện điện tử đơn giản, dễ kiếm tìm như: điện trở, tranzito, dây đồng, dây dẫn - góp phần tăng cường an tồn sử dụng điện Sau kế hoạch dạy học chủ đề “Thiết kế chế tạo thiết bị dị tìm dây điện âm tường” theo hướng kết hợp việc tự học, tự nghiên cứu nhà học sinh thời gian học lớp, thực sau dạy học xong chương “Cảm ứng điện từ” lớp 11 I Tên chủ đề: “THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO THIẾT BỊ DỊ TÌM DÂY ĐIỆN ÂM TƯỜNG” II Mơ tả chủ đề Chủ để “Thiết kế chế tạo thiết bị dị tìm dây điện âm tường” ý tưởng dạy học theo định hướng giáo dục STEM cho đối tượng học sinh lớp 11 Bằng việc thiết kế chế tạo thiết bị dị tìm dây điện âm tường, HS tìm hiểu cơng việc nhà thiết kế: lên ý tưởng; nghiên cứu tìm hiểu kiến thức; thiết kế chế tạo thiết bị Học sinh vận dụng kiến thức về: Dịng điện khơng đổi Nguồn điện (Bài - Vật lí 11); Định luật Ơm cho tồn mạch (Bài - Vật lí 11); Từ thơng Cảm ứng điện từ (Bài 23 Bài 24 - Vật lí 11) để thiết kế chế tạo thiết bị dị điện âm tường theo tiêu chí cụ thể Sau hoàn thành, học sinh thử nghiệm thiết bị tiến hành đánh giá chất lượng sản phẩm LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com III Mục tiêu Kiến thức - Vận dụng kiến thức tượng cảm ứng điện từ để chế tạo thiết bị dị tìm dây điện âm tường theo yêu cầu tiêu chí cụ thể Kĩ - Tính tốn, vẽ thiết kế thiết bị dị tìm dây điện âm tường đảm bảo tiêu chí đề ra; - Lập kế hoạch cá nhân/nhóm để chế tạo, thử nghiệm thiết bị dựa thiết kế; - Trình bày, bảo vệ thiết kế sản phẩm mình, phản biện ý kiến thảo luận; - Tự nhận xét, đánh giá trình làm việc cá nhân làm việc nhóm Phát triển phẩm chất - Nghiêm túc, chủ động, tích cực tham gia hoạt động học; - u thích khám phá, tìm tòi vận dụng kiến thức học vào giải nhiệm vụ giao; - Có tinh thần trách nhiệm, hịa đồng, giúp đỡ nhóm, lớp; - Có ý thức tuân thủ tiêu chuẩn kĩ thuật giữ vệ sinh chung thực nghiệm Định hướng phát triển lực - Tìm hiểu khoa học, cụ thể ứng dụng tượng cảm ứng điện từ; - Giải nhiệm vụ thiết kế chế tạo thiết bị dị tìm dây điện âm tường cách sáng tạo; - Hợp tác với thành viên nhóm để thống thiết kế phân công thực hiện; - Tự nghiên cứu kiến thức, lên kế hoạch thiết kế, chế tạo, thử nghiệm đánh giá sản phẩm III Thiết bị - Các thiết bị dạy học: giấy A0, mẫu kế hoạch, - Nguyên vật liệu, dụng cụ để chế tạo thử nghiệm “Thiết bị dị tìm dây điện âm tường”: điện trở, tranzito, dây đồng, dây dẫn, băng dính, IV Tiến trình dạy học Hoạt động XÁC ĐỊNH YÊU CẦU THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO THIẾT BỊ DỊ TÌM DÂY ĐIỆN ÂM TƯỜNG (HS làm việc cá nhân, nhóm ngày - ngồi lớp) A Mục đích - Học sinh phân tích, hiểu rõ yêu cầu “Thiết kế chế tạo thiết bị dị tìm dây điện âm tường” (do giáo viên cung cấp) theo tiêu chí: cấu tạo đơn giản; dễ làm từ nguyên liệu dễ kiếm; chi phí tiết kiệm - Học sinh hiểu rõ yêu cầu vận dụng kiến thức tượng cảm ứng điện từ để thiết kế, thuyết minh thiết kế trước sử dụng nguyên vật liệu, dụng cụ chuẩn bị trước để chế tạo, thử nghiệm sản phẩm LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com B Nội dung - Tìm hiểu số thiết bị dị tìm dây điện âm tường để xác định kiến thức tượng cảm ứng điện từ ứng dụng việc đảm bảo an toàn sử dụng điện - Xác định nhiệm vụ chế tạo thiết bị dị tìm dây điện âm tường với tiêu chí: Phiếu số 1: Đánh giá sản phẩm dị tìm dây điện âm tường Tiêu chí Thiết bị chế tạo ngun lí Thiết bị có cấu tạo đơn giản Thiết bị dễ sử dụng, hoạt động hiệu Chi phí làm thiết bị tiết kiệm Tổng điểm Điểm chấm Điểm tối đa 40 20 30 10 100 - Mơ tả giải thích cách định tính nguyên lí chế tạo thiết bị - Xác định kiến thức cần sử dụng để thiết kế, chế tạo thiết bị dị tìm dây điện âm tường cho C Dự kiến sản phẩm hoạt động học sinh - Mơ tả giải thích cách định tính nguyên lí chế tạo thiết bị dị tìm dây điện âm tường; - Xác định kiến thức cần sử dụng để thiết kế, chế tạo thiết bị dị tìm dây điện âm tường theo tiêu chí cho D Cách thức tổ chức hoạt động - Giáo viên giao cho học sinh tìm hiểu thiết bị dị tìm dây điện âm tường (mơ tả, xem hình ảnh, video…) với u cầu: mơ tả đặc điểm, hoạt động thiết bị dị tìm dây điện âm tường; giải thích thiết bị dị tìm dây điện tường - Học sinh ghi lời mơ tả, giải thích vào cá nhân; trao đổi với bạn nhóm; trình bày thảo luận chung - Giáo viên xác nhận kiến thức cần sử dụng tượng cảm ứng điện từ giao nhiệm vụ cho học sinh tìm hiểu sách giáo khoa để giải thích cách đầy đủ, khoa học thông qua việc thiết kế, chế tạo thiết bị dị tìm dây điện âm tường với tiêu chí cho Hoạt động NGHIÊN CỨU KIẾN THỨC TRỌNG TÂM VÀ XÂY DỰNG BẢN THIẾT KẾ (HS làm việc cá nhân, nhóm ngày - ngồi lớp) A Mục đích Học sinh ơn tập kiến thức tượng cảm ứng điện từ; đề xuất, xây dựng thiết kế thiết bị dị tìm dây điện 10 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com B Nội dung - Học sinh nghiên cứu sách giáo khoa, tài liệu tham khảo kiến thức trọng tâm: Dịng điện khơng đổi Nguồn điện (Bài - Vật lí 11); Định luật Ơm cho tồn mạch (Bài - Vật lí 11); Từ thơng Cảm ứng điện từ (Bài 23 Bài 24 - Vật lí 11) - Học sinh thảo luận thiết kế thiết bị dị tìm dây điện âm tường, đưa giải pháp có Gợi ý: + Điều kiện để thiết bị nhận tín hiệu từ trường dịng điện, từ dị tìm dây điện âm tường?  + Làm để thiết bị báo hiệu cho người sử dụng nhận tồn từ trường dòng điện chạy qua dây dẫn sinh + Làm để chất lượng tín hiệu thu tốt + Các nguyên liệu, dụng cụ cần sử dụng sử dụng nào? - Học sinh xây dựng phương án thiết kế thiết bị dị tìm dây điện âm tường chuẩn bị cho buổi trình bày trước lớp (các hình thức: thuyết trình, vẽ, video, ) Hoàn thành thiết kế nộp cho giáo viên - Yêu cầu: + Bản thiết kế chi tiết có kèm hình ảnh ngun vật liệu sử dụng… + Trình bày, giải thích, bảo vệ thiết kế theo tiêu chí đề Giải thích hoạt động thiết bị dị tìm dây điện âm tường C Dự kiến sản phẩm hoạt động học sinh Kết thúc hoạt động, nhóm HS cần: - Thuyết trình ý nghĩa việc chế tạo thiết bị dị dây điện âm tường; - Hồn thành ghi chép xác định nhiệm vụ phải làm nhóm: thiết kế chế tạo thiết bị dị tìm dây điện âm tường; - Hồn thành phân cơng nhiệm vụ thành viên nhóm - Hồn thành bảng tiêu chí đánh giá bản thiết kế sản phẩm và bảng tiêu chí đánh giá sản phẩm thiết bị dị tìm dây điện âm tường; - Có kế hoạch thực hiện dự án với mốc thời gian nhiệm vụ rõ ràng D Cách thức tổ chức hoạt động - Giáo viên chia nhóm học sinh giao nhiệm vụ cho nhóm học sinh: + Tìm hiểu tác hại dịng điện rị an tồn sử dụng điện; + Nghiên cứu kiến thức trọng tâm: tác dụng dòng điện; cách nhận biết tồn dòng điện chạy qua dây dẫn; + Xây dựng thiết kế thiết bị dò dây điện âm tường theo yêu cầu; + Lập kế hoạch trình bày bảo vệ thiết kế - Học sinh thực nhiệm vụ theo nhóm: + Tự đọc, tự nghiên cứu sách giáo khoa, tài liệu tham khảo, tìm kiếm thơng tin Internet… + Đề xuất thảo luận ý tưởng ban đầu, thống phương án thiết kế tốt nhất; + Thống vai trị, nhiệm vụ thành viên nhóm; + Xây dựng hoàn thiện thiết kế thiết bị dị tìm dây điện âm tường; + Lập kế hoạch trình bày, bảo vệ thiết kế, lựa chọn hình thức chuẩn bị nội dung báo cáo 11 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com - Giáo viên hỗ trợ học sinh cần thiết Phiếu số 2: Đánh giá báo cáo thiết kế sản phẩm Tiêu chí Thuyết trình tác dụng dịng điện Trình bày xác nội dung kiến thức cần sử dụng để thiết kế thiết bị dị tìm dây điện Bản vẽ thiết kế thiết bị dị tìm dây điện rõ ràng, khoa học Giải thích rõ nguyên lí hoạt động thiết bị Trình bày rõ ràng, logic, sinh động Tổng điểm Điểm chấm Điểm tối đa 10 10 30 30 20 100 Hoạt động TRÌNH BÀY BẢN THIẾT KẾ (Thời gian 25 phút lớp) A Mục đích Học sinh hồn thiện thiết kế thiết bị dị tìm dây điện âm tường nhóm B Nội dung - Học sinh trình bày, giải thích bảo vệ thiết kế theo tiêu chí đề Phiếu số 3: Đánh giá trình bày thiết kế sản phẩm Tiêu chí Thuyết trình tác dụng dòng điện Bản vẽ thiết kế rõ ràng, nguyên lí Giải thích rõ nguyên lí hoạt động thiết bị Trình bày rõ ràng, logic, sinh động Tổng điểm Điểm chấm Điểm tối đa 10 40 30 20 100 - Thảo luận, đặt câu hỏi, phản biện ý kiến thiết kế; ghi lại nhận xét, góp ý; tiếp thu điều chỉnh thiết kế cần - Phân công công việc, lên kế hoạch chế tạo thử nghiệm thiết bị C Dự kiến sản phẩm hoạt động học sinh Bản thiết kế thiết bị dị tìm dây điện âm tường sau điều chỉnh hoàn thiện D Cách thức tổ chức hoạt động - Giáo viên đưa yêu cầu về: + Nội dung cần trình bày; + Thời lượng báo cáo tối đa phút; + Cách thức trình bày thiết kế thảo luận - Học sinh báo cáo, thảo luận 12 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com - Giáo viên điều hành, nhận xét, góp ý hỗ trợ học sinh Hoạt động CHẾ TẠO VÀ THỬ NGHIỆM THIẾT BỊ DỊ TÌM DÂY ĐIỆN (Học sinh làm việc nhà tuần) A Mục đích - Học sinh dựa vào thiết kế lựa chọn để chế tạo thiết bị dị tìm dây điện âm tường đảm bảo yêu cầu đặt - Học sinh thử nghiệm, đánh giá sản phẩm điều chỉnh cần B Nội dung - Học sinh sử dụng nguyên vật liệu, dụng cụ chuẩn bị trước (điện trở, tranzito, dây đồng, dây dẫn, băng dính, ) để tiến hành chế tạo thiết bị dị tìm dây điện âm tường theo thiết kế - Trong trình chế tạo nhóm đồng thời thử nghiệm điều chỉnh cho kết thu tốt C Dự kiến sản phẩm hoạt động học sinh Mỗi nhóm có sản phầm hoàn thiện thử nghiệm D Cách thức tổ chức hoạt động - Giáo viên giao nhiệm vụ: + Sử dụng nguyên vật liệu, dụng cụ chuẩn bị để chế tạo thiết bị dị tìm dây điện âm tường theo thiết kế; + Thử nghiệm, điều chỉnh hoàn thiện sản phẩm - Học sinh tiến hành chế tạo, thử nghiệm hồn thiện sản phẩm theo nhóm - Giáo viên hỗ trợ học sinh cần Hoạt động TRÌNH BÀY SẢN PHẨM THIẾT BỊ DỊ TÌM DÂY ĐIỆN (Thời gian 20 phút lớp) A Mục đích Các nhóm học sinh giới thiệu thiết bị thiết bị dị tìm dây điện trước lớp, chia sẻ kết thử nghiệm, thảo luận định hướng cải tiến sản phẩm B Nội dung - Các nhóm trình diễn sản phẩm trước lớp - Đánh giá sản phẩm dựa tiêu chí đề Tiêu chí Thiết bị chế tạo nguyên lí Thiết bị hoạt động hiệu Thiết bị gọn, nhẹ, có hình thức bền, đẹp Chi phí làm thiết bị tiết kiệm Tổng điểm Điểm chấm Điểm tối đa 40 30 20 10 100 - Chia sẻ, thảo luận để tiếp tục điều chỉnh, hoàn thiện sản phẩm: 13 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com + Các nhóm tự đánh giá kết nhóm mình; tiếp thu góp ý, nhận xét từ Giáo viên nhóm khác; + Sau chia sẻ, đề xuất phương án chỉnh sửa, cải tiến; + Chia sẻ khó khăn, kinh nghiệm rút qua trình thực nhiệm vụ thiết kế chế tạo thiết bị dị tìm dây điện âm tường C Dự kiến sản phẩm hoạt động học sinh Thiết bị dị tìm dây điện chế tạo nội dung trình bày báo cáo nhóm D Cách thức tổ chức hoạt động - Giáo viên giao nhiệm vụ: nhóm trình diễn sản phẩm trước lớp tiến hành thảo luận, chia sẻ; - Học sinh trình diễn thiết bị dị tìm dây điện âm tường, thử nghiệm để đánh giá khả dị tìm dây điện âm tường thiết bị; - Các nhóm chia sẻ kết quả, đề xuất phương án điều chỉnh, kiến thức, kinh nghiệm rút trình thực nhiệm vụ thiết kế chế tạo thiết bị dị tìm dây điện âm tường; - Giáo viên đánh giá, kết luận tổng kết 2.4 Kết triển khai sáng kiến Khi thực dạy học chủ đề này, với vai trò người giao nhiệm vụ, hướng dẫn hỗ trợ học sinh, nhận thấy em học sinh thích thú, nhiệt tình thực nhiệm vụ học tập Sản phẩm em làm cịn thủ cơng, đơn giản hoạt động hiệu quả, em hiểu hơn, vận dụng kiến thức vào sống tốt Dưới hình ảnh sản phẩm có học sinh thực dạy học chủ đề STEM: “Thiết kế chế tạo thiết bị dò điện âm tường” dạy học Vật lí lớp 11C2 - trường THPT Như Thanh A Bản thiết kế thiết bị dò điện âm tường 14 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Và nụ cười môi em chế tạo thử nghiệm thiết bị thành công B Hoạt động thiết bị dị tìm dây điện Nhóm Nhóm Thiết bị dị vị trí khơng có dây điện (đèn báo sáng mờ) 15 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Nhóm Nhóm Thiết bị dị vị trí có dây điện (đèn báo phát sáng mạnh) 2.5 Hiệu sáng kiến kinh nghiệm hoạt động giáo dục, với thân, đồng nghiệp nhà trường Khi đánh giá hiệu việc áp dụng đề tài vào trình giảng dạy thân trường THPT Như Thanh, thu kết đáng mừng Phương pháp giáo dục STEM tạo hứng thú cho học sinh trình học tập, thông qua việc nêu, giải vấn đề liên quan đến nội dung kiến thức khoa học để phát triển kỹ tư duy; kích thích tính chủ động học sinh việc tự mày mò, tự nghiên cứu sản phẩm để tự sáng tạo sản phẩm theo ý tưởng riêng Những sản phẩm nhỏ nhắn, đơn giản tạo niềm vui học tập cho em, em hào hứng việc tranh luận để phân tích nguyên tắc hoạt động sản phẩm đưa kết luận quan trọng, góp phần tạo nên sản phẩm hồn thiện Hiệu tích cực sáng kiến lan rộng đến lớp khác trường, học sinh hứng thú, chủ động sáng tạo sản phẩm, quay video, chụp ảnh gửi cho giáo viên góp ý Phương pháp giáo dục STEM mở đường cho giáo viên học sinh tiếp cận kiến thức khoa học theo hướng khác hướng tiếp cận kiến thức liên môn, thông qua thực hành, ứng dụng vận dụng kiến thức Qua đó, học sinh vừa học kiến thức khoa học, vừa học cách vận dụng kiến thức vào thực tiễn - em sẵn sàng trở thành người lao động có tri thức khoa học, kĩ thực hành thời đại công nghệ 4.0 16 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com KẾT LUẬN, KIẾN NGHỊ 3.1 Kết luận Giáo dục STEM phương pháp dạy học Việt Nam coi trọng Châu Âu Mỹ Đây phương thức giáo dục tích hợp theo hướng tiếp cận liên mơn, thơng qua thực hành, ứng dụng trải nghiệm sáng tạo STEM viết tắt từ Science (khoa học), Technology (cơng nghệ), Engineering (kỹ thuật) Math (tốn học) Giáo dục STEM trang bị cho người học kiến thức, kỹ cần thiết liên quan đến lĩnh vực khoa học, cơng nghệ, kỹ thuật tốn học Các kiến thức, kỹ tích hợp, lồng ghép, bổ trợ cho nhau, giúp học sinh không hiểu biết ngun lý mà cịn áp dụng để thực hành, tạo sản phẩm sống ngày Giáo dục STEM phá khoảng cách lí thuyết thực tiễn - theo xu phát triển giáo dục tinh thần Nghị số 29 - NQ/TW - Hội nghị Trung ương 8, khóa XI Đảng Việc xây dựng chủ đề dạy học STEM mơn Vật lí giúp em học sinh khắc sâu lý thuyết học thông qua việc thực hành tạo sản phẩm giải yêu cầu thực tiễn sống Thông qua chủ đề dạy học STEM, cá nhân nhận thấy em học sinh hứng thú nhiều so với phương pháp dạy học thông thường Những kiến thức Vật lý áp dụng cách tự nhiên vào sống làm cho sống hàng ngày trở nên khoa học, thuận tiện, đại, học trở nên ý nghĩa Việc thực chủ đề STEM “Thiết kế chế tạo thiết bị dị tìm dây điện âm tường” có hiệu tốt dạy học, kết chất lượng học tập, thái độ, kỹ học sinh động lực cho thân tiếp tục mở rộng phạm vi áp dụng đến đối tượng học sinh nhiều chủ đề khác 3.2 Kiến nghị, đề xuất - Đối với nhà trường: BGH nhà trường quan tâm, tạo điều kiện, động viên tinh thần để giáo viên - đặc biệt giáo viên Tốn, Lí, Hóa, Sinh, Cơng nghệ dành thời gian xây dựng chủ đề STEM thực giảng dạy - Đối với giáo viên: Tích cực tìm hiểu, vận dụng kiến thức giáo dục STEM để xây dựng chủ đề học tập phù hợp với nội dung chương trình trình độ điều kiện học tập học sinh lớp trường Trên ý kiến chủ quan cá nhân rút q trình dạy học, chắn khơng tránh khỏi hạn chế, thiếu sót, mong nhận ý kiến đóng góp chân thành hội đồng khoa học bạn đồng nghiệp Tôi xin chân thành cảm ơn XÁC NHẬN CỦA THỦ TRƯỞNG ĐƠN VỊ Thanh Hóa, ngày 12 tháng 05 năm 2021 Tôi xin cam đoan SKKN viết, khơng chép nội dung người khác (Ký ghi rõ họ tên) Lê Thị Hoa 17 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 18 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com ... sản phẩm có học sinh tơi thực dạy học chủ đề STEM: ? ?Thiết kế chế tạo thiết bị dò điện âm tường? ?? dạy học Vật lí lớp 11C2 - trường THPT Như Thanh A Bản thiết kế thiết bị dò điện âm tường 14 LUAN... đề Chủ để ? ?Thiết kế chế tạo thiết bị dị tìm dây điện âm tường? ?? ý tưởng dạy học theo định hướng giáo dục STEM cho đối tượng học sinh lớp 11 Bằng việc thiết kế chế tạo thiết bị dị tìm dây điện âm. ..- Đề xuất chủ đề dạy học STEM: ? ?Thiết kế chế tạo thiết bị dị tìm dây điện âm tường dạy học Vật lí 11? ?? 1.3 Đối tượng nghiên cứu - Cơ sở lý thuyết dạy học STEM hình thức dạy học theo chủ đề STEM