Skkn một số kinh nghiệm hướng dẫn học sinh nghiên cứu khoa học kỹ thuật hiệu quả

PHỊNG GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO NƠNG CỐNG TRƯỜNG THCS HOÀNG GIANG SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM MỘT SỐ KINH NGHIỆM HƯỚNG DẪN HỌC SINH NGHIÊN CỨU KHOA HỌC KỸ THUẬT HIỆU QUẢ Người thực hiện: Lê Quốc Nam Chức vụ : Giáo viên Đơn vị cơng tác: Trường THCS Hồng Giang Sáng kiến thuộc môn: Nghiên cứu khoa học Mở đầu NÔNG CỐNG NĂM 2022 skkn MỤC LỤC Nội dung Trang Trang bìa Mục lục Mở đầu Nội dung sáng kiến kinh nghiệm 4-8 Giải pháp -14 Đề suất 14 Tài liệu tham khảo 15 I MỞ ĐẦU skkn Lý chọn đề tài: Trong sống ngày, xung quanh có điều đặt ra? Việc ta giải nào? Quy trình giải sao? Để tìm câu trả lời có lẽ vấn đề không đơn giản Một đất nước phát triển đồng nghĩa với KHKT phát triển Một vấn đề dù nhỏ hay lớn biết cách, chịu khó, kiên trì nghiên cứu, học hỏi chắn thành công Nghiên cứu khoa học kĩ thuật hoạt động trải nghiệm bổ ích, thiết thực, gắn liền lý thuyết với thực hành thực tiễn lao động sản xuất Hoạt động này giúp phát huy, khích lệ, định hướng, tiếp lửa, khơi dậy niềm đam mê nghiên cứu, sáng tạo em học sinh ngồi ghế nhà trường trung học phổ thông Vận dụng kiến thức học, áp dụng vào thực hành, biết làm đề tài khoa học hành trang sau cho em bước vào cổng trường Đại học. Đặc biệt, hoạt động nghiên cứu khoa học - kỹ thuật rèn luyện cho em kĩ năng tự học, tự nghiên cứu, tự kiểm chứng kết thực nghiệm Mặt khác qua việc định hướng, hướng dẫn cho học sinh nghiên cứu, giáo viên được nâng cao lực thân kiến thức có liên quan đến đề tài nghiên cứu khoa học Với lí mà chọn đề tài “Hướng dẫn học sinh nghiên cứu khoa học kỹ thuật” nhằm tập cho em cách tiếp cận khoa học, trải nghiệm khoa học kĩ thuật, làm khoa học kỹ thuật từ ngồi ghế nhà trường Mục đích nghiên cứu: Trong năm gần GD &ĐT tổ chức hoạt động trải nghiệm sáng tạo KHKT thi KHKT dành cho học sinh trung học nhằm phát triển mạnh mẽ hoạt động nghiên cứu khoa học trường phổ thơng, khuyến khích học sinh NCKH, sáng tạo kỹ thuật, công nghệ vận dụng kiến thức học vào giải vấn đề thực tiễn, tạo cho em sân chơi trí tuệ , tạo hội để em giao lưu văn hóa giáo dục địa phương hội nhập quốc tế đáp ứng yêu cầu đổi giáo dục đào tạo Mục đích xa giới thiệu sáng kiến đến nhà khoa học quan đơn vị chuyên môn để học sinh giúp đỡ đào tạo, rèn luyện phát huy skkn khả sáng tạo, ứng dụng vào thực tế sống Những sáng kiến giải quốc gia đưa tham gia thi khu vực cấp quốc tế Đây hội để quảng bá hình ảnh học sinh việt nam, giáo dục việt nam tới bạn bè quốc tế nhằm trao đổi giao lưu văn hóa giáo dục Đối tượng nghiên cứu phạm vi nghiên cứu Nhận thức tầm quan trọng của hoạt động này, tơi ln trăn trở làm để kích thích học sinh đưa ý tưởng, để học sinh hiểu tiếp cận hoạt động nghiên cứu khoa học - kỹ thuật dành riêng cho em.  Trước nhiệm vụ đó, tơi đã gần gũi, trao đổi, tìm hiểu gắn kết em có niềm đam mê khoa học-sáng tạo, từ hoạt động tơi thành lập nhóm em u thích khoa học, đam mê tìm tòi khám phá vấn đề xung quanh chúng ta, tạo hội tốt cho em bày tỏ bộc lộ ý tưởng khoa học thân.  Phạm vi nghiên cứu Tôi đã tổ chức em tham gia lớp tập huấn phòng GD giúp em hiểu rõ về thi nghiên cứu khoa học dành cho học sinh, biết được quy trình nghiên cứu, thực hiện một dự án nghiên cứu khoa học anh chị trước truyền đạt kinh nghiệm làm đề tài NCKH Tiếp theo giao cho học sinh quan sát vấn đề xung quanh sống ngày , người tìm ý tưởng sau thu thập lại học sinh phân loại chọn lọc ý tưởng hay có triển vọng xây dựng kế hoạch dự án Lập kế hoạch nghiên cứu dự án sau chắt lọc có góp ý tổ chun mơn, ban giám hiệu trước thi diễn tầm 10 tháng II NỘI DUNG CỦA SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM Cơ sở lí luận sáng kiến kinh nghiệm Người ta nói KHKT động lực thúc đẩy phát triển xã hội, làm cho người ngày văn minh hơn, nhân hơn, sống tốt vững tin vào thân sống Con người ngày có ý thức, skkn thận trọng việc nhận thức khoa học: không vội vã, không ngộ nhận, không chủ quan, tiến vững đến chân lí tự nhiên Việc hình thành cho học sinh giới quan khoa học niềm say mê khoa học, sáng tạo mục tiêu quan trọng giáo dục đại mà kinh tế tri thức chiếm ưu quốc gia giới Xuất phát từ thực tiễn – gắn chặt với thực tiễn trở lại phục vụ thực tiễn có vậy, khoa học mang lại giá trị hữu ích, giúp cho người cải tạo tự nhiên, cải tạo xã hội cải tạo thân Thực trạng vấn đề trước áp dụng sáng kiến kinh nghiệm Ngày nay, phương châm học đôi với hành đề cao cấp học nhiên việc thực cịn nhiều hạn chế Ngun nhân có nhiều lí do: sở vật chất, phịng thí nghiệm, đồ dùng trang thiết bị phục vụ cho học tập cịn thiếu ngồi số học sinh chưa nhận thức vấn đề học để làm gì? vận dụng việc học sao? Tơi xin đưa ví dụ đơn giản: Muốn tính số điện sử dụng gia đình hàng ngày nhiều học sinh không trả lời Để đạt hiệu cao, người học nên biết cân lí thuyết thực tiễn cho hài hịa, hợp lí Giữa lí thuyết thực hành có mối quan hệ hai chân người, thiếu chân người chẳng thể đứng vững Như vậy, học kết hợp với thực hành giúp vừa chuyên sâu kiến thức lại vừa thơng thạo, hồn thiện kĩ làm việc Tổ chức thực giải pháp: Để đạt kết cao Cuộc thi khoa học kỹ thuật, công tác đào tạo, hướng dẫn người thầy đóng vai trị quan trọng cần thực giải pháp sau: Giải pháp 01: Xác định nghiên cứu khoa học Nghiên cứu khoa học phát chất vật, phát triển nhận thức khoa học giới; sáng tạo phương pháp phương tiện kỹ thuật để làm biến đổi vật phục vụ cho mục tiêu hoạt động người skkn Giải pháp 02: Cần xác định bước tiến hành nghiên cứu khoa học quy trình nghiên cứu khoa học 2.1 Các bước tiến hành nghiên cứu a) Việc lựa chọn đề tài nghiên cứu Đây bước khó khăn việc lựa chọn đề tài mà bạn muốn nghiên cứu tìm hiểu Các ý tưởng xuất phát từ lĩnh vực mà bạn quan tâm Một sở thích bạn dẫn đến chủ đề tốt Chúng ta đặt câu hỏi liên tục sau: Có xảy sống mà bạn muốn hiểu biết thêm? Việc giải nào? Quy trình giải sao? ….Điều quan trọng lựa chọn vấn đề chủ đề rộng, phức tạp nằm khả người nghiên cứu b) Tìm hiểu vể đề tài nghiên cứu Hãy tìm hiểu qua tài liệu, sách báo, mạng internet vấn đề mà bạn cần nghiên cứu Luôn phải hỏi điều xảy nếu… Hãy tìm kết khơng mong đợi chưa giải thích Trong đề tài thuộc lĩnh vực cần phải chuyên sâu phải tham khảo ý kiến chuyên gia: Ví dụ: Ở đề tài thuộc lĩnh vực kĩ thuật điện phải hỏi chuyên gia điện lạnh, thợ sửa chữa điều hịa người có chun mơn giúp hiểu tường tận vấn đề c) Tổ chức thực nghiên cứu Hãy xếp tổ chức tất bạn tìm hiểu chủ đề đến bạn nên giới hạn phạm vi nghiên cứu bạn tập trung vào ý tưởng cụ thể, nhiên tiến hành thí nghiệm nẩy sinh nhiều vấn đề nhiều ý tưởng hay bạn chắt lọc d) Lập thời gian biểu nghiên cứu Hãy chọn chủ đề không bạn quan tâm mà xã hội quan tâm, vướng mắc, lạc hậu…và xác định chủ đề “Có thể kiểm chứng” Thiết lập thời gian biểu để bạn quản lý cách hiệu Bạn cần thời gian để viết hoàn thiện báo cáo, làm mơ hình thực nghiệm skkn thuyết trình qua mơ hình Tùy vào dự án mà lập thời gian cho phù hợp, nói chung thời gian để hoàn thành cho dự án nghiên cứu khoa học kỹ thuật nhiều, tính từ có cơng văn triển khai Bộ Giáo Dục & Đào Tạo đến tổ chức thi tháng Cụ thể sau: - Cuộc thi khoa học kỹ thuật diễn thường lệ hàng năm tháng – tháng phổ biến thi đến cán giáo viên học sinh, phụ huynh học sinh biết để chuẩn bị thực - Tổ chức học sinh tham gia lớp tập huấn phòng giáo dục đề tài NCKH.( tháng 6) - Tìm ý tưởng, chọn lọc ý tưởng tiến hành làm dự án (trong tháng 7) Có dự án nung nấu ý tưởng hàng năm trời - Thời gian viết báo dự án nộp dự án Sở Giáo Dục để tham gia vòng 1( tuần) - Sau dự án qua vòng dự án tham gia vào vòng thời gian hoàn tất dự án poster thuyết minh dự án ( đầu tháng 11) - Chuẩn bị thi vòng vào trung tuần tháng 11 e) Chuẩn bị thí nghiệm Hãy suy nghĩ kỹ mơ hình thí nghiệm bạn có nghiên cứu khả thi, viết kế hoạch nghiên cứu Báo cáo cần phải giải thích bạn thực thí nghiệm độ xác sao, tất thí nghiệm phải có kiểm sốt có nghĩa thí nghiệm khơng thay đổi có cần thay đổi thơng số thí nghiệm Ví dụ: Trong dự án:” Thang đa năng” Tơi học sinh dành tuần để tìm kiếm trang thiết bị làm thí nghiệm: từ vật liệu nhỏ đến to từ đại lí lớn đến hàng sắt vụn.Sau tìm vật liệu quan tâm đem phân loại để chuẩn bị tiến hành thí nghiệm f) Thực làm thí nghiệm skkn Trong q trình thí nghiệm, nên ghi chép tất thí nghiệm, số liệu đo đạc tượng quan sát vào sổ ghi riêng, khơng dựa vào trí nhớ Bên cạnh giám khảo chấm thi họ thích sổ ghi chép, sử dụng bảng liệu biểu đồ để ghi lại liệu định lượng Khâu tiến hành thí nghiệm quan trọng cốt lõi vấn đề đề tài thành công hay không phải trải qua nhiều lần thí nghiệm kiểm chứng vấn đề g) Phân tích, đành giá kết nghiên cứu Khi hồn tất thí nghiệm, kiểm tra xếp kết Sử dụng biểu đồ thích hợp để minh họa liệu bạn Xác định mẫu hình từ biểu đồ điều đặt câu hỏi cho vấn đề kiểm chứng Tiếp tục đặt câu hỏi sau: Thí nghiệm có đem lại kết mong muốn khơng? Tại có khơng? Thí nghiệm tiến hành với bước giống khơng? Có cách giải thích khác chưa xem xét tìm hiểu hay khơng? Có lỗi trình thu thập liệu tiến hành thí nghiệm quan sát khơng? … Tùy theo lĩnh vực để đặt câu hỏi liên quan liên tục để buộc học sinh phải nghiên Đặt Đặt câu câu hỏi hỏi nghiên nghiên cứu cứu cứu tìm hiểu h) Đưa kết luận Nghiên Nghiên cứu cứu tổng tổng thể thể Ở lần lại tiếp tục đặt câu hỏi như: Những thơng số kiểm chứng có tạo nên thay đổi so với tiêu chuẩn ban đầu bạn sửng dụng Lập Thử Lập các giả giả thuyết thuyết Thử lại lại không? Những thông số quan trọng nhất? Bạn thu thập đủ liệu chưa? Có cần thí ngiệm kiểm chứng hay khơng? Các sai số có phải khác hay khơng? đượckiểm ứng dụng Làm nghiệm chứng LàmDự cácánthí thínày nghiệm kiểm chứngvào thực tế nào? … Cuối cùng, bạn giải thích bạn cải tiến thí nghiệm nào? 2.2 Quy trình nghiên cứu Phân Phân tích tích kết kết quả và kết kết luận luận a) Đối với dự án khoa học thực theo quy trình sau: Giả Giảthuyết thuyếtđúng Giả Giảthuyết thuyếtsai sai skkn Báo Báo cáo cáo kết kết nghiên nghiên cứu cứu b) Đối với dự án kỹ thuật thực theo quy trình sau: Xác Xácđịnh địnhvấn vấnđềđềnghiên nghiên cứu cứu Lựa Lựachọn chọngiải giảipháp pháp Nghiên Nghiêncứu cứutổng tổngquan quan Hoàn Hoànthiện thiệngiải giảipháp pháp Xác Xácđịnh địnhyêu yêucầu cầu Xây Xâydựng dựngmẫu mẫu Đề pháp Đành giá vàvàhoàn Giải pháp 03:giải Những nên Đềxuất xuấtcác giải phápviệc giáo viên hướng dẫn Đành giálàm hoànthiện thiện Sau học sinh đăng ký đề tài khoa học cần nghiên cứu, giáo viên nên làm việc sau: a) Liên tục đặt câu hỏi bắt buộc học sinh phải tìm hiểu nghiên cứu từ nguồn sách báo, tài liệu, internet, kiến thức học trường… skkn b) Giáo viên hướng dẫn đóng vai trò cầu nối để học sinh nghiên cứu c) Cần xác định cho học sinh đề tài nghiên cứu thuộc lĩnh vực khoa học hay kỹ thuật để thực cho quy trình nghiên cứu d) Giúp học sinh hoàn thiện hồ sơ, báo cáo liên quan e) Tạo điều kiện để học sinh tiếp cận phịng thí nghiệm, trung tâm học liệu f) Định hướng cho học sinh nghiên cứu vẩn đề thực tế, vấn đề thường gặp xã hội g) Giúp học sinh tự tin vào thân, say mê với nghiên cứu khoa học; gặp gỡ bạn bè chí hướng; tận mắt chứng kiến cơng trình khoa học; học cách chấp nhận mạo hiểm; học cách thức truyền đạt ý tưởng khoa học Giải pháp 04: Những việc giáo viên hướng dẫn không nên làm a) Giáo viên hướng dẫn “làm thay học sinh” không để học sinh làm chủ đề tài cần nghiên cứu, giáo viên can thiệp nhiều b) Học sinh làm theo ý muốn giáo viên hướng dẫn c) Bắt học sinh nghiên cứu vấn đề khả năng, phạm trù phức tạp d) Bắt học sinh học thuộc báo cáo, học thuộc nội dung giáo viên chuẩn bị sẵn Giải pháp 05: Những nội dung phần đánh giá giám khảo mà giáo viên hướng dẫn nên cho học sinh biết +Giám khảo đánh giá nghiên cứu khoa học học sinh tập trung vào ý tưởng mới, khơng trùng lặp, có trùng lặp phải có điểm khác, khả ứng dụng đề tài + Những học sinh tiến hành nghiên cứu + Học sinh tuân thủ phương pháp khoa học, kỹ thuật, lập trình phần mềm, tốn học… tốt đến mức 10 skkn + Chi tiết độ xác nghiên cứu trình bày sổ liệu + Những quy trình thí nghiệm có tiến hành cách khoa học hay không +Giám khảo đánh giá cao dự án chuẩn bị kỹ Họ đánh giá cao tầm quan trọng dự án lĩnh vực đó; chu đáo bạn phần trăm ý tưởng thí nghiệm bạn làm + Ban đầu giám khảo lấy thông tin từ phần trưng bày bạn, phần tóm tắt báo cáo nghiên cứu để hiểu nội dung dự án, phần vấn định kết dự án Giám khảo đánh giá cao thí sinh diễn giải thuyết trình cách thoải mái tự tin dự án Họ khơng hứng thú trình bày thuyết trình theo kiểu học thuộc lịng – họ muốn nói chuyện với bạn để xem bạn nắm vững dự án từ đầu đến cuối Quan trọng bạn cần phải bắt đầu vấn cách Tơi muốn nói tất để “học sinh làm chủ” dự án + Thường Giám khảo đặt số câu hỏi kiểm tra hiểu biết sâu dự án sau: Ý tưởng đến với bạn nào? Vai trị bạn dự án gì? Bạn làm dự án này? Những bạn chưa làm được? Bạn có kế hoạch cho dự án này? Những ứng dụng thực tế dự án gì? Dự án có làm chưa? Họ làm đến mức độ nào? Bạn cải tiến so với họ làm sao? Cách cải tiến nào? Tại bạn lại ngiên cứu vấn đề mà không nghiên cứu vấn đề khác tốt hơn? Nên nhớ giám khảo cần phải biết liệu bạn có hiểu nguyên tắc khoa học khoa học đằng sau dự án hay lĩnh vực chủ đề bạn không Họ muốn biết liệu bạn đo đạc phân tích xác liệu hay chưa Họ muốn biết liệu bạn tìm nguồn sai số dự án bạn bạn áp dụng kết vào thực tế 2.4.Hiệu đề tài qua năm học Kết đạt kỳ thi cấp huyện cấp tỉnh : 11 skkn - Từ năm học 2015 đến năm 2018 ba năm hướng dẫn học sinh tham gia nghiên cứu KHKT kết khiêm tốn: giải nhì cấp huyện giải cấp tỉnh - Từ năm 2018 đến kết thay đổi rõ rệt cụ thể là: + Năm học 2018-2019 Dự án “ Máy tăng áp lực nước không sử dụng điện năng” nhóm học sinh : Lê Tuấn Anh, Lê Văn Hồng kết giải nhì cấp huyện giải nhì cấp tỉnh + Năm học 2019 – 2020 Dự án “ Thang đa năng” nhóm học sinh: Lê Văn Hồng, Lê Quỳnh kết giải nhì cấp huyện giải nhì cấp tỉnh Được viết sách tham dự hội nghị KHKT tỉnh 12 skkn + Năm học 2020 – 2021 Dự án “ Đèn báo tín hiệu giao thơng tự động dùng cho đoạn đường bị che khuất tầm nhìn” nhóm học sinh: Hoàng Quốc Đạt, Lê Văn Dũng kết giải cấp huyện giải nhì cấp tỉnh + Năm học 2021 – 2022 Dự án “ Cải tiến thêm chức xơng từ bình nóng lạnh ” nhóm học sinh: Lê Văn Trường, Hồng Thị vân kết giải cấp huyện giải nhì cấp tỉnh 13 skkn Với thành tích đạt kết cao năm liên tục trường phòng giáo dục đánh giá đứng đầu hướng dẫn học sinh NCKH toàn huyện, Sở giáo dục Đào tạo đánh giá nhiều năm liền đơn vị đứng đầu NCKH III KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Cuộc thi khoa học, kỹ thuật dành cho học sinh trung học theo Cuộc thi bồ ích, tạo sân chơi tốt, lành mạnh cho học sinh, lan tỏa niềm đam mê khoa học - sáng tạo ngồi ghế nhà trường phổ thơng trung học Trong hành trình thân chia sẻ nhiều khinh nghiệm cho trường bạn cách chọn đề tài, tiến hành làm đề tài cho có kết tốt Cuộc thi mang lại cho nhà trường có thành tích đáng khích lệ, biểu dương trường đánh giá cao toàn tỉnh giác ngộ sớm KHKT, có nhiều dự án thành cơng Bên cạnh thành cơng khơng tránh khỏi khó khăn như: thời gian, cơng sức, trang thiết bị phải tìm tịi, tự chế đơi cố hư hỏng làm thí nghiệm ảnh hưởng nhiều đến mặt kinh tế, có lúc Thầy Trị nản lịng cố kĩ thuật phải xử lí hàng tuần trời 14 skkn Làm khoa học phải thực đam mê, phải nỗ lực có thành cơng được, khơng phải thấy khó khăn mà nản lịng, bỏ dở (Thầy trị động viên vậy) Nên mong lãnh đạo, cấp ngành tạo điều kiện vật chất tinh thần, động viên, giám sát kịp thời để tháo gỡ khó khăn mắc phải Qua nội dung đề tài này: xin chân thành cảm ơn chân thành sâu sắc tới đồng chí lãnh đạo Phịng GD&ĐT Nơng cống, đồng nghiệp Phụ huynh Học sinh đặc biệt đồng chí Ban giám hiệu luôn quan tâm, giúp đỡ, tạo điều kiện cho Thầy trị chúng tơi hồn thành dự án Nơng cống, ngày 20 tháng năm 2022 (Tơi xin cam đoan SKKN viết không chép nội dung người khác) Xác nhận nhà trường Người thực Lê Quốc Nam Tài liệu tham khảo Tài liệu tập huấn tổ chức hoạt động trải nghiệm sáng tạo khoa học kỹ thuật thi KHKT dành cho học sinh năm 2015-2016 sở GD&ĐT tỉnh Thanh Hóa Các văn chỉa đạo Bộ GDĐT hàng năm Cuộc thi 15 skkn ... tài? ?nghiên cứu khoa học Với lí mà tơi chọn đề tài ? ?Hướng dẫn học sinh nghiên cứu khoa học kỹ thuật? ?? nhằm tập cho em cách tiếp cận khoa học, trải nghiệm khoa học kĩ thuật, làm khoa học kỹ thuật. .. biệt, hoạt động nghiên cứu khoa học -? ?kỹ thuật rèn luyện cho em kĩ năng tự học, tự nghiên cứu, tự kiểm chứng kết thực nghiệm Mặt khác qua việc định hướng, hướng dẫn cho học sinh nghiên cứu, giáo viên được nâng... học trường… skkn b) Giáo viên hướng dẫn đóng vai trị cầu nối để học sinh nghiên cứu c) Cần xác định cho học sinh đề tài nghiên cứu thuộc lĩnh vực khoa học hay kỹ thuật để thực cho quy trình nghiên