Qua thử nghiệm sư phạm, việc tổ chức hoạt động trải nghiệm thực tế STEM, cho HS lớp 11 trường THPT Huỳnh Thúc Kháng, với những đánh giá sơ bộ nêu trên chúng tôi nhận thấy: việc tổ chức hoạt động này, bằng hình thức hướng dẫn HS thiết kế phương án, chế tạo các mô hình bằng cách sử dụng công cụ Coach 7, nhằm giải quyết các vấn đề thực tiễn đã đạt được mục tiêu đề ra, trong việc gây hứng thú học tập, phát huy tính TC và phát triển NLCN của HS. Nội dung hoạt động trải nghiệm thực tế STEM, đã khắc phục được những hạn chế của dạy học chính khóa, HS đã được tạo điều kiện lên ý tưởng thiết kế, tự tay chế tạo và tiến hành vận hành thử nghiệm, các mô hình trong điều kiện thực tế, nhờ vậy các em đã bước đầu vận dụng các kiến thức đã học trên lớp vào thực vào thực tiễn cuộc sống. Hình thức tổ chức và phương pháp dạy học theo hướng: từ đóng tới mở về tình huống đặt ra, từ dễ đến khó từ đơn giản tới phức tạp của vấn đề nghiên cứu, từ chỗ được hỗ trợ của giáo viên đến chỗ tách dần tự thảo luận rồi đến việc bắt buộc phải độc lập nghiên cứu thiết kế. Tất cả điều đó cho các em thấy bản thân được tự lực vượt qua những khó khăn thử thách, thấy được sự tiến bộ của mình qua từng chủ đề chính điều này đã tạo niềm đam mê nghiên cứu học tập của HS. Tạo điều kiện để HS chiếm lĩnh kiến thức một cách tự nhiên, thoải mái, kích thích được sự ham học hỏi, hiểu biết của HS. Rèn luyện cho HS tính kiên trì, tỉ mỉ, nỗ lực vượt qua khó khăn, học đi đôi với hành. Đồng thời, từ các hoạt động này nhiều năng lực của HS, cũng được hình thành và phát triển trong đó có năng lực công nghệ.
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHM H NI CễNG ễ Tổ CHứC HOạT ĐộNG GIáO DụC STEM Hệ THốNG ĐIềU KHIểN Tự ĐộNG VớI CÔNG Cụ COACH CHO HọC SINH TRUNG HọC PHổ THÔNG LUN VN THC S KHOA HC GIO DC HA NỘI – 2019 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI ĐỖ CƠNG ĐƠ Tỉ CHứC HOạT ĐộNG GIáO DụC STEM Hệ THốNG ĐIềU KHIểN Tự ĐộNG VớI CÔNG Cụ COACH CHO HọC SINH TRUNG HọC PHổ THÔNG Chuyờn ngnh: Lớ lun v phng pháp dạy học mơn Vật lí Mã số: 8140111 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC Người hướng dẫn khoa học: TS Trần Bá Trình HÀ NỢI – 2019 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan luận văn cơng trình nghiên cứu riêng tơi Các số liệu, kết nghiên cứu trung thực chưa cơng bố cơng trình nghiên cứu khác Hà Nội, ngày 29 tháng năm 2019 Tác giả Đỗ Công Đô LỜI CẢM ƠN Trong suốt thời gian nghiên cứu hoàn thiện luận văn, thân nhận hỗ trợ, tạo điều kiện Thầy hướng dẫn, bạn bè, gia đình đồng nghiệp Tôi xin trân trọng cảm ơn: - TS Trần Bá Trình, thầy hướng dẫn trực tiếp, người dành thời gian, công sức giúp đỡ suốt q trình thực luận văn - Các thầy giáo tổ Phương pháp, Khoa Vật lí tận tình bảo, giúp đỡ tơi q trình học tập hoàn thiện luận văn - Ban Giám hiệu, thầy giáo Vật lí, học sinh Trường THPT Huỳnh Thúc Kháng – Thanh Xuân – Hà Nội tạo điều kiện để tổ chức hoạt động trải nghiệm thực tế STEM - Xin cảm ơn đến tất đồng nghiệp gia đình ln tạo điều kiện tốt để tơi có thời gian để thực luận văn Mặc dù thân có nhiều cố gắng, nhiên luận văn không tránh khỏi thiếu sót Kính mong Q thầy cơ, chun gia, đồng nghiệp, bạn bè tiếp tục đóng góp, tơi tiếp thu, chỉnh sửa để luận văn đạt chất lượng tốt Hà Nội, ngày 29 tháng năm 2019 Tác giả luận văn Đỗ Công Đô MỤC LỤC MỞ ĐẦU 1 Lí chọn đề tài Mục đích nghiên cứu đề tài .2 Giả thuyết khoa học đề tài .2 Nhiệm vụ nghiên cứu đề tài Phương pháp nghiên cứu đề tài .3 Cấu trúc đề tài CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÍ THUYẾT VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI .5 1.1 Một số vấn đề chung giáo dục STEM 1.1.1 Khái niệm 1.1.2 Vai trò, ý nghĩa giáo dục STEM 1.2 Nguyên tắc xây dựng chủ đề STEM dạy học .7 1.2.1 Tiêu chí xây dựng học STEM 1.2.2 Quy trình xây dựng học STEM 1.2.3 Kĩ thuật tổ chức hoạt động dạy học 10 1.2.4 Tiến trình tổ chức hoạt động dạy học 10 1.3 Năng lực công nghệ học sinh THPT .12 1.3.1 Năng lực công nghệ 12 1.3.2 Các đường phát triển lực công nghệ 14 1.4 Điều tra tình hình dạy học trải nghiệm thực tế STEM trường THPT Huỳnh Thúc Kháng 17 1.4.1 Mục đích điều tra 17 1.4.2 Phương pháp điều tra 1.4.3 Đối tượng điều tra 18 1.4.4 Kết điều tra 18 KẾT LUẬN CHƯƠNG 23 18 CHƯƠNG 2: XÂY DỰNG MỘT SỐ CHỦ ĐỀ DẠY HỌC STEM BẰNG CÔNG CỤ COACH .24 2.1 Một số hướng dẫn cho việc sử dụng chương trình điều khiển CoachLabII + .24 2.1.1 Cảm biến vai trò cảm biến 24 2.1.2 Giới thiệu số dụng cụ chấp hành thường gặp 26 2.1.3 Giới thiệu chương trình điều khiển CoachLab II+ 28 2.2 Thiết kế số chủ đề dạy học STEM sử dụng chương trình điều khiển CoachLabII + 31 2.2.1 Chủ đề hệ thống đèn cảnh báo giao thông nơi khúc cua góc khuất 32 2.2.2 Chủ đề hệ thống đóng mở cửa chng báo tự động 43 2.3 Thiết kế công cụ đánh giá 66 2.3.1 Xây dựng tiêu chí đánh giá 66 2.3.2 Xây dựng cách đánh giá thu thập số liệu KẾT LUẬN CHƯƠNG 67 68 CHƯƠNG 3: THỬ NGHIỆM SƯ PHẠM 69 3.1 Mục đích Thử nghiệm sư phạm 69 3.2 Đối tượng thời gian thực nghiệm 69 3.3 Kế hoạch thử nghiệm 70 3.4 Phương pháp thử nghiệm sư phạm 71 3.5 Phân tích trình thử nghiệm sư phạm 71 3.5.1 Phân tích diễn biến hoạt động trải nghiệm thực tế STEM 71 3.5.2 Sơ đánh giá hiệu hoạt động trải nghiệm thực tế STEM 78 KẾT LUẬN CHƯƠNG 91 KẾT LUẬN CHUNG .92 TÀI LIỆU THAM KHẢO .94 PHỤ LỤC DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT THPT : Trung học phổ thông GV : Giáo viên HS : Học sinh NLCN : Năng lực công nghệ SGK : Sách giáo khoa TN : Thực nghiệm PHT : Phiếu học tập TTC : Tính tích cực BGD&ĐT : Bộ Giáo dục đào tạo STEM : Science (Khoa học), Technology (Công nghệ), Engineering (Kỹ thuật) Mathematics (Toán học) DANH MỤC CÁC BẢNG VÀ BIỂU ĐỒ Trang Danh mục bảng Bảng 1.1 Các thành tố lực công nghệ 12 Bảng 1.2 Kết điều tra định hướng thực dạy học “Trải nghiệm thực tế STEM” trường THPT Huỳnh Thúc Kháng .21 Bảng 3.1 Kết đánh giá TTC HS chủ đề 78 Bảng 3.2 Kết đánh giá TTC HS chủ đề 79 Bảng 3.3 Kết đánh giá TTC HS chủ đề .79 Bảng 3.4 Kết thống kê TTC HS theo mức .79 Bảng 3.5 Bảng đánh giá NLCN theo mức độ chủ đề .83 Bảng 3.6 Bảng đánh giá NLCN theo mức độ chủ đề .84 Bảng 3.7 Bảng đánh giá NLCN theo mức độ chủ đề .85 Bảng 3.8 Bảng tổng hợp NLCN học sinh đạt theo chủ đề 85 Bảng 3.9 Điểm trung bình số lực theo mức qua chủ đề 86 Danh mục biểu đồ Biểu đồ 3.1 Đồ thị đánh giá TTC HS theo mức .80 Biểu đồ 3.2 Biểu đồ đánh giá phát triển số NLCN HS 86 DANH MỤC CÁC HÌNH Trang Hình 1.1 Sơ đồ quy trình xây dựng học STEM .9 Hình 1.2 Hoạt động tìm hiểu tình xác định vấn đề nghiên cứu 10 Hình 1.3 Hoạt động nghiên cứu kiến thức 11 Hình 1.4 Hoạt động giải vấn đề 11 Hình 2.1 Cảm biến ánh sáng BT50i .25 Hình 2.2 Cảm biến chuyển động 0664 25 Hình 2.3 Cảm biến nhiệt độ BT84i .25 Hình 2.4 Thiết bị chuyển đổi CoachLab II+ 26 Hình 2.5 Đèn đèn tín hiệu .27 Hình Quạt, động cơ, máy bơm .27 Hình 2.7 Loa chng báo .27 Hình 2.8 Đèn sưởi bếp lượng 28 Hình 2.9 Mơ hình mẫu hệ thống cảnh báo nơi khúc cua 32 Hình 2.10 Gương cầu lồi nơi khúc cua 35 Hình 2.11 Bản vẽ mơ hình đèn khúc cua 39 Hình 12 Mơ hình hồn thiện hệ thống cảnh báo khúc cua 41 Hình 13 Mơ hình mẫu đóng mở cửa chng báo tự động 43 Hình 2.14 Cửa truyền thống 46 Hình 2.15 Bản vẽ dự kiến mơ hình cửa 50 Hình 2.16 Sản phẩm dự kiến mơ hình tự đơng 53 Hình 2.17 Mơ hình mẫu hệ thống cảnh báo lũ .55 Hình 2.18 Những nguy hiểm qua đập tràn mùa mưa lũ 58 Hình 2.19 Bản vẽ mơ hình cảnh báo lũ 61 Hình 2.20 Sản phẩm dự kiến mơ hình hệ thống cảnh báo lũ .64