(Skkn 2023) tạo hứng thú học tập và phát triển một số năng lực cho học sinh trƣờng thpt nguyễn trƣờng tộ hƣng nguyên thông qua dạy học stem trong môn vật lí

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO NGHỆ AN _ SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM ĐỀ TÀI: TẠO HỨNG THÚ HỌC TẬP VÀ PHÁT TRIỂN MỘT SỐ NĂNG LỰC CHO HỌC SINH TRƢỜNG THPT NGUYỄN TRƢỜNG TỘ - HƢNG NGUYÊN THÔNG QUA DẠY HỌC STEM TRONG MƠN VẬT LÍ LĨNH VỰC: VẬT LÝ Năm học 2022 - 2023 SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO NGHỆ AN TRƢƠNG THPT NGUYỄN TRƢỜNG TỘ - HƢNG NGUYÊN SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM ĐỀ TÀI: TẠO HỨNG THÚ HỌC TẬP VÀ PHÁT TRIỂN MỘT SỐ NĂNG LỰC CHO HỌC SINH TRƢỜNG THPT NGUYỄN TRƢỜNG TỘ - HƢNG NGUYÊN THÔNG QUA DẠY HỌC STEM TRONG MÔN VẬT LÍ LĨNH VỰC: VẬT LÝ Tác giả: Hồ Trung Sơn Nguyễn Bá Tâm Môn: Vật lý - SĐT: 0919 528 004 - SĐT: 0975 456 326 Năm học 2022 - 2023 MỤC LỤC Phần I: ĐẶT VẤN ĐỀ 1 Lí chọn đề tài Mục đích đề tài Đối tượng nghiên cứu khách thể nghiên cứu 3.1 Đối tượng nghiên cứu 3.2 Khách thể nghiên cứu Giả thuyết khoa học Nhiệm vụ, phạm vi thời gian nghiên cứu 5.1 Nhiệm vụ nghiên cứu 5.2 Phạm vi thời gian nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu 6.1 Phương pháp phân tích tài liệu 6.2 Phương pháp điều tra, khảo sát 6.3 Phương pháp phân tích số liệu 6.4 Phương pháp phân tích, tổng hợp, so sánh 6.5 Phương pháp quan sát 6.6 Phương pháp thực nghiệm Những luận điểm cần bảo vệ đề tài Những đóng góp đề tài PHẦN II NỘI DUNG Cơ sở lí luận 1.1 Một số khái niệm dạy học phát triển lực 1.2 Một số lý luận chung giáo dục STEM 1.2.1 Khái niệm giáo dục STEM 1.2.4 Quy trình xây dựng học STEM 10 1.3 Tầm quan trọng dạy học STEM thúc đẩy chất lượng giáo dục cho HS trường THPT 10 Thực trạng dạy học STEM môn Vật lý Trường trung học phổ thông 11 2.1 Khảo sát thực trạng học STEM học sinh Trường trung học phổ thông 11 2.2 Khảo sát thực trạng dạy học STEM giáo viên Trường trung học phổ thông 13 2.3 Thực trạng dạy học STEM giáo viên môn Vật lý trường THPT Nguyễn Trường Tộ - Hưng Nguyên 15 2.3.1 Thuận lợi 15 2.3.2 Khó khăn 16 Tạo hứng thú học tập phát triển số lực cho học sinh trung học phổ thông Nguyễn Trường Tộ - Hưng Nguyên thông qua dạy học STEM chương trình Vật lí 16 3.1 Tạo hứng thú học tập phát triển số lực cho học sinh trung học phổ thông Nguyễn Trường Tộ - Hưng Nguyên thơng qua dạy học STEM chương trình vật lí kết hợp với dạy học liên môn 16 3.2 Tạo hứng thú học tập phát triển số lực cho học sinh THPT Nguyễn Trường Tộ - Hưng Nguyên thông qua dạy học STEM chương trình vật lí 18 3.2.1 Bước 1: Cần lựa chọn chủ đề, nội dung, vấn đề để thực 19 3.2.2 Bước 2: Xác định vấn đề cần giải theo định hướng câu hỏi STEM 20 3.2.3 Bước ba: Các kiến thức để giải vấn đề (STEM) 20 3.2.4 Bước bốn: Xác định mục tiêu dạy học 20 3.2.5 Bước năm: Xây dựng nội dung học 22 3.2.6 Bước sáu: Thiết kế nhiệm vụ dạy học 22 3.2.7 Bước 7: Tổ chức thực đánh giá 26 3.3 Tạo hứng thú học tập phát triển số lực cho học sinh THPT Nguyễn Trường Tộ - Hưng Nguyên thông qua dạy học STEM chương trình vật lí kết hợp với phương tiện dạy học đại 26 Tính cấp thiết khả thi giải pháp đề tài nghiên cứu 28 4.1 Mục đích khảo sát 28 4.2 Đối tượng khảo sát 28 4.3 Nội dung khảo sát 28 4.4 Phương pháp khảo sát xử lý kết khảo sát 29 4.5 Kết khảo sát 30 Tạo hứng thú học tập phát triển số lực cho học sinh THPT Nguyễn Trường Tộ - Hưng Ngun thơng qua dạy học STEM chương trình vật lí 35 5.1 Kết thực nghiệm dạy 35 5.1.1 Mục tiêu thực nghiệm 35 5.1.2 Đối tượng thực nghiệm 35 5.1.3 Nội dung, phương pháp thực nghiệm 36 5.1.4 Phân tích định lượng kết thực nghiệm 36 5.1.5 Nhận xét giáo viên 37 5.1.6 Nhận xét học sinh 37 5.2 Kết đạt 38 III KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 39 Kết luận 39 Kiến nghị 40 TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC DANH MỤC CÁC BẢNG, BIỂU Bảng Bảng 1: Phiếu khảo sát thực trạng học STEM 12 Bảng 2: Phiếu khảo sát thực trạng dạy học STEM giáo viên 14 Bảng 4.1: Phiếu khảo sát cấp thiết đề tài 30 Bảng 4.2 Đánh giá mức độ khả thi giải pháp đề xuất 31 Bảng 4.3 Tương quan mức độ cấp thiết mức độ khả thi 33 giải pháp 33 Bảng 5.1: Danh sách lớp tham gia thực nghiệm sư phạm năm học 2021-2022 35 Bảng 5.2 Bảng điểm kiểm tra trước thực nghiệm 36 Bảng 5.3 Bảng điểm kiểm tra sau thực nghiệm 37 Biểu Biểu đồ Tương quan mức độ cấp thiết mức độ khả thi giải pháp 34 Phần I: ĐẶT VẤN ĐỀ Lí chọn đề tài Hiện nay, nước có giáo dục tiên tiến giới theo xu hướng dạy học đánh giá theo lực, thực nhiều cải cách, sách liên quan đến giáo dục, nước ta khơng nằm ngồi xu hướng Thế kỷ XXI kỷ cơng nghệ Do đó, giáo dục Khoa học - Công nghệ - Kĩ thuật - Toán học (STEM) trở thành hiệu cải cách giáo dục nhiều quốc gia toàn giới Tuy nhiên, để đánh giá việc triển khai giáo dục STEM chưa có đa dạng linh hoạt phù hợp với bối cảnh Mặc dù vậy, giới có vài cơng trình nghiên cứu công cụ đánh giá lực STEM giáo viên thơng qua hành vi qua kiến thức Ví dụ, Bộ công cụ đánh giá hành vi giáo viên STEM Hee Kim Bang Kim Jinsoo (2016) Những nghiên cứu hạn chế, chưa xây dựng đa dạng công cụ khả đánh giá lực STEM Hiện nay, Việt Nam, Chương trình Giáo dục phổ thơng tổng thể năm 2018 có số mơn học tích hợp với nhau, ví dụ Khoa học tự nhiên gồm Vật lí, Hố học Sinh học Vì thế, Giáo dục STEM xu hướng giáo dục tích hợp quan tâm phát triển giới Việt Nam, góp phần đáp ứng yêu cầu cung cấp nguồn nhân lực cho kinh tế Mục tiêu giáo dục phổ thông 2018 giúp học sinh phát triển tồn diện đạo đức, trí tuệ, thể chất, thẩm mỹ kỹ bản, phát triển lực cá nhân, tính động sáng tạo, hình thành nhân cách người Việt Nam xã hội chủ nghĩa, xây dựng tư cách trách nhiệm công dân, chuẩn bị cho học sinh tiếp tục học lên vào sống lao động, tham gia xây dựng bảo vệ Tổ Quốc Để đạt mục tiêu giáo dục 2018 việc đổ phương pháp giáo dục, giáo dục phát triển lực học sinh điều cần thiết Mơn Vật lí có vai trị quan trọng khoa học, kĩ thuật công nghệ Vật lí sở khoa học tự nhiên sở cơng nghệ Vật lí đóng vai trò quan trọng cách mạng công nghiệp nhân loại Sở dĩ vật lí mơn khoa học thực nghiệm, dạy học thơng qua thí nghiệm, gắn liền với thực tế sản xuất sống Do vậy, giáo viên cần có phương pháp giáo dục phù hợp Trong phương pháp dạy học tích cực triển khai phương pháp giáo dục STEM phương pháp dạy học vô hiệu việc phát huy tính tích cực, chủ động sáng tạo học sinh, khai thác phát huy lực người học - yêu cầu thiếu giáo dục Xuất phát từ bối cảnh chuyển đổi số nhu cầu nhân lực số, nhu cầu thực tiễn hoạt động dạy học, đặc điểm tâm lí học sinh, từ trải nghiệm thân, mạnh dạn lựa chọn đề tài sáng kiến kinh nghiệm: “Tạo hứng thú học tập phát triển số lực cho học sinh THPT Nguyễn Trường Tộ Hưng Nguyên thông qua dạy học STEM mơn Vật lí” Mục đích đề tài - Nghiên cứu sở lí luận, sở thực tiễn vấn đề chuyển đổi số với dạy học Stem nhằm phát triển số lực cho học sinh (HS) - Đánh giá tính khả thi hiệu dạy có sử dụng chuyển đổi số kết hợp phương pháp STEM việc nâng cao chất lượng môn Vật lý Đối tƣợng nghiên cứu khách thể nghiên cứu 3.1 Đối tượng nghiên cứu Việc sử dụng phương pháp dạy học STEM môn Vật lý nhằm tạo hứng thú học tập phát huy lực cho học sinh trường THPT Nguyễn Trường Tộ - Hưng Nguyên - Nghệ An 3.2 Khách thể nghiên cứu 129 học sinh Trường THPT Nguyễn Trường Tộ - Hưng Nguyên - Nghệ An .Cụ thể: TT Lớp Năm học Số lƣợng Ghi 10 A1 2021-2022 43 Học kỳ 11A1 2021-2022 43 12A1 2021-2022 43 Giả thuyết khoa học Nếu tổ chức dạy học STEM môn Vật lý cho học sinh trường “THPT Nguyễn Trường Tộ - Hưng Nguyên” tạo hứng thú học tập học sinh 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 phát triển phẩm chất số lực cho học sinh, tạo thú học tập, phát huy tính tích cực chủ động sáng tạo học sinh Nhiệm vụ, phạm vi thời gian nghiên cứu 5.1 Nhiệm vụ nghiên cứu - Nghiên cứu sở lý luận sở thực tiễn chuyển đối số kết hợp phương pháp STEM cho học sinh nhà trường phổ thơng - Đánh giá tính khả thi hiệu dạy có sử dụng chuyển đổi số kết hợp phương pháp STEM việc nâng cao chất lượng môn Vật lý - Nghiên cứu sở lý luận tạo hứng thú học tập phát triển số lực cho HS việc sử dụng phương pháp STEM môn Vật lý nhà trường phổ thông - Khảo sát thực trạng tạo hứng thú học tập phát triển số lực cho học sinh việc sử dụng phương pháp STEM môn Vật lý trường THPT Nguyễn Trường Tộ - Hưng nguyên - Nghệ An - Đề xuất biện pháp tạo hứng thú học tập phát triển số lực cho HS việc sử dụng phương pháp STEM môn Vật lý nhà trường phổ thông trường THPT Nguyễn Trường Tộ - Hưng Nguyên - Nghệ An 5.2 Phạm vi thời gian nghiên cứu - Thực nghiệm trường THPT Nguyễn Trường Tộ - Hưng Nguyên - Nghệ An - Thời gian thực hiện: Từ năm học 2021 - 2022 Phƣơng pháp nghiên cứu 6.1 Phương pháp phân tích tài liệu Các tác giả đọc phân tích, so sánh, tổng hợp tài liệu liên quan đến vấn đề nghiên cứu bao gồm nguồn tài liệu sử dụng gồm dạng: văn Nghị định, Nghị quyết; tài liệu tập huấn chuyên môn Bộ Giáo dục Đào tạo; tài liệu, số trang báo điện tử giáo dục phương pháp dạy học, tài liệu, số trang báo điện tử phương pháp tích cực dạy học, phương pháp dạy học STEM nhằm thu thập thông tin, số liệu liên quan phục vụ cho việc nghiên cứu đề tài Tham khảo số tài liệu, xem xét, lựa chọn thông tin cần thiết, có độ tin cậy cao tài liệu nhằm đáp ứng mục tiêu nghiên cứu Tham khảo nguồn tài liệu sách, báo, cơng trình nghiên cứu có nội dung liên quan đến đề tài để so sánh nghiên cứu trước với kết đề tài 6.2 Phương pháp điều tra, khảo sát Đề tài nghiên cứu “Tạo hứng thú học tập phát triển số lực cho học sinh THPT Nguyễn Trường Tộ - Hưng Nguyên thông qua dạy học STEM mơn Vật lí” cụ thể hố giải pháp đề tài thành bảng hỏi để giáo viên (GV), HS đánh giá cần thiết hiệu chất lượng giảng dạy môn học; tiến hành thử nghiệm khảo sát đại trà khoảng 50 giáo viên khoảng 350 học sinh Chúng điều tra khảo sát thực trạng đề tài nghiên phiếu điều tra, bảng hỏi GV, HS phần mềm Google form phát phiểu khảo khảo sát trực tiếp Trường THPT Nguyễn Trường Tộ số trường địa bàn thành phố Vinh huyện Hưng Nguyên nhằm thu thập thông tin liên quan để giải nhiệm vụ đề tài Từ thống kê tính cấp thiết nhu cầu nhu cầu học sinh học STEM môn Vật lý Đây sở quan trọng để rút kết luận tính hiệu quả, khả thi đề tài nghiên cứu 6.3 Phương pháp phân tích số liệu Trên sở số liệu thu thập, phân tích, tổng hợp, so sánh số liệu phục vụ mục đích nghiên cứu thực trạng sử dụng phương pháp dạy học STEM mơn Vật lý để từ áp dụng hiệu giải pháp đề tài đề xuất Sản phẩm việc xử lý phân tích, tổng hợp hay hệ thống hóa bảng số liệu, biểu đồ 6.4 Phương pháp phân tích, tổng hợp, so sánh Trên sở số liệu thu thập, phân tích, tổng hợp, so sánh số liệu phục vụ mục đích nghiên cứu thực trạng việc “ Tạo hứng thú học tập phát triển số lực cho học sinh THPT Nguyễn Trường Tộ - Hưng Nguyên thơng qua dạy học STEM mơn Vật lí “ở trường THPT Nguyễn Trường Tộ Hưng Nguyên” Sản phẩm việc xử lý phân tích, tổng hợp hay hệ thống hóa bảng số liệu, biểu đồ 6.5 Phương pháp quan sát Trong trình thực đề tài, chúng tơi trực tiếp quan sát q trình HS học tập vật lý để tìm hiểu thái độ, hứng thú, tính tích cực, lực tư duy, sáng tạo, kĩ giải vấn đề HS để từ rút ưu, khuyết điểm mà phương pháp áp dụng, sở điều chỉnh để đạt kết đề tài mong muốn + Mục đích: Đánh giá thực trạng kiểm nghiệm kết việc sử dụng giải pháp đề xuất nhằm “Tạo hứng thú học tập phát triển số lực cho HS trường THPT Nguyễn Trường Tộ - Hưng Nguyên thông qua dạy học STEM mơn Vật lí” trường THPT Nguyễn Trường Tộ - Hưng Nguyên Nghệ An + Nội dung: Quan sát trực tiếp cách thực hoạt động học tập học sinh + Cách tiến hành: Tiến hành quan sát việc thực hoạt động học tập lớp học học sinh Ghi lại kết quan sát máy ảnh, tốc kí, phiếu đánh giá kết học tập, biểu thái độ, hành vi học sinh 6.6 Phương pháp thực nghiệm Để khẳng định kết đề tài tiến hành thực nghiệm sư phạm lớp khóa học 2021- 2022 trường THPT Nguyễn Trường Tộ - Hưng nguyên Ở lớp thực nghiệm tiến hành dạy học STEM mơn Vật lí nhằm tạo hứng thú học tập phát triển số lực cho HS, từ khẳng định tính hiệu đề tài + Mục đích: Khảo sát kết học tập học sinh lớp thực nghiệm đối chứng để kiểm chứng hiệu phương pháp đề xuất + Nội dung: Khảo sát lực học sinh qua kiểm tra lớp thực nghiệm đối chứng + Cách tiến hành: - Chọn lớp thực nghiệm chúng tơi định cho HS thực chủ đề Từ đó, giúp HS rèn luyện tư khoa học, kính thích trí tị mị, khám phá, sáng tạo em Mơ tả chủ đề Học sinh tìm hiểu vận dụng kiến thức Lực đẩy Ác - si - mét để thiết kế chế tạo thuyền xốp với tiêu chí cụ thể Sau hoàn thành, học sinh thử nghiệm thả thuyền xuống nước tiến hành đánh giá chất lượng sản phẩm Mục tiêu a Kiến thức - Vận dụng kiến thức lực đẩy Ác - si - mét để chế tạo thuyền chở vật liệu theo yêu cầu, tiêu chí cụ thể; - Vận dụng kiến thức (biểu thức tính lực đẩy Ác - si - mét điều kiển để vật nổi, vật chìm) cách sáng tạo để giải vấn đề tương tự b Kĩ - Tính tốn, vẽ thiết kế thuyền chở vật liệu đảm bảo tiêu chí đề ra; - Lập kế hoạch cá nhân/nhóm để chế tạo thử nghiệm 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 nhóm c Phẩm chất - Nghiêm túc, chủ động, tích cực tham gia hoạt động học; - Yêu thích khám phá, tìm tịi 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 gìn vệ sinh chung thực nghiệm d Năng lực - Tìm hiểu khoa học, cụ thể ứng dụng lực đẩy Ác - si - mét; - Giải nhiệm vụ thiết kế chế tạo thuyền 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 Kiến thức STEM chủ đề Tên sản phẩm Khoa học (S) Thuyền chở vật liệu Thiết kế vẽ Định lượng kĩ thuật, sử dụng định tính Lực nâng, lực Quy trình chế ngun vật nguyên vật liệu cản chất tạo thuyền liệu dễ tìm, an cần thiết để chế lưu chở vật liệu toàn, phế tạo thuyền chở liệu vật liệu Cơng nghệ (T) Kỹ thuật (E) Tốn học (M) Vật lý: Chuẩn bị Mỗi nhóm chuẩn bị dụng cụ vật liệu cần thiết chế tạo thuyền chở vật liệu sau Vật liệu chuẩn bị - Các thiết bị dạy học: giấy A4, mẫu kế hoạch; - Nguyên vật liệu dụng cụ để chế tạo thử nghiệm “Thuyền chở vật liệu” ● Các miếng xốp, giấy màu; ● Kéo, dao rọc giấy; ● Băng dính, keo, que tăm nhọn; ● Thước kẻ, bút; ● Các bao vật liệu có khối lượng xác định (300 gam, 200 gam, 100 gam, 50 gam) Thiết kế hoạt động học tập Hình ảnh minh họa Hoạt động Xác định yêu cầu thiết kế chế tạo thuyền chở vật liệu a Mục đích hoạt động - Học sinh nắm vững yêu cầu "Thiết kế chế tạo thuyền chở vật liệu” xốp (do giáo viên cung cấp) theo tiêu chí: Tải trọng thuyền kg; Có tính ổn định cao mặt nước; Có biện pháp giảm lực cản chuyển động - Học sinh hiểu rõ yêu cầu vận dụng kiến thức lực nâng chất lỏng (lực đẩy Ác - si - mét) để thiết kế thuyết minh thiết kế trước sử dụng nguyên vật liệu, dụng cụ cho trước để chế tạo thử nghiệm b Nội dung hoạt động - Tìm hiểu số phương tiện giao thông đường thuỷ để xác định kiến thức lực nâng chất lỏng (lực đẩy Ác-si-mét) ứng dụng chế tạo tàu, thuyền - Xác định nhiệm vụ chế tạo thuyền mini xốp với tiêu chí ● Tải trọng thuyền: kg ● Có tính ổn định cao mặt nước ● Có biện pháp giảm lực cản chuyển động c Sản phẩm học tập học sinh - Mơ tả giải thích cách định tính nguyên lí chế tạo tàu, thuyền; - Xác định kiến thức cần sử dụng để thiết kế, chế tạo thuyền mini theo tiêu chí cho d Cách thức tổ chức - Giáo viên giao cho học sinh tìm hiểu tàu thuỷ (mơ tả, xem hình ảnh, video…) với u cầu: mơ tả đặc điểm, hình dạng tàu thuỷ; giải thích tàu mặt nước - Học sinh ghi lời mơ tả giải thích vào cá nhân; trao đổi với bạn (nhóm đơi học sinh); trình bày thảo luận chung - Giáo viên xác nhận kiến thức cần sử dụng lực nâng chất lỏng (lực đẩy Ác si - mét) giao nhiệm vụ cho học sinh tìm hiểu sách giáo khoa để giải thích tính tốn thông qua việc thiết kế, chế tạo thuyền mini với tiêu chí cho Hoạt động Nghiên cứu kiến thức trọng tâm xây dựng thiết kế a Mục đích hoạt động Học sinh hình thành kiến thức lực nâng chất lỏng (lực đẩy Ác - si mét) Sự nổi; đề xuất giải pháp xây dựng thiết kế thuyền b Nội dung hoạt động - Học sinh nghiên cứu sách giáo khoa tài liệu tham khảo kiến thức trọng tâm sau ● Lực nâng lực cản chất lưu (Vật lí 10 - Bài 19); ● Sự (Vật lí - Bài 12); ● Khối lượng riêng Trọng lượng riêng (Vật lí - Bài 11) - Học sinh thảo luận thiết kế thuyền đưa giải pháp có Gợi ý: ● Điều kiện để thuyền mặt nước chở kg vật liệu? ● Những hình dạng, kích thước thuyền giúp thuyền tăng mức vững vàng giảm lực cản chuyển động? ● Các nguyên liệu, dụng cụ cần sử dụng sử dụng nào? - Học sinh xây dựng phương án thiết kế thuyền chuẩn bị cho buổi trình bày trước lớp (các hình thức: thuyết trình, poster, powerpoint ) Hồn thành thiết kế (phụ lục đính kèm) nộp cho giáo viên - Yêu cầu: ● Bản thiết kế chi tiết có kèm hình ảnh, mơ tả rõ kích thước, hình dạng thuyền ngun vật liệu sử dụng… ● Trình bày, giải thích bảo vệ thiết kế theo tiêu chí đề Chứng minh tải trọng thuyền tính tốn cụ thể c Sản phẩm học sinh - Học sinh xác định ghi thông tin, kiến thức lực nâng chất lỏng (lực đẩy Ác - si - mét) Sự - Học sinh đề xuất lựa chọn giải pháp có cứ, xây dựng thiết kế thuyền đảm bảo tiêu chí d Cách thức tổ chức - Giáo viên giao nhiệm vụ cho học sinh ● Nghiên cứu kiến thức trọng tâm: lực nâng chất lỏng (lực đẩy Ác - si mét) Sự nổi; ● Xây dựng thiết kế thuyền theo yêu cầu; ● Lập kế hoạch trình bày bảo vệ thiết kế - Học sinh thực nhiệm vụ theo nhóm ● Tự đọc 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; ● Xây dựng hoàn thiện thiết kế thuyền; ● Lựa chọn hình thức chuẩn bị nội dung báo cáo - Giáo viên quan sát, hỗ trợ học sinh cần thiết Hoạt động Trình bày thiết kế a Mục đích hoạt động Học sinh hồn thiện thiết kế thuyền chở vật liệu nhóm b Nội dung hoạt động - Học sinh trình bày, giải thích bảo vệ thiết kế theo tiêu chí đề Chứng minh tải trọng thuyền tính tốn cụ thể - 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 thuyền c Sản phẩm học sinh Bản thiết kế thuyền sau điều chỉnh hoàn thiện d Cách thức tổ chức - Giáo viên đưa yêu cầu ● Nội dung cần trình bày; ● Thời lượng báo cáo; ● Cách thức trình bày thiết kế thảo luận - Học sinh báo cáo, thảo luận - Giáo viên điều hành, nhận xét, góp ý hỗ trợ học sinh Hoạt động Chế tạo thử nghiệm thuyền chở vật liệu a Mục đích hoạt động - Học sinh dựa vào thiết kế lựa chọn để chế tạo thuyển đảm bảo yêu cầu đặt - Học sinh thử nghiệm, đánh giá sản phẩm điều chỉnh cần b Nội dung hoạt động - Học sinh sử dụng nguyên vật liệu dụng cụ cho trước (xốp, tăm, băng dính, giấy màu, kéo, dao rọc giấy, thước kẻ, bút) để tiến hành chế tạo thuyền chở vật liệu theo thiết kế - Trong trình chế tạo nhóm đồng thời thử nghiệm điều chỉnh việc thả thuyền xuống nước, thêm bao cát có khối lượng xác định lên thuyền, quan sát, đánh giá điều chỉnh cần c Sản phẩm học sinh Mỗi nhóm có sản phầm thuyền hoàn thiện thử nghiệm d Cách thức tổ chức - Giáo viên giao nhiệm vụ ● Sử dụng nguyên vật liệu dụng cụ cho trước để chế tạo thuyền 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 quan sát, hỗ trợ học sinh cần Hoạt động Trình bày sản phẩm thuyền chở vật liệu a Mục đích hoạt động Các nhóm học sinh giới thiệu thuyền chở vật liệu trước lớp, chia sẻ kết thử nghiệm, thảo luận định hướng cải tiến sản phẩm b Nội dung hoạt động - Các nhóm trình diễn sản phẩm trước lớp - Đánh giá sản phẩm dựa tiêu chí đề ● Khả chịu tải (tiêu chuẩn kg); ● Mức vững vàng (khi có chấn động); ● Khả linh hoạt di chuyển - Chia sẻ, thảo luận để tiếp tục điều chỉnh, hoàn thiện sản phẩm ● Các nhóm tự đánh giá kết nhóm tiếp thu góp ý, nhận xét từ giáo viên nhóm khác; ● Sau chia sẻ thảo luận, đề xuất phương án điều chỉnh sản phẩm; ● Chia sẻ khó khăn, kiến thức kinh nghiệm rút qua trình thực nhiệm vụ thiết kế chế tạo thuyền c Sản phẩm học sinh Thuyền chế tạo nội dung trình bày báo cáo nhóm d Cách thức tổ chức - Giáo viên giao nhiệm vụ: nhóm trình diễn sản phẩm trước lớp tiến hành thảo luận, chia sẻ - Học sinh trình diễn thả thuyền xuống nước, thử nghiệm để đánh giá khả chịu tải, mức vững vàng có chấn động độ linh hoạt di chuyển - 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 thuyền - Giáo viên đánh giá, kết luận tổng kết SẢN PHẨM CỦA HỌC SINH GIÁO ÁN SỐ 3: CHỦ ĐỀ: XE PHẢN LỰC KHƠNG KHÍ (Số tiết: 02 - Lớp 10) Lí chọn chủ đề Nói đến vấn đề phản lực thấy ứng dụng việc chế tạo động phản lực giúp máy bay, tên lửa di chuyển nhanh dễ dàng Về nguyên tắc chuyển động phản lực, HS học “ Định luật bảo toàn động lượng ” SGK vật lí 10 Khi ứng dụng nguyên tắc chuyển động phản lực vào việc chế tạo động phản lực hoạt động sau: hút khơng khí, ép qua tầng nén ban đầu tuốc bin (nguội), nén vào buồng đốt, phun nhiên liệu đốt cháy, sinh lượng (nóng), thổi vào tuốc bin tầng sau, luồng phản lực đẩy máy bay tên lửa bay lên Dựa kiến thức ứng dụng chuyển động phản lực, nghĩ chế tạo mơ hình xe chuyển động phản lực luồng khơng khí phía sau Làm điều làm cho học sinh thấy được, áp dụng kiến thức học vào thực tiễn sống, giúp HS rèn luyện tư khoa học, kính thích trí tị mị, khám phá, sáng tạo em hứng thú học môn Vật lí Mơ tả chủ đề Học sinh tìm hiểu vận dụng kiến thức Định luật bảo toàn động lượng, chuyển động phản lực để thiết kế chế tạo xe chai nhựa với tiêu chí cụ thể Sau hồn thành, học sinh thử nghiệm cho xe chuyển động đường tiến hành đánh giá chất lượng sản phẩm Mục tiêu a Kiến thức - Vận dụng kiến thức bảo toàn động lượng chuyển động phản lực để chế tạo xe phản lực khơng khí theo u cầu, tiêu chí cụ thể; - Vận dụng kiến thức (biểu thức định luật bảo toàn động lượng chuyển động phản lực) cách sáng tạo để giải vấn đề tương tự b Kĩ - Tính tốn, vẽ thiết kế xe phản lực khơng khí đảm bảo tiêu chí đề ra; - Lập kế hoạch cá nhân/nhóm để chế tạo thử nghiệm dựa thiết kế; - Trình bày, bảo vệ thiết kế sản phẩm mình, phản biện ý kiến thảo luận; - Tự nhận xét, đánh giá q trình làm việc cá nhân nhóm c Phẩm chất - Nghiêm túc, chủ động, tích cực tham gia hoạt động học; - Yêu thích khám phá, tìm tịi vận dụng kiến thức học vào giải nhiệm vụ giao; - Có tinh thần trách nhiệm, hòa đồng, giúp đỡ nhóm, lớp; - Có ý thức tuân thủ tiêu chuẩn kĩ thuật giữ gìn vệ sinh chung thực nghiệm d Năng lực - Tìm hiểu khoa học, cụ thể ứng dụng định luật bảo toàn động lượng chuyển động phản lực; - Giải nhiệm vụ thiết kế chế tạo xe phản lực khơng khí 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 Kiến thức STEM chủ đề Tên sản phẩm Khoa học (S) Vật lý: Xe phản lực khơng khí Bảo tồn động lượng, chuyển động phản lực Công nghệ (T) Kỹ thuật (E) Toán học (M) Thiết kế vẽ Định lượng kĩ thuật, sử dụng Quy trình chế định tính các nguyên vật tạo xe phản nguyên vật liệu liệu dễ tìm, an lực khơng cần thiết để chế tồn, phế khí tạo xe phản lực liệu khơng khí Chuẩn bị Mỗi nhóm chuẩn bị dụng cụ vật liệu cần thiết chế tạo xe phản lực khơng khí sau Vật liệu chuẩn bị - Các thiết bị dạy học: giấy A4, mẫu kế hoạch; - Nguyên vật liệu dụng cụ để chế tạo thử nghiệm “Xe phản lực không khí”: ● 01 chai nước loại 1,5 lít; ● Kéo, dao rọc giấy; ● 01 chai nước 500 ml; ● 04 nắp chai nhựa giống nhau; ● Thước kẻ, bút; ● 02 gỗ cỡ que tăm, dài khoảng 10 cm; ● Súng bắn keo nến; ● Ống hút nhựa hộp sữa; ● Bong bóng Thiết kế hoạt động học tập Hình ảnh minh họa Hoạt động Xác định yêu cầu thiết kế chế tạo xe phản lực khơng khí a Mục đích hoạt động - Học sinh nắm vững yêu cầu “ Thiết kế chế tạo xe phản lực khơng khí ” chai nhựa theo tiêu chí: Quãng đường tối thiểu m; Có tính ổn định cao chuyển động; Có biện pháp giảm lực cản chuyển động - Học sinh hiểu rõ yêu cầu vận dụng kiến thức chuyển động phản lực để thiết kế thuyết minh thiết kế trước sử dụng nguyên vật liệu, dụng cụ cho trước để chế tạo thử nghiệm b Nội dung hoạt động - Tìm hiểu số phương tiện giao thơng đường khơng, khí tài qn để xác định kiến thức chuyển động phản lực ứng dụng chế tạo động máy bay, tên lửa - Xác định nhiệm vụ chế tạo xe phản lực không khí với tiêu chí ● Quãng đường di chuyển tối thiểu: m; ● Có tính ổn định cao chuyển động; ● Có biện pháp giảm lực cản chuyển động c Sản phẩm học tập học sinh - Mơ tả giải thích cách định tính nguyên lí chuyển động máy bay phản lực, tên lửa; - Xác định kiến thức cần sử dụng để thiết kế, chế tạo xe phản lực khơng khí theo tiêu chí cho d Cách thức tổ chức - Giáo viên giao cho học sinh tìm hiểu động máy bay phản lực (mơ tả, xem hình ảnh, video…) với u cầu: mô tả đặc điểm, cấu tạo động cơ; giải thích máy bay phản lực di chuyển không - Học sinh ghi lời mô tả giải thích vào cá nhân; trao đổi với bạn (nhóm đơi học sinh); trình bày thảo luận chung - Giáo viên xác nhận kiến thức cần sử dụng định luật bảo toàn động lượng chuyển động phản lực giao nhiệm vụ cho học sinh tìm hiểu sách giáo khoa để giải thích tính tốn thơng qua việc thiết kế, chế tạo xe phản lực khơng khí với tiêu chí cho Hoạt động Nghiên cứu kiến thức trọng tâm xây dựng thiết kế a Mục đích hoạt động Học sinh hình thành kiến thức Định luật bao toàn động lượng chuyển động phản lực; đề xuất giải pháp xây dựng thiết kế xe b Nội dung hoạt động - Học sinh nghiên cứu sách giáo khoa tài liệu tham khảo kiến thức trọng tâm sau: ● Động lượng (Vật lí 10 - Bài 28); ● Định luật bảo tồn động lượng (Vật lí 10 - Bài 29); ● Chuyển động phản lực (Vật lí 10 - Bài 28); - Học sinh thảo luận thiết kế xe đưa giải pháp có Gợi ý: ● Điều kiện để xe chuyển động đường ngang tối thiểu m; ● Những hình dạng, kích thước xe giúp xe tăng mức vững vàng giảm lực cản chuyển động? ● Các nguyên liệu, dụng cụ cần sử dụng sử dụng nào? - Học sinh xây dựng phương án thiết kế xe chuẩn bị cho buổi trình bày trước lớp (các hình thức: thuyết trình, poster, powerpoint ) Hồn thành thiết kế (phụ lục đính kèm) nộp cho giáo viên - Yêu cầu: ● Bản thiết kế chi tiết có kèm hình ảnh, mơ tả rõ kích thước, hình dạng xe nguyên vật liệu sử dụng… ● Trình bày, giải thích bảo vệ thiết kế theo tiêu chí đề c Sản phẩm học sinh - Học sinh xác định ghi thông tin, kiến thức Định luật bảo toàn động lượng chuyển động phản lực - Học sinh đề xuất lựa chọn giải pháp có cứ, xây dựng thiết kế xe đảm bảo tiêu chí d Cách thức tổ chức - Giáo viên giao nhiệm vụ cho học sinh: ● Nghiên cứu kiến thức trọng tâm: Định luật bảo toàn động lượng; ● Xây dựng thiết kế xe theo yêu cầu; ● Lập kế hoạch trình bày bảo vệ thiết kế - Học sinh thực nhiệm vụ theo nhóm: ● Tự đọc 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; ● Xây dựng hoàn thiện thiết kế xe; ● Lựa chọn hình thức chuẩn bị nội dung báo cáo - Giáo viên quan sát, hỗ trợ học sinh cần thiết Hoạt động Trình bày thiết kế a Mục đích hoạt động Học sinh hồn thiện thiết kế xe phản lực khơng khí nhóm b Nội dung hoạt động - Học sinh trình bày, giải thích bảo vệ thiết kế theo tiêu chí đề - 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 xe c Sản phẩm học sinh Bản thiết kế xe sau điều chỉnh hoàn thiện d Cách thức tổ chức - Giáo viên đưa yêu cầu về: ● Nội dung cần trình bày; ● Thời lượng báo cáo; ● Cách thức trình bày thiết kế thảo luận - Học sinh báo cáo, thảo luận - Giáo viên điều hành, nhận xét, góp ý hỗ trợ học sinh Hoạt động Chế tạo thử nghiệm xe phản lực khơng khí a Mục đích hoạt động - Học sinh dựa vào thiết kế lựa chọn để chế tạo xe đảm bảo yêu cầu đặt - Học sinh thử nghiệm, đánh giá sản phẩm điều chỉnh cần b Nội dung hoạt động - Học sinh sử dụng nguyên vật liệu dụng cụ cho trước (chai nhựa, súng bắn keo, kéo, dao rọc giấy, bong bóng, thước kẻ, bút…) để tiến hành chế tạo xe phản lực khơng khí theo thiết kế - Trong q trình chế tạo nhóm đồng thời thử nghiệm điều chỉnh việc cho xe xuống mặt đường ngang, cho xe chuyển động, quan sát, đánh giá điều chỉnh cần c Sản phẩm học sinh Mỗi nhóm có sản phẩm xe hoàn thiện thử nghiệm d Cách thức tổ chức - Giáo viên giao nhiệm vụ: ● Sử dụng nguyên vật liệu dụng cụ cho trước để chế tạo xe 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 quan sát, hỗ trợ học sinh cần Hoạt động Trình bày sản phẩm xe phản lực khơng khí a Mục đích hoạt động Các nhóm học sinh giới thiệu xe phản lực khơng khí trước lớp, chia sẻ kết thử nghiệm, thảo luận định hướng cải tiến sản phẩm b Nội dung hoạt động - Các nhóm trình diễn sản phẩm trước lớp - Đánh giá sản phẩm dựa tiêu chí đề ra: ● Khả di chuyển (đi quãng đường tối thiểu m); ● Ổn định xe di chuyển; - Chia sẻ, thảo luận để tiếp tục điều chỉnh, hồn thiện sản phẩm ● Các nhóm tự đánh giá kết nhóm tiếp thu góp ý, nhận xét từ giáo viên nhóm khác; ● Sau chia sẻ thảo luận, đề xuất phương án điều chỉnh sản phẩm; ● Chia sẻ khó khăn, kiến thức kinh nghiệm rút qua trình thực nhiệm vụ thiết kế chế tạo xe c Sản phẩm học sinh Xe chế tạo nội dung trình bày báo cáo nhóm d Cách thức tổ chức - Giáo viên giao nhiệm vụ: nhóm trình diễn sản phẩm trước lớp tiến hành thảo luận, chia sẻ - Học sinh trình diễn cho xe di chuyển, thử nghiệm để đánh giá khả vận hành, ổn định di chuyển - 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 xe - Giáo viên đánh giá, kết luận tổng kết PHỤ LỤC 04: MỘT SỐ HÌNH ẢNH HỌC TẬP STEM CỦA HỌC SINH TRONG MÔN VẬT LÝ Họat động học tập học sinh chủ đề “Xe phản lực khơng khí” Họat động học tập học sinh chủ đề “Thuyền chở vật liệu” PHỤ LỤC 05: MỘT SỐ HÌNH ẢNH HỌC SINH ĐẠT GIẢI TRONG CUỘC THI KHKT