Sáng kiến thiết kế và tổ chức dạy học theo định hƣớng stem chủ đề phƣơng pháp giải một số bài toán toàn mạch môn vật lí 11

MỤC LỤC PHẦN I ĐẶT VẤN ĐỀ 1 Lý chọn đề tài Mục đích, nhiệm vụ đề tài Đối tƣợng, phạm vi, thời gian nghiên cứu 3.1 Đối tƣợng 3.2 Phạm vi nghiên cứu 3.3 Kế hoạch thời gian thực Phƣơng pháp nghiên cứu 4.1 Phƣơng pháp nghiên cứu lý thuyết 4.2 Phƣơng pháp nghiên cứu thực tiễn Đóng góp đề tài PHẦN II NỘI DUNG I CỞ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN Cơ sở lí luận 1.1 Cơ sở pháp lí 1.2.1 Khái niệm giáo dục STEM 1.2.2.Vai trò, ý nghĩa giáo dục STEM 1.2.3 Hình thức tổ chức giáo dục STEM 1.2.4 Quy trình xây dựng học STEM Cơ sở thực tiễn 2.1 Thực tiễn dạy học Vật Lí chƣơng trình THPT 2.2 Thực tiễn dạy học STEM chƣơng trình trung học phổ thơng II THIẾT KẾ VÀ TỔ CHỨC DẠY HỌC THEO ĐỊNH HƢỚNG STEM CHỦ ĐỀ "PHƢƠNG PHÁP GIẢI MỘT SỐ BÀI TOÁN TỒN MẠCH" VẬT LÍ 11 10 Tiêu chí xây dựng học STEM 10 Tiến trình học STEM theo quy trình kĩ thuật 11 Khung kế hoạch dạy học chủ đề theo định hƣớng STEM 12 Thiết kế dạy cụ thể 13 4.1 Mục tiêu 14 4.2 Chuẩn bị 15 4.3 Kiến thức đề xuât giải pháp 15 4.4 Tổ chức hoạt động dạy học 15 4.5 Nhận xét, bổ sung học 22 4.6 Kết luận GV 22 III THỰC NGHIỆM SƢ PHẠM 22 3.1 Tiến hành thực nghiệm sƣ phạm lớp 11D1 22 3.2 Tiến hành thực nghiệm sƣ phạm lớp 11C 27 3.3 Nhận xét, so sánh kết với lớp đối chứng 11D2 32 IV KHẢO SÁT SỰ CẤP THIẾT VÀ TÍNH KHẢ THI CỦA CÁC GIẢI PHÁP ĐỀ XUẤT 34 Mục đích khảo sát 35 Nội dung phƣơng pháp khảo sát 35 2.1 Nội dung khảo sát 35 2.2 Phƣơng pháp khảo sát thang đánh giá 35 PHẦN III: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT 39 Kết luận 39 Đề xuất 40 TÀI LIỆU THAM KHẢO 41 PHỤ LỤC DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT Viết tắt Viết đầy đủ GV GV HS Học sinh PL Phụ lục SKKN Sáng kiến kinh nghiệm THPT Trung học phổ thông SGK Sách giáo khoa GDPT Giáo dục phổ thơng TKB Thời khóa biểu TB Trung bình HĐ Hoạt động PĐG Phiếu đánh giá PPDH Phƣơng pháp dạy học PP Phƣơng pháp GD&ĐT Giáo dục đào tạo STEM Science (Khoa học), Technology(Công nghệ), Engineering (Kĩ thuật), Mathematics (Toán học) DANH MỤC BẢNG Bảng 1: Kết khảo sát GV Vật Lí Bảng 2: Kết khảo sát 122 HS Bảng 3: Kết khảo sát 15 GV trƣờng Bảng 4: Kết khảo sát 122 HS 10 Bảng 5: Kết kiểm tra 122 HS 33 Bảng 6: Phân loại trình độ học sinh hai nhóm sau thực chủ đề 33 Bảng 7: Tổng hợp đối tƣợng khảo sát 36 Bảng 8: Đánh giá cấp thiết giải pháp đề xuất 36 DANH MỤC HÌNH Hình 1: Quy trình xây dựng học STEM Hình 2: Khảo sát GV Vật Lí trƣờng Hình 3: Khảo sát lớp 11C, 11D1, 11D2(3 ảnh) Hình 4: Khảo sát 10 GV tự nhiên Hình 5: Khảo sát GV xã hội Hình 6.a: HS trình bày làm 22 Hình 6.b: HS thảo luận, góp ý kiến làm phiếu học tập số 22 Hình 6.c: Bảng phân cơng nhiệm vụ nhóm 23 Hình 6.d: Bài làm phiếu học tập số nhóm 23 Hình 7.a: Một số hoạt động làm việc nhà HS .23 Hình 7.b: Bài làm Power point thuyết trình kiến thức HS .24 Hình 8.a: Đại diện nhóm trình bày thiết kế 24 Hình 8.b: Bảng đánh giá thiết kế nhóm 25 Hình 8.c: Bản ghi lại nhận xét, góp ý HS GV cho thiết kế 25 Hình 9.a: HS chuẩn bị vật liệu tiến hành làm, tính tốn số liệu .26 Hình 9.b: HS tính tốn số liệu dựa mạch điện HS thiết kế, HS tự lấy số liệu suất điện động, điện trở trong, điện trở ngoài… .26 Hình 9.c: Song song với trình làm sản phầm, HS tiến hành làm thuyết trình Canva, Powerpoint… (PL link) .26 Hình 10.a: Một số sản phẩm HS sau thuyết trình 27 Hình 10.b: Bản đánh giá HS cho sản phẩm nhóm 27 Hình 10.c: Bản nhóm đánh giá thành viên nhóm .27 Hình 11.a: HS làm việc nhóm tìm hiểu trả lời câu hỏi phiếu câu hỏi 28 Hình 11.b: HS thảo luận vấn đề nhóm 28 Hình 11.c: Đại diện nhóm trình bày .28 Hình 12.a: HS nghiên cứu kiến thức nền, vẽ thiết kế .29 Hình 12.b: HS nhận nhiệm vụ tính tốn số liệu 29 Hình 12.c: HS thảo luận, làm việc nhóm 29 Hình 12.d: Bản nháp thiết kế HS 29 Hình 13.a: HS trình bày thiết kế .29 Hình 13.b: Bản trình bày power point nhóm .30 Hình 13.c: Bản ghi nhận xét sau góp ý 30 Hình 14.a: Dụng cụ chuẩn bị HS theo thiết kế 30 Hình 14.b: HS vào bảng phân công công việc để tiến hành làm sản phẩm.30 Hình 14.c: HS tiến hành làm sản phẩm 31 Hình 15.a: Các nhóm sau thuyết trình xong, trình bày sản phẩm làm đƣợc .31 Hình 15.b: Cho điểm dựa vào tiêu chí 32 Hình 15.c: Bản tính số liệu HS .32 Hình 16.a: Làm kiểm tra lớp 11C 32 Hình 16.b: Làm kiểm tra lớp 11D1 33 Hình 16.c: Làm kiểm tra lớp 11D2 33 Hình 17: Đồ thị biểu diễn mức điểm khảo sát HS 34 Hình 18.a: Kết khảo sát tính cấp thiết giải pháp 37 Hình 18.b: Kết khảo sát tính cấp thiết giải pháp 37 Hình 19.a: Kết khảo sát tính khả thi giải pháp 38 Hình 19.b: Kết khảo sát tính khả thi giải pháp 38 PHẦN I ĐẶT VẤN ĐỀ Lý chọn đề tài Thực Nghị số 29-NQ/TW ngày 04/11/2013 đổi bản, toàn diện giáo dục đào tạo, đáp ứng u cầu cơng nghiệp hóa, đại hóa điều kiện kinh tế thị trƣờng định hƣớng xã hội chủ nghĩa hội nhập quốc tế, thực Chỉ thị số 16/CT-TTG ngày 04/5/2017 Thủ tƣớng phủ việc tăng cƣờng lực tiếp cận Cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ 4, cần “ thay đổi mạnh mẽ sách, nội dung, phương pháp giáo dục dạy nghề nhằm tạo nguồn nhân lực có khả tiếp nhận xu cơng nghệ sản xuất mới, cần tập trung vào thúc đẩy đào tạo Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật Toán học (STEM), Ngoại ngữ, Tin học chương trình giáo dục phổ thơng ” Giáo dục STEM theo Chƣơng trình giáo dục phổ thơng năm 2018 (Bộ Giáo dục Đào tạo) đƣợc hiểu “mơ hình giáo dục dựa cách tiếp cận liên môn, giúp HS áp dụng kiến thức Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật Toán học vào giải số vấn đề thực tiễn bối cảnh cụ thể” Nhƣ vậy, giáo dục STEM chất đƣợc hiểu trang bị cho ngƣời học kiến thức kỹ cần thiết liên quan đến lĩnh vực khoa học, cơng nghệ, kỹ thuật tốn học Các kiến thức kỹ phải đƣợc tích hợp, lồng ghép bổ trợ cho nhau, giúp HS không hiểu biết ngun lý mà cịn thực hành tạo đƣợc sản phẩm sống ngày Giáo dục STEM nhằm chuẩn bị cho HS hội, nhƣ thách thức kinh tế cạnh tranh toàn cầu kỉ 21 Bên cạnh hiểu biết lĩnh vực Khoa học, Cơng nghệ, Kỹ thuật, Tốn học, HS đƣợc phát triển lực giải vấn đề sáng tạo, lực giao tiếp hợp tác, lực tự chủ tự học Giáo dục STEM tạo cho HS có kiến thức, kỹ mang tính tảng cho việc học tập bậc học cao nhƣ cho nghề nghiệp tƣơng lai HS Từ đó, góp phần xây dựng lực lƣợng lao động có lực, phẩm chất tốt, đặc biệt lao động lĩnh vực STEM nhằm đáp ứng mục tiêu xây dựng phát triển đất nƣớc Ở trƣờng trung học phổ thơng, Vật Lí mơn học thuộc nhóm mơn Khoa học tự nhiên, giúp HS tiếp tục phát triển phẩm chất, lực đƣợc định hình giai đoạn giáo dục bản, củng cố phẩm chất, kỹ cốt lõi, tạo điều kiện để HS bƣớc đầu nhận biết lực, sở trƣờng thân, có thái độ tích cực môn học Việc áp dụng giáo dục STEM, hoạt động trải nghiệm giúp cho phƣơng pháp dạy học phát huy lực làm việc nhóm, tự học, ngƣời học nói chung phát huy lực thực nghiệm nói riêng, đƣợc giải cách dễ dàng Xuất phát từ yêu cầu đổi dạy học, từ chƣơng trình giáo dục phổ thơng mới, từ ý nghĩa thực tiễn áp dụng phƣơng pháp STEM dạy học Vật Lí bậc THPT nên chọn đề tài: "Thiết kế tổ chức dạy học theo định hướng STEM chủ đề phương pháp giải số tốn tồn mạch - Vật Lí 11” THPT theo định hƣớng hình thành phát triển lực cho học sinh Mục đích, nhiệm vụ đề tài - Ứng dụng việc dạy học STEM Vật Lí 11 - phần định luật Ơm toàn mạch - Đƣa giải pháp xây dựng, lập kế hoạch dạy tiến hành dạy STEM mơn Vật Lí học bậc THPT, tìm yếu tố ảnh hƣởng đến việc khai thác hiệu tiết dạy học theo phƣơng pháp STEM - Thông qua thiết kế soạn - giảng - vận dụng phƣơng pháp STEM cho chủ đề: Phƣơng pháp giải số tốn tồn mạch - Vật Lí 11 bậc THPT để hƣớng tới mục tiêu học, rèn lyện kĩ tiến trình khoa học nhƣ: tự nghiên cứu tài liệu, hoạt động nhóm, thu thập thơng tin liệu; xử lý thông tin (so sánh, xếp, phân loại, liên hệ…); suy luận, áp dụng, chủ động tiến hành hoạt động STEM, liên hệ thực tiễn Đối tƣợng, phạm vi, thời gian nghiên cứu 3.1 Đối tượng - HS khối 11 trƣờng THPT Lê Hồng Phong - Mơn Vật Lí 11 - THPT 3.2 Phạm vi nghiên cứu - Lớp 11C, 11D1, 11D2 trƣờng THPT Lê Hồng Phong - Kiến thức 8,9, 11chƣơng II - SGK Vật Lí 11 bậc THPT 3.3 Kế hoạch thời gian thực Thời gian Nội dung Tháng 9/2022 - 12/2022 Viết đề cƣơng triển khai sáng kiến giai đoạn thử nghiệm, khảo sát đánh giá kết đạt đƣợc Tháng 1/2023 - 03/2023 Hoàn thiện sáng kiến kinh nghiệm Phƣơng pháp nghiên cứu 4.1 Phương pháp nghiên cứu lý thuyết 4.2 Phương pháp nghiên cứu thực tiễn Đóng góp đề tài - Đề tài: “Thiết kế tổ chức dạy học theo định hướng Stem chủ đề phương pháp giải số tốn tồn mạch - Vật Lí 11” vận dụng phƣơng pháp STEM dạy học cách linh hoạt, sáng tạo, phù hợp với mục tiêu chƣơng trình giáo dục phổ thơng mới, phát triển kỹ năng: làm việc nhóm, tự học, vận dụng kiến thức - Đề tài đóng góp thiết kế hoàn chỉnh kế hoạch dạy chủ đề giải tốn tồn mạch phương pháp STEM sau thực nghiệm, hiệu chỉnh - Đề tài giúp HS tiếp cận - phát huy kỹ tự thiết kế, tự lấy số liệu, vận dụng kiến thức để tính tốn, làm mơ hình số mạch điện kín Vật Lí 11 chƣơng trình hành áp dụng cho chƣơng trình 2018 phần điện chiều (tƣơng tự nhƣ thực hành với dụng cụ thật) PHẦN II NỘI DUNG I CỞ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN Cơ sở lí luận 1.1 Cơ sở pháp lí - Theo Cơng văn số 5512/BGDĐT-GDTrH [1] việc xây dựng tổ chức thực kế hoạch giáo dục nhà trƣờng - Theo Công văn số 3089/ BGDĐT-GDTrH [2] hƣớng dẫn số nội dung thực giáo dục STEM tổ chức, quản lý hoạt động giáo dục STEM trƣờng trung học 1.2.1 Khái niệm giáo dục STEM * STEM [3] thuật ngữ viết tắt từ Science (Khoa học), Technology (Công nghệ), Engineering (Kĩ thuật) Mathematics (Toán học), thƣờng đƣợc sử dụng bàn đến sách phát triển Khoa học, Cơng nghệ, Kĩ thuật Toán học quốc gia Sự phát triển Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật Tốn học đƣợc mơ tả chu trình STEM, 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 đƣợc sử dụng để thu nhận kết chia sẻ kết với ngƣời khác “Science” chu trình STEM đƣợc mô tả mũi tên từ “Technology” sang “Knowledge” thể quy trình sáng tạo khoa học Đứng trƣớc thực tiễn với "Công nghệ" tại, nhà khoa học, với lực tƣ phản biện, đặt câu hỏi/vấn đề cần tiếp tục nghiên cứu, hồn thiện cơng nghệ, câu hỏi/vấn đề khoa học Trả lời câu hỏi khoa học giải vấn đề khoa học phát minh "Kiến thức" khoa học Ngƣợc lại, “Engineering” chu trình STEM đƣợc mơ tả mũi tên từ “Knowledge” sang “Technology” thể quy trình kĩ thuật Các kĩ sƣ sử dụng "Kiến thức" khoa học để thiết kế, sáng tạo công nghệ Nhƣ vậy, chu trình STEM, "Science" đƣợc hiểu khơng "Kiến thức" thuộc môn khoa học (nhƣ Vật lí, Hố học, Sinh học) mà bao hàm "Quy trình khoa học" để phát minh kiến thức khoa học Tƣơng tự nhƣ vậy, "Engineering" chu STEM không "Kiến thức" thuộc lĩnh vực "Kĩ thuật" mà bao hàm"Quy trình kĩ thuật" để sáng tạo "Cơng nghệ" Hai quy trình nói tiếp nối nhau, khép kín thành chu trình sáng tạo khoa học - kĩ thuật theo mơ hình "xốy ốc" mà sau chu trình lƣợng kiến thức khoa học tăng lên với cơng nghệ phát triển trình độ cao Phỏng theo chu trình STEM, giáo dục STEM đặt HS trƣớc vấn đề thực tiễn ("cơng nghệ" tại) cần giải quyết, địi hỏi HS phải tìm tịi, chiếm lĩnh kiến thức khoa học vận dụng kiến thức để thiết kế thực giải pháp giải