Biện pháp vận dụng giáo dục STEM vào dạy học vật lý đạt hiệu quả cũng là biện pháp góp phần nâng cao trong dạy học môn vật lý, đồng thời cũng có thể áp dụng cho các môn KHTN, biện pháp tham gia thi GVG cấp tỉnh đạt điểm cao.
Năm học 2022-2023 CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc "BIỆN PHÁP VẬN DỤNG GIÁO DỤC STEM TẠO HỨNG THÚ CHO HỌC SINH TRONG DẠY HỌC MÔN VẬT LÝ TẠI TRƯỜNG THCS NGHĨA HÀ" A SƠ LƯỢC BẢN THÂN - Họ tên: Lê Thị Quyên - Sinh ngày, tháng, năm: 02/01/1989 Giới tính: Nữ - Quê quán: Phường Nghĩa Lộ, TP Quảng Ngãi, tỉnh Quảng Ngãi - Trú quán: Hẽm 426/10/17 Nguyễn Công Phương, TP Quảng Ngãi - Đơn vị công tác: Trường THCS Nghĩa Hà - Chức vụ: Giáo viên - Trình độ chun mơn, nghiệp vụ: Đại học sư phạm Vật lý B NỘI DUNG BIỆN PHÁP I LÝ DO, CĂN CỨ VÀ NGUYÊN TẮC XÂY DỰNG BIỆN PHÁP Lý xây dựng biện pháp Vật lý mơn học khoa học tự nhiên, có nhiều nội dung gắn liền với sống hàng ngày học sinh (HS) Khi dạy học môn vật lý trường trung học cở sở(THCS) giáo viên (GV) cần tạo điều kiện cho HS vận dụng vốn kinh nghiệm, kiến thức, kỹ việc giải vấn đề thực tiễn Là mơn khoa học thực nghiệm có liên quan chặt chẽ với nhiều ngành khoa học khác, song việc dạy học nặng truyền thụ kiến thức, lại môn học khô khan, hạn chế nhiều đến việc hình thành phát triển lực cho HS Vì việc đưa hoạt động giáo dục STEM vào trình dạy học vật lý cần thiết, phù hợp với mục tiêu đổi giáo dục Hoạt động dạy học STEM môn vật lý trình nghiên cứu khoa học kĩ thuật với mục tiêu: Xây dựng khơi gợi lịng nhiệt tình, tích cực, đầy hứng thú, say mê tự tìm hiểu, sáng tạo học tập em học sinh Phương pháp giáo dục có ưu bật như: kiến thức khoa học, kỹ thuật, cơng nghệ tốn học chắn, khả sáng tạo, tư logic, hiệu suất học tập làm việc vượt trội có hội phát triển kỹ mềm tồn diện cho học sinh Đặc biệt với môn vật lý thực chương trình GDPT 2006 để giúp em tiếp cận kiến thức chương trình GDPT 2018 em chuyển cấp vấn đề cấp thiết Xuất phát từ lý thân GV, với nhiều năm kinh nghiệm, mạnh dạn xây dựng biện pháp “vận dụng giáo dục STEM tạo hứng thú cho học sinh dạy học môn vật lý trường THCS Nghĩa Hà” Căn thực + Căn thực Nghị số 88/2014/QH13 Quốc hội khóa 13: "Tạo chuyển biến bản, toàn diện chất lượng hiệu giáo dục phổ thông; kết hợp dạy chữ, dạy người định hướng nghề nghiệp; góp phần chuyển giáo dục nặng truyền thụ kiến thức sang giáo dục phát triển toàn diện phẩm chất lực, hài hịa trí, đức, thể, mỹ phát huy tốt tiềm học sinh" + Căn Công văn số 1234/SGDĐT-GDTrH ngày 24/09/2020 việc hướng dẫn triển khai thực giáo dục STEM giáo dục trung học từ năm học 2020-2021 + Căn Công văn số 1503/SGDĐT-GDTrH ngày 25/08/2022, công văn 271/PGDĐT ngày 26/08/2022 việc thực nhiệm vụ triển khai thực chương trình giáo dục phổ thông 2018 lớp 6, lớp 7; tiếp tục thực Chương trình giáo dục phổ thơng 2006 lớp 8, lớp +Căn chuẩn kiến thức kỹ chương trình giáo dục phổ thông hành môn vật lý lớp + Căn tình hình thực tế dạy học môn vật lý trường THCS Nghĩa Hà + Coi trọng tiến học sinh học tập rèn luyện, động viên khuyến khích khơng gây áp lực cho học sinh đánh giá Tạo điều kiện hội cho tất học sinh hoàn thành chương trình có mảng kiến thức mở rộng dành cho đối tượng học sinh có khả Những đổi góp phần đổi phương thức dạy học trường, góp phần bước đầu triển khai giáo dục STEM nhà trường Nguyên tắc xây dựng biện pháp Để xây dựng biện pháp vận dụng giáo dục STEM vào dạy học vật lý cách hiệu phải đảm bảo số nguyên tắc sau Thứ có tính mục đích giải khó khăn q trình dạy học vật lý nhằm nâng cao lực chuyên môn thân Thứ hai có tính sáng tạo ứng dụng linh hoạt, đa dạng hình thức tổ chức nhằm phát huy tốt lực tư duy, sáng tạo, giải vấn đề HS Thứ ba có tính thực tiễn phù hợp với tình hình học sinh trường, điều kiện có nhà trường, đảm báo tính hài hịa, cân đối Thứ tư có tính hiệu triển khai tạo kết cao q trình dạy học mơn vật lý khơng gây áp lực, tạo khơng khí hợp tác, hoạt động nhóm, chủ động tham gia nhiệt tình tích cực II NỘI DUNG BIỆN PHÁP Thời gian thực biện pháp Từ năm học 2021-2022 đến Đánh giá thực trạng biện pháp 2.1 Thuận lợi: - Trình độ chuyên ngành giáo viên nâng cao, việc đánh giá giá trị phương pháp giáo dục STEM nâng lên cao - Đa số học sinh yêu thích khám phá trải nghiệm - Trường đầu tư sở vật chất, trang thiết bị dạy học ngày đầy đủ 2.2 Khó khăn: a Về phía giáo viên - Giáo viên bước đầu tiếp cận dạy học STEM, không đào tạo chuyên sâu phương pháp dạy học STEM; chưa tập huấn nhiều sâu sát dạy học STEM dẫn đến triển khai dạy học STEM lúng túng, chưa chủ động trình tổ chức triển khai hoạt động dạy học theo STEM; - Quan tâm nhiều đến dạy “chữ”, giáo dục tư tưởng, đạo đức, lối sống, lịch sử dân tộc, tư sáng tạo, kỹ thực hành, kỹ sống…cịn ít; - Chương trình giảng dạy mơn nhiều lúc chưa hợp lý, thiếu đồng bộ, chưa liên thông - Dạy học STEM mơ hình giáo dục theo hướng tiếp cận liên môn, giáo viên đơn môn, chưa đào tạo sâu kiến thức mơn cịn lại khó khăn việc chủ động hướng dẫn học sinh tạo sản phẩm - Việc xếp thời gian phù hợp cho học sinh cịn bất cập, bên cạnh chi phí vật liệu điều kiện sở vật chất lại gây khơng khó khăn b Về phía học sinh - Nhận thức nhu cầu học vật lý kỹ tự học học sinh qua việc vận dụng kiến thức vật lí vào đời sống cịn nhiều hạn chế - Cùng với thực trạng trước áp dụng biện pháp cụ thể sau: Qua khảo sát thống kê mức độ hứng thú môn vật lý lớp 9C trường THCS Nghĩa Hà nơi công tác Trước áp dụng biện phápc áp dụng biện phápng biện phápn pháp Thích; 27.27% Khơng thích; 72.73% * Nguyên nhân: Trăn trở với thực tế nêu trên, qua trao đổi với đồng nghiệp, tìm hiểu mức độ hứng thú học tập, dự giờ, thao giảng,… xin mạnh dạn nêu nguyên nhân + Khơng có mục đích học tập, kiến thức khó ngại hỏi, chưa chủ động học nghiên cứu chuẩn bị nội dung bài, báo cáo trước đến học, thí nghiệm thực hành + Kỹ tự học học sinh chưa cao, làm ồn, chưa lắng nghe yêu cầu, nội quy, lưu ý thực nhiệm vụ học tập + Tâm lý ỷ lại, quen với nếp sống bố mẹ chăm lo,… + Sao nhãn việc học mạng xã hội + Đa số em thích tự tay làm thí nghiệm, trải nghiệm… khơng thích viết kết quả, giải thích kết thu được, chưa mạnh dạn thực thuyết trình theo yêu cầu Biện pháp thực Việc vận dụng giáo dục STEM tạo hứng thú dạy học môn vật lý trường THCS Nghĩa Hà thực sau: 3.1 Lựa chọn xây dựng kế hoạch dạy theo chủ đề giáo dục STEM phù hợp với chương trình hành a Đối tượng: Học sinh lớp 9, GV dạy học vật lý b Nội dung: Căn vào việc phát triển phẩm chất, lực HS tơi nhận thấy lồng ghép giáo dục đảm bảo phát huy tối đa phẩm chất lực HS c Cách tiến hành + GV nghiên cứu nội dung chương trình vật lý tìm hiểu yếu tố liên quan phù hợp với phẩm chất, lực HS + Tiến hành lựa chọn xây dựng kế hoạch dạy theo chủ đề giáo dục STEM d Ví dụ minh họa: Trong chương trình lớp học áp dụng giáo dục STEM là: - Chủ đề STEM đoạn mạch nối tiếp –đoạn mạch song song(dòng điện chiều) +Thiết kế lắp đặt mạch điện chiều + Ứng dụng làm hoa đèn, lồng đèn - Biến trở - Điện trở dùng kĩ thuật (đèn đổi màu) - Bài 25 Sự nhiễm từ sắt, thép – Nam châm điện + Chế tạo la bàn từ vật liệu đơn giản - Chủ đề Lực điện từ - Động điện chiều +Chế tạo động điện chiều +Chế tạo mô hình quạt gió đơn giản(vận dụng 21, 27, 28) + Chế tạo quạt điện mini (vận dụng 28, 29) Bài 42 Thấu kính hội tụ (Chế tạo thấu kính hội tụ) +Ống nhịm +Mơ hình máy ảnh +Mơ hình máy chiếu +Bếp lượng mặt trời(bài 42, 43) - Bài 59 Năng lượng chuyển hóa lượng + Tìm hiểu mơ hình máy phát điện gió 3.2 Gắn kết giáo dục STEM vào hoạt động vận dụng, chủ đề trải nghiệm a Đối tượng: Học sinh lớp 9, GV dạy học vật lý b Nội dung: Việc vận dụng hoạt động nhằm phát triển cho HS lực: Tự chủ tự học, giao tiếp hợp tác, giải vấn đề sáng tạo, tính tốn, thẩm mỹ, cơng nghệ c Cách tiến hành + GV nghiên cứu nội dung chương trình vật lý lựa chọn nội dung liên quan thực tiễn để lồng ghép nội dung vào hoạt động phù hợp + Tiến hành lồng ghép vào hoạt động kế hoạch dạy theo chủ đề giáo dục STEM d Ví dụ minh họa: 3.2.1 Hoạt động vận dụng Khi xây dựng KHBD cần gắn kết giáo dục STEM vào hoạt động vận dụng qua nhiệm vụ liên quan đến thực tiễn giao cho HS thực nhà thay giao tập, câu hỏi mang tính thuộc lịng trước Ví dụ: Khi dạy Xác định Điện trở dây dẫn ampe kế vôn kế, phần hoạt động vận dụng: GV hướng dẫn nhóm HS nhà thực xác định điện trở nước tăng dần lượng muối hòa tan vào nước qua lần đo khác đồng hồ đo điện đa năng? - Khi dạy Đoạn mạch nối tiếp, phần hoạt động vận dụng: GV hướng dẫn HS nhà tìm hiểu dãy đèn sợi đốt thường dùng để trang trí lại chớp tắt liên tục được? - Khi dạy 10 Biến trở -Điện trở dùng kĩ thuật, phần hoạt động vận dụng GV hướng dẫn HS nhà tìm hiểu biến trở(dimmer) đèn chuyển từ OFF sang ON ban đầu lại sáng yếu với quạt chuyển từ OFF sang ON ban đầu lại quay tốc độ nhanh nhất? 3.2.2 Xây dựng chủ đề STEM Ví dụ Đoạn mạch song song-đoạn mạch nối tiếp Hoạt động I Cường độ dòng điện hiệu điện đoạn mạch nối tiếp song song GV tổ chức thách thức nhóm HS Trong thời gian 15 phút phải thiết kế lắp đặt thành công (Đoạn mạch song song đoạn mạch nối tiếp) sở dụng cụ cho Dụng cụ Pin, Cơng tắc điện, dây điện, băng dính, đèn Led đèn sợi đốt, đồng hồ đo điện, Ampe kế, vơn kế Đánh giá Bóng đèn phát sáng Đoạn mạch nối tiếp Đoạn mạch song song Ví dụ Chủ đề Chế tạo la bàn từ vật liệu đơn giản Hoạt động hình thành kiến thức GV tổ chức nhóm HS làm TN khám phá kiến thức với yêu cầu đặt ra: Làm để kim la bàn quay ln hướng bắc – nam Các nhóm HS làm TN khám phá kiến thức GV hướng dẫn HS làm TN khám phá Nguyên vật liệu làm la bàn: - Kim khâu - Miếng xốp - Nam châm - Nước - Màu Các nhóm HS + Xác định cách làm cho Kim khâu nhiễm từ + Tạo trục cho kim khâu quay + Phân biệt cực bắc cực nam la bàn GV theo dõi, giúp đỡ HS gặp khó khăn Ví dụ: Chủ đề Lực điện từ, động điện chiều Hình thành kiến thức mới: GV tổ chức nhóm HS TRÌNH BÀY VÀ THẢO LUẬN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ a Mục tiêu: HS thiết kế, trình bày thảo luận, phản biện cách làm mơ hình động điện chiều đơn giản b Tiến trình hoạt động Sự trợ giúp câu hỏi định hướng GV - Giáo viên giao nhiệm vụ cho học sinh: ● Nghiên cứu kiến thức trọng tâm: lực điện từ, cấu tạo hoạt động động điện chiều ● Xây dựng mơ hình động điện chiều đơn giản ● Lập kế hoạch trình bày bảo vệ thiết kế - Yêu cầu nhóm trao đổi đưa ý tưởng dự án - Hoạt động HS - Trao đổi thảo luận ý tưởng dự án - Học sinh nghiên cứu sách giáo khoa tài liệu tham khảo kiến thức trọng tâm sau: Lực điện từ (Vật lý 9– Bài 27) Động điện chiều (Vật lý – Bài 28) - Học sinh thảo luận thiết kế mơ hình ĐCĐ chiều đơn giản đưa giải pháp có Gợi ý: ● Lực điện từ xuất ● Cấu tạo động điện chiều Lựa chọn thiết kế cấu tạo phù hợp ● Làm để khung dậy quay ● Các nguyên liệu, dụng cụ cần sử dụng sử dụng nào? - Học sinh xây dựng phương án thiết kế 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 - u cầu nhóm trình bày ý tưởng dự án nhóm - Định hướng điều chỉnh thiết kế cho phù hợp hình ảnh, mô tả cấu tạo, nguyên tắc hoạt động rõ ràng nguyên vật liệu sử dụng… - Trình bày, giải thích bảo vệ thiết kế theo tiêu chí đề - Trình bày ý tưởng dự án nhóm (mỗi nhóm tối đa phút) - 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 mơ hình 3.3 Tổ chức cho học sinh làm sản phẩm đơn giản từ vật liệu dễ tìm phục vụ cho học giáo dục STEM a Đối tượng: Học sinh lớp 9, GV dạy học vật lý b Nội dung: Trong hoạt động này, học sinh khám phá thí nghiệm, ứng dụng khoa học, kỹ thuật thực tiễn đời sống Qua đó, nhận biết ý nghĩa khoa học, cơng nghệ, kỹ thuật tốn học đời sống người, nâng cao hứng thú học tập môn học STEM Đây cách thức để thu hút quan tâm xã hội tới giáo dục STEM c Cách tiến hành + GV nghiên tổ chức hướng dẫn HS lựa chọn, thiết kế cách thức thực tạo sản phẩm + Tiến hành lựa chọn chế tạo sản phẩm qua chủ đề giáo dục STEM + Thử nghiệm trưng bày sản phẩm d Ví dụ minh họa: Ví dụ 1: Chủ đề Chế tạo la bàn từ vật liệu đơn giản, GV tổ chức hướng dẫn HS làm la bàn đơn giản từ vật liệu dễ tìm Hình ảnh la bàn đơn giản Ví dụ Chủ đề STEM Đoạn mạch nối tiếp – Đoạn mạch song song (dòng điện chiều) GV hướng dẫn HS thiết kế lắp đặt mạch điện chiều (đoạn mạch nối tiếp đoạn mạch song song) Hình ảnh sản phẩm từ dịng điện chiều Hình ảnh sản phẩm từ dịng điện chiều Hình ảnh sản phẩm từ dòng điện chiều - Từ mạch điện chiều GV hướng dẫn HS ứng dụng dòng điện chiều để tạo hoa đèn, lồng đèn từ chai nhựa,… Hình ảnh sản phẩm từ dịng điện chiều Hình ảnh sản phẩm từ dịng điện chiều(hoa đèn) Hình ảnh sản phẩm từ dịng điện chiều(hoa đèn) 3.4 Tổ chức hướng dẫn cho học sinh kỹ thuyết trình dựa sản phẩm tạo a Đối tượng: Học sinh lớp 9, GV dạy học vật lý b Nội dung: Việc làm giúp học sinh mạnh dạn, tự tin đứng trước đám đông, giúp HS rèn luyện kỹ sống hiệu c Cách tiến hành + GV nghiên tổ chức hướng dẫn HS thuyết trình dựa sản phẩm tạo + Tiến hành xây dựng thuyết trình sản phẩm + Biện luận dựa kết đánh giá nhận xét Hình ảnh HS tham gia báo cáo sản phẩm Hình ảnh HS tham gia báo cáo sản phẩm Tóm lại, dạy học STEM tất yếu khách quan, đóng vai trị quan trọng chương trình Giáo dục phổ thơng Chúng ta cần bước tiếp cận, thực hiện, lựa chọn chủ đề phù hợp với tình hình thực tế, điều kiện nhà trường III HIỆU QUẢ SỬ DỤNG CỦA BIỆN PHÁP Vận dụng giáo dục STEM dạy học vật lý tạo nhiều tiết học sôi động, thú vị, phát huy tốt lực tư duy, độc lập suy nghĩ cho học sinh, hình thành cho em kỹ cần thiết mà xã hội hướng đến việc giáo dục học sinh Bước đầu có nhìn đa chiều vấn đề thực tế, nhìn nhận từ nhiều góc độ khác nhau, biết lật ngược vấn đề, xây dựng giả thiết xảy ra, phát triển tư phản biện để bảo vệ lập trường thân thuyết phục người khác Việc áp dụng giáo dục STEM vào dạy học Vật lý góp phần nâng cao chất lượng dạy học môn nâng cao kết thi nghiên cứu KHKT dành cho học sinh * Kết thăm dò ý kiến mức độ hứng thú lớp 9C Trước áp dụng biện phápc áp dụng biện phápng biện phápn pháp Thích; 27.27% Khơng thích; 72.73% SAU áp dụng biện phápng biện phápn pháp Thích; 100.00% * Kết thăm dị ý kiến học sinh cuối năm học 2020-2021 mức độ hứng thú học sinh mơn Vật lí 9: (trước áp dụng biện pháp) STT Lớp 9A 9B 9C 9D TS Sĩ số thực tế 34 36 33 35 138 Mức độ hứng thú học sinh Thích Khơng thích SL 22 16 25 72 % 64.7 44.44 27.27 71.43 52,17 SL 12 20 24 10 66 % 35.3 55.56 72.73 28.57 47.83 *Kết thăm dò ý kiến học sinh cuối năm học 2021-2022 mức độ hứng thú học sinh mơn Vật lí 9: (sau áp dụng biện pháp) STT Lớp 9A 9B 9C 9D TS Sĩ số thực tế 37 39 37 34 147 Mức độ hứng thú học sinh Thích Khơng thích SL 37 39 37 34 147 % 100 100 100 100 100 SL 0 0 % 0 0 * Kết thi KHKT cấp Thành phố năm học 2021-2022: Đạt 01 giải khuyến khích * Kết thăm dị ý kiến học sinh năm học 2022-2023 mức độ hứng thú học tập mơn Vật lí (số liệu thu thập vào đầu tháng 10/2022) STT Lớp 9A 9B 9C 9D TS Sĩ số thực tế 41 37 38 38 154 Mức độ hứng thú học sinh Thích Khơng thích SL 41 37 38 38 154 % 100 100 100 100 100 Hình ảnh phiếu khảo sát HS SL 0 0 % 0 0