Thiết kế hoạt động trải nghiệm steam trong dạy học nội dung các phép đo môn khoa học tự nhiên lớp 6 chương trình giáo dục phổ thông 2018

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP HỒ CHÍ MINH KHOA VẬT LÝ LÊ THỊ THÚY QUỲNH KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI THIẾT KẾ HOẠT ĐỘNG TRẢI NGHIỆM STEAM TRONG DẠY HỌC NỘI DUNG "CÁC PHÉP ĐO"MÔN KHOA HỌC TỰ NHIÊN LỚP (CHƯƠNG TRÌNH GIÁO DỤC PHỔ THƠNG 2018) Thành phố Hồ Chí Minh, tháng 05/2021 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP HỒ CHÍ MINH KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP TÊN ĐỀ TÀI THIẾT KẾ HOẠT ĐỘNG TRẢI NGHIỆM STEAM TRONG DẠY HỌC NỘI DUNG "CÁC PHÉP ĐO"MƠN KHOA HỌC TỰ NHIÊN LỚP (CHƯƠNG TRÌNH GIÁO DỤC PHỔ THÔNG 2018) Sinh viên thực hiện: Lê Thị Thúy Quỳnh Dân tộc: Kinh Lớp, khoa: 43.01.LY.A, Vật lí Ngành học: Sư phạm Vật lí Người hướng dẫn: TS Nguyễn Thanh Nga Nam, Nữ: Nữ Năm thứ: /Số năm đào tạo: LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu khoa học độc lập riêng hướng dẫn giảng viên hướng dẫn góp ý hội đồng báo cáo khóa luận Các kết nghiên cứu số liệu sử dụng phân tích luận văn có nguồn gốc rõ ràng, cơng bố theo quy định Các kết nghiên cứu luận văn tơi tự tìm hiểu, phân tích cách trung thực, khách quan phù hợp với thực tiễn giáo dục Việt Nam Sinh viên thực khóa luận Lê Thị Thúy Quỳnh Xác nhận chủ tịch Xác nhận giảng viên hội đồng báo cáo khóa luận hướng dẫn khóa luận TS Cao Thị Sơng Hương TS Nguyễn Thanh Nga LỜI CẢM ƠN Để hồn thành khóa luận tốt nghiệp này, nhận giúp đỡ tận tình mặt từ thầy cơ, gia đình bạn bè Tơi xin trân trọng cảm ơn Ban Giám hiệu, quý giảng viên khoa Vật lí Trường Đại học Sư phạm Tp Hồ Chí Minh giảng dạy 04 năm học vừa qua Xin chân thành cảm ơn Ban Giám hiệu cùng quý Thầy Cơ giáo trường THCS THPT Hoa Sen, TP Hồ Chí Minh tạo điều kiện thuận lợi cho tiến hành thực nghiệm sư phạm Xin cảm ơn toàn thể học sinh lớp 6A2 Trường THCS - THPT Hoa Sen năm học 2020 – 2021 cộng tác với thực nghiệm sư phạm thành công Đặc biệt, xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến giảng viên hướng dẫn: TS Nguyễn Thanh Nga – người tận tình chỉ bảo, hướng dẫn, giúp đỡ, động viên, đóng góp nhiều ý kiến quý báu cho tơi suốt quá trình nghiên cứu hồn thành báo cáo Cuối cùng, xin bày tỏ lòng biết ơn đến gia đình, người thân, bạn bè đồng nghiệp giúp đỡ, động viên suốt quá trình học tập thực nghiên cứu khoa học TP Hồ Chí Minh, Tháng 05/2021 Tác giả Lê Thị Thúy Quỳnh MỤC LỤC MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài 10 Mục đích nghiên cứu 11 Giả thuyết khoa học 12 Đối tượng nghiên cứu 12 Nhiệm vụ nghiên cứu đề tài 12 Phương pháp nghiên cứu khoa học 13 Dự kiến đóng góp đề tài 13 Cấu trúc đề tài 13 CHƯƠNG CƠ SỞ LÝ LUẬN VỀ HOẠT ĐỘNG TRẢI NGHIỆM STEAM TRONG DẠY HỌC MÔN KHOA HỌC TỰ NHIÊN Ở TRƯỜNG TRUNG HỌC CƠ SỞ 1.1 Dạy học theo định hướng giáo dục STEAM trường Trung học sở 15 1.1.1 Khái niệm giáo dục STEAM 15 1.1.2 Các lĩnh vực giáo dục STEAM 16 1.1.3 Mục tiêu giáo dục STEAM 16 1.1.4 Đặc trưng giáo dục STEAM 17 1.2 Dạy học môn Khoa học tự nhiên trường trường Trung học sở 20 1.2.1 Môn khoa học tự nhiên trường Trung học sở 21 1.2.2 Quan điểm môn Khoa học tự nhiên 21 1.2.3 Vai trị mơn Khoa học tự nhiên 23 1.3 Hoạt động trải nghiệm STEAM dạy học môn Khoa học tự nhiên 23 1.3.1 Khái niệm hoạt động trải nghiệm 23 1.3.2 Bản chất hoạt động trải nghiệm STEAM 24 1.3.3 Quy trình thiết kế tổ chức hoạt động trải nghiệm STEAM dạy học môn Khoa học tự nhiên 24 1.4 Phát triển lực giải vấn đề học sinh hoạt động trải nghiệm STEAM 28 1.4.1 Khái niệm lực giải vấn đề học sinh 28 1.4.2 Cấu trúc lực giải vấn đề học sinh hoạt động trải nghiệm STEAM 29 1.4.3 Biện pháp phát triển lực giải vấn đề học sinh hoạt động trải nghiệm STEAM 31 1.5 Đánh giá lực giải vấn đề học sinh dạy học chủ đề giáo dục STEAM 33 1.5.1 Nguyên tắc đánh giá 33 1.5.2 Công cụ đánh giá 34 CHƯƠNG THIẾT KẾ HOẠT ĐỘNG TRẢI NGHIỆM STEAM TRONG DẠY HỌC NỘI DUNG “CÁC PHÉP ĐO” - MÔN KHOA HỌC TỰ NHIÊN LỚP (CHƯƠNG TRÌNH GIÁO DỤC PHỔ THƠNG 2018) 2.1 Phân tích nội dung “Các phép đo” - Mơn khoa học tự nhiên lớp (Chương trình giáo dục phổ thông 2018) theo định hướng STEAM 42 2.1.1 Cấu trúc nội dung “Các phép đo” 42 2.1.2 Yêu cầu cần đạt nội dung “Các phép đo” – Môn khoa học tự nhiên lớp (Chương trình giáo dục phổ thơng 2018) 43 2.1.3 Phân tích nội dung “Các phép đo” theo định hướng STEAM 43 2.2 Xây dựng chủ đề hoạt động trải nghiệm STEAM dạy học nội dung kiến thức “Các phép đo” - Môn Khoa học tự nhiên lớp (Chương trình giáo dục phổ thơng 2018) 47 2.2.1 Chủ đề trải nghiệm STEAM: Trạm khí tượng hành tinh 48 2.2.2 Chủ đề trải nghiệm STEAM: Ready to balance 70 CHƯƠNG III THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 3.1 Mục đích thực nghiệm sư phạm 91 3.2 Đối tượng nội dung thực nghiệm sư phạm 91 3.2.1 Đối tượng thực nghiệm sư phạm 91 3.2.2 Nội dung thực nghiệm sư phạm 92 3.3 Phương pháp thực nghiệm sư phạm 92 3.4 Những thuận lợi khó khăn gặp phải tiến hành thực nghiệm sư phạm 92 3.4.1 Thuận lợi 92 3.4.2 Khó khăn 93 3.5 Diễn biến thực nghiệm sư phạm 93 3.5.1 Giai đoạn 1: Chuẩn bị 93 3.5.2 Giai đoạn 2: Tổ chức dạy học lớp 94 3.6 Kết thực nghiệm sư phạm 99 3.6.1 Đánh giá định tính 99 3.6.2 Đánh giá định lượng 102 3.6.3 Đề xuất giải pháp 104 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC DANH MỤC VIẾT TẮT Số thứ tự Chữ viết tắt Chữ đầy đủ HS Học sinh GV Giáo viên NL GQVĐ Năng lực giải vấn đề NL Năng lực GQVĐ Giải vấn đề VĐ Vấn đề THCS Trung học sở KHTN Khoa học tự nhiên DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1 Các lĩnh vực giáo dục STEAM 16 Bảng 1.2 Cấu trúc lực giải vấn đề biểu hành vi học sinh giáo dục STEAM 29 Bảng 1.3 Biện pháp phát triển NL GQVĐ HS hoạt động trải nghiệm STEAM 31 Bảng 1.4 Rubric đánh giá lực giải vấn đề HS hoạt động trải nghiệm STEAM 34 Bảng 1.5 Tiêu chí đánh giá quá trình 39 Bảng 1.5.a Tiêu chí đánh giá vẽ thiết kế 40 Bảng 1.5.b Tiêu chí đánh giá sản phẩm 40 Bảng 2.1 Yêu cầu cần đạt mạch nội dung “Các phép đo” 43 Bảng 2.2 Các chủ đề trải nghiệm STEAM dạy học nội dung kiến thức “Các phép đo” 47 Bảng 2.3 Yêu cầu cần đạt chủ đề trải nghiệm STEAM “Trạm khí tượng hành tinh” 49 Bảng 2.4 Nội dung STEAM liên quan chủ đề “Trạm khí tượng hành tinh” 50 Bảng 2.5 Ma trận khái quát hoạt động học chủ đề “Trạm khí tượng hành tinh” 54 Bảng 2.6 Rubric đánh giá lực giải vấn đề chủ đề “Trạm khí tượng hành tinh” 65 Bảng 2.7 Tiêu chí đánh giá quá trình chủ đề “Trạm khí tượng hành tinh” 69 Bảng 2.7.a Tiêu chí đánh giá thiết kế sản phẩm nhiệt kế 69 Bảng 2.7.b Tiêu chí đánh giá sản phẩm nhiệt kế 70 Bảng 2.8 Yêu cầu cần đạt hoạt động trải nghiệm “Ready to balance” 71 Bảng 2.9 Nội dung STEAM liên quan chủ đề “Ready to balance” 72 Bảng 2.10 Ma trận khái quát hoạt động học chủ đề “Ready to balance” 74 Bảng 2.11 Rubric đánh giá lực giải vấn đề hoạt động trải nghiệm STEAM “Ready to balance” 84 Bảng 2.12 Tiêu chí đánh giá quá trình chủ đề “Ready to balance” 87 Bảng 2.12.a Tiêu chí đánh giá thiết kế sản phẩm cân thăng 88 Bảng 2.12.b Tiêu chí đánh giá sản phẩm cân thăng 89 Bảng 3.1 Danh sách HS đánh giá phát triển lực giải vấn đề 91 Bảng 3.2 Dụng cụ, thiết bị chế tạo sản phẩm nhiệt kế 93 Bảng 3.3 Biểu HS chủ đề trải nghiệm STEAM “Trạm khí tượng hành tinh” 100 Bảng 3.4 Mức độ đạt thành tố tổng thể NLGQVĐ HS 102 DANH MỤC SƠ ĐỒ Sơ đồ 1.1 Các đặc trưng giáo dục STEAM 18 Sơ đồ 1.2 Mức độ áp dụng giáo dục STEAM 24 Sơ đồ 1.3 Quy trình thiết kế hoạt động trải nghiệm STEAM 25 Sơ đồ 1.4 Quy trình tổ chức hoạt động trải nghiệm STEAM 26 Sơ đồ 2.1 Cấu trúc mạch nội dung “Các phép đo” 42 Sơ đồ 2.2 Hình thành ý tưởng chủ đề “Trạm khí tượng hành tinh” 50 Sơ đồ 2.3 Hình thành ý tưởng chủ đề “Ready to balance” 72 DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 3.1 Học sinh quan sát video trả lời câu hỏi định hướng Hồ sơ học tập 94 Hình 3.2 Giáo viên học sinh thống các sản phẩm học tập cần đạt chủ đề “Trạm khí tượng hành tinh” 95 Hình 3.3 Giáo viên hướng dẫn học sinh thực nhiệm vụ huy động kiến thức 96 Hình 3.4 Các vẽ kỹ thuật hoàn chỉnh học sinh 97 Hình 3.5 Học sinh báo cáo thiết kế sản phẩm nhiệt kế 97 Hình 3.6 Các nhóm học sinh thực chế tạo theo thiết kế 98 Hình 3.7 Sản phẩm hồn chỉnh các nhóm 99 114 115 116 117 118 119 120 Gợi ý cách chế tạo sản phẩm chủ đề hoạt động trải nghiệm STEAM: Trạm khí tượng hành tinh Giai đoạn 1: Chế tạo Bước 1: Pha dung dịch gồm 100 ml Bước 2: Thêm vài giọt màu thực nước với 100 ml Đổ dung dịch pha phẩm đỏ vào dung dịch bạn muốn vào chai nhựa hiển thị mức nhiệt độ tốt Màu thực phẩm làm cho nước trở nên giống với thủy ngân sử dụng nhiệt kế truyền thống Bước 3: Sử dụng ống hút thẳng thủy tinh suốt để bạn nhìn thấy chất lỏng bên Đặt ống hút vào lỗ chai nhựa cố định ống vào vị trí để chìm nước, chưa chạm tới đáy chai Bước 4: Bọc đất sét xung quanh lỗ chai để bịt kín miệng chai Hãy chắc chắn ống thủy tinh không bị lọt đất sét vào bạn quấn đất sét xung quanh nó, khơng, nhiệt kế bạn khơng hoạt động Sau bạn hồn thành việc thêm đất sét, nhiệt kế bạn hoàn tất Giai đoạn 2: Tính tốn mức nhiệt độ nhiệt kế Bước 1: Đánh dấu mực chất lỏng nhiệt độ phòng (đo nhiệt kế thủy ngân) chai đo nhiệt kế Chuẩn bị bút đánh dấu để vẽ đường các mức nhiệt độ chai hình phía Bước 2: Đặt chai thùng chứa nước nóng Đặt nhiệt kế bạn vào thùng chứa xem mực nước tăng ống hút Khi mức dừng di chuyển, vẽ đường chai ống hút bút đánh dấu dán nhãn với nhiệt độ thực tế nước Hơi nóng làm cho khơng khí chai giãn nở Vì chai kín khơng khí nở đẩy mực nước di chuyển lên ống thủy tinh 121 Hồ sơ học tập chủ đề trải nghiệm STEAM: Ready to balance 122 123 124 125 126 127 128