Thiết kế và tổ chức dạy học chủ đề stem về nội dung khuếch đại thuật toán vật lí 11 nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo của học sinh

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH Khoa Vật lí KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ VÀ TỔ CHỨC DẠY HỌC CHỦ ĐỀ STEM VỀ NỘI DUNG “KHUẾCH ĐẠI THUẬT TỐN” – VẬT LÍ 11 NHẰM PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ VÀ SÁNG TẠO CỦA HỌC SINH GV hướng dẫn: Th.S Mai Hoàng Phương Sinh viên thực hiện: Lê Đức Anh Tuấn MSSV: 43.01.102.073 Thành phố Hồ Chí Minh - 2021 LỜI CAM ĐOAN Chúng tơi xin cam đoan khóa luận tốt nghiệp tự nghiên cứu, học hỏi tiếp thu ý kiến thầy hướng dẫn để hoàn thiện Các số liệu kết nghiên cứu khóa luận trung thực khơng trùng lặp với đề tài khác Chúng xin cam đoan giúp đỡ cho việc thực khóa luận tốt nghiệp cảm ơn thơng tin trích dẫn khóa luận rõ nguồn gốc Tác giả Lê Đức Anh Tuấn Mục lục Danh mục hình Hình 1: Kĩ thuật Khăn trải bàn 13 Hình 2: Kĩ thuật mảnh ghép Error! Bookmark not defined Hình 3: Nguyên lí hoạt động bán dẫn 36 Hình 4: Cấu trúc quang điện trở 36 Hình 5: Điện trở nhiệt 36 Hình 6: Cấu tạo điện trở nhiệt 37 Hình 7: Quang điện trở 37 Hình 8: Sensor sử dụng quang điện trở 37 Hình 9: Một số loại điện trở nhiệt 38 Hình 10: Đồ thị biểu diễn phụ thuộc điện trở nhiệt với nhiệt độ 38 Hình 11: Kí hiệu điện trở nhiệt 38 Hình 12: Sơ đồ mạch khuếch đại 39 Hình 13 Mạch khuếch đại đảo 40 Hình 14 Mạch khuếch đại không đảo 40 Hình 15: Cấu tạo đơn giản Relay 41 Hình 16: Ứng dụng Relay 42 Hình 17: Sơ đồ chứa quang điện trở 43 Hình 18: Sơ đồ đấu nối cảm biến độ ẩm 44 Hình 19: Quy trình thiết kế kĩ thuật 46 Hình 20: Arduino Uno R3 47 Hình 21: Giao diện làm việc PictoBlox 47 Quy ước chữ viết tắt khóa luận tốt nghiệp Chữ đầy đủ Chữ viết tắt Chương trình CT Phát triển PT Năng lực giải vấn đề NLGQVĐ sáng tạo Học sinh HS Vật lý VL Chương trình Vật lý 2018 CTVL 2018 Trung học phổ thơng THPT Thực nghiệm sư pham TNSP Dạy học vật lý DHVL Vấn đề VĐ Khoa học kỹ thuật KHKT Thành phố TP Hợp tác giải vấn đề HTGQVĐ Giải vấn đề GQVĐ MỞ ĐẦU 1.Lí chọn đề tài Giáo dục STEM mơ hình giáo dục triển khai nhiều nước Tùy theo bối cảnh khác nhau, mục tiêu quốc gia khác Tại Vương Quốc Anh, mục tiêu giáo dục STEM giúp đào tạo nguồn nhân lực chất lượng cao lĩnh vực nghiên cứu khoa học Tại Hoa Kỳ, giáo dục STEM có ba mục tiêu chính: (1) trang bị cho tất công dân kĩ STEM; (2) mở rộng nguồn nhân lực cho ngành nghề lĩnh vực STEM (3) tăng cường số lượng học sinh theo đuổi nghiên cứu chuyên sâu lĩnh vực STEM Tại Úc, giáo dục STEM có mục tiêu xây dựng kiến thức tảng quốc gia nhằm đáp ứng thách thức lên kinh tế phát triển kỉ XXI (Sanders, 2009) Bắt nhịp với xu đó, vào ngày 04 tháng 05 năm 2017, Thủ Tướng Chính Phủ ban hành thị số 16/CT-TTg VIỆC TĂNG CƯỜNG NĂNG LỰC TIẾP CẬN CUỘC CÁCH MẠNG CÔNG NGHIỆP LẦN THỨ nhằm thúc đẩy triển khai giáo dục khoa học, cơng nghệ, kỹ thuật tốn học chương trình phổ thơng; tổ chức thí điểm số trường phổ thông từ năm 2017-2018 Nâng cao lực nghiên cứu, giảng dạy sở giáo dục đại học; tăng cường giáo dục kỹ năng, kiến thức bản, tư sáng tạo, khả thích nghi với yêu cầu Cách mạng công nghiệp lần thứ Để cụ thể hóa thị đó, vào ngày 26 tháng 12 năm 2018, Bộ Giáo Dục Đào Tạo ban hành Chương Trình Giáo Dục Phổ Thơng – Chương Trình Tổng Thể với định hướng phát triển phẩm chất lực học sinh; trở thành người học tích cực, tự tin, biết vận dụng phương pháp học tập tích cực để hồn chỉnh tri thức kĩ tảng, đáp ứng nhu cầu phát triển cá nhân yêu cầu nghiệp xây dựng, bảo vệ đất nước thời đại toàn cầu hóa cách mạng cơng nghiệp (TẠO, 2018) Giáo dục STEM đóng vai trị vừa mơ hình giáo dục giúp học sinh hình thành kiến thức, sức sáng tạo lực giải vấn đề; vừa cầu nối để chuyển đổi kiến thức, kĩ năng, thái độ thành lực học sinh Khi tham gia vào hoạt động chủ đề STEM, học sinh trao hội bộc lộ lực thân công cụ để giáo viên thu nhận thông tin nhằm đánh giá mức độ lực, kiến thức mơn học nói chung hay mơn Vật lí nói riêng Những năm qua, có nhiều tác giả thiết kế, tổ chức dạy học chủ đề chủ STEM (Lê Hải Mỹ Ngân, 2020; Linh, 2019a; Lý Hải Đăng, 2019; Nguyen Thanh Nga, 2018; Nguyễn Thị Nga, 2019) theo đánh giá cá nhân chúng tơi, tác giả có cơng trình có đầu tư khâu tổ chức chủ đề STEM, nhiên xây dựng công trình tác giả dựa sở Chương Trình Phổ Thơng 2006; số tác giả quan tâm đến đánh giá lực giải vấn đề sáng tạo (Linh, 2019a; Lý Hải Đăng, 2019) với công cụ đánh giá sáng tạo nhiên khung lực đánh giá có khác biệt so với khung lực Chương Trình Tổng Thể 2018 Theo lộ trình mà Bộ Giáo Dục Và Đào Tạo đưa vào năm 2023 chương trình Vật lý 11 triển khai, từ triển khai việc biên soạn thiết kế kế hoạch dạy học nhằm phát triển kỹ lực cho HS việc làm cấp bách quan trọng Kiến thức xây dựng với nội dung “Khuếch đại thuật toán” lớp 11 góp phần trang bị cho học sinh hiểu biết thiết bị cảm biến, vai trị ngun tắc hoạt động số sensor Mặt khác, kiến thức tương đối mẻ, gây trở ngại cho học sinh giáo viên tiếp cận Vậy nên việc thiết kế chủ đề STEM nội dung trở nên cần thiết trình dạy học kiến thức Vật lí 11 Với tất lí trên, chúng tơi thực đề tài khóa luận: “Thiết kế tổ chức dạy học chủ đề STEM nội dung “Khuếch đại thuật tốn” – Vật lí 11 nhằm phát triển lực giải vấn đề sáng tạo học sinh” Mục đích nghiên cứu Thiết kế tổ chức dạy học chủ đề STEM nội dung “Khuếch đại thuật tốn” Vật Lí 11 dựa quy trình thiết kế kỹ thuật nhằm phát triển lực giải vấn đề sáng tạo học sinh Đối tượng, phạm vi nghiên cứu - Cơ sở lí luận hoạt động dạy học, số lí thuyết giáo dục STEM trường phổ thơng Một số quy trình, tiến trình tổ chức chủ đề STEM để phát triển lực học sinh Một số nội dung kiến thức thuộc chuyên đề 11.3 – “Mở đầu điện tử học" Cơ sở lí thuyết, nguyên tắc hoạt động số thiết bị đầu ra, cảm biến, vi điều khiển Cách hiểu vận dụng ngơn ngữ lập trình Scratch 3.0 Hoạt động dạy học nội dung “Khuếch đại thuật tốn” theo định hướng tích hợp STEM Cách thức đánh giá, nhận xét phát triển lực giải vấn đề sáng tạo học sinh qua hoạt động Giả thuyết khoa học Nếu thiết kế kế hoạch dạy chủ đề STEM nội dung “Khuếch đại thuật tốn” – Vật lí 11 tổ chức dạy học kế hoạch theo quy trình thiết kế kĩ thuật phát triển lực giải vấn đề sáng tạo học sinh Nhiệm vụ nghiên cứu Để hoàn thành đề tài nghiên cứu đề tài, cần thực nhiệm vụ sau: Nhiệm vụ 1: Tìm hiểu, nghiên cứu xây dựng sở lí luận cho đề tài ▪ Nghiên cứu sở lí luận hoạt động dạy - học theo giáo dục STEM ▪ Cách phát triển lực giải vấn đề sáng tạo học sinh thông qua hoạt động ▪ Cách tổ chức chủ đề học tập theo quy trình thiết kế kĩ thuật Nhiệm vụ 2: Xây dựng tài liệu học tập giảng dạy sử dụng chủ đề ▪ Xây dựng tài liệu hướng dẫn tập để HS làm quen với ngôn ngữ lập trình Scratch ▪ Xây dựng kiến thức tìm hiểu ứng dụng kiến thức phần “Khuếch đại thuật toán” ▪ Xây dựng hệ thống bảng Rubrik đánh giá HS hoạt động Nhiệm vụ 3: Tiến hành tổ chức thực nghiệm sư phạm ▪ Tổ chức thực nghiệm sư phạm lớp 11B09 trường THCS – THPT Hoa Sen (cơ sở 3: 190 Võ Văn Ngân, phường Bình Thọ, TP Thủ Đức, TP HCM) Từ đánh giá kết thực nghiệm để kiểm chứng giả thuyết khoa học đề tài nêu kết luận hướng nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu - Phương pháp nghiên cứu lí luận: Tìm hiểu, nghiên cứu tài liệu nội dung có liên quan đến đề tài khóa luận tốt nghiệp nhằm hệ thống hóa sở lí luận cần thiết - Phương pháp thực nghiệm sư phạm: Tổ chức TNSP nội dung đề xuất khóa luận nhằm kiểm nghiệm tính khả thi đề tài Dùng PP thống kê toán học để xử lý số liệu thu từ TN - Phương pháp case – study: Quan sát, theo dõi tiến số trường hợp HS điển hình q trính TNSP để rút kết luận tính khả thi khóa luận Đóng góp khóa luận tốt nghiệp Thiết kế chủ đề STEM số nội dung chuyên đề 11.3 CTVL 2018 theo quy trình thiết kế kĩ thuật nhằm phát triển hành vi biểu lực thành phần lực giải vấn đề sáng tạo học sinh Tổ chức thực nghiệm sư phạm chủ đề STEM số nội dung chuyên đề 11.3 CTVL 2018 theo quy trình dạy học soạn thảo nhằm đánh giá tính khả thi của quy trình dạy học nhằm phát triển lực giải vấn đề sáng tạo học sinh Cấu trúc khóa luận tốt nghiệp - Chương 1: Cơ sở lí luận thực tiễn giáo dục STEM NLGQVĐ HS DHVL - Chương 2: Thiết kế số chủ đề STEM nội dung “Khuếch đại thuật tốn” – Vật lí 11 - Chương 3: Thực nghiệm sư phạm CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA GIÁO DỤC STEM VÀ NLGQVĐ CỦA HS TRONG DHVL 1.1 Giáo dục STEM 1.1.1 Khái niệm giáo dục STEM STEM thuật ngữ viết tắt từ Science (Khoa học), Technology (Công nghệ), Engineering (Kĩ thuật) Mathematics (Toán học), thường sử dụng bàn đến sách phát triển Khoa học, Cơng nghệ, Kĩ thuật Tốn học Giáo dục tích hợp STEM hay cịn gọi tắt giáo dục STEM khai niệm giáo dục tích hợp Trong giáo dục STEM quan điểm giáo dục tích hợp kiến thức S – Science (kiến thức khoa học), kiến thức T – Technology (kiến thức công nghệ), kiến thức E – Engineer (kiến thức kĩ thuật) kiến thức M – Mathematic (kiến thức toán học) vào chung học, chủ đề hay hoạt động trải nghiệm Nguyễn Thanh Nga cơng có quan điểm hay ý tưởng liên môn giáo dục STEM: “Giáo dục STEM phương pháp tiếp cận, khám phá giảng dạy học tập hai hay nhiều môn học STEM, chủ đề STEM nhiều môn học khác nhà trường.”(Nguyễn Thanh Nga, 2017) Ngồi hiểu rằng: giáo dục STEM phương thức giáo dục nhằm trang bị cho học sinh kiến thức khoa học gắn liền với ứng dụng chúng thực tiễn, qua phát triển cho học sinh lực phát giải vấn đề với lực khác tương ứng, đáp ứng yêu cầu phát triển kinh tế – xã hội Nguyên tổng thống Mỹ Barrack Obama chia sẻ: “STEM mơn học, hay bảng tuần hồn hóa học Đó cách tiếp cận, cách hiểu, cách khám phá giới để từ thay đổi nó.”(T N Nguyen, 2018) Một số tác giả nước ngồi có nhiều cách định nghĩa giáo dục STEM: + Giáo dục STEM cách tiếp cận lĩnh vực khoa học tốn học cách tích hợp công nghệ kĩ thuật từ mẫu giáo đến lớp 12(Bybee, 2010b) + STEM cách học liên ngành theo phương pháp liên hệ thực tiễn sống với ngành khoa học, công nghệ, kĩ thuật tốn học(Hays Blaine Lantz, 2009) + STEM hình thành từ lĩnh vực: Science (khoa học), Technology (công nghệ), Engineering (kĩ thuật), Mathematics (tốn học), kĩ thuật công nghệ xem yếu tố thứ yếu so với khoa học toán học Giáo dục STEM tích hợp việc dạy học nội dung lí thuyết thực hành kiến thức tốn học khoa học thơng qua việc tích hợp yếu tố kĩ thuật cơng nghệ có liên quan(Johnson et al., 2015) 1.1.2 Lợi ích việc triển khai giáo dục STEM Một vấn đề quan trọng giáo dục STEM việc tiếp thu kiến thức kỹ thông qua việc giải vấn đề với tình thực tiễn, lý giúp học sinh chuẩn bị cho sống thực giải vấn đề thực tiễn sống vấn đề công việc, cách sử dụng kiến thức khoa học, công nghệ, kỹ thuật toán học liên quan kiến thức kỹ năng(Holmlund et al., 2018) Khi bàn tầm quan trọng khía cạnh xã hội STEM, tác giả Kelley Knowles(Kelley & Knowles, 2016) cộng đồng thực hành (Lave, 1991) yếu tố quan trọng việc tích hợp bốn lĩnh vực STEM học tập chỗ, học sinh xây dựng hiểu biết cách thể giải thích suy nghĩ hiểu biết phong phú cách trao đổi ý tưởng giao tiếp với người khác(Brown et al., 1989) Thông qua hoạt động STEM, HS lĩnh hội kiến thức khoa học mà phát triển lực cần thiết, phát triển tư sáng tạo, tư phê phán, khả giải vấn đề,…(Nguyễn Thanh Nga, 2018) Giáo dục STEM có mạnh như: (1) Giáo dục STEM phương thức giáo dục tích hợp theo cách tiếp cận liên mơn thơng qua thực hành, ứng dụng Qua đó, học sinh vừa học kiến thức khoa học, vừa học cách vận dụng kiến thức vào thực tiễn; Đánh giá sơ đồ tư Sơ đồ tư có Sơ đồ tư có bố Sơ đồ tư có bố Sơ đồ tư có bố cục cịn chưa cục cịn chưa hợp lí; cục hợp lí; bố cục hợp lí; hợp kích kích thước, khơng kích thước, khơng kích lí; Cách bố trí thước, thước, khơng gian phần có tỉ gian phần có tỉ không gian bố cục gian phần có lệ chưa phù hợp; lệ chưa phù phần có tỉ lệ phù phần tỉ lệ chưa phù mảng kiến thức hợp; sơ đồ mảng hợp; mảng tư hợp; mảng liên kết với kiến thức kiến thức kiến thức chưa liên kết với liên kết với liên kết với logic cách logic cách logic chưa logic Các nội dung Các nội dung trình Các nội dung trình Các Cách trình bày tóm tắt nội dung sơ đồ tư nội dung trình bày bày sơ đồ cịn bày sơ đồ trình bày trong sơ đồ rời dài dịng; cịn tóm tắt chưa sơ đồ tóm rạc, khơng liên dùng nhiều chữ, ngắn gọn, tắt ngắn gọn, súc quan đến nhau, chưa biết dùng hình súc tích; cịn dùng tích, dễ hiểu; khó hiểu ảnh nhiều chữ, hình sử ảnh dụng chữ, dùng nhiều hình ảnh Sơ đồ tư Sơ đồ tư chưa Sơ đồ tư có Sơ đồ tư có Tính thẩm mỹ, cách phối màu sơ đồ tư chưa có tính có tính thẩm mỹ, bắt đầu có tính tính thẩm mỹ thẩm mỹ, phối biết phối hợp nhiều thẩm màu gây rối màu với mỹ, phối cao, phối màu màu đẹp, dễ nhìn, đẹp, dễ nhìn, biết mặt, khó nhìn; chưa đẹp chưa biết sử dụng sử dụng hình ảnh dụng mặt, chưa biết sử hình nhiều chữ dụng hình ảnh minh họa sử ảnh họa Đánh giá phiếu học tập hoạt động minh minh họa Kiến cứu thức Học sinh không Học sinh trình bày Học sinh trình bày Học sinh nghiên nhớ kiến 50% kiến 50% bày đầy đủ thức nghiên thức nghiên cứu kiến chủ đề trình thức kiến thức cứu chủ chủ đề nghiên cứu nghiên cứu đề chủ đề chủ đề CHƯƠNG THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 3.1 Mục đích thực nghiệm sư phạm Chúng tiến hành tổ chức thực nghiệm sư phạm chủ đề STEM nhằm số mục đích sau: + Kiểm chứng lại giả thuyết khoa học nêu ban đầu + Đánh giá tính khả thi kế hoạch dạy học chủ đề STEM theo quy trình thiết kế kĩ thuật + Đánh giá phát triển lực giải vấn đề sáng tạo học sinh sau tham gia học tập chủ đề 3.2 Đối tượng nội dung thực nghiệm phạm 3.2.1 Đối tượng thực nghiệm phạm Đối tượng thực nghiệm sư phạm đề tài chúng lớp 11B09 trường THCS – THPT Hoa Sen sở 3, học kì II, năm học 2021: + Số lượng học sinh tham gia chủ đề: 32 em + Đặc điểm học sinh: lớp có định hướng học tổ hợp mơn xã hội kiến thức kĩ liên quan đến kĩ thuật em yếu Khi tham gia hoạt động liên quan đến chế tạo hay thiết kế em lúng túng, thụ động, cần hướng dẫn Năng lực giải vấn đề sáng tạo chưa có biểu rõ ràng ban đầu 3.2.2 Nội dung thực nghiệm phạm Kế hoạch thực nghiệm từ ngày 05/4/2021 đến 26/4/2021 (khoảng tuần) + Tuần – buổi ngày 05/4/2021: Hoạt động 1: Xây dựng tình tạo vấn đề (1 tiết) Hoạt động 2: Nghiên cứu kiến thức đề xuất ý tưởng (1 tiết) + Tuần – buổi ngày 12/4/2021 Hoạt động 2: Nghiên cứu kiến thức đề xuất ý tưởng (1 tiết) Hoạt động 3: Thực bảo vệ thiết kế (1 tiết) + Tuần – buổi ngày 19/4/2021 Hoạt động 4: Chế tạo nguyên mẫu đèn tự động thử nghiệm, cải tiến (2 tiết) + Tuần – buổi ngày 26/4/2021 Hoạt động 5: Chia sẻ cộng đồng, thảo luận điều chỉnh 3.3 Những thuận lợi khó khăn tổ chức thực nghiệm sư phạm 3.3.1 Thuận lợi - Ban giám hiệu trường THCS – THPT HOA SEN tổ VẬT LÍ ủng hộ chúng tổ chức thực nghiệm sư phạm, tạo điều kiện để chúng chúng tơi tiếp cận với đối tượng học sinh mà đề tài nhắm tới - Nhà trường THCS – THPT HOA SEN trang bị sở vật chất, đồ dụng, dụng cụ đầy đủ, tạo điều kiện vô thuận lợi để tổ chức tiết dạy chủ đề STEM - Học sinh lớp thực nghiệm động, có kỉ luận học tập tương đối tốt, em có niềm đam mê hứng thú với việc chế tạo - GV phụ trách GV có lực chun mơn, kinh nghiệm giảng dạy quản lí lớp học tốt, tư vấn hỗ trợ nhiệt tình cho chúng chúng tơi q trình tổ chức thực nghiệm sư phạm 3.3.2 Khó khăn - Việc thực nghiệm sư phạm dạy lượng kiến thức hồn tồn cịn xa lạ chương trình học hành em học sinh khiến cho em lúng túng, chưa có chăm chưa hiểu rõ tầm quan trọng kiến thức - Dụng cụ dùng thể thực sản phẩm cho em học sinh linh kiện điện tử đặc thù, nhà trường chưa có chuẩn bị đầy đủ, chúng chúng tơi cần phải chuẩn bị toàn cho HS để đảm bảo tiến độ thực chủ đề - Để phát đánh giá phát triển lực học sinh cần chuẩn bị quan sát, ghi chép cẩn thận giáo viên - Một số em hiếu động thụ động dẫn đến ảnh hưởng tiến độ tổ chức thực nghiệm sư phạm  giá phần 3.4 Đánh giá kết thực nghiệm sư phạm 3.4.1 Kết sơ thực nghiệm sư phạm Đối tượng thực nghiệm đề tài em học sinh định hướng khối xã hội, em không tiếp xúc với chủ đề STEM trước đây, chưa thực vẽ thiết kế, hay hoạt động liên quan đến yếu tố kĩ thuật tổ chức thực nghiệm sư phạm chúng nhận thấy có hoạt động em thể yếu, hoạt động chế tạo em lại thể tốt em có kĩ chế tạo sản phẩm Trong trình tiến hành thực nghiệm, chúng thực đánh giá toàn em học sinh Bởi em chưa làm quen với việc trả lời phiếu học tập hoạt động nên phần lớn phiếu học tập chưa đạt yêu cầu, chưa thể rõ thực lực em Ngoài ra, khả quan sát theo dõi giáo viên đứng lớp có hạn nên khơng thể tập trung quan sát biểu tất em học sinh Trong đề tài chúng tiến hành tổ chức cho lớp thực ưu tiên đánh giá số em học sinh, em học sinh đánh giá chia thành nhóm: Nhóm Sản phẩm: đèn chiếu sáng thị tự động bật/tắt theo ánh sáng môi trường Trần Vũ Thảo Nguyên Trần Vũ Thanh Hương 3.5 3.5 3.5 3 3.5 2.5 HĐ1 HĐ2 Trần Vũ Thảo Nguyên HĐ3 HĐ4 HĐ5 Trần Vũ Thanh Hương • Phân tích kết thực nghiệm Trong hoạt động 2, hai em Hương Nguyên thể tốt, em có kiến thức xã hội, có tinh thần, ý thức học tập Cả hai em hiểu nhận thức nhiệm vụ chủ đề “Thiết kế chế tạo đèn tự động bật/tắt theo ánh sáng môi trường” Hoạt động 3, thực thiết kế, chúng nhận thấy em lúng túng thực Cả hai em nhiệm vụ hoạt động này, chưa hiểu ý nghĩa thực thiết kế Giáo viên phải hỗ trợ giảng giải cho hai em hiểu thực ý nghĩa thiết kế kết đạt chưa tốt Trong hoạt động chế tạo, em thể kĩ khéo tay qua sản phẩm Tuy nhiên, thiết kế em thực sơ sài, thiếu chi tiết nên sản phẩm sau thực khác xa so với thiết kế Trong chế tạo, chúng ghi nhận ý kiến Thanh Hương vị trí đặt cảm biến ánh sáng cho thẩm mỹ hoạt động ổn định Với hoạt động chia sẻ công đồng, hai em có phần trình bày tương đối thuyết phục rõ ràng sản phầm Thanh Hương có dơ tay phát biểu đóng góp ý kiến cho nhóm bạn cách đặt cảm biến ánh sáng cho nhóm 3, Thảo Nguyên có góp ý cách chế tạo khung đỡ cho nhóm Sản phẩm: đèn bàn học tự động bật/tắt theo ánh sáng môi trường Vũ Đình Trung Nhóm Hồ Đắc Kinh 3.7 3.5 3.2 3 2.5 HĐ1 HĐ2 HĐ3 Vũ Đình Trung • Phân tích kết thực nghiệm HĐ4 Hồ Đắc Kinh HĐ5 Tương tự Thanh Hương Thảo Ngun nhóm 1, Đình Trung Đắc Kinh nhóm có ý thức học tập tốt, tích cực kiến thức tốt Cả em hai em nêu bật nhiệm vụ chủ đề nhóm có xin phép giáo viên thực đèn với mục đích khác nhóm chế tạo đèn bàn học bật/tắt theo ánh sáng môi trường Trong trình thực thiết kế, Trung Kinh có thể tốt so với hai em nhóm Các em biết liệt kê dụng cụ cần thiết thiết kế Tuy nhiên thiết kế sơ sài thiếu sót Chúng nhận thấy đặc điểm lớp, em chưa thực thiết kế trước nên làm gặp nhiều khó khăn Đây nhóm trai nên em thực sản phẩm không đẹp khéo tay bạn nữ em cố gắng thực sản phẩm cho giống thiết kế Trong q trình thực hiện, hai em gặp khó khăn khâu chế tạo phần thân đèn ống ruột gà khơng đủ cứng để giữ bóng đèn, em thử nhiều không Sau trình bày sản phẩm nhóm mình, em nhận góp ý từ Thảo Nguyên dùng dây kẽm cuộn lại làm khung đỡ cho phần ống ruột gà Các em ghi nhận hồn thiện sản phẩm đèn nhóm chắn Hai em khơng có đóng góp hay ý kiến nhận xét cho nhóm bạn; em tập trung khắc phục hạn chế Sản phẩm: đèn treo tường tự động bật/tắt theo ánh sáng mơi trường Trịnh Lê Đình Hồ Nhóm Nguyễn Nhật Tâm 3.5 HĐ1 2.5 2.5 HĐ2 HĐ3 Trịnh Lê Đình Hồ 3 HĐ4 HĐ5 Nguyễn Nhật Tâm • Phân tích kết thực nghiệm Trong hoạt động 1, chúng ghi nhận vượt trội em Tâm so với em khác, Tâm biết đề xuất kiến thức cần tìm hiểu chủ đề Khi thực vẽ thiết kế, Hồ Tâm nhầm lẫn với vẽ sơ đồ mạch điện nguyên lí hoạt động, em tập trung vào việc thiết kế mạch điện cho đẹp gọn lại hình dạng sản phẩm mà thực Tuy thiết kế sai lệch với định hướng ban đầu em thực khâu chế tạo tốt Sản phẩm có phần lạ mắt, cảm biến ánh sáng đặt vị trí có tính tốn giấu kín khơng làm hạn chế khả hoạt động Đây có nhóm có thời gian chế tạo ngắn lớp Do hoạt động chế tạo em hoàn thành xong sớm nên có thời gian quan sát góp ý cho bạn Trong q trình báo cáo, chúng chúng tơi có ghi nhận đóng góp em Hồ với nhóm vị trí đặt cảm biến em Tâm với nhóm cách làm chân đế 3.4.2 Thảo luận kết thực nghiệm Qua hoạt động, em có biểu phát triển khác em có đóng góp, ý kiến, phương án đáng ghi nhận Phân tích kết thực nghiệm đồ thị, chúng tơi nhận thấy em có phát triển lực giải vấn đề sáng tạo Ban đầu, dự định tổ chức chủ đề xây dựng bên trên, với hoạt động tương đối giống em biểu phát triển rõ ràng Tuy nhiên số biểu hành vi lực thành tố lực giải vấn đề sáng tạo Để phát triển trọn vẹn mang tính ổn định lực học sinh q trình lâu dài, địi hỏi học sinh phải tham gia vào nhiều chủ đề hoạt động khác để học sinh có hội thể hiện, bộc lộ lực Bên cạnh đó, lớp cịn vài em chưa có ý thức học tập tốt, tham gia cách hời hợt hoạt động chủ đề Chúng định khơng đánh giá em học sinh kết thu thập khơng phản ánh thực lực em KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Trên sở kết thu trình thực nghiệm sư phạm, đối chiếu với nhiệm vụ đặt ra, giải vấn đề lí luận thực tiễn sau: - Nghiên cứu sở lí luận giáo dục STEM, vận dụng quy trình thiết kế kĩ thuật để thiết kế kế hoạch dạy phù hợp với đối tượng học sinh điều kiện ngoại cảnh - Nghiên cứu sở lí luận việc phát triển lực giải vấn đề sáng tạo học sinh Từ đó, chúng tơi xây dựng cơng cụ đánh giá lực giải vấn đề sáng tạo học sinh - Xây dựng hệ thống đơn vị kiến thức cần đạt nội dung “Khuếch đại thuật tốn” – Vật lí 11, Chương Trình Giáo Dục Phổ Thơng 2018 - Từ sở lí luận đơn vị kiến thức cần đạt, kết hợp với vấn đề thực tiễn, xây dựng nội dung chủ đề STEM Chế tạo đèn tự động bật/tắt theo ánh sáng môi trường Chế tạo nhiệt kế phịng điện tử nhằm góp phần phát triển lực giải vấn đề sáng tạo học sinh - Vận dụng tiến trình chủ đề xây dựng, tiến hành thực nghiệm chủ đề Chế tạo đèn tự động bật/tắt theo ánh sáng môi trường trường phổ thông đánh giá tổng quan tính khả thi đề tài việc phát triển lực giải vấn đề sáng tạo học sinh - Do điều kiện thời gian, lực, khuôn khổ báo cáo nên xây dựng chủ đề STEM thực nghiệm chủ đề Bên cạnh đó, tổ chức chủ đề với lớp thực đánh giá với số em học sinh Chúng tiếp tục nghiên cứu mở rộng phạm vi, khả đánh giá cải tiến chủ đề xây dựng cho phù hợp với điều kiện dạy học Cuối cùng, chúng tơi có số kiến nghị sau: - Để thiết kế tổ chức chủ đề STEM hiệu quả, giáo viên cần có hiểu biết nhiều lĩnh vực, thường xuyên cập nhật vấn đề xã hội lồng ghép vào chủ đề, đồng thời thiết kế kế hoạch dạy cho hoạt động giúp học sinh đóng vai trị chủ đạo có điều kiện bộc lộ phát triển lực chung, đặc biệt lực giải vấn đề sáng tạo - Để đánh giá lực giải vấn đề sáng tạo học sinh cần có cơng cụ với tiêu chí rõ ràng, bám sát với chủ đề khả biểu học sinh Tài liệu tham khảo: 2015, P Draft Collaborative Problem solving framework (ITEEA), I T A E E A (29/06/2019) Problem Solving Approaches in STEM Retrieved from http://www.stemedthailand.org/wpcontent/uploads/2015/08/ProblemSolving-Approaches-in-STEM.pdf Airasian, P W (1996) Kiểm tra đánh giá lớp học: Một hƣớng tiếp cận xác 26 Balta, N (2016) The Effect of 7E Learning Cycle on Learning in Science Teaching: A meta-Analysis Study European Journal of Educational Research, 5, 61-72 https://doi.org/10.12973/eu-jer.5.2.61 Bộ Giáo dục Đào tạo, D V B (2010) Dạy học tích cực – Một số phương pháp kỹ thuật dạy học tích cực NXB Đại học sư phạm Brown, J S., Collins, A., & Duguid, P (1989) Situated Cognition and the Culture of Learning Educational Researcher, 18(1), 32-42 https://doi.org/10.3102/0013189X018001032 Burke, B N (March 2014) 6E Learning byDeSIGN™ Model Technology and engineering teacher, 15-16 Bybee, R W (2010a) Advancing STEM Education: A 2020 Vision Technology & Engineering Teacher, 30-35 Bybee, R W (2010b) What Is STEM Education? Science, 329 Đình, P g d v Đ t Q B (2019) VỀ CÔNG TÁC GIÁO DỤC STEM VÀ CÔNG TÁC NGHIÊN CỨU KHOA HỌC TRONG CÁC TRƯỜNG THCS TRÊN ĐỊA BÀN QUẬN BA ĐÌNH Trường Đại học Khoa học tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội Đức, P T T K (2006) Đo lường đánh giá giáo dục Đại học Quốc Gia Hà Nội Đức, T K (2013) Nghiên cứu nhu cầu xây dựng mơ hình đào tạo theo lực lĩnh vực giáo dục Đề tài Trọng điểm ĐHQGHN Hays Blaine Lantz, J., Ed.D (2009) Science, Technology, Engineering, and Mathematics (STEM) Education What Form? What Function? Retrieved from http://www.currtechintegrations.com/pdf/STEMEducationArticle.pdf Holmlund, T D., Lesseig, K., & Slavit, D (2018) Making sense of “STEM education” in K-12 contexts International Journal of STEM Education, 5(1), 32 https://doi.org/10.1186/s40594-018-0127-2 Jeanne Hubelbank , K B., Thomas Oliva & Terri Camesano (2014) Teaching STEM by Design Advances in Engineering Education, Johnson, C., Peters-Burton, E., & Moore, T (2015) STEM road map: A framework for integrated STEM education https://doi.org/10.4324/9781315753157 Kelley, T., & Knowles, J (2016) A conceptual framework for integrated STEM education International Journal of STEM Education, https://doi.org/10.1186/s40594-0160046-z Khanh, N C (8/2013) Đổi kiểm tra đánh giá giáo dục theo cách tiếp cận lực Kỷ yếu hội thảo Hướng tới xã hội học tập VVOB Lave, J (1991) Situated learning : legitimate peripheral participation Cambridge [England] ; New York : Cambridge University Press, 1991 https://search.library.wisc.edu/catalog/999668157902121 Lê Hải Mỹ Ngân, N T M T (2020) THIẾT KẾTỔ CHỨC DẠY HỌC CHỦ ĐỀ STEM HỆTHỐNG CẤP NƯỚC TỰ ĐỘNG ĐƠN GIẢN THEO QUY TRÌNH DẠY HỌC 6E CHƯƠNG TRÌNH TRUNG HỌC CƠ SỞ Tạp chí Khoa học Trường ĐHSP TPHCM, 254-269 Liêm, P g d B T (2019) MỘT VÀI KINH NGHIỆM TRIỂN KHAI GIÁO DỤC STEM CỦA QUẬN BẮC TỪ LIÊM - HÀ NỘI In KỶ YẾU NGÀY HỘI STEM 2019 Linh, N., Suong, H., & Khoa, C (2018) STEM contents in pre-service teacher curriculum: Case study at physics faculty (Vol 1923) https://doi.org/10.1063/1.5019562 Linh, N Q (2019a) TỔ CHỨC DẠY HỌC BÀI “TÁC DỤNG TỪ, TÁC DỤNG HÓA HỌC VÀ TÁC DỤNG SINH LÝ CỦA DỊNG ĐIỆN” - VẬT LÍ THEO ĐỊNH HƯỚNG GIÁO DỤC STEM TNU Journal of Science and Technology Linh, N Q (2019b) TỔ CHỨC DẠY HỌC BÀI “TÁC DỤNG TỪ, TÁC DỤNG HÓA HỌC VÀ TÁC DỤNG SINH LÝ CỦA DỊNG ĐIỆN” - VẬT LÍ THEO ĐỊNH HƯỚNG GIÁO DỤC STEM TNU Journal of Science and Technology Loan, N T (2016) ĐÁNH GIÁ NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ CỦA HỌC SINH TRONG DẠY HỌC CHƯƠNG “LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG” VẬT LÍ 12 THPT TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI 2] Hà Nội Lý Hải Đăng, T H M., Nguyễn Tiến Công (2019) TỔ CHỨC DẠY HỌC CHỦ ĐỀ STEM “SỬ DỤNG ANCOL TRONG SẢN XUẤT HOA KHÔ” NHẰM PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC SÁNG TẠO CHO HỌC SINH Tạp chí Khoa học Trường ĐHSP TPHCM, 679-692 Nguyen Thanh Nga, H P M., Nguyen Y Phung, Ton Ngoc Tam (2018) BUILDING AND ORGANIZING TEACHING STEM TOPIC “THE POTENTIAL ENERGY VEHICLE” TẠP CHÍ KHOA HỌC - Trường ĐHSP TPHCM Nguyễn Thanh Nga, P V H., Nguyễn Quang Linh, & Hoàng Phước Muội (2017) Thiết kế tổ chức chủ đề giáo dục STEM cho học sinh trung học sở trung học phổ thông (Vol 12) NXB Đại học Sư phạm TP Hồ Chí Minh Nguyễn Thanh Nga, P V H., Nguyễn Quang Linh, Hoàng Phước Muội (2018) THIẾT KẾ VÀ TỔ CHỨC DẠY HỌC CHỦ ĐỀ STEM CHO HỌC SINH TRUNG HỌC CƠ SỞ VÀ TRUNG HỌC PHỔ THÔNG NXB ĐH Sư Phạm TP Hồ Chí Minh Nguyễn Thị Nga, H T (2019) TỔ CHỨC DẠY HỌC MỘT SỐ KIẾN THỨC VỀ CHỦ ĐỀ KHỐI ĐA DIỆN Ở LỚP 12 THEO ĐỊNH HƯỚNG GIÁO DỤC STEM TẠP CHÍ KHOA HỌC - Trường ĐHSP TPHCM, 53-66 Pham, Q (2016) Vận dụng phương pháp khoa học dạy học vật lí trường phổ thơng: Đưa nội dung nghiên cứu tổng quan vào tiến trình dạy học Journal of Science, 61, 49-56 Phê, H (1998) Từ điển Tiếng Việt NXB Khoa học Xã Hội Rodger W Bybee, J A T., April Gardner, Pamela Van, & Scotter, J C P., Anne Westbrook, and Nancy Landes (12 June 2006) The BSCS 5E Instructional Model: Origins and Effectiveness Office of Science Education National Institutes of Health Roegiers (2000) Une pédagogie de l’intégration Bruxelles : De Boeck Université Sanders, M (2009) STEM, STEM education, STEMmania The Technology Teacher, December/January T N Nguyen, Q L N., & V H Pham (2018) Designing and organizing STEM-based teaching activities for secondary school and high school students HCMC University of Education TẠO, B G D V Đ (2018) CHƯƠNG TRÌNH GIÁO DỤC PHỔ THƠNG CHƯƠNG TRÌNH TỔNG THỂ Hà Nội: Ban hành kèm theo Thông tư số 32/2018/TT-BGDĐT ngày 26 tháng 12 năm 2018 Bộ trưởng Bộ Giáo dục Đào Tạo Thảo, N T (2015) ĐÁNH GIÁ NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ CỦA HỌC SINH TRONG DẠY HỌC CHƯƠNG "KHÚC XẠ ÁNH SÁNG", VẬT LÍ 11 Thái Nguyên Tổng, D T (2005) Trắc nghiệm đo lường thành học tập NXB Khoa học Xã hội