Tổ chức dạy học chuyên đề

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA VẬT LÍ CHU THỤY MỸ UYÊN TỔ CHỨC DẠY HỌC CHUYÊN ĐỀ: “MỞ ĐẦU VỀ ĐIỆN TỬ HỌC” TRONG CHƯƠNG TRÌNH VẬT LÍ 11 (2018) THEO MƠ HÌNH TƯ DUY THIẾT KẾ KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Thành phố Hồ Chí Minh, tháng năm 2022 i BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA VẬT LÍ TỔ CHỨC DẠY HỌC CHUYÊN ĐỀ: “MỞ ĐẦU VỀ ĐIỆN TỬ HỌC” TRONG CHƯƠNG TRÌNH VẬT LÍ 11 (2018) THEO MƠ HÌNH TƯ DUY THIẾT KẾ SINH VIÊN THỰC HIỆN: CHU THỤY MỸ UYÊN MSSV: 44.01.102.118 Lớp: 44.01.LY.SPB Khóa: 44 NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC TS NGUYỄN THANH NGA Thành phố Hồ Chí Minh, tháng năm 2022 ii LỜI CẢM ƠN Đối với tác giả, khóa luận tốt nghiệp cơng trình khoa học thể lực nghiên cứu khoa học, kiến thức kinh nghiệm tích lũy sau q trình học tập môi trường đại học Bằng nỗ lực cá nhân giúp đỡ quý thầy cô khoa Vật lí – Trường Đại học Sư phạm Thành phố Hồ Chí Minh nói chung giảng viên hướng dẫn TS Nguyễn Thanh Nga nói riêng ủng hộ, động viên từ gia đình mà tác giả hồn thành khóa luận tốt nghiệp thành cơng Em xin cảm ơn quý giảng viên khoa Vật lí – Trường Đại học Sư Phạm Thành phố Hồ Chí Minh, đặc biệt thầy cô môn Phương pháp giảng dạy Vật lí tận tình dạy cho chúng em kiến thức kỹ cần thiết cho việc dạy, dạy chúng em cách trình bày kế hoạch dạy hoàn chỉnh, chi tiết kỹ lưỡng, điều vơ có ích cho em sau dạy học Đặc biệt, em xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành đến giảng viên hướng dẫn TS Nguyễn Thanh Nga - người tận tình hướng dẫn, giúp đỡ, động viên, đưa định hướng phù hợp khả nghiên cứu em Đó góp ý q báu khơng q trình thực khóa luận mà cịn hành trang tiếp bước cho em trình học tập lập nghiệp sau Cuối cùng, Xin gửi lời cảm ơn đến bạn Nguyễn Cao Kỳ Duyên, Qch Trí Minh - sinh viên năm khóa 44 khoa Vật lí hỗ trợ việc thu thập liệu để trình thực nghiệm sư phạm diễn thuận lợi Xin gửi lời cảm ơn đến bạn Trần Thị Phương Uyên sẵn sàng sẻ chia thành cơng khó khăn, áp lực học tập sống Thành phố Hồ Chí Minh, tháng năm 2022 Tác giả iii MỤC LỤC MỞ ĐẦU 1 Lý chọn đề tài Mục đích nghiên cứu 3 Nhiệm vụ nghiên cứu Đối tượng phạm vi nghiên cứu 5.Giả thuyết khoa học 6.Phương pháp nghiên cứu 7.Dự kiến đóng góp đề tài 8.Cấu trúc dự kiến đề tài CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÍ LUẬN DẠY HỌC THEO TƯ DUY THIẾT KẾ Ở TRƯỜNG TRUNG HỌC PHỔ THÔNG 1.1 Tư thiết kế giáo dục phổ thông 1.1.1 Khái niệm tư thiết kế 1.1.2 Đặc trưng tư thiết kế 1.1.3 Dạy học theo tư thiết kế trường trung học phổ thông 1.1.4 Các kĩ thuật dạy học theo tư thiết kế 15 1.2 Giáo dục STEAM trường trung học phổ thông 19 1.2.1 Tổng quan giáo dục STEAM 19 1.2.2 Mục tiêu giáo dục STEAM 22 1.2.3 Các tiêu chí thể tính ưu việt học STEAM 24 1.2.4 Hình thức triển khai giáo dục STEAM trường trung học phổ thông 24 1.2.5 Thế mạnh sử dụng quy trình tư thiết kế triển khai giáo dục STEAM 25 1.3 Quy trình dạy học chủ đề STEAM theo tư thiết kế 27 1.4 Năng lực định hướng nghề nghiệp học sinh trung học phổ thông 34 1.4.1 Các khái niệm 35 1.4.2 Cấu trúc lực định hướng nghề nghiệp học sinh trung học phổ thông 38 iv 1.4.3 Bồi dưỡng lực định hướng nghề nghiệp cho học sinh trung học phổ thông 41 1.4.4 Đánh giá lực định hướng nghề nghiệp học sinh trung học phổ thông dạy học theo quy trình tư thiết kế 46 TỔNG KẾT CHƯƠNG 62 CHƯƠNG 2: TỔ CHỨC DẠY HỌC MỘT SỐ KIẾN THỨC CHỦ ĐỀ: “MỞ ĐẦU VỀ ĐIỆN TỬ HỌC THEO MƠ HÌNH TƯ DUY THIẾT KẾ 63 2.1 Phân tích nội dụng kiến thức chuyên đề: “Mở đầu điện tử học” – Vật lí 11 theo định hướng giáo dục STEAM 63 2.1.1 Vị trí, vai trị chun đề: “Mở đầu điện tử học” – Vật lí 11 (2018) ……………………………………………………………………… 63 2.1.2 Mục tiêu chuyên đề: “Mở đầu điện tử học” – Vật lí 11 (2018) 63 2.1.3 Cấu trúc chuyên đề: “Mở đầu điện tử học” – Vật lí 11 (2018) 64 2.1.4 Phân tích nội dung kiến thức chuyên đề theo định hướng giáo dục STEAM 65 2.2 Xây dựng kế hoạch dạy chủ đề STEAM: “Giao thơng tầm nhìn 360” …………………………………………………………………………….75 2.2.1 Vấn đề thực tiễn 75 2.2.2 Hình thành ý tưởng 76 2.2.3 Mục tiêu học STEAM: “Giao thơng tầm nhìn 360” 76 2.2.4 Thiết bị dạy học học liệu 78 2.2.5 Bộ linh kiện chủ đề STEAM: “Giao thơng tầm nhìn 360” 80 2.2.6 Hướng dẫn chế tạo sản phẩm tín hiệu tự động 83 2.2.7 Quy trình dạy học theo tư thiết kế định hướng giáo dục STEAM 88 2.3 Rubric đánh giá lực định hướng nghề nghiệp học sinh học STEAM: “Giao thơng tầm nhìn 360” 110 TỔNG KẾT CHƯƠNG 115 CHƯƠNG THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 116 3.1 Mục đích nhiệm vụ thực nghiệm sư phạm 116 3.1.1 Mục đích 116 v 3.1.2 Nhiệm vụ 116 3.2 Đối tượng thực nghiệm sư phạm 116 3.3 Phương pháp thực nghiệm sư phạm 117 3.3.1 Phương pháp quan sát 117 3.3.2 Thống kê toán học 117 3.4 Thuận lợi khó khăn q trình TNSP 117 3.4.1 Thuận lợi 118 3.4.2 Khó khăn 118 3.5 Kế hoạch thực nghiệm sư phạm 118 3.6 Diễn biến TNSP 119 3.6.1 Công tác chuẩn bị 119 3.6.2 Diễn biến, kết thu thực nghiệm chủ đề STEAM: “Giao thơng tầm nhìn 360” 119 3.7 Đánh giá kết thực nghiệm sư phạm 136 3.7.1 Đánh giá định tính 136 3.7.2 Đánh giá định lượng 138 TỔNG KẾT CHƯƠNG 144 TÀI LIỆU THAM KHẢO 145 PHỤ LỤC 149 Phụ lục 1: Hồ sơ học tập chủ đề STEAM: “Giao thơng tầm nhìn 360” 149 Phụ lục 2: Chi thiết học liệu sử dụng học STEAM: “Giao thơng tầm nhìn 360” 161 vi DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT Kí hiệu GV Ý nghĩa Giáo viên HS Học sinh NL Năng lực ĐHNN Định hướng nghề nghiệp PC Phẩm chất QT TDTK Quy trình tư thiết kế THPT Trung học phổ thông GD Giáo dục DH Dạy học KT, ĐG Kiểm tra, đánh giá PPĐG Phương pháp đánh giá TNSP Thực nghiệm sư phạm KTĐK & TĐH Kỹ thuật điều khiển tự động hóa NTH Người thụ hưởng vii DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1 Quy trình dạy học theo tư thiết kế 11 Hình 1.2 Hình ảnh minh họa kỹ thuật kể lại trải nghiệm 16 Hình 1.3 Các pha tư đóng tư mở quy trình dạy học theo tư thiết kế………………………………………………………………………… 26 Hình 2.1 Kí hiệu quang điện trở đoạn mạch 66 Hình 2.2 Cấu tạo quang điện trở 66 Hình 2.3 Kí hiệu điện trở nhiệt đoạn mạch 67 Hình 2.4 Hình ảnh nhiệt điện trở thực tế 67 Hình 2.5 Cảm biến ánh sáng sử dụng quang điện trở 68 Hình 2.6 Cảm biến nhiệt điện trở thực tế 68 Hình 2.7 Sơ đồ mạch nguyên lý mạch Op-amp 70 Hình 2.8 Mạch khuếch đại không đảo 71 Hình 2.9 Cấu tạo Relay điện từ 72 Hình 2.10 Mạch Relay thực tế 72 Hình 2.11 Cấu tạo đèn LED 73 Hình 2.12 Minh họa nguyên tắc hoạt động đèn LED 73 Hình 2.13 Hình ảnh thực tế cảm biến chuyển động PIR HC-SR501 74 Hình 2.14 Hình ảnh minh họa nguyên lý hoạt động cảm biến chuyển động PIR HC-SR501 75 Hình 2.15 Sơ đồ dây dẫn nối linh kiện điện tử 83 Hình 2.16 Cấu tạo 3D bên vỏ mạch điện đèn báo tín hiệu tự động 84 Hình 3.1 Học liệu dụng cụ sử dụng học 119 Hình 3.2 GV tiến hành chia lớp thành nhóm, em HS điền thơng tin nhóm 120 Hình 3.3 GV cho nhóm tìm hiểu thông tin ngành nghề Kỹ thuật điều khiển tự động hóa 120 Hình 3.4 Kết nhiệm vụ nhóm 122 Hình 3.5 Kết nhiệm vụ nhóm 122 Hình 3.6 Kết nhiệm vụ nhóm 123 Hình 3.7 Kết nhiệm vụ nhóm 123 Hình 3.8 HS xác định vấn đề thiết kế 124 Hình 3.9 HS xác định vấn đề thiết kế 124 Hình 3.10 HS xác định vấn đề thiết kế 125 Hình 3.11 HS xác định vấn đề thiết kế 125 Hình 3.12 GV mời HS đại diện nhóm trình bày nội dung công việc cần thực để chế tạo sản phẩm (lập kế hoạch chế tạo sản phẩm) 126 Hình 3.13 Các HS nhóm thảo luận nhóm đọc tài liệu học tập ghi chép kiến thức 127 Hình 3.14 Nhiệm vụ hồ sơ học tập 127 viii Hình 3.15 Hình ảnh tổng hợp hoạt động nghiên cứu kiến thức STEAM nhóm 127 Hình 3.16 HS Đề xuất ý tưởng thiết kế 129 Hình 3.17 HS Đề xuất ý tưởng thiết kế 129 Hình 3.18 HS Đề xuất ý tưởng thiết kế 130 Hình 3.19 HS Đề xuất ý tưởng thiết kế 130 Hình 3.20 Các HS nhóm lắp ráp mạch điện 131 Hình 3.21 GV hỗ trợ em lắp ráp mạch điện……………………………………… 117 Hình 3.22 Các HS nhóm tiến hành lắp ráp mạch điện 131 Hình 3.23 GV hướng dẫn cách kết nối linh kiện 131 Hình 3.24 HS chế tạo sản phẩm 132 Hình 3.25 HS chế tạo sản phẩm 132 Hình 3.26 HS chế tạo sản phẩm 132 Hình 3.27 HS chế tạo sản phẩm 132 Hình 3.28 Mạch điện nhóm lắp ráp (chưa kết nối nguồn điện) 133 Hình 3.29 GV hỗ trợ nhóm 133 Hình 3.30 Mạch điện nhóm lắp ráp (chưa kết nối nguồn điện) 133 Hình 3.31 Mạch điện nhóm lắp ráp Có tính hiệu (đèn sáng) di chuyển tay trước cảm biến 120 ix DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1 Ma trận KTDH ứng với giai đoạn quy trình tư thiết kế15 Bảng 1.2 Các thông tin cần thu thập tiến hành quan sát lĩnh vực .16 Bảng 1.3 Nội dung kiến thức lĩnh vực STEAM 21 Bảng Định hướng mục tiêu, nội dung, sản phẩm giai đoạn đồng cảm 30 Bảng Định hướng mục tiêu, nội dung, sản phẩm giai đoạn xác định vấn đề………………………………………………………………………………… 31 Bảng Định hướng mục tiêu, nội dung, sản phẩm giai đoạn lên ý tưởng 31 Bảng 1.7 Định hướng mục tiêu, nội dung, sản phẩm giai đoạn dựng mẫu 33 Bảng 1.8 Định hướng mục tiêu, nội dung, sản phẩm giai đoạn kiểm tra 33 Bảng Cấu trúc Năng lực định hướng nghề nghiệp 39 Bảng 10 Ma trận đánh giá NL ĐHNN HS dạy học 40 Bảng 11 Một số công cụ thu nhận thông tin hỗ trợ việc đánh giá NL HS 51 Bảng 12 Công cụ đánh giá NL ĐHNN dạy học chủ đề STEAM theo QT TDTK 51 Bảng 2.1 Mục tiêu dạy học chuyên đề: “Mở đầu điện tử học” – Vật lí 11 (2018) theo NL thành tố NL Vật lí 63 Bảng 2.2 Cấu trúc chuyên đề: “Mở đầu điện tử học” – Vật lí 11 (2018) 64 Bảng 2.3 Mục tiêu NL học STEAM: “Giao thơng tầm nhìn 360” 76 Bảng 2.4 Mục tiêu phẩm chất học STEAM: “Giao thơng tầm nhìn 360” 77 Bảng 2.5 Thiết bị dạy học học liệu 78 Bảng 2.6 Bộ linh kiện chủ đề STEAM: “Giao thơng tầm nhìn 360” 80 Bảng 2.7 Thông số kỹ thuật chi tiết vỏ mạch điện đèn báo tín hiệu tự động 85 Bảng 2.8 Bảng tóm tắt quy trình dạy học học STEAM: “Giao thơng tầm nhìn 360” 88 Bảng 2.9 Nội dung trọng tâm hoạt động (Đồng cảm) 91 Bảng 2.10 Mục tiêu hoạt động (Đồng cảm) 91 Bảng 2.11 Quy trình tổ chức chi tiết hoạt dộng (Đồng cảm) 93 Bảng 2.12 Nội dung trọng tâm hoạt động (Xác định vấn đề) 97 Bảng 2.13 Mục tiêu hoạt động (Xác định vấn đề) 98 Bảng 2.14 Quy trình tổ chức chi tiết hoạt dộng (Xác định vấn đề) 99 Bảng 2.15 Bảng kiểm đánh giá thiết kế 103 Bảng 2.16 Bảng kiểm đánh giá nguyên mẫu sản phẩm 104 Bảng 2.17 Mục tiêu hoạt động (Hình thành ý tưởng) 105 Bảng 2.18 Quy trình tổ chức chi tiết hoạt dộng (Hình thành ý tưởng) 106 Bảng 2.19 Mục tiêu hoạt động (Chế tạoxisản phẩm) 107 Bảng 2.20 Mục tiêu hoạt động (Kiểm tra) 109 Bảng 3.1 Nội dung chi tiết công việc cần thực chuẩn bị thực nghiệm sư phạm 116 Bảng 3.2 Họ Tên HS chọn để đánh giá NL ĐHNN 117 Bảng 3.3 Thống kê kết vận hành sửa chữa nhóm 134 148 Website IDEO (2013) Design Thinking for Educators: https://designthinking.ideo.com/resources/design-thinking-for-educators Yakman, G (2018) STEAM Pyramid History Retrieved from STEAM Education: https://steamedu.com/pyramidhistory/ Gould, K (2018) Design thinking's three modes of thinking: open, explore, close Retrieved from The Design Gym: http:www.thedesigngym.com 149 PHỤ LỤC Phụ lục 1: Hồ sơ học tập chủ đề STEAM: “Giao thơng tầm nhìn 360” 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 Phụ lục 2: Chi thiết học liệu sử dụng học STEAM: “Giao thơng tầm nhìn 360” Đường link Google Drive tất học liệu: https://drive.google.com/drive/folders/1HvpCYy4ZW4OzDvq0QijGsboT2Yk_iGw N?usp=sharing 162