Vận dụng giáo dục stem trong dạy học môn toán tên đề tài thiết kế guồng đưa nước lên nương

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI KHOA TOÁN oOo BÀI TẬP LỚN THI CUỐI KỲ HỌC PHẦN VẬN DỤNG GIÁO DỤC STEM TRONG DẠY HỌC MƠN TỐN TÊN ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ GUỒNG ĐƯA NƯỚC LÊN NƯƠNG Họ tên sinh viên: Nguyễn Như Quỳnh Lớp học phần: Lớp: K47G TN602.1.47SPTO.4 Mã số sinh viên: 217140209526 Phòng thi: A.2.4 Số báo danh: 216 Điểm: Cán chấm 1: Cán chấm 2: Hà Nội, tháng năm 2024 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI KHOA TOÁN oOo CHỦ ĐỀ 3: TRÌNH BÀY KẾ HOẠCH DẠY HỌC MỘT BÀI HỌC TRONG NỘI DUNG “HÌNH CĨ TRỤC ĐỐI XỨNG, HÌNH CĨ TÂM ĐỐI XỨNG” CỦA CHƯƠNG TRÌNH MƠN TỐN LỚP THEO ĐỊNH HƯỚNG GIÁO DỤC STEM TÊN ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ GUỒNG ĐƯA NƯỚC LÊN NƯƠNG Họ tên sinh viên: Nguyễn Như Quỳnh Lớp học phần: Lớp: K47G TN602.1.47SPTO.4 Mã số sinh viên: 217140209526 Phòng thi: A.2.4 Số báo danh: 216 Điểm: Hà Nội, tháng năm 2024 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan rằng: Đề tài "Guồng đưa nước kết nghiên cứu, tìm hiểu riêng tơi Những tư liệu sử dụng trích dẫn, đề tài trung thực Kết nghiên cứu không trùng với cơng trình nghiên cứu tác giả cơng bố trước Nếu sai tơi xin hồn tồn chụ trách nhiệm Hà Nội, ngày 26 tháng năm 2024 Sinh viên thực MỤC LỤC PHẦN MỞ ĐẦU PHẦN NỘI DUNG I Giới thiệu chủ đề II Mục tiêu III Thiết bị dạy học .4 IV Tiến trình dạy học Hoạt động 1: Xác định vấn đề Hoạt động 2: Tìm hiểu kiến thức Hoạt động 3: Đề xuất giải pháp thiết kế sản phẩm .9 Hoạt động 4: Chia sẻ, thảo luận điều chỉnh 14 PHẦN KẾT LUẬN 15 TÀI LIỆU THAM KHẢO 16 PHỤ LỤC .17 MỞ ĐẦU Lí chọn đề tài Cuộc cách mạng 4.0 khơng cịn xa lạ người, mang lại cho giáo dục hội thách thức Trong xu hướng phát triển yêu cầu người phải có kĩ nhận thức vượt trội Để đáp ứng nhu cầu yêu cầu giáo dục phải có đổi thiết thực Hệ thống giáo dục đào tạo nước ta hệ thống đào tạo truyền thống “Thầy - trẻ”, “giáo viên - lớp học - sinh viên” Ở nước phát triển, phương pháp giáo dục dần thay hồn tồn mơ hình giáo dục - giáo dục STEM Tuy nhiên, nước ta bắt đầu làm quen với mô hình giáo dục cịn mẻ với phương pháp giảng dạy Giáo dục STEM chương trình dạy học dựa ý tưởng trang bị cho người học kiến thức, kĩ Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật Toán học Đáp ứng nhu cầu học tập kĩ cần thiết cho người học, dạy học gắn liền thực tiễn Giáo dục STEM để cao đến việc hình thành phát triển lực giải vấn đề cho người học Trong học theo chủ đề STEM, em học sinh, sinh viên đặt trước tình có vấn đề thực tiễn cần giải liên quan đến kiến thức khoa học Các kiến thức kỹ phải tích hợp, lồng ghép bổ trợ cho giúp học sinh không hiểu biết nguyên lý mà cịn thực hành tạo sản phẩm sống ngày Từ giáo dục STEM giúp học sinh phát huy tối đa tính sáng tạo mắt quan sát việc, tượng đời sống Mơ hình dạy học giúp kích thích hứng thú nhận thức học sinh, học sinh trở nên chủ động, nâng cao tính tự giác rèn luyện lực tự học thân học sinh Ngoài ra, việc áp dụng mơ hình dạy học STEM cịn giúp giáo viên nâng cao chất lượng giảng dạy đòi hỏi giáo viên trau dồi kiến thức thường xuyên Mục đích nghiên cứu Thiết kế tổ chức dạy học chủ đề STEM “Guồng đưa nước lên nương" nhằm phát huy lực sáng tạo HS Đối tượng phạm vi nghiên cứu - Đối tượng nghiên cứu: Quy trình thiết kế tổ chức dạy học chủ đề STEM - Phạm vi nghiên cứu: Thiết kế dạy học chủ đề STEM "Guồng đưa nước lên mương" Giả thuyết khoa học Nếu thiết kế tiến trình dạy học chủ đề STEM "Guồng đưa nước lên nương" cách thích hợp phát huy lực sáng tạo HS Nhiệm vụ nghiên cứu - Nghiên cứu lí luận cách sử dụng mơ hình giáo dục STEM - Nghiên cứu cách thức thiết kế tổ chức dạy chủ đề STEM “Guồng đưa nước lên nương" - Đề xuất tiêu chí đánh giá biểu lực sáng tạo HS học chủ để STEM "Guồng đưa nước lên mương" Phương pháp nghiên cứu 6.1 Nghiên cứu lí luận Nghiên cứu khái niệm, quy trình thiết kế tổ chức chủ đề STEM 6.2 Nghiên cứu thực tiễn - Nghiên cứu thực tiễn sử dụng giáo dục STEM dạy học chủ đề “Guồng đưa nước lên nương" - Xin ý kiến giáo viên tổ chức dạy học STEM chủ đề “Guồng dưa nước lên nương" PHẦN NỘI DUNG THIẾT KẾ GUỒNG ĐƯA NƯỚC LÊN NƯƠNG I Giới thiệu chủ đề:  Chủ đề dành cho học sinh lớp học ”Hình có tâm đối xứng” (Bài 22 - SGK Toán - Kết nối tri thức), trước học sinh học hình có trục đối xứng  Thời lượng: tiết  Guồng nước lên nương thiết kế nhằm giải vấn đề cung cấp nước, tưới tiêu cho người dân vùng cao sinh hoạt trồng trọt (canh tác nơng nghiệp) Ngồi khó khăn địa hình khí hậu, nguồn điện cịn vấn đề lớn Do dộng guồng nước không sử dụng lượng điện, không tiêu hao sức người mà cần đến sức nước Lợi dụng sức nước chảy xiết suối để đưa nước lên II Mục tiêu: Năng lực:  Nhận biết tâm đối xứng hình phẳng  Nhận biết hình phẳng tự nhiên có tâm đối xứng  Chỉ tâm đối xứng hình phẳng  Nêu số hình phẳng, số hình ảnh tự nhiên có tâm đối xứng Phẩm chất:  Có thái độ tích cực, hợp tác làm việc nhóm  Sẵn sàng sử dụng kiến thức tâm đối xứng kiến thức học để giải số trường hợp thực tiễn  Yêu thích say mê khoa học  Có ý thức bảo vệ mơi trường Định hướng giáo dục STEM:  Khoa học (S): Vận dụng kiến thức, điều kiện cân mơ hình guồng nước cân Sử dụng nguyên vật liệu bảo vệ môi trường, thân thiện với thiên nhiên, trọng lực (Khoa học tự nhiên - Kết nối tri thức - Bài 43)  Cơng nghệ (T): Có khả sử dụng, quản lý, hiểu biết truy cập phần mềm hỗ trợ cho việc vẽ, thiết kế mơ hình, tính tốn mơ hình  Kỹ thuật (E): Đọc tài liệu hướng dẫn lắp ráp mô hình guồng nước, lắp ráp mơ hình guồng nước từ vật liệu có sẵn, vẽ mơ hình guồng nước III THIẾT BỊ DẠY HỌC:  Các thiết bị dạy học: mẫu kế hoạch, phiếu học tập, máy tính, máy chiếu  Nguyên vật liệu dụng cụ thiết kế chế tạo “Guồng nước lên nương” STT Vật liệu chuẩn bị Số lượng Công dụng Ổ bi Làm trục quay guồng nước Máng Đóng vai trị suối chứa nước Que gỗ tròn to Que làm trục quay Que gỗ tròn nhỏ Que làm khung cho bánh guồng, làm cánh nước Que gỗ dẹt Làm chân đỡ cho bánh quay Keo nến + súng bắn keo Kết dính phận Dao, kéo Cắt vật liệu Lon nước Đựng nước Ống dẫn nước Đưa dẫn nước vào máng GV hướng dẫn HS sử dụng dụng cụ học chủ đề IV TIẾN TRÌNH DẠY HỌC Hoạt động 1: Xác định vấn đề a, Mục đích:  HS xác định ý nghĩa, vai trị “Guồng nước”  HS tiếp nhận nhiệm vụ thiết kế, hiểu rõ tiêu chí đánh giá sản phẩm (gọn, nhẹ, dễ sử dụng, giá thành thấp…) b, Nội dung:  GV cho HS tìm hiểu số “Guồng nước” thực tế  GV thống với HS kế hoạch triển khai dự án tiêu chí đánh giá sản phẩm dự án c, Sản phẩm:  Thơng tin “Guồng nước” HS tìm hiểu d) Tổ chức thực hiện: ?1 Ở có nhà bạn có gia đình ( người thân) làm nông nghiệp không? ?2 Các em cho cô biết yếu tố quan trọng trồng trọt hay gì? (Nhất nước, nhì phân, tam cần, tứ giống)  GV cho HS tìm hiểu tầm quan trọng nước trồng trọt:  Yếu tố quan trọng trồng trọt, canh tác nước  Trên giới, nước chiếm 2/3 trái đất, chủ yếu nước mặn, lương thực hay công nghiệp nước ta trồng nước vài nơi thuộc khu vực đồi núi cao khơng đủ nước để canh tác  Vậy phải làm để đưa nước lên nơi có vị trí địa lí khơng thuận lợi thế? Các em giúp thầy đưa giải pháp không?  GV kết luận nhấn mạnh việc phải chế tạo guồng dẫn nước lên nương  GV chiếu slide hình ảnh minh họa guồng nước q trình người sử dụng nêu câu hỏi “Các em có biết ngun lí để hoạt động khơng?”  GV kết luận lợi dụng dịng chảy nước để xoay guồng ⇨ Hôm thử thiết kế guồng nước lên nương  GV giao nhiệm vụ cho HS thiết kế guồng nước lên nương xác lập tiêu chí đánh giá: Yêu cầu sản phẩm “Guồng nước lên nương” Phiếu đánh giá số 1: Đánh giá sản phẩm Guồng nước lên nương Tiêu chí Điểm tối đa Thiết kế sản phẩm “Guồng nước” Có thể đưa nước lên Hình thức đẹp, dễ sử dụng, nhỏ gọn Mức độ sáng tạo Thân thiện với môi trường, tiết kiệm chi phí Có tính ổn định cao hoạt động trời Tổng điểm 10  GV thống kế hoạch triển khai Hoạt động 2: Tìm hiểu kiến thức nền: a, Mục đích:  HS hình thành kiến thức “Hình có tâm đối xứng” b, Nội dung  HS nghiên cứu sách giáo khoa tài liệu tham khảo kiến thức trọng tâm sau:  Hình có tâm đối xứng (Bài 22 - Toán - Kết nối tri thức)  Trọng lực (Bài 43 - Khoa học tự nhiên - Kết nối tri thức)  GV đôn đốc, hỗ trợ tài liệu, giải đáp thắc mắc cho HS c, Sản phẩm:  HS xác định ghi thơng tin, kiến thức “Hình có tâm đối xứng” d) Tổ chức thực hiện:  GV yêu cầu HS: + Quan sát video, hình ảnh guồng nước + Nghiên cứu thêm kiến thức internet để biết thêm thơng tin guồng nước hồn thành phiếu số Phiếu số Câu hỏi Câu trả lời HS Guồng dẫn nước làm chất liệu gì? Hình dạng nào? Ngun lí guồng dẫn nước gì? Guồng nước có bơ phận nào, cơng dụng phận gì? Có cách để thiết kế chế tạo guồng dẫn nước từ nguyên vật liệu đơn giản hay không? + Đọc SGK tâm đối xứng (Lớp 22, tập 1, Kết nối tri thức) trả lời câu hỏi phiếu số Phiếu số Câu hỏi Câu trả lời HS Tâm đối xứng gì? Kể tên vài hình phẳng có tâm đối xứng Một hình có tâm đối xứng có nhiều trục đối xứng hay không? Hãy nêu VD trường hợp  GV chốt lại kiến thức bản, quan trọng (đã học, kiến thức vừa tìm hiểu) cho HS  Khái niệm tâm đối xứng  Một số vật có tâm đối xứng  Các hình có tâm đối xứng  Một số hình khơng có tâm đối xứng Hoạt Động 3: Đề xuất giải pháp thiết kế sản phẩm: a, Mục đích:  HS hoàn thiện thiết kế “Guồng nước” nhóm  HS dựa vào thiết kế lựa chọn để chế tạo “Guồng nước” bảo yêu cầu đặt  HS thử nghiệm, đánh giá sản phẩm điều chỉnh cần b, Nội dung:  HS trình bày, giải thích bảo vệ thiết kế theo tiêu chí đề  Phân cơng cơng việc, lên kế hoạch chế tạo thử nghiệm sản phẩm  Sử dụng nguyên vật liệu dụng cụ cho trước để tiến hành chế tạo “Guồng nước” theo thiết kế  Trong trình chế tạo nhóm đồng thời thử nghiệm điều chỉnh việc quan sát vật xung quanh “Guồng nước”, đánh giá điều chỉnh cần c, Sản phẩm:  Bản thiết kế “Guồng nước” sau điều chỉnh hồn thiện  Mỗi nhóm có sản phầm “Guồng nước” hoàn thiện thử nghiệm d, Tổ chức thực hiện: Hoạt động 3.1: Xây dựng thiết kế:  GV tổ chức chia nhóm HS: HS theo nhóm thống vai trò, nhiệm vụ thành viên nhóm  GV phát cho nhóm HS Bảng phân cơng nhiệm vụ thành viên nhóm BẢNG PHÂN CƠNG NHIỆM VỤ THÀNH VIÊN TRONG NHÓM Tên nhóm…… Danh sách vị trí nhân sự: Vị trí Mô tả nhiệm vụ Tên thành viên Nhóm trưởng Quản lý thành viên nhóm, hướng dẫn, góp ý, đơn đốc thành viên nhóm hoàn thành nhiệm vụ Thư ký Ghi chép, tổng hợp ý kiến Tất thành viên thành viên tổ nhóm Thành viên Chuẩn bị đồ dùng, dụng cụ làm Thành viên Thiết kế vẽ Thành viên Chế tạo “Guồng nước”  GV cho HS xem lại số Video, hình ảnh “Guồng nước” kết hợp với kiến thức HS tìm hiểu “Guồng nước” tìm hiểu HĐ2 yêu cầu hoàn thành thiết kế  HS thảo luận nhóm để hồn thành thiết kế  Thiết kế vẽ “Guồng nước” nhóm:  HS chuẩn bị trình bày thiết kế , giải thích ngun lý hoạt động  GV đơn đốc nhóm thực nhiệm vụ hỗ trợ cần  GV thơng báo tiến trình buổi báo cáo  HS lắng nghe, ghi nhận  GV thông báo tiêu chí đánh giá cho thiết kế Phiếu đánh giá số 2: Đánh giá báo cáo thiết kế sản phẩm Tiêu chí Điểm tối đa Điểm đạt Bản vẽ sơ đồ guồng nước vẽ rõ ràng, nguyên lí; đáp ứng yêu cầu để quan sát vật tượng rõ nét Bản thiết kế kiểu dáng guồng nước vẽ rõ ràng, đẹp, sáng tạo, khả thi; Giải thích rõ nguyên lí hoạt động guồng nước; Trình bày rõ ràng, logic, sinh động Tổng điểm 10 GV cần nhấn mạnh: Khi báo cáo phương án thiết kế sản phẩm học sinh phải vận dụng kiến thức nền để giải thích, trình bày nguyên lí hoạt động của sản phẩm Vì vậy, tiêu chí có trọng số điểm lớn  GV yêu cầu nhóm HS lên trình bày  HS báo cáo phương án thiết kế  GV cho nhóm phản biện, nhóm thực giải trình,u cầu nhóm báo cáo phản biện giải trình (nếu cần)  Các nhóm HS phản biện, đặt câu hỏi Nhóm báo cáo giải trình, trả lời  Nhóm HS ghi nhận nhận xét, điều chỉnh đề xuất phương án tối ưu để tiến hành làm sản phẩm  GV điều hành, nhận xét, góp ý hỗ trợ HS Hoạt động 3.2: Chế tạo “Guồng nước lên nương”  GV giao nhiệm vụ:  Sử dụng nguyên vật liệu dụng cụ hợp lý để chế tạo “Guồng nước” theo thiết kế  Thử nghiệm, điều chỉnh hoàn thiện sản phẩm  HS tiến hành chế tạo, thử nghiệm hồn thiện sản phầm theo nhóm.Thảo luận hồn thành phiếu số PHIẾU SỐ 3: CHI PHÍ CHO SẢN PHẨM CỦA NHÓM STT Nguyên liệu/ dụng cụ Số lượng Đơn giá Thành tiền Que gỗ dẹt Que gỗ tròn (to, nhỏ) Lon nước Ổ bi Ống dẫn nước Keo Dao/ Kéo … Tổng = - Sản phẩm dự kiến:  GV quan sát, hỗ trợ học sinh cần Hoạt động 4: Chia sẻ, thảo luận điều chỉnh a, Mục đích: – Các nhóm HS giới thiệu “Guồng nước” trước lớp, chia sẻ kết thử nghiệm, thảo luận định hướng cải tiến sản phẩm Xây dựng thực chủ đề giáo dục STEM trường phổ thơng b, Nội dung:  Các nhóm trình diễn sản phẩm trước lớp  Đánh giá sản phẩm dựa tiêu chí đề ra:  Độ bền vững kết cấu (tiêu chuẩn chiều cao, chịu lực)  Độ ổn định vận hành  Tính thẩm mỹ cao  Chi phí hợp lý  Chia sẻ, thảo luận để tiếp tục điều chỉnh, hồn thiện sản phẩm  Các nhóm tự đánh giá kết nhóm tiếp thu góp ý, nhận xét từ GV nhóm khác;  Sau chia sẻ thảo luận, đề xuất phương án điều chỉnh sản phẩm;  Chia sẻ khó khăn, kiến thức kinh nghiệm rút qua trình thực nhiệm vụ thiết kế chế tạo c, Sản phẩm:  Guồng nước chế tạo nội dung trình bày báo cáo nhóm d, Tổ chức thực hiện:  GV giao nhiệm vụ: nhóm trình diễn sản phẩm trước tồn trường tiến hành thảo luận, chia sẻ  HS trình diễn, thử nghiệm để đánh giá mức vững vàng ổn định tiêu chí  Các nhóm chia sẻ kết quả, đề xuất phương án điều chỉnh, kiến thức kinh nghiệm rút trình thực nhiệm vụ thiết kế chế tạo  Khán giả đưa câu hỏi thắc mắc cho nhóm  GV đánh giá, kết luận tổng kết KẾT LUẬN Sau nghiên cứu lý luận tiến hành thực nghiệm sư phạm chủ đề dạy học STEM vào thực tế trường THPT, nhận thấy lồng ghép, áp dụng chủ đề dạy học STEM trình học tập học sinh tạo nhiều điểm tích cực Dạy học theo chủ đề STEM tạo cho học sinh môi trường thuận lợi để hình thành suy nghĩ độc lập q trình tìm phương pháp từ giải vấn đề, thỏa sức sáng tạo việc lựa chọn cách giải hợp lý phù hợp với hồn cảnh thực tế Bên cạnh dạy học chủ đề STEM góp phần hình thành cho học sinh lực, kỹ như: làm việc nhóm, tư logic, kỹ đàm phán, thuyết trình suốt trình diễn hoạt động học theo chủ đề STEM Dạy học theo chủ đề STEM cung cấp cho học sinh kiến thức Hóa học gần gũi sống, mà giáo dục ý thức bảo vệ môi trường, nguồn tài nguyên thiên nhiên Dạy học STEM góp phần hình thành, phát triển tình yêu quê hương, đất nước, tình yêu người học sinh.Như vậy, dạy học theo chủ đề STEM phương pháp dạy học vừa có tính hợp tác vừa có tính thực tiễn cao, vận dụng linh hoạt kiến thức liên môn, giúp học sinh áp dụng kiến thức mặt lý thuyết vào thực tế sống Khi tiến hành triển khai dạy học STEM, học sinh tỏ thích thú cảm thấy kích thích niềm say mê học tập hoạt động giải vấn đề Sản phẩm STEM tùy em lựa chọn, phát triển theo màu sắc riêng nhóm mình, đặc biệt trình em hiểu linh hoạt việc ứng dụng công nghệ thông tin vào trình bày, báo cáo Sau hồn thành sản phẩm STEM em có nhìn sâu vấn đề thực tiễn xảy xung quanh ngày, từ ni dưỡng niềm yêu thích, đam mê với khoa học đặc biệt mơn tốn học Qua dạy học STEM khơng học sinh mà giáo viên học hỏi, rèn luyện phát triển nhiều kỹ quan trọng TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Hà Huy Khoái, Nguyễn Huy Đoan (chủ biên), Toán 6, Kết nối tri thức với sống, Nhà xuất Giáo dục Việt Nam [2] Vũ Văn Hùng (Tổng chủ biên), Toán 6, Kết nối tri thức với sống, Nhà xuất Giáo dục Việt Nam [3] Nguyễn Thị Liên (chủ biên), Tổ chức hoạt động trải nghiệm sáng tạo nhà trường phổ thông, NXB Giáo dục Việt Nam [4] Phạm Đức Quang, Lê Anh Vinh (đồng chủ biên), Thiết kế tổ chức dạy học tích hợp mơn Tốn phổ thơng, NXB Giáo dục 2010 [5] Ts Nguyễn Thanh Nga (chủ biên), Thiết kế tổ chức dạy học chủ đề STEM cho học sinh trung học sở trung học phổ thông, NXB Đại học sư phạm TP Hồ Chí Minh 2018 [6] Trần Bá Hoành (chủ biên), Đổi phương pháp dạy học, chương trình sách giáo khoa, NXB Đại học Sư phạm