Tổ chức dạy học stem bài học “máy phát điện” môn khoa học tự nhiên 9 nước chdcnd lào

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM SOULIVON KHAMPHA TỔ CHỨC DẠY HỌC STEM BÀI HỌC “MÁY PHÁT ĐIỆN” MÔN KHOA HỌC TỰ NHIÊN 9 NƯỚC CHDCND LÀO LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC THÁI NGUYÊN, NĂM 2021 ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM SOULIVON KHAMPHA TỔ CHỨC DẠY HỌC STEM BÀI HỌC “MÁY PHÁT ĐIỆN” MÔN KHOA HỌC TỰ NHIÊN 9 NƯỚC CHDCND LÀO Ngành: Lý luận và phương pháp dạy học bộ môn Vật lý Mã số: 8 44 01 11 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC Người hướng dẫn khoa học: TS Nguyễn Quang Linh THÁI NGUYÊN, NĂM 2021 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam kết đề tài: Tổ chức dạy học STEM bài học “Máy phát điện” môn khoa học tự nhiên 9 nước CHDCND Lào theo hướng giáo dục STEM của luận văn là một công trình nghiên cứu của cá nhân tôi Luận văn này là một sản phẩm tôi đã nỗ lực nghiên cứu trong quá trình học tập tại trường ĐHSP Thái Nguyên Các nội dung nghiên cứu, các số liệu trong luận văn này là trung thực Kết quả nghiên cứu chưa từng được với bất kỳ công trình nghiên cứu nào trước đây Thái nguyên, tháng 9 năm 2021 Tác giả SOULIVON KHAMPHA i LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành chương trình làm luận văn này, tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến trường ĐHSP Thái Nguyên, các thầy cô tại trường đã hỗ trợ và chỉ bảo nhiệt tình trong suốt quá trình học tập và thực hiện luận văn này Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc nhất đến TS Nguyễn Quang Linh Thầy là người hướng dẫn tôi, mặc dù công việc của thầy rất nhiều nhưng thầy cũng sắp xếp thời gian để giải quyết vấn đề cho tôi Trong quá trình nghiên cứu, tuy nhiên gặp nhiều khó khăn thầy đã tranh thủ tận tình hỗ trợ, hướng dẫn và đóng góp ý kiến quý báu, truyền đạt kinh nghiệm và giúp tôi hoàn thành luận văn Xin gửi lời cảm ơn các thầy, cô và toàn thể học sinh lớp 9 và các thầy cô tại trường THCS Phukhun Huyện Phukhun Tỉnh Luangprabang đã hợp tác, cung cấp những dữ liệu quan trọng có liên quan đến luận văn và thực nghiệm sư phạm thành công Cuối cùng tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến gia đình, cơ quan, đồng nghiệp và bạn bè đã động viên, khuyến khích và giúp đỡ tôi rất nhiều, đã tạo cho tôi nỗ lực cố gắng để hoàn thành luận văn này Thái nguyên, tháng 9 năm 2021 Tác giả SOULIVON KHAMPHA ii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN ii MỤC LỤC iii DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT iv DOANH MỤC CÁC BẢNG v DOANH MỤC CÁC HÌNH vi MỞ ĐẦU 1 1 Lí do chọn đề tài 1 2 Mục đích nghiên cứu 2 3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 2 4 Nhiệm vụ nghiên cứu 3 5 Phương pháp nghiên cứu 3 6 Giả thuyết khoa học 3 7 Đóng góp của đề tài 3 8 Cấu trúc của đề tài 3 Chương 1: CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN 5 1.1 Tổng quan lịch sử nghiên cứu giáo dục STEM 5 1.1.1 Nghiên cứu giáo dục STEM trên thế giới 5 1.1.2 Nghiên cứu giáo dục STEM tại Việt Nam 6 1.1.3 Nghiên cứu giáo dục STEM tại Lào 9 1.2 Giáo dục STEM 10 1.2.1 Khái niệm của giáo dục STEM 10 1.2.2 Mục tiêu của giáo dục STEM 11 1.2.3 Các đặc điểm của giáo dục STEM 12 1.2.4 Quy trình thết kế chủ đề dạy học theo giáo dục STEM 13 1.2.5 Tiêu chí đánh giá chủ đề dạy học theo giáo dục STEM 17 1.3 Năng lực giải quyết vấn đề 19 1.3.1 Khái niệm năng lực giải quyết vấn đề 19 iii 1.3.2 Các biểu hiện của năng lực giải quyết vấn đề 20 1.3.3 Đánh giá năng lực giải quyết vấn đề của học sinh trong dạy học theo giáo dục STEM 23 1.4 Thực tiễn dạy học theo giao dục STEM tại Nước CHDCND Lào 24 1.4.1 Mục đích điều tra 24 1.4.2 Phương pháp điều tra 25 1.4.3 Đối tượng và phương pháp điều tra 25 1.4.4 Kết quả điều tra 25 KẾT LUẬN CHƯƠNG 1 30 Chương 2: THIẾT KẾ TIẾN TRÌNH DẠY HỌC BÀI HỌC “MÁY PHÁT ĐIỆN GIÓ” KHTN 9 THEO GIÁO DỤC STEM 31 2.1 Vị trí,cấu trúc và nội dung kiến thức chương “Các loại năng lượng” 31 2.1.1 Vị trí 31 2.1.2 Cấu trúc và nội dung kiến thức 31 2.2 Thiết kế tiến trình dạy học chủ đề “Mát phát điện gió” cho học sinh lớp 9 theo định hướng giáo dục STEM 32 2.2.1 Lý do chọn chủ đề 32 2.2.2 Mục tiêu chung của chủ đề 32 2.2.3 Kiến thức thuộc lĩnh vực STEM 34 2.2.4 Trang thiết bị 34 2.2.5 Vần đề STEM 34 2.2.6 Phân phối thời gian cho các nội dung kiến thức của chủ đề 36 2.2.7 Tiến trình dạy học 37 2.3 Đánh giá năng lực GQVĐ của học sinh 45 2.3.1 Các biểu hiện của năng lực giải quyết vấn đề của học sinh 47 2.3.2 Phiếu đánh giá của năng lực giải quyết vấn đề của học sinh 48 2.3.3 Phiếu đánh giá đồng đẳng và tự đánh giá của học sinh 49 KẾT LUẬN CHƯƠNG 2 51 Chương 3: THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 52 3.1 Mục đích và nhiệm vụ của thực nghiệm sư phạm 52 iv 3.1.1 Mục đích của thực nghiệm sư phạm 52 3.1.2 Nhiệm vụ của thực nghiệm sư phạm 52 3.2 Đối tượng của thực nghiệm sư phạm 52 3.3 Kế hoạch thực nghiệm sư phạm 53 3.4 Đánh giá định tính kết quả thực nghiệm sư phạm 54 3.4.1 Đánh giá định tính kết quả thực nghiệm sư phạm tiết 1 54 3.4.2 Đánh giá định tính kết quả thực nghiệm sư phạm tiết 2 55 3.4.3 Đánh giá định tính kết quả thực nghiệm sư phạm tiết 3 57 3.4.4 Đánh giá định tính chung 59 3.5 Đánh định lượng giá kết quả thực nghiệm sư phạm 61 KẾT LUẬN CHƯƠNG 3 65 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 66 1 Kết luận 66 2 Kiến nghị 67 DANH MỤC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC CÔNG BỐ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN VĂN 67 TÀI LIỆU THAM KHẢO 69 PHỤ LỤC v DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT CHỮ VIẾT TẮT NỘI DUNG CHDCND Cộng hoà Dân chủ Nhân dân GDTT Giáo dục và Thể thao KHTN Khoa học Tự nhiên NL GQVĐ Năng lực Giải quyết vấn đề SGK Sách giáo khoa STEM Science (Khoa học), Technology (Công nghệ), Engineering (Kỹ thuật), Maths (Toán học) THCS Trung học Cơ Sở THPT Trung học Phổ thông TNSP Thực nghiệm sư phạm iv DOANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1 Cấu trúc năng lực giải quyết vấn đề 20 Bảng 2.1 Các bài học trong chương X “Các loại năng lượng” KHTN 9 31 Bảng 2.2 Bảng phân phối thời gian cho các nội dung kiến thức của chương .36 Bảng 2.3 Bảng phân phối thời gian cho các nội dung kiến thức của chủ đề .37 Bảng 2.4 Bảng Gợi ý phân công nhiệm vụ của học sinh 45 Bảng 2.5 Bảng gợi ý bản thiết kế mô hình máy phát điện gió 47 Bảng 2.6 Bảng tiêu chí đánh giá năng lực giải quyết vấn đề 48 Bảng 2.7 Bảng phiếu đánh giá năng lực giải quyết vấn đề của học sinh 49 Bảng 2.8 Bảng tiêu chí mức độ tự đánh giá và đánh giá đồng đẳng của học sinh 49 Bảng 2.9 Bảng phiếu tự đánh giá và đánh giá đồng đẳng của học 50 Bảng 3.1 Bảng kế hoạch thực nghiệm sư phạm .53 Bảng 3.2 Bảng điểm đánh giá năng lực GQVĐ nhóm học sinh của GV.62 Bảng 3.3 Bảng tổng hợp điểm đánh giá năng lực GQVĐ của học sinh 63 v DOANH MỤC CÁC HÌNH 1 Hình Hình 1.1 Mục tiêu giáo dục STEM 12 Hình 1.2 Quy trình thiết kế chủ đề STEM 14 Hình 1.3 Tiến trình dạy học theo định hướng giáo dục STEM 16 Hình 2.1 Sản phẩm mô hình máy phát điện gió 35 Hình 3.1 Học sinh đề xuất giải pháp 55 Hình 3.2 Học sinh thiết kế sơ đồ mô hình máy phát điện gió của các nhóm 55 Hình 3.3 Báo cáo bản thiết kế, thảo luận của các nhóm 56 Hình 3.4 Học sinh thiết kế sơ đồ và chế tạo máy phát điện gió của các nhóm 57 Hình 3.5 Trình bày và báo cáo sản phẩm 58 Hình 3.6 Sản phẩm mô hình máy phát điện của các nhóm 58 Hình 3.7 Tổng kết và trao thưởng 59 Hình 3.8 Điểm trung bình đánh giá năng lực GQVĐ của HS các nhóm 62 Hình 3.9 Điểm trung bình đánh giá năng lực GQVĐ của HS nam và HS nữ 64 2 Biểu đồ Biểu đồ 1.1 Biểu đồ thể hiện mức độ hiểu biết của thầy cô về giáo dục STEM 26 Biểu đồ 1.2 Biểu đồ thể hiện mức độ tìm hiểu được tập huấn về giáo dục STEM 26 Biểu đồ 1.3 Biểu đồ thể hiện mức độ cần tổ chức hoạt động GD STEM trong dạy học trong trường 27 Biểu đồ 1.4 Biểu đồ thể hiện mức độ vận dụng phương thức giáo dục theo định hướng STEM 27 Biểu đồ 1.5 Biểu đồ thể hiện mức độ dạy học theo giáo dục STEM có giúp học sinh phát triển năng lực giải thuyết vấn đề 28 Biểu đồ 1.6 Biểu đồ thể hiện mức độ vận dụng phương thức giáo dục STEM trong dạy học gặp khó khăn 28 vi