Bộ Giáo dục và Đào tạo đã đưa ra mục tiêu Chương trình giáo dục Phổ thông mới 2018 đó là phát triển 5 phẩm chất của học sinh gồm “Yêu nước - Nhân ái - Chăm chỉ - Trung thực - Trách nhiệm
ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM DƯƠNG VĂN TUẤN TỔ CHỨC DẠY HỌC STEM CHỦ ĐỀ “CHINH PHỤC VŨ TRỤ” - VẬT LÝ 10 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC THÁI NGUYÊN - 2023 ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM DƯƠNG VĂN TUẤN TỔ CHỨC DẠY HỌC STEM CHỦ ĐỀ “CHINH PHỤC VŨ TRỤ” - VẬT LÝ 10 Ngành: Lý luận và PPDH bộ môn Vật lí Mã số: 8140111 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC Người hướng dẫn khoa học: TS NGUYỄN QUANG LINH THÁI NGUYÊN - 2023 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan rằng: số liệu và các kết quả nghiên cứu trong luận văn này là hoàn toàn trung thực, khách quan, không trùng lặp với các luận văn khác Thông tin trích dẫn trong luận văn đã được ghi rõ nguồn gốc Nếu sai tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm Tác giả luận văn Dương Văn Tuấn i LỜI CẢM ƠN Với tình cảm chân thành, em xin bày tỏ lòng cảm ơn, biết ơn sâu sắc tới các thầy giáo, cô giáo trong Khoa Vật lý; các thầy giáo, cô giáo đã tham gia giảng dạy và cung cấp những kiến thức rất quý báu, tạo điều kiện giúp đỡ em trong quá trình học tập và nghiên cứu tại nhà trường Đặc biệt, em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc nhất đến TS Nguyễn Quang Linh, người đã trực tiếp hướng dẫn khoa học và tận tình giúp đỡ em trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu và hoàn thành luận văn Tác giả cũng xin gửi lời cảm ơn các thầy cô trong Ban giám hiệu nhà trường và các thầy cô giáo ở các trường THPT Định Hóa cùng bạn bè, đồng nghiệp, người thân đã tạo điều kiện cả về thời gian, vật chất, tinh thần cho tác giả trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu và hoàn thành luận văn Trong quá trình học tập, nghiên cứu và hoàn thành luận văn, mặc dù bản thân em đã luôn cố gắng nhưng không tránh khỏi những khiếm khuyết, thiếu sót Kính mong được sự góp ý, chỉ dẫn của các thầy, các cô và các bạn đồng nghiệp Em xin trân trọng cảm ơn! Thái Nguyên, tháng 8 năm 2023 Tác giả luận văn Dương Văn Tuấn ii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN ii MỤC LỤC iii DANH MỤC CÁC BẢNG iv DANH MỤC CÁC HÌNH v MỞ ĐẦU 1 1 Lý do chọn đề tài 2 2 Mục đích nghiên cứu 2 3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 2 4 Nhiệm vụ nghiên cứu 2 5 Phương pháp nghiên cứu 2 6 Giả thuyết khoa học 3 7 Cấu trúc của đề tài 3 Chương 1 CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN 4 1.1 Lịch sử vấn đề nghiên cứu về giáo dục STEM 4 1.2 Lịch sử nghiên cứu về phát triển năng lực học sinh ở Việt Nam 6 1.3 Giáo dục STEM 9 1.3.1 Khái niệm và nguồn gốc giáo dục STEM 9 1.3.2 Mục tiêu giáo dục STEM 10 1.3.4 Hình thức tổ chức STEM 12 1.3.5 Xây dựng chủ đề STEM 13 1.3.6 Các hoạt động STEM trong dạy học STEM 18 1.3.7 Tiêu chí đánh giá bài học STEM 18 1.4 Năng lực vận động kiến thức lĩ năng đã học của học sinh 22 1.4.1 Khái niệm 22 1.4.2 Các biểu hiện của năng lực vận dụng kiến thức kĩ năng đã học 24 1.5 Thực tiễn việc dạy học theo giáo dục STEM ở trường phổ thông 24 1.5.1 Mục đích điều tra 24 iii 1.5.2 Đối tượng điều tra 25 1.5.3 Phương pháp điều tra 25 1.5.4 Kết quả điều tra 25 Kết luận chương 1 33 Chương 2 THIẾT KẾ KẾ HOẠCH BÀI DẠY TRONG DẠY HỌC CHỦ ĐỀ “CHINH PHỤC VŨ TRỤ” - VẬT LÍ 10 34 2.1 Phân tích nội dung kiến thức chủ đề Động lượng - Vật lí 10 34 2.2 Yêu cầu cần đạt trong dạy học chủ đề “Chinh phục vũ trụ” - Vật lí 10 35 2.3 Thiết kế kế hoạch bài dạy chủ đề “Chinh phục vũ trụ” - Vật lí 10 38 2.4 Xây dựng phiếu đánh giá năng lực vận dụng kiến thức kĩ năng đã học trong dạy học chủ đề “Chinh phục vũ trụ” - Vật lí 10 44 Chương 3 THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 47 3.1 Mục đích và nhiệm vụ của thực nghiệm sư phạm 47 3.1.1 Mục đích của thực nghiệm sư phạm 47 3.1.2 Nhiệm vụ của thực nghiệm sư phạm 47 3.2 Đối tượng của thực nghiệm sư phạm 47 3.3 Kế hoạch thực nghiệm sư phạm 48 3.4 Đánh giá kết quả thực nghiệm sư phạm 49 3.4.1 Đánh giá định tính kết quả thực nghiệm sư phạm 49 3.4.2 Kết quả định lượng 61 Kết luận chương 3 67 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 68 TÀI LIỆU THAM KHẢO 69 PHỤ LỤC iv DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 3.1 Bảng kế hoạch thực nghiệm sư phạm 48 Bảng 3.1 Bảng phân công nhiệm vụ nhóm 1 51 Bảng 3.2 Bảng phân công nhiệm vụ nhóm 2 52 Bảng 3.3 Bảng phân công nhiệm vụ nhóm 3 53 Bảng 3.4 Bảng phân công nhiệm vụ nhóm 4 54 iv DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.1 Tiến trình xây dựng chủ đề dạy học theo giáo dục STEM 14 Hình 1.2 Tiến trình bài học STEM theo quy trình thiết kế kĩ thuật 20 Hình 1.3 Các hoạt động chính trong bài học STEM 20 Hình 1.4 Kết quả điều tra câu hỏi 1 26 Hình 1.5 Kết quả điều tra câu hỏi 2 27 Hình 1.6 Kết quả điều tra câu hỏi 3 28 Hình 1.7 Kết quả điều tra câu hỏi 4 29 Hình 1.8 Kết quả điều tra câu hỏi 5 29 Hình 3.1 Học sinh xem video phóng tên lửa đưa vệ tinh ra ngoài vũ trụ 50 Hình 3.2 Giáo viên hướng dẫn học sinh đề xuất giải pháp 51 Hình 3.3 Học sinh lập kế hoạch, phân công nhiệm vụ 55 Hình 3.4 Học sinh báo cáo thiết kế và thảo luận 55 Hình 3.5 Học sinh lập kế hoạch chế tạo sản phẩm 57 Hình 3.6 Giáo viên và học sinh thống nhất các tiêu chí đánh giá 57 Hình 3.7 Học sinh trình bày và báo cáo sản phẩm 58 Hình 3.8 Giáo viên nhận xét, đánh giá sản phẩm 59 Hình 3.9 Tổng kết 59 Hình 3.10 Bảng đánh giá năng lực các nhóm 61 v MỞ ĐẦU 1 Lý do chọn đề tài Ngày nay, giáo dục Việt Nam đang ngày một phát triển và tích cực đổi mới để phù hợp hơn với tình hình chung của thế giới Các phương pháp dạy học truyền thống dần không còn đáp ứng được tình hình thực tế được nữa vì ngoài việc học lí thuyết cần phải biết áp dụng vào thực tiễn đời sống Do đó cần đến các phương pháp giáo dục mới, phù hợp hơn, năng động hơn Bộ Giáo dục và Đào tạo đã đưa ra mục tiêu Chương trình giáo dục Phổ thông mới (2018) đó là phát triển 5 phẩm chất của học sinh gồm “Yêu nước - Nhân ái - Chăm chỉ - Trung thực - Trách nhiệm”, và 10 năng lực cốt lõi cho học sinh bao gồm 3 năng lực chung đó là năng lực tự chủ và tự học, năng lực giao tiếp và hợp tác, năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo, và 7 năng lực chuyên biệt thông qua nhiều phương pháp giáo dục khác nhau Thông qua các hoạt động dạy và học sẽ giúp học sinh rèn luyện, phát triển năng lực cá nhân Học sinh có thể giải thích các hiện tượng, các quy luật, các quá trình vật lí xảy ra trong thực tiễn, hay với mức độ cao hơn là vận dụng các kiến thức, kỹ năng đã học để giải quyết các vấn đề mà thực tiễn đặt ra Để thực hiện mục tiêu đó, Giáo dục STEM là một trong những tiếp cận giáo dục phù hợp STEM là thuật ngữ viết tắt của các từ Science (Khoa học), Technology (Công nghệ), Engineering (Kĩ thuật) và Maths (Toán học) Giáo dục STEM với nhiệm vụ cung cấp các kiến thức và kĩ năng cần thiết cho thế kỉ XXI đang và sẽ là mô hình giáo dục diện rộng trong tương lai gần của thế giới Phương pháp giáo dục STEM đặt học sinh trước những vấn đề thực tiễn cần giải quyết, đòi hỏi học sinh phải tìm tòi, chiếm lĩnh kiến thức khoa học Giáo dục STEM có 3 hình thức tổ chức tùy thuộc vào đặc thù Trong cuộc sống hiện đại ngày nay, nhu cầu khám phá của con người với các hành tinh, các thiên hà ngày càng lớn Các dịch vụ du lịch vũ trụ như du lịch đến Mặt Trăng đã được các công ty lớn về công nghệ triển khai thực hiện 1 thành công Vậy việc du lịch vũ trụ có thể triển khai rộng rãi đến cho mọi đối tượng trên thế giới giúp con người có thể chinh phục được vũ trụ hay không Trên cơ sở đó, trong luận văn này tôi chọn nghiên cứu đề tài: Tổ chức dạy học STEM chủ đề “Chinh phục vũ trụ” - Vật lí 10 5 Phương pháp nghiên cứu 2