skkn cấp tỉnh tổ chức dạy học theo định hướng giáo dục stem thông qua hình thức sinh hoạt câu lạc bộ khkt stem tại trường thpt triệu sơn 5

Lí do chọn đề tài: Ngày 08/01/2020, Tiểu ban Giáo dục phổ thông Hội đồng quốc gia giáo dục và phát triển nhân lực đã họp đánh giá thực trạng đổi mới phương pháp, hình thức dạy học, kiểm

MỤC LỤC

1 Mở đầu

1.1 Lí do chọn đề tài ……….…… 1

1.2 Mục đích nghiên cứu ……… ……… 2

1.3 Đối tượng nghiên cứu ……….………… 2

1.4 Phương pháp nghiên cứu ……….………… 2

2 Nội dung sáng kiến kinh nghiệm 2.1 Cơ sở lí luận của sáng kiến kinh nghiệm ……… 3

2.2 Thực trạng vấn đề trước khi áp dụng sáng kiến kinh nghiệm 6

2.3 Các giải pháp đã sử dụng để giải quyết vấn đề ………… … 6

2.4 Kết quả triển khai ở trường THPT……… 12

2.5 Hiệu quả của SKKN……… 14

1 MỞ ĐẦU 1.1 Lí do chọn đề tài:

Ngày 08/01/2020, Tiểu ban Giáo dục phổ thông (Hội đồng quốc gia giáo dục và phát triển nhân lực) đã họp đánh giá thực trạng đổi mới phương pháp, hình thức dạy học, kiểm tra đánh giá học sinh theo định hướng tiếp cận năng lực trong các trường phổ thông trong thời gian vừa qua Phát biểu tại cuộc họp,

TS Vũ Đình Chuẩn, Vụ trưởng Vụ Giáo dục Trung học cho biết, những năm trước, phương pháp và hình thức dạy học trong nhà trường phổ thông còn nặng

về lý thuyết, ít thực hành thực nghiệm; việc dạy học theo lối truyền thụ kiến thức một chiều “thầy giảng, trò chép” phần nào mang tính áp đặt, ít khơi dậy

cá tính, sự sáng tạo và khả năng tự học của học sinh Công tác kiểm tra đánh giá còn nặng về đánh giá định kỳ và đánh giá sự ghi nhớ kiến thức của học sinh Việc đánh giá quá trình và đánh giá học sinh vận dụng kiến thức học được vào giải quyết vấn đề của thực tế cuộc sống chưa được quan tâm đúng mức

Là một giáo viên THPT tôi vẫn rất trăn trở để tìm giải pháp đổi mới nhằm đáp ứng nhu cầu phát triển của giáo dục đất nước Khoa học tự nhiên nói chung, môn Vật lí nói riêng ngày càng đóng vai trò rất lớn trong nền kinh tế của thời đại công nghệ Tuy nhiên làm thế nào để thu hút được các em yêu thích và lựa chọn môn học này lại gặp nhiều khó khăn bởi đặc thù các môn khoa học tự nhiên là cần các kĩ năng tính toán và tư duy logic nên đa số các em rất ngại học nếu không có các phương pháp dạy học phù hợp Phương pháp dạy học truyền thống chưa kích thích được các em tham gia nghiên cứu, học tập hiệu quả, khả năng thực hành trải nghiệm còn rất yếu Giáo dục hiện nay cần hướng tới học sinh phải có khả năng vận dụng kiến thức đã học để giải quyết những vấn đề phức tạp trong cuộc sống

Đổi mới phương pháp dạy học theo hướng tích cực, chủ động là nhiệm

vụ quan trọng của nền giáo dục Một trong những cách người học phát huy được vai trò của mình chính là học tập thông qua trải nghiệm thực tiễn Phương pháp này phù hợp với tất cả các môn học, và môn Vật lí cũng như vậy Nhiều kết quả nghiên cứu ở trong nước và trên thế giới đã chỉ ra rằng thông qua hoạt động trải nghiệm có thể bồi dưỡng được năng lực của học sinh (HS), giúp HS khắc sâu được kiến thức, khơi gợi cho HS sự hứng thú, say mê tìm hiểu thế giới tự nhiên và xã hội

Chính vì những lí do trên, với mong muốn góp phần vào việc đổi mới nâng cao chất lượng và hiệu quả dạy học môn Vật lí ở trường THPT, tôi lựa chọn đề tài: Tổ chức dạy học theo định hướng giáo dục STEM thông qua

hình thức sinh hoạt câu lạc bộ KHKT – STEM tại trường THPT Triệu Sơn 5” nhằm phát huy được tính chủ động trong việc chiếm lĩnh tri thức cũng

như tạo hứng thú học tập, giúp các em có thể giải thích được thế giới tự nhiên dưới góc nhìn Vật lí

1.2 Mục đích nghiên cứu: Tôi đưa ra đề tài này với mục đích

1

- Giới thiệu được phương pháp dạy học STEM gắn liền giữa lí thuyết với thực tiễn, gắn liền với khoa học kĩ thuật

- Giúp học sinh (HS) hiểu được mối liên hệ giữa kiến thức Toán học, Vật lí, Khoa học và kĩ thuật trong thực tế

- Giúp học sinh hiểu được mối liên hệ giữa hiện tượng tự nhiên và kiến thức Vật lí

- Rèn luyện tính tích cực, chủ động tìm hiểu kiến thức cho HS

- Giúp HS có cơ hội sử dụng kiến thức đã học vào thực tiễn, nắm bắt được

xu thế phát triển của các ngành nghề, chủ động trong việc lựa chọn nghề nghiệp trong tương lai

1.3 Đối tượng nghiên cứu:

- Cơ sở lý thuyết về dạy học STEM và hình thức dạy học theo chủ đề STEM nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn đề thực tiễn cho học sinh

- Kiến thức liên quan đến chủ đề STEM: nghiên cứu và thực hiện các chủ

đề STEM liên quan đến chương trình lớp 10, 11 thuộc chương trình GDPT 2018

- Đối tượng áp dụng: Học sinh lớp 10A7, 11C1, 11C2 trường THPT Triệu Sơn 5

1.4 Phương pháp nghiên cứu

Để thực hiện các nhiệm vụ trên chúng tôi sử dụng phối hợp các phương pháp nghiên cứu sau:

-Phương pháp nghiên cứu lí luận:

+ Nghiên cứu cơ sở lí luận của dạy học STEM trong dạy học Vật lí ở trường phổ thông

+ Nghiên cứu cách thức sử dụng dụng cụ thí nghiệm đơn giản

- Phương pháp điều tra, quan sát thực tiễn.

- Phương pháp thực nghiệm sư phạm.

2 NỘI DUNG SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM 2.1 Cơ sở lí luận của sáng kiến kinh nghiệm.

2.1.1 Giáo dục STEM là gì?

STEM là thuật ngữ viết tắt của các từ Science (Khoa học), Technology (Công nghệ), Engineering (Kĩ thuật) và Mathematics (Toán học), thường được

sử dụng khi bàn đến các chính sách phát triển về Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học của mỗi quốc gia.Thuật ngữ này lần đầu tiên được giới thiệu bởi Quỹ Khoa học Mỹ vào năm 2001 [1]

STEM là một chương trình giảng dạy dựa trên ý tưởng trang bị cho người học những kiến thức, kĩ năng liên quan đến (các lĩnh vực) khoa học, công nghệ, kỹ thuật và toán học – theo cách tiếp cận liên môn (interdisciplinary) và người học có thể áp dụng để giải quyết vấn đề trong cuộc sống hàng ngày Thay vì dạy bốn môn học như các đối tượng tách biệt và rời rạc, STEM kết hợp chúng thành một mô hình học tập gắn kết dựa trên các ứng dụng thực tế Có thể nói, giáo dục STEM không hướng đến mục tiêu đào tạo

để học sinh trở thành những nhà toán học, nhà khoa học, kỹ sư hay những kỹ thuật viên mà chủ yếu là trang bị cho học sinh kiến thức, kỹ năng để làm việc

và phát triển trong thế giới công nghệ hiện đại ngày nay [2]

2.1.2 Ý nghĩa của dạy học theo mô hình STEM đối với hoạt động

giáo dục, dạy học trong trường Trung học phổ thông (THPT)

Dưới dạng coi dạy học theo mô hình STEM như một công cụ dạy học trực quan, các thành tố của nó giúp cho quá trình dạy học cũng như học tập của học sinh (HS) trở nên hấp dẫn hơn, HS hứng thú học tập và hiểu bài sâu sắc hơn, phát triển tư duy độc lập sáng tạo, giáo dục tư tưởng, đạo đức cho HS

Các thành tố dạy học theo mô hình STEM là một nguồn nhận thức, một phương tiện trực quan quý giá trong quá trình dạy học nói riêng, giáo dục nói chung Vì vậy, sử dụng các thành tố của dạy học theo mô hình STEM trong trường THPT có ý nghĩa sau:

- Đảm bảo giáo dục toàn diện: Triển khai giáo dục STEM ở nhà trường,

bên cạnh các môn học đang được quan tâm như Toán, Khoa học, các lĩnh vực Công nghệ, Kỹ thuật cũng sẽ được quan tâm, đầu tư trên tất cả các phương diện về đội ngũ giáo viên, chương trình, cơ sở vật chất

- Nâng cao hứng thú học tập các môn học STEM: Các dự án học tập

trong giáo dục STEM hướng tới việc vận dụng kiến thức liên môn để giải quyết các vấn đề thực tiễn, học sinh được hoạt động, trải nghiệm và thấy được

ý nghĩa của tri thức với cuộc sống, nhờ đó sẽ nâng cao hứng thú học tập của học sinh

- Hình thành và phát triển năng lực, phẩm chất cho học sinh: Khi triển

khai các dự án học tập STEM, học sinh hợp tác với nhau, chủ động và tự lực thực hiện các nhiệm vụ học; được làm quen hoạt động có tính chất nghiên cứu khoa học Các hoạt động nêu trên góp phần tích cực vào hình thành và phát triển phẩm chất, năng lực cho học sinh

3

- Kết nối trường học với cộng đồng: Để đảm bảo triển khai hiệu quả

giáo dục

STEM, cơ sở giáo dục phổ thông thường kết nối với các cơ sở giáo dục nghề nghiệp, đại học tại địa phương nhằm khai thác nguồn lực về con người, cơ sở vật chất triển khai hoạt động giáo dục STEM Bên cạnh đó, giáo dục STEM phổ thông cũng hướng tới giải quyết các vấn đề có tính đặc thù của địa phương

- Hướng nghiệp, phân luồng: Tổ chức tốt giáo dục STEM ở trường phổ

thông, học sinh sẽ được trải nghiệm trong các lĩnh vực STEM, đánh giá được

sự phù hợp, năng khiếu, sở thích của bản thân với nghề nghiệp thuộc lĩnh vực STEM Thực hiện tốt giáo dục STEM ở trường phổ thông cũng là cách thức thu hút học sinh theo học, lựa chọn các ngành nghề thuộc lĩnh vực STEM, các ngành nghề có nhu cầu cao về nguồn nhân lực trong cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ tư [1]

2.1.3 Dạy học Vật lí theo định hướng giáo dục STEM

Dạy học kiến thức Vật lí theo định hướng giáo dục STEM trường phổ thông được thực hiện theo 02 hướng, cụ thể:

- Hoạt động STEM được tích hợp, lồng ghép trong bài học Vật lí chính khóa dựa trên các vấn đề thực tiễn, kết hợp với chuẩn kiến thức, kĩ năng của môn Vật lí trong chương trình phổ thông

- Gắn với các chủ đề STEM , trong đó HS vận dụng kiến thức Vật lí, hiểu biết về công nghệ, kĩ thuật và toán học để tạo ra sản phẩm có ích đối với cuộc sống

Các hoạt động STEM chú trọng học qua hành (learning by doing) Các

hoạt động STEM chủ yếu trong dạy học Vật lí là: thực hành thí nghiệm tựtạo; thiết kế, chếtạo các sản phẩm ứng dụng kĩ thuật Vật lí; thiết kế các thí nghiệm

ảo trên nền tảng công nghệ thông tin Để tạo ra các sản phẩm vật chất, HS cần

sử dụng các thiết bị truyền thống như: cưa, máy khoan, mỏ hàn chì, thậm chí

là thiết bị hiện đại như: máy in 3D, máy cắt CNC, để gia công, lắp ráp chúng Nhờ đó, HS được tham gia vào quá trình lao động, ý thức được giá trị của lao động và nhận ra các ngành nghề thuộc các lĩnh vực STEM có thể phù hợp trong tương lai

2.1.4 Tiến trình tổ chức dạy học một số kiến thức Vật lí theo định hướng giáo dục STEM.

Để nghiên cứu tiến trình tổ chức dạy học một số kiến thức VL theo định hướng giáo dục STEM, chúng tôi tiến hành làm rõ thêm quy trình thực hiện nhiệm vụ STEM của HS thông qua sơ đồ 1:

Bước 1 Đặt vấn đề và giao nhiệm vụ: GV đặt HS vào tình huống có vấn

đề, hướng đến việc giải quyết vấn đề thực tiễn GV cần tạo điều kiện cho HS tiếp nhận nhiệm vụ Các nhiệm vụ được thiết kế nên là nhiệm vụ nhóm và huy động được tất cả HS trong một nhóm tham gia thực hiện

Bước 2 Thực hiện nhiệm vụ: HS làm việc nhóm, thực hiện chuỗi các

nhiệm vụ như: gia công, chế tạo sản phẩm; phác thảo bản vẽ kĩ thuật; giải thích nguyên lí hoạt động của thí nghiệm, sản phẩm Đối với nhiệm vụ gia

công, chế tạo sản phẩm, GV tổ chức cho HS hoạt động như trong sơ đồ2.

Trong đó, cần nêu rõ quy định mượn trả thiết bị, tránh làm hỏng hóc, mất thiết

bị Hơn nữa, GV nhắc HS tuân thủ các quy định an toàn trong gia công, chế tạo sản phẩm

Bước 3 Báo cáo nhiệm vụ: HS thực hiện báo cáo nhiệm vụ thông qua sản

phẩm vật chất, phiếu học tập, bản vẽ cấu tạo sản phẩm GV cần khuyến khích

HS tự giác tham gia trình bày, phản biện, trao đổi nhằm làm rõ nguyên lí hoạt động của sản phẩm - là kiến thức trọng tâm của bài học; sơ đồ cấu tạo sản phẩm; các bước gia công, lắp ráp sản phẩm; những khó khăn và hướng giải quyết

Bước 4 Kết luận: GV hợp thức hóa kiến thức trọng tâm của bài học, đồng

thời giải quyết các vấn đề đặt ra ở bước 1

2.2 Thực trạng vấn đề trước khi áp dụng sáng kiến kinh nghiệm.

Trước đây, khi thực hiện nguyên lí “học đi đôi với hành, lí luận gắn liền với thực tiễn, nhà trường gắn liền với gia đình, xã hội”, đã có một số mô hình trường vừa học vừa làm; tuy nhiên việc tổ chức dạy học theo mô hình STEM chưa được nhìn nhận nên không đem lại hiệu quả cao Vì vậy, vai trò và thế mạnh của dạy học theo mô hình STEM tại địa phương gần như chưa được nhà trường biết đến và sử dụng

Đối với HS trường THPT Triệu Sơn 5, công tác dạy học theo mô hình STEM cho HS còn nhiều khó khăn như:

- Thiếu cơ sở khoa học và khung lí luận của giáo dục STEM nói chung, dạy học môn công nghệ theo định hướng giáo dục STEM nói riêng (cơ sở vật chất, hành trang cho GV và HS)

- Khó khăn lớn nhất mà giáo viên phải đối mặt khi triển khai giáo dục STEM đó là tìm hiểu thêm các kiến thức vượt ngoài chuyên ngành của mình Giáo dục tích hợp STEM hiện nay đang được coi là việc dạy và học trộn lẫn của một số môn học thuộc 4 lĩnh vực khoa học, công nghệ, kỹ thuật và toán học - thậm chí thêm một số môn học khác nữa như Tiếng Anh và Mĩ thuật Việc phải “dịch chuyển” từ dạy học đơn môn sang một “môn” học mới mà ở

đó ranh giới giữa S-T-E và M trở nên mờ nhạt khiến giáo viên không chỉ lúng túng về các kiến thức chuyên môn mà cả phương pháp giảng dạy

- Việc sắp xếp thời gian phù hợp cho học sinh để dạy STEM bởi vì hiện nay dạy học STEM cơ bản hiện nay mới chỉ là hoạt động ngoại khóa

- HS cảm thấy khó khăn khi vận dụng các kiến thức sách vở vào thực tế

còn nhiều, mà nguyên nhân chủ yếu là các em đang còn thụ động trong tiếp thu tri thức, học chỉ qua sách vở, không chịu tìm tòi, khám phá tri thức thực tiễn liên quan đến môn học

Do đó tôi đưa ra giả thuyết khoa học: Nếu tổ chức dạy học theo mô hình STEM trong dạy học thì có thể giúp HS vận dụng kiến thức Toán học, Khoa học, Kĩ Thuật, Công nghệ vào thực tiễn, phát huy được tính tự giác, tích cực, tự chủ của HS trong học tập và giúp HS có thể dần dần tìm hiểu được thế giới tự nhiên dưới góc độ Vật lí.

2.3 Các giải pháp đã sử dụng để giải quyết vấn đề.

Bước 1: Xây dựng kế hoạch dạy học

Nhằm nâng cao chất lượng giáo dục STEM trong nhà trường trong những năm gần đây, tổ Vật lí – KTCN – Tin học cũng như bản thân tôi luôn tích cực tự nghiên cứu, tìm hiểu về STEM, cách triển khai xây dựng bài học STEM Nhờ đó trong hai năm gần đây thầy và trò trường THPT Triệu Sơn 5 luôn hào hứng, tích cực tham gia “Ngày hội STEM” với những sản phẩm chất lượng và đã đạt được những kết quả bước đầu rất khả quan

Tổ Vật lí – KTCN – Tin học cũng đã chủ động xây dựng các hoạt động trải nghiệm STEM cho học sinh lớp 10, 11 trong năm học 2023 - 2024 Nhờ thay đổi cách tiếp cận kiến thức mới này bước đầu đã cho những kết quả khả quan Học sinh học tập đã hứng thú hơn, chất lượng và hiệu quả học tập của các em đã tốt hơn và đặ c biệt đã phần nào làm cho các em học sinh yêu thích môn Vật lí nhiều hơn thông qua các hoạt động trải nghiệm STEM mà các em

đã tích hợp kiến thức từ nhiều môn học, rèn luyện tư duy đa chiều, giúp các

em đi đến nguồn gốc vấn đề và thấy tính ứng dụng của kiến thức tưởng chừng khô khan đó trong những giải pháp mắt thấy- tai nghe - tay chạm

Trong sáng kiến này, với mục đích đưa giáo dục STEM vào trường học

để nâng cao chất lượng dạy học bộ môn Vật lí trong những năm học tiếp theo, chúng tôi xin trình bày giải pháp thực hiện thông qua hoạt động của câu lạc bộ KHKT- STEM trong năm học của năm học 2023-2024

Bước 2: Xây dựng kế hoạch hoạt động của CLB KHKT – STEM.

1 Thời gian hoạt động: xuyên suốt trong năm học, từ tháng 9/2023 đến tháng 5/2024.

2 Tần suất hoạt động: 1 buổi/tuần (vào chiều thứ 7 hàng tuần).

3 Tuyển thành viên CLB: tất cả các bạn yêu thích công nghệ, kĩ thuật Tập trung chủ yếu HS lớp 11C1,

10A7 mà tôi trực tiếp giảng dạy.

4 Kế hoạch hoạt động từng buổi, từng tuần

4.1 Tuần 1: Hình thành CLB, giới thiệu và khám phá STEM (trong tháng 9).

Mục tiêu: Giới thiệu các lĩnh vực STEM và kích thích sự tò mò và hứng thú của học sinh với STEM Hoạt động:

● Thảo luận về khái niệm STEM và vai trò của nó trong cuộc sống.

● Trò chơi "Xây dựng cầu vữa" để trải nghiệm hoạt động STEM.

● Trình bày các ví dụ về ứng dụng STEM trong thực tế.

● Thảo luận về sự quan tâm và nguyện vọng của học sinh đối với các lĩnh vực STEM cụ

7

● Chia nhóm và lựa chọn dự án STEM theo khối lớp (lựa chọn các dự án có thể thực hiện).

4.2 Tuần 2 – 10: Thực hiện các dự án STEM

Mục tiêu: Phát triển kỹ năng tư duy logic, sáng tạo và tư duy khoa học thông qua việc thực hiện dự án

STEM.

Hoạt động:

● Chia học sinh thành các nhóm nhỏ (tùy thuộc vào số lượng học sinh tham gia) và giao cho mỗi nhóm một dự án STEM đã lựa chọn.

● Hướng dẫn học sinh lựa chọn dự án phù hợp với thời gian và nguồn lực có sẵn.

● Cung cấp hướng dẫn cụ thể về cách tiến hành dự án, từ việc nghiên cứu, thiết kế, thử nghiệm cho đến đánh giá và báo cáo.

● Hỗ trợ học sinh trong quá trình thực hiện dự án và cung cấp phản hồi để phát triển kỹ năng

và kiến thức của học sinh.

4.3 Tuần 20 – 30 (học kì 2): Báo cáo sản phẩm

Mục tiêu: Học sinh báo cáo và trình diễn kết quả của dự án STEM mà học sinh đã thực hiện.

Hoạt động:

● Học sinh trình bày kết quả của dự án và chia sẻ kinh nghiệm trong quá trình thực hiện.

● Ðánh giá và phản hồi từ các thành viên khác trong câu lạc bộ.

● Tổ chức buổi triển lãm hoặc trình diễn công khai để các học sinh khác và công chúng có thể tham quan và tìm hiểu về dự án STEM.

4.4 Tuần 31- 32: Tổng kết và kết thúc hoạt động

Mục tiêu: Tổng kết thành công của câu lạc bộ và đánh giá tiến bộ của học sinh.

Hoạt động:

 Tổng kết và đánh giá hoạt động của câu lạc bộ trong suốt thời gian hoạt động

 Tôn vinh thành tích và sự tiến bộ của các em học sinh.

Lưu ý với học sinh về cách thức trao đổi thông tin:

- Nhóm nào khó khăn trong việc tìm kiếm thông tin hoặc xây dựng báo cáokết quả thực hiện…thì trực tiếp gặp GV để được tư vấn giúp đỡ.

- Tất cả các thành viên trong nhóm đều phải được giao nhiệm vụ, và khi kết thúc hoạt động thì mỗi thành viên phải có bản tự đánh giá cá nhân về ý thức, thái độ và hiệu quả công việc được giao.

Bước 3: Tổ chức thực hiện kế hoạch hoạt động của CLB KHKT – STEM.

Tổ chức cho từng nhóm báo cáo theo chủ đề đã thực hiện

GV và các nhóm khác tham gia quan sát, tìm hiểu, đặt câu hỏi để giao lưu

Về mục tiêu: HS làm việc theo kế hoạch đã đề ra, cụ thể:

- Thu thập thông tin: HS có thể tìm kiếm thông tin, tranh ảnh qua sách báo, internet…

- Xử lí thông tin: HS xử lí, tổng hợp kết quả nghiên cứu của các thành viên nhóm đã hướng đến việc làm rõ các vấn đề đặt ra trong nội dung nghiên cứu

- Viết báo cáo kết quả nghiên cứu của nhóm và trình bày trước CLB.

Về cách thức tổ chức hoạt động:

- GV chỉ đạo, yêu cầu các nhóm trưởng báo cáo về tiến độ công việc của nhóm mình, đồng thời nêu các khó khăn, vướng mắc trong quá trình thực hiện

dự án, thu thập thông tin

- GV giúp đỡ các nhóm thông qua việc đưa ra các câu hỏi gợi ý để HS

có thể giải quyết tốt các vướng mắc của nhóm mình

- Các thành viên đều thông qua báo cáo của nhóm mình, góp ý, chỉnh sửa bài báo cáo của nhóm

- Nhóm trưởng tiếp nhận ý kiến đóng góp của các thành viên, hoàn thiện báo cáo của nhóm, chuẩn bị trình bày trước lớp

Về sản phẩm: các nhóm hoàn thành sản phẩm gồm bản báo cáo trước CLB và

mô hình sản phẩm

Dưới dây là một số hình ảnh của các nhóm về bản báo cáo kiến thức và bản thiết kế theo chủ đề đã thực hiện:

Hình 1: Buổi đầu giới thiệu về ứng dụng của Vật lí trong các lĩnh vực.

9