tổ chức dạy học chủ đề ánh sáng chương trình khoa học tự nhiên 7 theo định hướng giáo dục stem

Trong thập niên 90, nhiều hội đồng giáo dục như Tiêu chuẩn Giáo dục Khoa học Quốc gia và Hội đồng Giáo viên Toán học Quốc gia, đã xây dựng các tiêu chuẩn và hướng dẫn giúp hình thành chư

1.2.1 Khái niệm dạy học theo định hướng STEM

Thuật ngữ STEM là chữ viết tắt bằng tiếng anh của bốn chữ: Science (Khoa học), Technology (Công nghệ), Engineering (Kỹ thuật) và Mathematics (Toán học) Chính vì vậy thay vì học từng môn rời rạc thì STEM sẽ tích hợp kiến thức từ nhiều lĩnh vực, rèn luyện tư duy đa chiều, giúp các em đi tới nguồn gốc của vấn đề bằng chính cảm nhận Tai nghe, mắt thấy, Tay làm

STEM có nguồn gốc từ quỹ khoa học quốc gia (NSF) vào những năm 1990 và đã được sử dụng như một cụm từ viết tắt chung cho mọi sự kiện, chính sách, chương trình hoặc liên quan đến một hoặc một số môn học thuộc 4 lĩnh vực S (Khoa học), T (Công nghệ), E (Kỹ thuật) và M (Toán học) Có 2 lý do mà Mỹ muốn phát triển STEM vào thời điểm này là:

Thứ nhất: Những nghiên cứu thống kê cho thấy đa số những bằng sáng chế nằm ở các trường đại học tốt nhất ở Mỹ, tuy nhiên những học sinh phổ thông lại ít có thành tích tốt về các môn khoa học và toán Không những thế số lượng các sinh viên theo các ngành STEM ngày một ít, nhất là đối với các nữ sinh do đó để khẳng định vị trí số 1 về khoa học công nghệ thì Mỹ phải cần chuẩn bị một nguồn nhân lực mạnh mẽ và dồi dào trong tương lai

Thứ hai: Do nhu cầu công việc trong các lĩnh vực STEM tại Mỹ ngày một tăng, và thu nhập của người lao động trong lĩnh vực STEM cũng cao hơn so với lao động trong lĩnh vực khác nên Mỹ đã tuyên bố “Hãy tái khẳng định và làm mạnh mẽ hơn nữa vai trò của nước Mỹ đối với các phát minh khoa học và công nghệ trên thế giới Hãy xem giáo dục STEM là ưu tiên hàng đầu của nước Mỹ trong thập niên tới”

Như vậy cách định nghĩa về giáo dục STEM nói đến một cách tiếp cận liên ngành, liên môn học trong một chương trình đào tạo, cụ thể phải có bốn lĩnh vực:

Khoa học, công nghệ, kỹ thuật và Toán Giáo dục STEM giúp học sinh nhận thấy được tầm quan trọng của kiến thức tổng hợp để vận dụng giải quyết các vấn đề trong công việc

1.2.2 Mục tiêu của việc dạy học theo định hướng STEM

Trong bối cảnh nền giáo dục tại Việt Nam, giáo dục STEM thực hiện đầy đủ mục tiêu giáo dục được nêu trong chương trình giáo dục phổ thông Mặt khác, giáo dục STEM hướng tới:

1.2.3 Quy trình triển khai một bài học STEM

Có rất nhiều giáo trình dạy STEM khác nhau, mỗi giáo trình lại cung cấp một cách giảng dạy đặc trưng riêng Tại Mỹ, mô hình giảng dạy 5E là mô hình giảng dạy phổ biến Mô hình 5E căn cứ vào thuyết kiến tạo nhận thức, theo đó, người học xây dựng hiểu biết dựa trên sự tìm tòi và trải nghiệm

Engage (Gắn kết): Ở bước này, giáo viên thu hút sự chú ý của học sinh vào nội dung bài học hay hoạt động bằng cách khơi gợi sự quan tâm, hứng thú của học sinh Đây cũng là bước để giáo viên đánh giá, xem xét, nhận định sơ qua về những kiến thức sẵn có của học sinh về đề tài Qua việc đánh giá này, giáo viên biết được học sinh hứng thú đến đâu và quan tâm thế nào với chủ đề mới

Explore (Khảo sát): Đây là bước học sinh bắt tay vào làm thí nghiệm, tìm tòi, khám phá và từ đó tự gây dựng hiểu viết về chủ đề được học Học sinh tự đưa ra giả định, tự kiểm chứng phỏng đoán và tự rút ra kết luận Ở bước này, giáo viên giúp học sinh khám phá và vận dụng tư duy phản biện bằng cách đặt rất nhiều câu hỏi, quan sát và phân tích dữ liệu

Explain (Giải thích): Sau khi học sinh khám phá, tìm hiểu về chủ đề, học sinh sẽ có cơ hội giải thích những hiểu biết của mình sau khoảng thời gian tìm hiểu Đây cũng là bước để giáo viên giải thích những khái niệm, những nội dung mới liên quan đến bài học và những hiểu lầm cho học sinh

Evaluate (Đánh giá): Trong bước cuối cùng này, học sinh cùng giáo viên sẽ nhìn lại, đánh giá xem mình đã học được điều gì, so sánh đối chiếu kiến thức mình vừa thu nhập được với kiến thức sẵn có Giáo viên cũng có thể đánh giá học sinh xuyên suốt quá trình học như việc quan sát, giao tiếp giữa, đồng thời đánh giá thông qua sản phẩm của học sinh

Theo công văn 3089/BGDĐT-BDTrH 2020, việc triển khai giáo dục STEM trong giáo dục phổ thông nhằm trang bị cho học sinh những kiến thức khoa học gắn liền với ứng dụng thực tiễn và đã đưa ra một quy trình triển khai bài dạy STEM như sau:

 Bước 1: Xác định vấn đề

Với bước xác định vấn đề, giáo viên đưa ra cho học sinh nhiệm vụ học tập chứa đựng vấn đề Học sinh cần phải giải quyết nhiệm vụ học tập bằng cách tạo ra sản phẩm cụ thể dựa trên tiêu chí giáo viên đưa ra, vận dụng các kiến thức mới trong bài học, các kỹ năng cần thiết để hoàn thiện sản phẩm

 Bước 2: Nghiên cứu kiến thức nền, đề xuất giải pháp Giáo viên đóng vai trò là người hướng dẫn, khơi gợi sự tìm tòi, tự học của học sinh Học sinh sẽ phải tự khám phá, tìm hiểu kiến thức mới để ứng dụng vào việc đề xuất giải pháp, hoàn thiện sản phẩm

1.3.1 Khái niệm dạy học theo chủ đề

Người học có được nhiều lợi ích thông qua việc học theo chủ đề Kiến thức được tổng hợp lại theo một hệ thống nhờ đó mà học sinh dễ dàng tiếp thu kiến thức cũng như xác định được nhiệm vụ học tập của mình Dạy học theo chủ đề đòi hỏi người học cần phải hiểu, biết, vận dụng, phân tích, tổng hợp và đánh giá lại kiến thức mà mình đã được học Ngoài ra, dạy học theo chủ đề còn giúp học sinh có thêm các bài học về thực tiễn, giải thích các hiện tượng tự nhiên và từ đó vận dụng kiến thức một cách tốt hơn

1.3.2 Dạy học chủ đề theo định hướng STEM

nhiên theo định hướng STEM

1.4.1 Khái niệm tính tích cực của học sinh

Tích cực có nghĩa là suy nghĩ theo hướng lạc quan, tìm kiếm giải pháp, mong đợi kết quả tốt và thành công, tập trung và làm cho cuộc sống hạnh phúc hơn Đó là một trạng thái tâm trí vui vẻ và không lo lắng, nhìn ra mặt tươi sáng của cuộc sống

Học sinh thể hiện tính tích cực trong học tập thông qua việc thể hiện khát vọng, niềm đam mê với việc lĩnh hội kiến thức Tính tích cực của học sinh thể hiện qua hành động, sự tương tác, chủ động trong tiết học Học sinh lắng nghe bài giảng, hăng hái giơ tay phát biểu bài, có sự tương tác qua lại giữa giáo viên và học sinh, giữa học sinh với học sinh và sự chủ động với sự tìm hiểu kiến thức mới

Càng xây dựng và hình thành được tính tích cực cho học sinh, giáo viên càng thành công trong việc giảng dạy, truyền đạt kiến thức và thúc đẩy sự phát triển năng lực trong mỗi tiết học

1.4.2 Biển hiện của tính tích cực

1.4.3 Những biện pháp phát huy tính tích cực của học sinh

Tạo không gian học tập tích cực cho học sinh bằng cách đưa ra các hoạt động thúc đẩy sự hứng thú, các hoạt động thúc đẩy sự cạnh tranh của học sinh

Yếu tố vui vẻ và đảm bảo rằng mọi học sinh trong lớp học đều được tham gia sẽ giúp tạo sự tập trung hơn trong suốt tiết học

Tạo cơ hội cho học sinh thể hiện mình bằng cách cho các em thể hiện bản thân và tham gia tích cực vào các giai đoạn học tập Giáo viên cần xây dựng không khí lớp học vui tươi để mọi học sinh, kể cả các em nhút nhát nhất cũng có động lực thể hiện bản thân và giá trị của bản thân

Khuyến khích học sinh bằng những lời nói tích cực như nêu gương những hành động tốt, khen ngợi học sinh hay động viên học sinh làm những điều hay

Thay đổi phương thức giảng dạy tạo hứng thú cho học sinh Giáo viên cần đổi mới các phương pháp, phương thức giảng dạy và công cụ giảng dạy để tạo ra những điểm mới, thu hút học sinh vào bài học của mình

Tổ chức các hoạt động ngoài trời khi có cơ hội Điều này không chỉ giúp thay đổi không khí lớp học mà còn giúp học sinh có thêm các trải nghiệm, kích thích sự tìm tòi, sáng tạo, khám phá môi trường xung quanh tăng thêm niềm yêu thích đối với môn học.

Tìm hiểu thực trạng dạy học theo định hướng giáo dục STEM tại trường phổ thông hiện nay

1.5.2 Đối tượng và thời gian khảo sát Đối tượng khảo sát: giáo viên tại một số trường phổ thông ở một số tỉnh, thành trên cả nước

Thời gian khảo sát: từ ngày 28/06/2022 đến ngày 05/07/2022 1.5.3 Nội dung khảo sát

Tìm hiểu thực trạng dạy học theo định hướng giáo dục STEM tại các trường phổ thông ở một số tỉnh, thành hiện nay

Thông qua các câu hỏi khảo sát, chúng tôi thu được những kết quả thể hiện trên các biểu đồ dưới đây:

Qua khảo sát, tác giả nhận thấy rằng 100% giáo viên được khảo sát đều đã có những hiểu biết nhất định về STEM, tuy nhiên chỉ có một số ít giáo viên hiểu biết về STEM ở mức sâu (15,6%) còn lại chủ yếu là hiểu biết ở mức cơ bản (50%) và chỉ biết sơ qua (34,4%) Trong quá trình dạy học, ngoài những kiến thức trọng tâm của môn học, đa số các giáo viên hiện nay đều quan tâm đến phát triển nhiều loại năng lực cho học sinh đặc biệt là năng lực giải quyết vấn đề (84,4%), năng lực hợp tác (93,8%) và năng lực giao tiếp (84,4%) Giáo viên cũng kết nối kiến thức của nhiều môn học khác nhau vào bài dạy của mình tuy nhiên tần suất chưa được nhiều Ngoài ra, giáo viên có đưa ra nhiều hình thức cho học sinh vận dụng các kiến thức như giải thích các hiện tượng tự nhiên, làm các poster, báo cáo, … Nhìn chung, các tiết học STEM phần nào giúp học sinh có thêm hứng thú học tập và giúp học sinh phát triển được những năng lực, kỹ năng cần thiết

Hơn thế nữa, giáo dục STEM ngày càng được đầu tư và đa dạng về các loại hình thực hiện Các tiết học STEM khi được triển khai đều cho thấy tính tích cực của học sinh thông qua việc học sinh tập trung vào bài học, hăng hái xung phong phát biểu bài, trao đổi, thảo luận giữa các thành viên trong nhóm, hoàn thành nhiệm vụ được giao, đưa ra nhiều câu hỏi xoay quanh nội dung bài học hay vận dụng kiến thức để làm sản phẩm Tuy nhiên, vẫn còn một số hạn chế về điều kiện về cơ sở vật chất, chương trình, sách giáo khoa và nguồn tài liệu về dạy học STEM gây khó khăn trong việc triển khai dạy học STEM trong trường phổ thông

- Nhìn chung hiện nay việc triển khai giáo dục STEM tại các trường phổ thông là cần thiết và đúng đắn trong bối cảnh chính phủ Việt Nam đang tập trung cải tiến chất lượng giáo dục và đào tạo các cấp

- Kết quả khảo sát cho thấy hình thức dạy học theo định hướng giáo dục

STEM mang đến sự hứng thú, tăng tính tích cực và đam mê, say mê học tập cho học sinh

- Bên cạnh một số trường đầu tư vào giáo dục STEM rất tốt, vẫn còn một số trường thiếu sự quan tâm đầu tư dẫn đến thời lượng giảng dạy STEM trong chương trình dạy học còn rất hạn chế Dẫn đến việc trang bị các kỹ năng vận dụng các kiến thức vào cuộc sống chưa đạt được yêu cầu đề ra

- Việc triển khai các hoạt động giáo dục STEM không chỉ cần có sự đầu tư về mặt tài chính, cơ sở vật chất, con người mà còn phải xây dựng và phát triển chương trình giảng dạy.

Với chủ đề “Ánh sáng”, Khoa học tự nhiên 7, tác giả thiết kế 2 chủ đề STEM như sau:

2.2.1 Tiến trình dạy học chủ đề “Rạp chiếu bóng”

CHỦ ĐỀ: RẠP CHIẾU BÓNG

Môn học: Khoa học tự nhiên, Lớp 7 Thời gian thực hiện: 2 buổi học mỗi buổi 2 tiết I Mục tiêu

Sau khi học xong bài học này, học sinh sẽ học được các kiến thức về ánh sáng, tia sáng, bao gồm:

- Học sinh phát biểu được khái niệm ánh sáng, tia sáng, vùng tối - Học sinh phân biệt được các loại chùm sáng, bóng tối, bóng nửa tối 2 Năng lực

- Học sinh biết cách biểu diễn tia sáng từ một chùm sáng - Học sinh thực hiện được thí nghiệm thu năng lượng ánh sáng - Học sinh thực hiện được thí nghiệm tạo ra được mô hình tia sáng bằng một chùm sáng hẹp song song

- Học sinh vẽ được hình biểu diễn vùng tối do nguồn sáng rộng và vùng tối do nguồn sáng hẹp

- Học sinh đề xuất được phương án làm mô hình sản phẩm, dự kiến được nguyên vật liệu và kế hoạch triển khai

- Học sinh nâng cao kỹ năng làm việc nhóm, thuyết trình, lắng nghe, tư duy phản biện, sáng tạo

4 Định hướng phát triển năng lực STEM

- Khoa học (S): Xác định được tia sáng, vùng sáng, vùng tối; vận dụng được kiến thức để làm mô hình sản phẩm

- Công nghệ (T): Sử dụng thành thạo các công cụ, dao, kéo, súng bắn keo,

…trong quá trình làm mô hình sản phẩm

- Kỹ thuật (E): Hiểu được nguyên lý cơ bản hoạt động của mô hình, vẽ thiết kế và lắp ráp mô hình sản phẩm

- Toán học (M): Đo đạc được chính xác tỉ lệ của các nguyên vật liệu trong quá trình thực hành, tính toán nguyên vật liệu phù hợp, thiết kế mô hình sản phẩm chính xác để có thể hoạt động được

II Thiết bị dạy học và học liệu

Mỗi lớp gồm 8 nhóm, mỗi nhóm từ 3-5 học sinh sẽ nhận được bộ dụng cụ và tài liệu

III Tiến trình dạy học

Buổi 1 Hoạt động 1: Xác định vấn đề và giao nhiệm vụ (15 phút) Mục tiêu Học sinh xác định được vấn đề, nhiệm vụ của bài học

Nội dung Giáo viên khơi gợi cho học sinh thông qua video, hình ảnh về loại hình nghệ thuật múa rối bóng và đưa ra câu hỏi

- Nghệ thuật múa rối bóng có đặc điểm gì? Cách mà người nghệ nhân điều khiển các nhân vật tạo ra bộ môn này?

- Làm thế nào để chế tạo ra một mô hình mô phỏng lại nghệ thuật múa rối?

Học sinh tiếp nhận nhiệm vụ thiết kế và làm mô hình rạp chiếu bóng

- Học sinh hứng thú với chủ đề được đưa ra

- Học sinh trình bày được đặc điểm của nghệ thuật múa rối bóng và dự đoán được cách thức bộ môn này hoạt động

- Học sinh xác định được nhiệm vụ cần thực hiện trong chủ đề

B1 - Đặt vấn đề: Nghệ thuật múa rối bóng hay còn có tên gọi khác, Wayang Kulit, là một trong những bộ môn kịch nghệ lâu đời nhất mà thế giới được biết đến Vậy bộ môn nghệ thuật này có đặc điểm gì?

Giáo viên và học sinh trao đổi về những đặc điểm của bộ môn nghệ thuật này, quan sát các hình ảnh minh họa và đưa ra dự đoán về hoạt động của bộ môn nghệ thuật này

Giáo viên đề xuất nhiệm vụ thiết kế và chế tạo mô hình rạp chiếu bóng

B2 – Giao nhiệm vụ: Học sinh đọc tài liệu hướng dẫn và hoàn thành các nhiệm vụ đi kèm

- Nhiệm vụ 1: Hoàn thành các câu hỏi trắc nghiệm liên quan đến nội dung bài học

2 Nhiệm vụ nhóm - Nhiệm vụ 2: Thiết kế mô hình rạp chiếu bóng - Nhiệm vụ 3: Chế tạo mô hình rạp chiếu bóng

- Nhiệm vụ 4: Báo cáo sản phẩm nhóm

Hoạt động 2: Nghiên cứu kiến thức nền, thực hiện nhiệm vụ cá nhân

(30 phút) Mục tiêu - Học sinh biết cách biểu diễn tia sáng từ một chùm sáng

- Học sinh thực hiện được thí nghiệm thu năng lượng ánh sáng

- Học sinh thực hiện được thí nghiệm tạo ra được mô hình tia sáng bằng một chùm sáng hẹp song song

- Học sinh vẽ được hình biểu diễn vùng tối do nguồn sáng rộng và vùng tối do nguồn sáng hẹp

Nội dung Học sinh đọc tài liệu hướng dẫn học tập và hoàn thành các nhiệm vụ 1 và 2 trong tài liệu

Học sinh hoàn thành phiếu bài tập trong tài liệu học tập

Hoạt động 3: Báo cáo nhiệm vụ cá nhân (30 phút) Mục tiêu Học sinh ghi nhớ và vận dụng được kiến thức bài học

Nội dung Học sinh trình bày được kết quả bài làm, ghi nhớ được các kiến thức đã học Sản phẩm học tập

B1 – Báo cáo nhiệm vụ cá nhân:

- Học sinh trình bày về sơ đồ tư duy các kiến thức đã tìm hiểu được

- Học sinh trả lời những câu hỏi của giáo viên và các học sinh khác

- Giáo viên và học sinh khác nhận xét về bản vẽ sơ đồ tư duy và phần trình bày

- Sau khi học sinh thuyết trình, giáo viên nhận xét tổng quát và tổng hợp kiến thức về vùng sáng, vùng tối, tia sáng,…

Hoạt động 4: Kết luận, đánh giá buổi học thứ nhất (15 phút) Mục tiêu

Nội dung Học sinh lắng nghe giáo viên tổng kết, ghi chú lại những kiến thức trọng tâm, đúc rút kinh nghiệm cho những buổi học sau

B1: Giáo viên tổng kết kiến thức về: ánh sáng, tia sáng, bóng tối, bóng nửa tối

B4: GV đưa ra câu hỏi mở rộng: Tìm những ứng dụng của tia sáng, vùng sáng, vùng tối trong cuộc sống?

Buổi 2 Hoạt động 5: Lựa chọn phương án thiết kế và chế tạo sản phẩm (40 phút)

Mục tiêu - Học sinh thiết kế được mô hình rạp chiếu bóng, dự kiến được nguyên vật liệu, kế hoạch triển khai chế tạo mô hình rạp chiếu bóng

- Học sinh hoạt động nhóm, phân chia công việc hiệu quả trong quá trình làm việc

Nội dung Học sinh hoạt động nhóm để hoàn thành nhiệm vụ 2 và 3 trong tài liệu học tập Sản phẩm học tập

- Bản vẽ thiết kế rạp chiếu bóng

- Bảng dự kiến nguyên vật liệu - Bảng phân công công việc trong nhóm - Rạp chiếu bóng

Bản thiết kế của cả nhóm được trình bày chung trong một tài liệu học tập

B1: Giáo viên giới thiệu nhiệm vụ nhóm, yêu cầu học sinh đọc tài liệu học tập phần còn lại và giải đáp thắc mắc cho học sinh

B2: Học sinh thảo luận và thực hiện các nhiệm vụ

- Thảo luận tìm hiểu nguyên lý hoạt động của rạp chiếu bóng

- Thiết kế bản vẽ rạp chiếu bóng, thống nhất ý tưởng giữa các thành viên trong nhóm

- Dự kiến nguyên vật liệu chế tạo rạp chiếu bóng - Lập kế hoạch, phân chia công việc

- Chế tạo rạp chiếu bóng Hoạt động 6: Chia sẻ, cải tiến sản phẩm (35 phút) Mục tiêu

Hoạt động 7: Kết luận, đánh giá (15 phút)

Sản phẩm học tập Nội dung

2.2.1.2 Tài liệu hướng dẫn học tập

TÀI LIỆU HƯỚNG DẪN HỌC TẬP CHỦ ĐỀ: “RẠP CHIẾU BÓNG” Đọc các thông tin trong tài liệu và hoàn thành các nhiệm vụ bên dưới

Mặt trời là nguồn năng lượng khổng lồ Năng lượng mà Trái Đất nhận được từ Mặt Trời trong 2 giờ nhiều hơn toàn bộ năng lượng mà con người tiêu thụ trong một năm a Năng lượng ánh sáng Ánh sáng là một dạng năng lượng

Nguồn sáng là vật tự nó phát ra ánh sáng như Mặt Trời, ngọn lửa Hầu hết các nguồn sáng phát ra ánh sáng cùng với sự tỏa nhiệt Vật sáng gồm nguồn sáng và những vật hắt lại ánh sáng chiếu vào nó b Tia sáng c Bóng tối, bóng nửa tối

Khi chiếu ánh sáng từ một nguồn sáng nhỏ vào một vật cản sáng có kích thước lớn hơn nguồn sáng, phía sau vật cản sẽ xuất hiện một vùng tối Nếu ta đặt một màn hứng ánh sáng phía sau vật cản, trên màn có phần không nhận được ánh sáng từ nguồn sáng, ta gọi là bóng tối

Khí chiếu ánh sáng từ một nguồn sáng lớn vào một vật cản sáng, phía sau vật cản sẽ xuất hiện vùng tối và vùng nửa tối Nếu ta đặt một màn hứng ánh sáng phía sau vật cản, trên màn có phần không nhận được ánh sáng từ nguồn sáng, ta gọi là bóng tối; có phần nhận được ít ánh sáng truyền tới, ta gọi là bóng nửa tối

Tùy theo kích thước của nguồn sáng, vật chắn sáng và vị trí đặt chúng trước màn hứng mà kích thước bóng tối, bóng nửa tối trên màn hứng sẽ khác nhau

 Nhiệm vụ 1: Trắc nghiệm một đáp án

B Có 3 loại chùm ánh sáng: chùm sáng song song, chùm sáng hội tụ, chùm sáng phân kỳ

C Quy ước vẽ chùm sáng bằng hai đoạn thẳng giới hạn chùm sáng, có mũi tên chỉ đường truyền của ánh sáng

D Ánh sáng phát ra từ nguồn sáng và truyền trong không gian thành những chùm sáng

Câu 3: Điền từ còn thiếu vào chỗ trống trong câu sau đây Ánh sáng phát ra từ nguồn sáng và truyền trong không gian thành những

… A Chùm sáng B Tia sáng C Ánh sáng D Năng lượng

Câu 4: Chùm ánh sáng phát ra từ đèn pha xe máy khi chiếu xa là chùm ánh sáng

C Song song D Cả A, B, C đều sai

Câu 5: Trong thí nghiệm tạo bóng với nguồn sáng rộng, kích thước bóng nửa tối thay đổi thế nào khi di chuyển màn chắn ra xa vật cản sáng?

C Không thay đổi D Lúc đầu giảm đi, sau đó tăng lên

 Nhiệm vụ 2: Vẽ sơ đồ tư duy phần kiến thức ánh sáng, tia sáng.

Wayang Kulit hay Nghệ thuật múa rối bóng là một trong những bộ môn kịch nghệ lâu đời nhất mà thế giới được biết Đây là một bộ môn nghệ thuật mang tính hướng thiện, thể hiện cái đẹp, nét tinh hoa của văn hóa Indonesia

Múa rối bóng là loại hình sân khấu cổ điển, kết hợp những yếu tố của âm nhạc, múa, sự ứng khẩu nhanh trí, những tấn hề vui nhộn, và thay vì trực tiếp nhìn thấy những con rối, khán giả chỉ nhìn thấy cái bóng của chúng

Trên thế giới có rất nhiều loại hình nghệ thuật múa rối khác nhau: rối gậy, rối nước, rối tay, rối ngón, rối dây, rối miệng… và có lẽ rối bóng là một thể loại đặc sắc, hấp dẫn, thể hiện mạnh mẽ yếu tố dân gian và tín ngưỡng

 Thiết kế Rạp chiếu bóng

+ Bước 1: Lên kịch bản nội dung câu chuyện, các nhân vật và bối cảnh trong câu chuyện đó

+ Bước 2: Chế tạo màn chiếu và giá đỡ màn chiếu Đây là phần chế tạo nên bối cảnh của vở kịch hay câu chuyện mà tác giả muốn kể

+ Bước 3: Chế tạo các nhân vật + Bước 4: Chế tạo bộ nguồn chiếu sáng và hoàn thành sản phẩm Dưới đây là một số hình ảnh về sản phẩm Rạp chiếu bóng

Nhiệm vụ 2: Thiết kế mô hình rạp chiếu bóng

Các nhóm cùng thảo luận, thống nhất ý tưởng và vẽ phác thảo mô hình rạp chiếu bóng mà nhóm mình định thiết kế vào bên dưới

Nhiệm vụ 3: Chế tạo sản phẩm Rạp chiếu bóng

Nhiệm vụ 4: Báo cáo sản phẩm

CHỦ ĐỀ: KÍNH TIỀM VỌNG

Môn học: Khoa học tự nhiên, Lớp 7 Thời gian thực hiện: 2 buổi học mỗi buổi 2 tiết IV Mục tiêu

Sau khi học xong bài học này, học sinh sẽ học được các kiến thức về sự phản xạ ánh sáng, bao gồm:

- Học sinh phát biểu được khái niệm định luật phản xạ ánh sáng, ảnh ảo - Học sinh phát biểu được tính chất ảnh của vật qua gương phẳng

6 Năng lực - Học sinh phân biệt được phản xạ và phản xạ khuếch tán

- Học sinh vẽ được hình biểu diễn tia sáng tới, tia sáng phản xạ, pháp tuyến, góc tới, góc phản xạ, mặt phẳng tới, ảnh

- Học sinh vận dụng được định luật phản xạ ánh sáng trong một số trường hợp đơn giản

- Học sinh dựng được ảnh của một vật tạo bởi gương phẳng

- Học sinh nâng cao kỹ năng làm việc nhóm, thuyết trình, lắng nghe, tư duy phản biện, sáng tạo

7 Phẩm chất Bài học này góp phần hình thành và phát triển một số phẩm chất của học sinh với biểu hiện cụ thể như sau:

8 Định hướng phát triển năng lực STEM

- Khoa học (S): Xác định được tia sáng tới, tia sáng phản xạ, pháp tuyến, góc tới, góc phản xạ, mặt phẳng tới, ảnh; vận dụng được kiến thức để làm mô hình sản phẩm

- Công nghệ (T): Sử dụng thành thạo các công cụ, dao, kéo, súng bắn keo,

…trong quá trình làm mô hình sản phẩm

- Kỹ thuật (E): Hiểu được nguyên lý cơ bản hoạt động của mô hình, vẽ thiết kế và lắp ráp mô hình sản phẩm

- Toán học (M): Đo đạc được chính xác tỉ lệ của các nguyên vật liệu trong quá trình thực hành, tính toán nguyên vật liệu phù hợp, thiết kế mô hình sản phẩm chính xác để có thể hoạt động được

V Thiết bị dạy học và học liệu

Mỗi lớp gồm 8 nhóm, mỗi nhóm từ 3-5 học sinh sẽ nhận được bộ dụng cụ và tài liệu

VI Tiến trình dạy học

Buổi 1 Hoạt động 1: Xác định vấn đề và nhiệm vụ (15 phút) Mục tiêu Học sinh xác định được vấn đề, nhiệm vụ của bài học Nội dung Giáo viên đặt vấn đề cho học sinh thông qua câu hỏi:

- Làm thế nào để quan sát được không gian ở phía trên mặt nước khi đang ở trong tàu ngầm?

- Làm thế nào để chế tạo ra một mô hình kính tiềm vọng?

Học sinh tiếp nhận nhiệm vụ thiết kế và làm mô hình kính tiềm vọng

- Học sinh hứng thú với chủ đề được đưa ra

- Học sinh liệt kê được các cách quan sát không gian ở phía trên mặt nước khi đang ở trong tàu ngầm

- Học sinh xác định được nhiệm vụ cần thực hiện trong chủ đề

B1 - Đặt vấn đề: Khi đang ở trong tàu ngầm, ta rất khó để có thể nhìn thấy không gian ở phía trên mặt nước Vậy có cách nào giúp chúng ta quan sát được dễ dàng không?

Giáo viên và học sinh trao đổi về những cách giúp quan sát không gian phía trên mặt nước khi đang ở trong tàu ngầm

Giáo viên đề xuất nhiệm vụ thiết kế và chế tạo mô hình rạp chiếu bóng

B2 – Giao nhiệm vụ: Học sinh đọc tài liệu hướng dẫn và hoàn thành các nhiệm vụ đi kèm

- Nhiệm vụ 1: Hoàn thành các câu hỏi trắc nghiệm liên quan đến nội dung bài học

4 Nhiệm vụ nhóm - Nhiệm vụ 2: Thiết kế mô hình kính tiềm vọng - Nhiệm vụ 3: Chế tạo mô hình kính tiềm vọng - Nhiệm vụ 4: Báo cáo sản phẩm nhóm

Hoạt động 2: Nghiên cứu kiến thức nền, thực hiện nhiệm vụ cá nhân

(30 phút) Mục tiêu - Học sinh phân biệt được phản xạ và phản xạ khuếch tán

- Học sinh vẽ được hình biểu diễn tia sáng tới, tia sáng phản xạ, pháp tuyến, góc tới, góc phản xạ, mặt phẳng tới, ảnh

- Học sinh vận dụng được định luật phản xạ ánh sáng trong một số trường hợp đơn giản

- Học sinh dựng được ảnh của một vật tạo bởi gương phẳng

Nội dung Học sinh đọc tài liệu hướng dẫn học tập và hoàn thành các nhiệm vụ 1 trong tài liệu

- Học sinh hoàn thành các phiếu bài tập trong tài liệu học tập

Hoạt động 3: Báo cáo nhiệm vụ cá nhân (30 phút) Mục tiêu Học sinh ghi nhớ và vận dụng được kiến thức bài học

Nội dung Học sinh trình bày được kết quả bài làm, ghi nhớ được các kiến thức đã học

- Học sinh hoàn thành các câu hỏi trắc nghiệm mà giáo viên đưa ra

- Học sinh trao đổi, đưa ra nhận xét về kết quả các câu hỏi

- Sau khi trao đổi trước lớp, giáo viên nhận xét tổng quát và tổng hợp kiến thức về sự phản xạ ánh sáng, ảnh của vật qua gương phẳng và cách dựng ảnh của một vật qua gương phẳng

Hoạt động 4: Kết luận, đánh giá buổi học thứ nhất (15 phút) Mục tiêu

Học sinh lắng nghe, ghi chú lại những kiến thức cơ bản và rút kinh nghiệm những điều còn thiếu sót

Nội dung Học sinh lắng nghe giáo viên tổng kết, ghi chú lại những kiến thức trọng tâm, đúc rút kinh nghiệm cho những buổi học sau

B1: GV tổng kết kiến thức về: sự phản xạ ánh sáng, ảnh của vật qua gương phẳng và cách dựng ảnh của vật qua gương phẳng

B4: GV đặt câu hỏi về nhà cho HS: Tìm hiểu cách tàu ngầm quan sát mọi vật trên mặt nước?

Buổi 2 Hoạt động 5: Lựa chọn phương án thiết kế và chế tạo sản phẩm (40 phút) Mục tiêu

Nội dung Học sinh hoạt động nhóm để hoàn thành nhiệm vụ 2 và 3 trong tài liệu học tập

- Bản vẽ thiết kế kính tiềm vọng - Bảng dự kiến nguyên vật liệu - Bảng phân công công việc trong nhóm - Kính tiềm vọng

Bản thiết kế của cả nhóm được trình bày chung trong một tài liệu học tập

B1: Giáo viên giới thiệu nhiệm vụ nhóm, yêu cầu học sinh đọc tài liệu học tập phần còn lại và giải đáp thắc mắc cho học sinh

B2: Học sinh thảo luận và thực hiện các nhiệm vụ

Hoạt động 6: Chia sẻ, cải tiến sản phẩm (35 phút) Mục tiêu

Hoạt động 7: Kết luận, đánh giá (15 phút) Mục tiêu

Sản phẩm học tập Nội dung

4.2.1.2 Tài liệu hướng dẫn học tập

TÀI LIỆU HƯỚNG DẪN HỌC TẬP CHỦ ĐỀ: “KÍNH TIỀM VỌNG” Đọc các thông tin trong tài liệu và hoàn thành các nhiệm vụ bên dưới 1 Sự phản xạ ánh sáng a Sự phản xạ ánh sáng trên bề mặt các vật a.1 Các vật có bề mặt nhẵn bóng

 Đường thẳng vuông góc với mặt phẳng gương gọi là pháp tuyến của gương

 Mặt phẳng chứa tia tới và pháp tuyến của gương tại điểm tới I được gọi là mặt phẳng tới

 Góc hợp bởi tia tới và pháp tuyến của gương tại điểm tới gọi là góc tới

 Góc hợp bởi pháp tuyến của gương tại điểm tới và tia phản xạ gọi là góc phản xạ a.2 Các vật có bề mặt không nhẵn

Khi có chùm sáng song song chiếu đến bề mặt các vật có bề mặt nhám như tấm thảm len, tờ giấy, …các tia phản xạ sẽ không còn song song với nhau nữa, mà chúng bị phản xạ theo các hướng khác nhau

Sự phản xạ như vậy là phản xạ khuếch tán Phản xạ khuếch tán thường không tạo ra hình ảnh của vật Ta nhìn thấy hình ảnh mặt mình do phản xạ của gương nhưng không nhìn thấy hình ảnh mặt mình do phản xạ khuếch tán của tờ giấy b Định luật phản xạ ánh sáng c Ảnh của vật qua gương phẳng

Khi soi gương, ta sẽ thấy hình ảnh của mình qua gương Ảnh này là ảnh ảo, không hứng được trên màn, đối xứng với ta qua gương

 Nhiệm vụ 1: Hoàn thành bài tập sau Khoanh vào đáp án đúng

Câu 1: Khi có phản xạ khuếch tán ta thấy ảnh của vật như thế nào?

A Ảnh của vật ngược chiều B Ảnh của vật cùng chiều C Ảnh của vật quay một góc bất kì D Không quan sát được ảnh của vật

Câu 2: Chiếu một tia sáng lên gương phẳng, góc hợp bởi tia phản xạ và pháp tuyến tại điểm tới là:

A Góc phản xạ B Góc tới C Góc khúc xạ D Góc tán xạ

Câu 3: Khi tia tới hợp với pháp tuyến tại điểm tới một góc I = 30 0 thì tia phản xạ hợp với pháp tuyến tại điểm tới một góc bao nhiêu?

Câu 4: Hiện tượng ánh sáng khi gặp mặt gương phẳng bị hắt lại theo một hướng xác định là hiện tượng:

A Tán xạ ánh sáng B Khúc xạ ánh sáng

C Nhiễu xạ ánh sáng D Phản xạ ánh sáng

Câu 5: Bề mặt nào dưới đây không thể xảy ra hiện tượng phản xạ ánh sáng?

A Mặt vải thô B Nền đá hoa C Giấy bạc D Mặt bàn thủy tinh Câu 6: Vật nào sau đây không thể xem là gương phẳng?

A Màn hình tivi B Mặt hồ nước trong C Mặt tờ giấy trắng D Miếng thủy tinh không tráng bạc nitrat

Câu 7: Trong pha đèn pin người ta lắp một gương cầu lõm để phản xạ ánh sáng phát ra từ dây tóc bóng đèn Vậy chùm sáng phản xạ là chùm tia gì để ánh sáng được chiếu đi xa mà vẫn rõ?

A Chùm tia hội tụ B Chùm tia phân kì

C Chùm tia song song D Cả A và C

Câu 8: Độ lớn của ảnh của vật qua gương phẳng có kích thước như thế nào với vật?

A Bằng vật B Lớn hơn vật

C Nhỏ hơn vật D Có thể lớn hơn hoặc nhỏ hơn vật

Câu 9: Khoảng cách từ một điểm sáng S đến gương phẳng bằng 1m

Khoảng cách từ ảnh S’ của điểm sáng S đến điểm sáng S là:

A 1m B 0,5m C 1,5m D 2m Câu 10: Có mấy cách dựng ảnh của một vật qua gương phẳng?

 Nhiệm vụ 2: Vẽ sơ đồ tư duy phần kiến thức Phản xạ ánh sáng

Ở chương 2, tác giả đã nghiên cứu nội dung kiến thức chủ đề “Ánh sáng” trong chương trình Khoa học tự nhiên 7 và từ đó xây dựng tài liệu hướng dẫn học tập, tiến trình dạy học các nội dung trong chủ đề và rubric đánh giá hoạt động nhóm cũng như học sinh tự đánh giá bản thân Tác giả chia thành hai nội dung trong chủ đề là: Ánh sáng, tia sáng và Sự phản xạ ánh sáng và các nội dung được xây dựng thành 2 chủ đề dạy học là: Rạp chiếu bóng (4 tiết) và Kính tiềm vọng (4 tiết)

Tác giả tiến hành thực nghiệm sư phạm ở chương 3 để xác định tính khả thi của đề tài

3.1.2 Quy trình tổ chức thực nghiệm sư phạm Tác giả dựa trên giáo án đã xây dựng, tiến hành dạy 1 lớp học sinh và cho học sinh làm rubric để đánh giá hiệu quả Tác giả cho 1 lớp học sinh khác học môn KHTN không theo định hướng giáo dục STEM làm rubric tự đánh giá bản thân tương tự Phân tích và so sánh các kết quả thu được, tác giác làm cơ sở để điều chỉnh và khẳng định giả thuyết nghiên cứu.

3.3.1 Tài liệu và cách thức thực nghiệm

3.3.2 Cách thức tiến hành thực nghiệm sư phạm

- Bước 1: Điều tra cơ bản; khảo sát đặc điểm, tình hình dạy và học bộ môn Khoa học tự nhiên ở trường THCS nơi chọn làm thực nghiệm

- Bước 2: Lựa chọn lớp thực nghiệm, đồng thời tìm hiểu các thông tin cần thiết phục vụ cho công tác thực nghiệm sư phạm

- Bước 3: Tổ chức triển khai nội dung thực nghiệm theo phương án đã chuẩn bị

- Bước 4: Thực hiện các giờ thực nghiệm sư phạm và thu thập những thông tin làm căn cứ phục vụ cho việc đánh giá các mục tiêu nghiên cứu đề tài.

3.4.1 Đối tượng thực nghiệm - Dạy học thực nghiệm: 32 học sinh lớp 7A2 trường THCS Xuân Phương, quận Nam Từ Liêm, thành phố Hà Nội

- Lớp học đối xứng: 30 học sinh lớp 7A1 trường THCS Xuân Phương quận Nam Từ Liêm, thành phố Hà Nội

3.4.2 Thời gian và địa điểm thực nghiệm - Thời gian thực nghiệm: từ tháng 10/2022 đến tháng 12/2022

- Địa điểm thực nghiệm: Trường THCS Xuân Phương, quận Nam Từ Liêm, thành phố Hà Nội

3.4.3 Phương pháp thực nghiệm sư phạm

3.4.3.3 Phương pháp thống kê toán học

Tác giả dựa trên kết quả các câu trả lời của HS khi học tiết học KHTN theo định hướng giáo dục STEM và học tiết học KHTN không theo định hướng giáo dục STEM để đưa ra những kết luận cần thiết về tính hứng thú, tích cực trong học tập của học sinh.

- Các sản phẩm của chủ đề: quan sát, đánh giá các sản phẩm của dự án, các poster, sản phẩm đa phương tiện, kế hoạch thực hiện, …

- So sánh phiếu tự đánh giá cá nhân của học sinh khi học chủ đề “Ánh sáng” môn Khoa học tự nhiên và môn Khoa học tự nhiên theo định hướng giáo dục STEM.

Hình ảnh 1: Học sinh tích cực giơ tay phát biều

Hình ảnh 2: Học sinh phác thảo sản phẩm

Hình ảnh 3: Học sinh tập trung làm sản phẩm rạp chiếu bóng

Hình ảnh 4: Học sinh tích cực làm sản phẩm

Hình ảnh 5: Học sinh và sản phẩm kính tiềm vọng

Hình ảnh 6: Sản phẩm của học sinh

Sau khi kết thúc tiết học thực nghiệm, tác giả cho học sinh làm phiếu khảo sát đánh giá hoạt động nhóm, tác giả thu được kết quả như sau:

Biểu đồ 1.12: Mức độ đạt được các tiêu chí của học sinh trong hoạt động nhóm

Phân tích kết quả đánh giá hoạt động nhóm, tác giả thấy rằng tất cả học sinh đều tham gia các hoạt động nhóm với mức độ tham gia/đóng góp khác nhau: 66% học sinh đều tích cực hoàn thành công việc/nhiệm vụ được giao, 63% học sinh có tinh thần hợp tác tốt với thành viên trong nhóm, 59% tích cực đưa ra đóng góp/ý kiến cá nhân vào hoạt động nhóm và 44% học sinh phân công nhiệm vụ tốt trong nhóm

Sau khi kết thúc tiết học thực nghiệm, tác giả cho học sinh làm phiếu tự đánh giá bản thân về mức độ thực hiện các hoạt động trong tiết học STEM và mức độ thực hiện các hoạt động trong tiết học Khoa học tự nhiên tác giả thu được kết quả như sau:

Biểu đồ 1.17: Mức độ thực hiện các hoạt động trong tiết học STEM

Biểu đồ 1.18: Mức độ thực hiện các hoạt động trong tiết học Khoa học tự nhiên

Tác giả dựa vào kết quả tự đánh giá cá nhân của học sinh và thấy rằng trong tiết học STEM học sinh luôn chú ý vào bài học(84%); tham gia phát biểu xây dựng bài (53%); đưa ra những câu hỏi, thắc mắc liên quan đến nội dung bài học (28%); trình bày lại được vấn đề/nội dung bài học theo ngôn ngữ riêng (56%); trao đổi, thảo luận với các thành viên trong nhóm (84%); hoàn thành bài tập về nhà, nhiệm vụ được giao (78%); đưa ra những sáng kiến mới giúp cải tiến sản phẩm (72%)

So sánh với kết quả phiếu khảo sát mức độ hoạt động của học sinh trong tiết học Khoa học tự nhiên, tác giả nhận thấy rằng học sinh đều tham gia vào các hoạt động trong tiết học tuy nhiên, mức độ tham gia vào các hoạt động của học sinh còn có sự chênh lệch Một số hoạt động, học sinh tham gia rất tích cực như lắng nghe bài giảng (70%), hoàn thành bài tập về nhà (66,7%), trao đổi với các thành viên trong nhóm (56,7%) nhưng một số hoạt động học sinh còn chưa tích cực như không hay đưa ra các câu hỏi liên quan đến nội dung bài học (10%) hay trình bày lại vấn đề/nội dung theo ngôn ngữ riêng (33,3%) Trong quá trình học tập với chủ đề “Ánh sáng”, học sinh không được vận dụng kiến thức đã học để làm sản phẩm

Từ kết quả hai phiếu khảo sát trên, tác giả nhận thấy rằng tiết học STEM phù hợp với học sinh và giúp học sinh phát huy tính tích cực chủ động trong học tập.

Qua quá trình thực nghiệm sư phạm, tác giả đã rút ra được các kết luận sau:

KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ 1 Kết luận

- Tác giả tiến hành khảo sát giáo viên giảng dạy tại nhiều trường THCS và THPT từ đó rút ra kết luận: “Nhìn chung hiện nay việc triển khai giáo dục STEM vào các trường phổ thông là cần thiết và đúng đ ắn, mang đ ến sự hứng thú, tăng tính tích cực và đam mê học tập cho học sinh Bên cạnh một số trường đ ầu tư vào giáo dục STEM rất tốt, vẫn còn một số trường thiếu sự quan tâm đ ầu tư dẫn đ ến thời lượng giảng dạy STEM trong chương trình dạy học còn rất hạn chế Dẫn đ ến việc trang bị các kỹ năng vận dụng các kiến thức vào cuộc sống chưa đ ạt đ ược yêu cầu đ ề ra Việc triển khai các hoạt đ ộng giáo dục STEM không chỉ cần có sự đ ầu tư về mặt tài chính, cơ sở vật chất, con người mà còn phải xây dựng và phát triển chương trình giảng dạy”

- Tác giả xây dựng được 2 tiến trình giảng dạy STEM, xây dựng bộ tiêu trí đánh giá tính tích cực trong học tập của học sinh gắn liền với đề tài

- Tác giả tổ chức dạy học thực nghiệm và đánh giá kết quả cho thấy tăng tính hứng thú trong học tập của học sinh, có thể áp dụng giảng dạy tại nhiều trường.

Để việc triển khai dạy học theo định hướng giáo dục STEM môn Khoa học tự nhiên tại trường phổ thông hiệu quả hơn, tác giả khuyến nghị:

- Bộ Giáo dục và đào tạo cần có những bổ sung thêm vào văn bản, tài liệu hướng dẫn chi tiết việc triển khai các bài giảng Khoa học tự nhiên

Tiêu đề	Tổ chức dạy học chủ đề “Ánh sáng” chương trình Khoa học tự nhiên 7 theo định hướng giáo dục STEM
Tác giả	Nguyễn Kiều Trang
Người hướng dẫn	TS. Hoàng Chí Hiếu
Trường học	Đại học Quốc gia Hà Nội
Chuyên ngành	Vật lý
Thể loại	Luận văn Thạc sĩ Sư phạm Vật lý
Năm xuất bản	2023
Thành phố	Hà Nội

Định dạng
Số trang	77
Dung lượng	2,99 MB