tổ chức dạy học chủ đề stem biến dạng của vật rắn vật lí 10 nhằm phát triển năng lực hợp tác của học sinh

Quy trình tổ chức dạy học Vật lí theo định hướng giáo dục STEM nhằm phát triển năng lực hợp tác của học sinh .... Nằm trong chương trình môn Vật lý năm 2018 của Bộ Giáo dục và Đào tạo, h

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC

PHÙNG DUY TÚ

TỔ CHỨC DẠY HỌC CHỦ ĐỀ STEM “BIẾN DẠNG CỦA VẬT RẮN” VẬT LÍ 10 NHẰM PHÁT TRIỂN

NĂNG LỰC HỢP TÁC CỦA HỌC SINH

LUẬN VĂN THẠC SĨ SƯ PHẠM VẬT LÝ CHUYÊN NGÀNH: LÝ LUẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP DẠY HỌC

BỘ MÔN VẬT LÝ Mã số: 8140211.01

Cán bộ hướng dẫn khoa học: PGS.TS LÊ THỊ THU HIỀN

HÀ NỘI - 2023

LỜI CẢM ƠN

Em xin được gửi lời cảm ơn chân thành nhất tới các thầy cô giáo khoa Bộ môn Phương pháp dạy học Vật lí và khoa Vật lí, Trường Đại học Giáo dục, ĐHQG Hà Nội đã giảng dạy và trang bị cho em những kiến thức cơ bản trong học tập và nghiên cứu luận văn

Em xin được gửi lời cảm ơn sâu sắc đến PGS TS Lê Thị Thu Hiền, người đã tận tình hướng dẫn em trong suốt quá trình thực hiện luận văn

Em xin được gửi lời cảm ơn tới các thầy cô giáo và các em học sinh trường PTLC Newton Vĩnh Phúc đã hỗ trợ cho em tổ chức thành công quá trình thực nghiệm sư phạm

Cuối cùng, em xin được gửi lời cảm ơn chân thành và sâu sắc tới tất cả bạn bè, người thân, đặc biệt là gia đình đã luôn tin tưởng và ủng hộ em trong mọi quyết định, luôn kịp thời động viên và giúp đỡ em vượt qua được những khó khăn trong cuộc sống

Em xin chân thành cảm ơn!

Học viên

Phùng Duy Tú

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT

1.1 Tổng quan về vấn đề nghiên cứu 5

1.1.1 Lịch sử nghiên cứu trên thế giới 5

1.1.2 Lịch sử nghiên cứu trong nước 6

1.2 Năng lực và dạy học theo hướng phát triển năng lực cho học sinh Trung học phổ thông 8

1.2.1 Khái niệm năng lực hợp tác của học sinh 8

1.2.2 Cấu trúc của năng lực hợp tác và các chỉ số hành vi 10

1.2.3 Một số phương pháp dạy học phát triển năng lực hợp tác của học sinh 14

1.3 Quy trình dạy học một chủ đề STEM 17

1.3.1 Đề xuất vấn đề 17

1.3.2 Xác định vấn đề cần nghiên cứu 17

1.3.3 Lựa chọn giải pháp 17

1.3.4 Chế tạo mô hình 18

1.3.5 Thử nghiệm, đánh giá và điều chỉnh thiết kế 18

1.4 Tổ chức dạy học Vật lí theo định hướng giáo dục STEM nhằm phát triển năng lực hợp tác của học sinh 18

1.4.1 Quy trình dạy học Vật lí theo định hướng giáo dục STEM 18

1.4.2 Quy trình tổ chức dạy học Vật lí theo định hướng giáo dục STEM nhằm phát triển năng lực hợp tác của học sinh 20

1.5 Thực trạng tổ chức dạy học phát triển năng lực hợp tác và dạy học theo định hướng STEM cho học sinh ở một số trường THPT 21

1.5.1 Điều tra thực trạng tổ chức dạy học phát triển năng lực hợp tác và

dạy học theo định hướng STEM cho học sinh ở một số trường THPT 21

1.5.2 Đánh giá kết quả điều tra 21

1.5.3 Nhận xét 23

Kết luận chương 1 25

Chương 2: XÂY DỰNG TIẾN TRÌNH DẠY HỌC PHẦN ‘‘BIẾN DẠNG CỦA VẬT RẮN’’ VẬT LÍ 10 CHƯƠNG TRÌNH THPT 2018 THEO ĐỊNH HƯỚNG STEM 26

2.1 Phân tích đặc điểm chương Biến dạng của vật rắn 26

2.1.1 Vị trí, vai trò 26

2.1.2 Thời lượng học, cấu trúc chương 26

2.1.3 Mục tiêu cơ bản của chương Biến dạng của vật rắn 27

2.1.4 Đặc điểm nội dung và phương pháp dạy học chương “Biến đổi vật rắn” 28

2.2 Xây dựng và cải tiến chủ đề STEM ‘‘Xe thang nâng cứu hỏa’’ để phát triển năng lực hợp tác 29

2.2.1 Quy trình thiết kế bài DHTN HT chương "Động lực học chất điểm” 29

2.2.2 Thiết kế tiến trình dạy học theo định hướng STEM để phát triển năng lực hợp tác Chủ đề STEM “Xây dựng mô hình “Xe thang nâng cứu hỏa”” 30

2.2.3 Thiết kế tiến trình dạy học theo định hướng STEM để phát triển năng lực hợp tác Chủ đề STEM “Xây dựng mô hình “Cây cầu cho em”” 44

2.3 Xác định khó khăn khi triển khai dạy học 51

2.4 Thiết kế công cụ đánh giá năng lực vận dụng kiến thức vào thực tiễn của HS 51

2.4.1 Tạo một danh sách các quan sát để đánh giá sự hợp tác của học sinh khi họ đang giảng dạy Điều này có thể được sử dụng bởi các giáo viên 51

2.4.2 Thiết kế phiếu hỏi HS về mức độ phát triển năng lực hợp tác 53

Kết luận Chương 2 55

Chương 3: THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 56

3.1 Mục đích và nhiệm vụ của thực nghiệm sư phạm 56

3.1.1 Mục đích thực nghiệm sư phạm 56

3.1.2 Nhiệm vụ của thực nghiệm sư phạm 56

3.2 Đối tượng thực nghiệm sư phạm 56

3.3 Phương pháp thực nghiệm sư phạm 56

3.3.1 Phương pháp điều tra 56

3.3.2 Phương pháp thu thập thông tin làm căn cứ cho việc đánh giá các mục tiêu nghiên cứu của đề tài 57

3.3.3 Phương pháp case - study 57

3.4 Kế hoạch thực nghiệm sư phạm 57

3.5 Nội dung thực nghiệm sư phạm 57

3.5.1 Tài liệu thực nghiệm sư phạm 57

3.5.2 Nội dung thực nghiệm sư phạm 58

3.5.3 Chọn mẫu thực nghiệm Error! Bookmark not defined 3.6 Kết quả thực nghiệm sư phạm 59

3.6.1 Phân tích kết quả điều tra ban đầu 6 HS được chọn để tiến hành TNSP 59

3.6.2 Phân tích kết quả theo dõi HS sau tiết học thứ nhất - dạy học theo nhóm truyền thống 60

3.6.3 Phân tích kết quả theo dõi HS sau các tiết học thực nghiệm – DHTN HT 65

3.6.4 Kết quả thăm dò giáo viên và học sinh về phương pháp dạy học STEM chương “Biến dạng của vật rắn” 71

Kết luận Chương 3 74

KẾT LUẬN 75

TÀI LIỆU THAM KHẢO 76

MỞ ĐẦU

1 Lý do chọn đề tài

Để hoàn thành một nhiệm vụ hợp tác, một cá nhân phải có năng lực hợp tác Đây là khả năng hoàn thành nhiệm vụ trong khi chia sẻ nó với các thành viên khác trong nhóm

Nằm trong chương trình môn Vật lý năm 2018 của Bộ Giáo dục và Đào tạo, học sinh được khuyến khích cùng tồn tại thông qua việc hình thành thế giới quan khoa học, rèn luyện lòng tự tin và tính trung thực, biết trân trọng vẻ đẹp của thiên nhiên, tự hào về thiên nhiên đất nước, tôn trọng quy luật tự nhiên, giữ gìn và bảo vệ tự nhiên, ứng xử với tự nhiên phù hợp với nhu cầu phát triển bền vững, hình thành và phát triển kỹ năng giao tiếp và giải quyết vấn đề sáng tạo Nhu cầu phát triển năng lực hợp tác ở trường phổ thông là hết sức cần thiết Tuy nhiên, do tính mới của chương trình 2018, chưa có nhiều chủ đề để giáo viên dễ dàng lựa chọn, xây dựng kế hoạch giúp học sinh phát triển NLHT Hiện nay, dạy học theo định hướng STEM được đánh giá là biện pháp tối ưu trong dạy học giúp HS phát triển các NL, đặc biệt là NLHT

STEM và giáo dục STEM trải qua hơn 3 thập kỉ phát triển trên thế giới và hơn 1 thập kỉ phát triển ở Việt Nam, đã được nhiều quốc gia, tổ chức, các nhà khoa học, GV, HS quan tâm nghiên cứu.STEM (Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật và Toán học) có vai trò quan trọng trong dạy học Vật lí để phát triển năng lực hợp tác của học sinh STEM cho phép học sinh kết hợp các lĩnh vực khoa học, công nghệ, kỹ thuật và toán học để hiểu và giải quyết các vấn đề vật lý phức tạp Qua việc áp dụng kiến thức từ nhiều lĩnh vực, học sinh có thể nhìn nhận vật lý theo một cách toàn diện và áp dụng linh hoạt trong các tình huống thực tế Giáo dục STEM tập trung vào việc giải quyết các vấn đề thực tế và thách thức Trên cơ sở này, trong quá trình học Vật lí, học sinh được khuyến khích hợp tác, làm việc nhóm và thảo luận để tìm ra các giải pháp phù hợp Qua việc tham gia vào các hoạt động như thiết kế, thí nghiệm, mô phỏng và xây dựng, học sinh được trải nghiệm quá trình làm việc nhóm, học hỏi từ nhau và chia sẻ ý tưởng STEM không chỉ tập trung vào kiến thức

chuyên môn mà còn phát triển kỹ năng mềm cho học sinh, trong đó có kỹ năng hợp tác là một yếu tố quan trọng Học sinh học cách lắng nghe ý kiến của người khác, thể hiện quan điểm cá nhân một cách tự tin và cùng nhau làm việc để đạt được mục tiêu chung Họ cũng học cách giải quyết xung đột và thể hiện sự tôn trọng và đồng thuận với nhau STEM khuyến khích sự sáng tạo và tư duy logic của học sinh trong việc giải quyết vấn đề Họ được khám phá, thử nghiệm và tìm ra các giải pháp mới thông qua việc áp dụng kiến thức và kỹ năng Qua quá trình này, học sinh phát triển khả năng tư duy logic, phân tích, suy luận và tạo ra các ý tưởng sáng tạo Do vậy, dạy học Vật lí theo định hướng giáo dục STEM có vai trò quan trọng trong việc phát triển năng lực hợp tác của học sinh Nó giúp học sinh tích hợp kiến thức từ nhiều lĩnh vực, hướng tới giải quyết vấn đề, phát triển kỹ năng hợp tác, kích thích sự sáng tạo và tư duy logic

Do đó, học viên chọn đề tài “Tổ chức dạy học chủ đề STEM “Biến dạng

của vật rắn” Vật lí 10 nhằm phát triển năng lực hợp tác của học sinh” để góp

phần xây dựng các chủ đề STEM, giúp HS phát triển NLHT tốt hơn trong chương trình THPT 2018

2 Mục đích nghiên cứu

Xây dựng tiến trình dạy học các kiến thức phần “Biến dạng của vật rắn” Vật lí 10 theo định hướng giáo dục STEM nhằm phát triển năng lực hợp tác của HS

3 Giả thuyết nghiên cứu

Nếu xây dựng được các tiến tình dạy học kiến thức “Biến dạng của vật rắn” Vật lí 10 theo định hướng giáo dục STEM thì sẽ phát triển được năng lực hợp tác của HS

4 Đối tượng và khách thể nghiên cứu, phạm vi nghiên cứu

- Đối tượng nghiên cứu: + Quá trình dạy và học chủ đề STEM môn Vật lí của giáo viên và học sinh THPT + Chương trình giáo dục phổ thông 2018

- Khách thể nghiên cứu: + Học sinh lớp 10 Trung học phổ thông - Phạm vi nghiên cứu

+ Các chủ đề dạy học STEM phần “Biến dạng của vật rắn” Vật Lí 10 chương trình THPT 2018

5 Nhiệm vụ nghiên cứu

- Nghiên cứu và tổng hợp cơ sở lý luận về việc tổ chức dạy học các chủ đề STEM trong dạy học Vật Lí ở trường THPT

- Nghiên cứu và tổng hợp cơ sở lý luận về việc phát triển năng lực hợp tác cho học sinh theo chương trình giáo dục THPT 2018

- Điều tra thực trạng về việc tổ chức dạy học STEM phần “Biến dạng của vật rắn” Vật Lí 10 ở trường THPT

- Nghiên cứu nội dung phần “Biến dạng của vật rắn” Vật Lí 10 chương trình THPT 2018

- Xây dựng chủ đề STEM nội dung “Biến dạng của vật rắn” Vật Lí 10 chương trình THPT 2018

- Thực nghiệm sư phạm để đánh giá tính khả thi của việc tổ chức dạy học STEM chủ đề “Biến dạng của vật rắn” Vật Lí 10 chương trình THPT 2018

6 Phương pháp nghiên cứu

- Phương pháp nghiên cứu lý luận: Tìm hiểu các tài liệu nhằm hệ thống hóa

cơ sở lý luận của việc xây dựng và tổ chức các chủ đề dạy học STEM trong chương “Biến dạng của vật rắn” Vật Lí 10 chương trình THPT 2018

- Phương pháp nghiên cứu thực tiễn: Đánh giá thực trạng tổ chức dạy học STEM trong môn Vật lí ở trường THPT hiện nay thông qua các phiếu điều tra và phỏng vấn trực tiếp giáo viên và học sinh

- Phương pháp thực nghiệm sư phạm: Tổ chức thực nghiệm sư phạm để đánh giá tính hiệu quả và khả thi của các nội dung được đề xuất

- Phương pháp thống kê toán học: Phân tích, xử lý các số liệu thu được qua thực nghiệm

7 Đóng góp của đề tài

- Hệ thống hóa cơ sở lý luận về việc tổ chức dạy học các chủ đề STEM trong dạy học vật lí ở trường trung học phổ thông góp phần bồi dưỡng năng lực hợp tác cho học sinh

- Xây dựng được các chủ đề dạy học STEM phần “Biến dạng của vật rắn” Vật lí 10 chương trình THPT 2018

8 Cấu trúc luận văn

Ngoài phần mở đầu, kết luận, khuyến nghị, tài liệu tham khảo, phụ lục; nội dung chính của luận văn được trình bày trong 3 chương:

Chương 1 Cơ sở lí luận và thực tiễn về phát triển năng lực hợp tác và dạy

học theo định hướng stem cho học sinh trong dạy học vật lí trung học phổ thông

Chương 2 Xây dựng tiến trình dạy học phần ‘‘biến dạng của vật rắn’’ vật lí

10 chương trình THPT 2018 theo định hướng stem

Chương 3 Thực nghiệm sư phạm

Chương 1 CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN VỀ PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC HỢP TÁC

VÀ DẠY HỌC THEO ĐỊNH HƯỚNG STEM CHO HỌC SINH TRONG DẠY HỌC VẬT LÍ TRUNG HỌC PHỔ THÔNG

1.1 Tổng quan về vấn đề nghiên cứu

1.1.1 Lịch sử nghiên cứu trên thế giới

1.1.1.1 Năng lực hợp tác

Từ người trình bày thông tin và thực hiện các quy trình giảng dạy lí thuyết, giờ đây giáo viên trở thành người hướng dẫn để tạo ra một môi trường trải nghiệm học tập tích cực nhằm tối đa hóa sự tham gia của học sinh Một bài học càng tích cực, học sinh càng có xu hướng xây dựng bằng cách tham gia trí tuệ và tình cảm vào các hoạt động học tập Học tập hợp tác là sử dụng hướng dẫn của người hướng dẫn, chia thành các nhóm nhỏ để học sinh làm việc cùng nhau nhằm tối đa hóa lợi ích của chính họ và học hỏi được nhiều kĩ năng lẫn nhau để đạt được mục tiêu học tập chung Học tập hợp tác dựa trên hai lý thuyết: lý thuyết Cấu trúc-Quy trình-Kết quả và lý thuyết Sự phụ thuộc lẫn nhau trong xã hội Để hợp tác có hiệu quả, năm yếu tố cơ bản phải được hình thành: sự phụ thuộc lẫn nhau tích cực, trách nhiệm giải trình cá nhân, tương tác thúc đẩy, kỹ năng xã hội và xử lý nhóm [5]

Trong những năm 1970 ở Anh, Sir James Britton và một số người [6] đã tạo ra một quy trình học tập tích cực được gọi là: “Học tập hợp tác dựa trên lý thuyết của Vygotsky” [7] Britton đã tin rằng việc học của học sinh được bắt nguồn từ cộng đồng người học bao gồm các học sinh khác Britton phản đối việc cung cấp các định nghĩa cụ thể về giáo viên với vai trò là người đào tạo và học sinh với vai trò là người được đào tạo Thay vào đó, ông khuyến nghị xếp học sinh vào các nhóm và để chúng tạo ra văn hóa, cộng đồng của riêng họ và các quy trình học tập, mà ông coi là là học tập tự nhiên Britton tin rằng nguồn gốc của việc học là các cuộc đối thoại và tương tác với các học sinh khác và đôi khi giáo viên là kết quả của sự phụ thuộc lẫn nhau tích cực trong việc học tập của học sinh Vì vậy, trung tâm của học tập hợp tác là nền tảng hợp tác của học sinh làm việc cùng nhau để tối đa

hóa việc học của họ và của họ với người khác [5]

1.1.1.2 Dạy học theo định hướng STEM

Giáo dục STEM là một sáng kiến mang tính đột phá trong giáo dục ở thế kỉ XXI STEM là mô hình giáo dục tập trung vào Science – Khoa học, Technology – Công nghệ, Engineering – Kỹ thuật, Math- Toán học, với mục đích đem cho học sinh kiến thức khoa học thực tiễn và kĩ năng cần thiết [1] Giáo dục STEM đã được đưa ra từ những năm 1990 ở Hoa Kỳ nhưng ở thập kỉ đó giáo viên vẫn chưa biết cách vận hành giáo dục STEM

Nhận thấy rằng tầm quan trọng của giáo dục STEM đối với sự phát triển nền kinh tế, Hoa kỳ tập trung đầu tư vào giáo dục STEM, hỗ trợ nghiên cứu khoa học trong giáo dục STEM Các nghiên cứu cho rằng việc đầu tư vào giáo dục STEM là chuẩn bị cho một lực lượng lao động sẽ góp phần cải thiện nền kinh tế quốc gia và duy trì vai trò lãnh đạo sự dịch chuyển và mở rộng nền kinh tế toàn cầu [2]

Các nghiên cứu khác cho thấy không chỉ ở các nước phương Tây mà giáo dục STEM có sự gia tăng ở giới trẻ của các quốc gia đang phát triển như Ấn Độ, Malaysia [2] Ở Thổ Nhĩ Kỳ, các các nhà khoa học nghiên cứu về tích hợp chương trình giảng dạy, kiến thức giảng dạy và cải cách giáo dục của Thổ Nhĩ Kỳ Bằng cách tập trung vào sự tương tác của toán học và khoa học, mô hình đã nhấn mạnh tầm quan trọng của việc dạy học tích hợp kiến thức để chuyển đổi thành công từ mô hình dạy học theo bộ môn sang mô hình tích hợp, thúc đẩy đổi mới đó là bước đầu

phát triển giáo dục STEM ở quốc gia này [3]

1.1.2 Lịch sử nghiên cứu trong nước

1.1.2.1 Dạy học hợp tác

Từ sau Cách mạng Tháng 8 đến nay, ở Viết Nam đã hình thành nhiều hình thức dạy và học rất linh hoạt Hiện nay, cùng với sự đổi mới của kinh tế và GD thế giới, GD Việt Nam dần có những đổi mới để bắt kịp xu thế Sự thay đổi được bắt đầu từ đầu thế kỉ XX khi chuyển từ DH kiến thức sang DH kiến thức, kĩ năng, thái độ lấy người học làm trung tâm Để rồi với chương trình GDPT 2018, GD chú trọng phát triển năng lực, phẩm chất nhờ các PPDH hiện đại, trong đó có DHHT TN

Trong những năm gần đây, DHHT cũng như NLHT được rất nhiều nhà khoa học đầu tư nghiên cứu và đạt được nhiều kết quả từ lí luận đến thực tiễn

Theo cuốn sách "Phương pháp dạy học đại cương Môn Toán, Dự án đào tạo

GV THCS " (tr156 – 162), tác giả Nguyễn Bá Kim đưa ra khái niệm, hoạt động, đặc

điểm và hình thức DHHT TN [28]

Các tác giả Thái Duy Tuyên, Nguyễn Hữu Châu đã liên tục nói đến việc hoạt động theo nhóm và sử dụng quy trình làm việc từ làm việc cá nhân đến làm việc theo nhóm

Trong cuốn “Đổi mới nội dung và phương pháp đào tạo giáo viên THCS”

của các tác giả Nguyễn Hữu Châu, Nguyễn Văn Cường, Trần Bá Hoành, Nguyễn Bá Kim, Lâm Quang Thiệp cũng nhắc nhiều đến DHHT TN [13]

Sách “Cẩm nang thực hành giảng dạy” dịch năm 2005 của Nguyễn Trọng

Tấn, NXB ĐHSP HN là một trong những cuốn sách chuyên môn sâu về PPDH Trong đó, tác giả giới thiệu nhiều kĩ thuật, phương pháp tổ chức DH và ích lợi của việc học HTHT Bên cạnh đó, tác giả cũng đưa ra nhiều hình thức tổ chức nhóm học tập khác nhau ở các cấp học [41]

Theo "Một số vấn đề cơ sở lý luận học hợp tác" thuộc tạp chí Giáo dục, số

81(3/2004) của tác giả Lê Văn Tạc (Viện chiến lược và Chương trình giáo dục) đã thể hiện được nhiều vấn đề về lý luận của DHHT TN [40]

Theo "Về phương pháp dạy học hợp tác" của TS Nguyễn Thị Phương Hoa

trên Tạp chí Khoa học số 3 năm 2005, Đại học Sư phạm Hà Nội cũng mang đến một số nội dung về PPDH hợp tác[23]

Trong Luận án tiến sĩ giáo dục “Tổ chức dạy học hợp tác trong môn toán ở

trường THPT” của Hoàng Lê Minh (2007) Tác giả đưa ra những khái niệm cơ bản,

quá trình cũng như một vài ví dụ điển hình trong DHHT môn Toán cho HS THPT

Trong “Một số vấn đề chung về đổi mới PPDH ở trường THPT” của TS

Nguyễn Văn Cường và GS TSKH Bernd Meier (2010), dự án phát triển giáo dục phổ thông cũng nói đến một số hình thức thành lập nhóm và ưu nhược điểm của nó

Bài viết "Dạy học hợp tác - một xu hướng mới của giáo dục thế kỉ XXI" của

PGS.TS Trịnh Văn Biều đăng trên Tạp chí Khoa học số 25 năm 2011, Đại học Sư phạm TP.HCM đã nêu tổng quát quá trình phát triển của PPDH hợp tác của thế giới Ở đó, bài viết đã có những tổng hợp về lí luận của DHHT để chứng minh đây là một

phương pháp tốt cho một nhóm HS Qua đó mang đến những kinh nghiệm sử dụng giúp GV dễ dàng định hướng khi áp dụng lí thuyết và thực tiễn[8]

Như vậy, DHHT HT là PPDH đã có nhiều nhà khoa học trong nước nghiên cứu vàcó những kết quả hết sức lý luận và thực tế, qua đó khẳng định NLHT và DHHT là rất cần thiết khi vận dụng vào dạy học ở trường phổ thông

1.1.2.2 Dạy học theo định hướng STEM

“Không nằm ngoài bước tiến nhanh, mạnh về giáo dục STEM của các quốc

gia trên thế giới, Việt Nam cũng nhanh chóng bắt nhịp lĩnh vực này Toàn quốc nói chung và nhiều tỉnh thành nói riêng đã chủ động phối hợp với nhiều đơn vị chuyên về giáo dục STEM để đưa vào tiết học ngoài giờ lên lớp, tiết học dự án trong nhà trường” [4]

Giáo dục STEM tại Việt Nam đã lan tỏa bằng nhiều cách thức, hình thức khác nhau Có thể kể đến như ngày hội STEM diễn ra khắp cả nước ở nhiều trường học và các tỉnh thành trên cả nước, Các cuộc thi chế tạo Robot, ứng dụng khoa học trong và ngoài nước Trong tương lai kỹ năng STEM trở nên rất quan trọng và cần thiết Mỗi cá nhân được trang bị kỹ năng STEM sẽ có nền tảng cơ bản trong việc sử dụng các khái niệm khoa học, công nghệ, kỹ thuật và toán học để nghiên cứu cũng như giải quyết các vấn đề phức tạp mà xã hội hiện tại và tương lai [4]

Gần đây, định hướng STEM ở Việt Nam có những bước tiến mới khi không yêu cầu quá cao về sản phẩm vật chất mà đẩy mạnh vào phát triển tư duy, kĩ năng cho HS Ngoài ra, định hướng giáo dục STEM ở Việt Nam cũng có sự đổi mới so với nước ngoài khi áp dụng “STEM cho từng môn học” để có tính đặc trưng riêng phù hợp với đặc điểm GD Việt Nam và tiết kiệm hơn cho GV và HS

Qua định hướng STEM, người ta dần thấy nó rất phù hợp đẻ phát triển năng lực hợp tác ở HS

1.2 Năng lực và dạy học theo hướng phát triển năng lực cho học sinh Trung học phổ thông

1.2.1 Khái niệm năng lực hợp tác của học sinh

Dựa theo từ điển Tiếng Việt năm 2008 của Hoàng Phê chủ biên, dựa theo “Giáo trình tâm lí học đại cương” của tác giả Nguyễn Quang Uẩn, năng lực được

hiểu là khả năng để thực hiện, giải quyết một vấn đề Năng lực không phải tự nhiên mà có, nó được hình thành qua quá trình rèn luyện, học tập

Tác giả Đặng Thành Hưng cho rằng “về mặt thực hiện, các kỹ năng phản ánh

năng lực thực hiện, kiến thức phản ánh khả năng tư duy, và thái độ phản ánh khả năng cảm nhận” Nói cách khác, năng lực là “tổng hợp các hành vi thể chất và tinh

thần tương ứng với một hoạt động nào đó dựa trên các thuộc tính cá nhân (giá trị sinh học, tâm lý và xã hội) được thực hiện một cách tự nguyện và dẫn đến kết quả phù hợp với mức độ thực tế của hoạt động” [11; trang 25] Trong định nghĩa này, các tác giả bổ sung các giá trị sinh học, tâm lý và xã hội để làm rõ các thuộc tính của cá nhân 11 Đặng Thanh Hùng (2010), Nhận diện và đánh giá kỹ năng, Tạp chí Khoa học Giáo dục 62 (tr 25-28) Trong Tiêu chuẩn Đánh giá Năng lực của Cơ quan Đào tạo Quốc gia Úc, năng lực được mô tả là bao gồm kiến thức, kỹ năng và việc áp dụng phù hợp những kiến thức và kỹ năng đó vào các tiêu chuẩn thực hiện công việc [48; tr iv] 48 Cơ quan đào tạo quốc gia Australia (1995), Đánh giá tiêu chí năng lực: có giá trị từ tháng 9/1995 đến tháng 8/2000

Theo Từ điển năng lực của Đại học Harvard thì năng lực là những thứ con người phải rèn luyện và hình thành nhờ quá trình, thể hiện qua công việc, vai trò, nhiệm vụ khi hoàn thành nó

Như vậy, năng lực của mỗi con người luôn đi cùng một nhiệm vụ học tập cụ thể Do đó, việc đánh giá học sinh đạt hay chưa đạt ở một năng lực nào đó thì cũng cần thông qua nhiệm vụ và hoạt động dạy học Nếu qua hoạt động mà giáo viên đưa ra, HS hoàn thành được tiêu chí thì ta đánh gia đạt, nếu HS không hoàn thành được thì ta đánh giá là chưa đạt

Học sinh hợp tác tốt hay không cũng có nhiều cách đánh giá Tuy nhiên, nó cũng phải được thể hiện qua các nhiệm vụ mà học sinh được giao và chủ yếu qua cách HS đó làm việc với học sinh khác trong nhiệm vụ đó Do đó, nếu GV không giao nhiệm vụ thì HS không thể nào có cơ hội thể hiện năng lực hợp tác Và nếu GV giao nhiệm vụ nhưng cũng không tạo cơ hội cho HS thì HS cũng chẳng thể phát triển và thể hiện được năng lực hợp tác của mình

1.2.2 Cấu trúc của năng lực hợp tác và các chỉ số hành vi

1.2.2.1 Cấu trúc năng lực hợp tác

Căn cứ vào CT GDPT 2018, chúng tôi đề xuất bảng cấu trúc NLHT như sau:

Thành tố Chỉ số hành vi

Học sinh tự thành lập nhóm học tập theo chỉ đạo và yêu cầu nhiệm vụ

1 Thành lập các nhóm hợp tác 2 Học sinh tìm ra các hình thức giúp sinh hoạt nhóm

Nhận biết được mục tiêu bài học và xây dựng thời gian, thời hạn cho nhóm

3 Xác định mục đích của mỗi thành viên dựa theo nhiệm vụ nhóm

4 Thiết lập thời gian và thời hạn làm việc nhóm phù hợp với mỗi thành viên

5 Từ nhiệm vụ chung, giao nhiệm vụ đến mỗi cá nhân

Tham gia nhiệm vụ nhóm 6 Các thành viên nhận nhiệm vụ của mình

7 Thành viên của nhóm hoàn thành công việc của mình 8 Dõi theo công việc chung và giúp đỡ nhau 9 Thể hiện quan điểm cá nhân và kết quả của mình 10 Trao đổi giữa các thành viên và tổng hợp kết quả nhóm

11 Báo cáo sản phẩm của nhóm Tổng hợp và phân tích hiệu

suất công việc của thành viên và nhóm

12 Đánh giá tinh thần, thái độ và hiệu suất làm việc của mỗi thành viên

13 Rút kinh nghiệm cho các chủ đề, dự án học tập tiếp sau

1.2.2.2 Mô tả các chỉ số hành vi của năng lực hợp tác

Căn cứ vào bảng cấu trúc mục 1.2.2.1, tôi xây dựng bảng mô tả các chỉ số hành vi của năng lực hợp tác như sau:

Thành tố Chỉ số

hành vi

Các mức độ của hoạt động

1 Thành lập các nhóm hợp tác

Tự thành lập nhóm hợp tác theo nhiệm vụ giáo viên, mối quan hệ và năng lực cần có của nhóm

Tập hợp được nhóm chỉ khi có sự chỉ dẫn, phân công của giáo viên Quá trình thành lập nhóm diễn ra ngay khi có sự chỉ dẫn của GV

Tập hợp được nhóm chỉ khi có sự chỉ dẫn, phân công của giáo viên Quá trình thành lập nhóm mất quá nhiều thời gian

2 Học sinh tìm ra các hình thức giúp sinh hoạt nhóm

Xác định được các cách thức, hình thức làm việc nhóm linh hoạt không phụ thuộc thời gian học trên lớp

Xác định được một vài phương tiện, hình thức làm việc nhóm nhưng còn hạn chế bởi khung thời gian trên lớp

Chưa tìm ra được cách sinh hoạt nhóm phù hợp

Nhận biết được mục tiêu bài học và xây dựng thời gian, thời hạn cho nhóm

3 Xác định mục đích của mỗi thành viên dựa theo nhiệm vụ nhóm

Xác định đúng mục đích của việc cần sinh hoạt nhóm để làm gì

Chỉ xác định được mục tiêu các nhân nhưng chưa có sự liên hệ với mục tiêu chung của cả nhóm

Chưa thể xác định được mục tiêu cá nhân, chưa sẵn sàng tham gia các hoạt động và nhiệm vụ của nhóm

4 Thiết lập thời gian và thời hạn làm việc nhóm

Dự kiến được các nhiệm vụ và thứ tự giải quyết các nhiệm

Dự kiến được các các nhiệm vụ nhưng chưa biết cách giải quyết

Không thiết lập được thời gian và thời hạn để làm việc

vụ sao cho hợp lí

theo trình tự thời gian hợp lí

5 Từ nhiệm vụ chung, giao nhiệm vụ đến mỗi cá nhân

Các thành viên tự nhận được nhiệm vụ phù hợp với mình

Xây dựng được nhiệm vụ chưa thật sự phù hợp với mỗi thành viên

Không biết mình nên làm gì và phải làm gì

Tham gia nhiệm vụ nhóm

6 Các thành viên nhận nhiệm vụ của mình

Xác định được chính xác vị trí và nhiệm vụ của mình

Xác định vị trí nhưng chưa đúng nhiệm vụ của bản thân

Không xác định được vị trí và nhiệm vụ của bản thân mình 7 Thành viên

của nhóm hoàn thành công việc của mình

Chịu khó tìm hiểu để làm việc

Có tinh thần tìm tòi và tự nghiên cứu nhưng chưa làm tốt nhiệm vụ

Không chịu tìm hiểu để làm việc

8 Dõi theo công việc chung và giúp đỡ nhau

Hoàn thành tốt công việc của mình và giúp đỡ tốt các thành viên khác

Có tinh thần giúp đỡ nhưng chưa hết mình, chỉ làm qua loa

Bỏ qua các thành viên khác và chỉ quan tâm đến nhiệm vụ của mình

9 Thể hiện quan điểm cá nhân và kết quả của mình

Thể hiện được quan điểm của mình và thuyết phục được những học sinh khác

Trình bày ý kiến cá nhân một cách ngắn gọn, mạch lạc, dễ hiểu nhưng chưa giải thích, chứng minh được quan điểm,

Trình bày ý kiến cá nhân chưa ngắn gọn, mạch lạc, dễ hiểu và chưa giải thích, chứng minh được quan điểm,

ý kiến của mình hoặc có giải thích nhưng lí lẽ chưa thật sự thuyết phục, hấp dẫn người nghe 10 Trao đổi

giữa các thành viên và tổng hợp kết quả nhóm

Tranh luận đúng nội dung với thái độ tôn trọng,biết lắng nghe ý kiến trái chiều, biết chia sẻ thông tin

Tranh luận đúng nội dung nhưng có thái độ chưa tôn trọng,chưa biết lắng nghe, còn gay gắt bảo thủ ý kiến cá nhân

Tranh luận chưa đúng nội dung và có thái độ chưa tôn trọng, chưa biết lắng nghe, còn gay gắt bảo thủ ý kiến cá nhân 11 Báo cáo

sản phẩm của nhóm

Viết được báo cáo kết quả thực hiện nhiệm nhiệm vụ một cách hợp lí, khoa học với từ ngữ và cách trình bày phù hợp

Tổng hợp được ý kiến của các thành viên trong nhóm một cách đầy đủ, chính xác Nhưng viết báo cáo kết quả thực hiện nhiệm nhiệm vụ chưa hợp lí, khoa học

Chưa trình bày được kết quả làm việc của nhóm Báo cáo còn rụt rè thiếu tự tin

3 Đánh giá hoạt động hợp

12 Đánh giá tinh thần, thái độ và hiệu

Đánh giá kết quả của chính bản thân một

Đánh giá kết quả của chính bản thân một cách

Chưa đánh giá bản thân chính xác và khách

suất làm việc của mỗi thành viên

cách chính xác và khách quan, dựa trên kinh nghiệm của bản thân

chính xác và khách quan, dựa trên kinh nghiệm của bản thân nhưng chưa biết tìm ra được thiếu xót của mình

quan và chưa tìm ra những thiếu xót của bản thân

13 Rút kinh nghiệm cho các chủ đề, dự án học tập tiếp sau

Đánh giá chính xác, khách quan, công bằng thành tích của người khác và nhóm khác, biết đóng góp ý kiến, rút kinh nghiệm cho nhóm

Đánh giá chính xác, khách quan, công bằng thành tích của người khác và nhóm khác nhưng chưa biết đóng góp ý kiến, rút kinh nghiệm cho nhóm

Tự cho sản phẩm của mình là nhất, không rút được kinh nghiệm gì

1.2.3 Một số phương pháp dạy học phát triển năng lực hợp tác của học sinh

Có nhiều phương pháp dạy học có thể được sử dụng để phát triển năng lực hợp tác của học sinh Dưới đây là một số phương pháp phổ biến:

1, Dạy học theo nhóm:

Học sinh được phân vào nhóm nhỏ để làm việc cùng nhau trong quá trình học tập Họ phải hợp tác, chia sẻ ý kiến, thảo luận và đóng góp ý tưởng để hoàn thành nhiệm vụ Học sinh thảo luận và phân tích các vấn đề, bài toán vật lí cùng nhau trong nhóm Họ cùng nhau xem xét các góc nhìn khác nhau, trao đổi ý kiến và đưa ra quyết định chung HS được khuyến khích giao tiếp và thuyết trình kết quả của công việc nhóm Họ cùng nhau trình bày ý kiến, giải thích các khái niệm và

thuyết phục người khác về quan điểm của mình trong quá trình học tập theo nhóm

Phương pháp học tập theo nhóm giúp học sinh rèn luyện năng lực hợp tác, tạo cơ hội cho họ làm việc cùng nhau, chia sẻ ý kiến và đạt được mục tiêu chung trong quá trình học tập Đặc điểm của dạy học theo nhóm gồm:

- Học sinh làm việc nhóm và hợp tác với nhau trong quá trình học tập Họ tương tác, chia sẻ ý kiến, thảo luận và cùng nhau giải quyết vấn đề;

- Trong một nhóm, các thành viên được phân công vai trò và trách nhiệm cụ thể Mỗi thành viên đóng góp theo vai trò của mình để hoàn thành nhiệm vụ chung;

- Quá trình học tập theo nhóm đòi hỏi học sinh phải giao tiếp một cách hiệu quả Họ phải lắng nghe ý kiến của nhau, trao đổi thông tin, thảo luận và truyền đạt ý tưởng của mình một cách rõ ràng và logic;

- Trong nhóm, các học sinh chia sẻ kiến thức và kinh nghiệm của mình Họ có thể giải thích cho nhau các khái niệm khó hiểu, truyền đạt thông tin và hỗ trợ lẫn nhau trong quá trình học tập; học sinh có thể tự học từ nhau và cùng nhau khám phá kiến thức Tuy nhiên, giáo viên vẫn đóng vai trò hướng dẫn và hỗ trợ khi cần thiết

Như vậy, thông qua quá trình làm việc nhóm, học sinh phát triển kỹ năng mềm như giao tiếp, hợp tác, lắng nghe, lãnh đạo và giải quyết vấn đề Đây là những kỹ năng quan trọng cuộc sống và công việc sau này

2, Dạy học theo dự án:

HS tham gia vào các dự án đa ngành, trong đó họ áp dụng kiến thức từ nhiều lĩnh vực STEM khác nhau để giải quyết vấn đề thực tế Trong quá trình này, họ phải làm việc nhóm, tìm hiểu và hợp tác với nhau để đạt được kết quả

Dạy học theo dự án là yêu cầu học sinh thực hiện các dự án đơn ngành hoặc dự án đa ngành, ưu điểm của dạy học theo dự án phát triển năng lực hợp tác gồm:

- Giúp HS được học tập theo bối cảnh thực tế: Phương pháp này đặt học sinh vào một bối cảnh thực tế hoặc tình huống cụ thể Họ được yêu cầu giải quyết vấn đề thực tế bằng cách áp dụng kiến thức và kỹ năng trong lĩnh vực STEM;

- Giúp HS được học kiến thức liên ngành: Trong dự án, HS áp dụng kiến thức từ nhiều lĩnh vực STEM khác nhau Họ có thể sử dụng kiến thức về Vật lý, Toán học, Công nghệ, Khoa học máy tính và các môn liên quan để giải quyết vấn đề

- Giúp HS phát triển khả năng Tự chủ và tự học: HS chịu trách nhiệm tự tìm hiểu, nghiên cứu và thu thập thông tin liên quan đến dự án Họ được khuyến khích phát triển khả năng tự học, tư duy phản biện và khả năng giải quyết vấn đề;

- Giúp HS nâng cao năng lực hợp tác nhóm: Phương pháp này thường đòi hỏi học sinh làm việc nhóm để thực hiện dự án Họ phải hợp tác, phân công công việc, chia sẻ ý kiến và giải quyết vấn đề cùng nhau;

- Giúp HS tạo ra các sản phẩm hoặc giải pháp: Kết quả của dự án thường là một sản phẩm hoặc giải pháp thực tế Học sinh cần thể hiện hiểu biết và kỹ năng của mình thông qua việc tạo ra sản phẩm hoặc giải pháp có giá trị thực tiễn;

Phương pháp dạy học theo dự án khuyến khích học sinh phát triển kỹ năng sáng tạo, hợp tác nhóm, nghiên cứu và giải quyết vấn đề Nó tạo điều kiện cho học sinh áp dụng kiến thức vào thực tế và phát triển khả năng tự học và tự chủ trong quá trình học tập

3, Phương pháp dạy học dựa trên vấn đề:

Phương pháp dạy học dựa trên vấn đề (Problem-based Learning - PBL) là một phương pháp giảng dạy trung tâm vào việc giải quyết các vấn đề thực tế hoặc tình huống phức tạp Phương pháp dạy học dựa trên vấn đề khuyến khích học sinh phát triển khả năng tư duy logic, khám phá, nghiên cứu, giải quyết vấn đề và hợp tác nhóm Nó cung cấp cho học sinh trải nghiệm học tập sâu sắc và áp dụng kiến thức vào thực tế, tạo điều kiện cho sự phát triển toàn diện của họ

Quy trình dạy học dựa trên vấn đề như sau: - Khám phá vấn đề: Học sinh được giới thiệu với một vấn đề hoặc tình huống thực tế, có thể là một vấn đề trong cuộc sống hàng ngày, một vấn đề khoa học, kỹ thuật, xã hội hoặc môi trường Vấn đề được trình bày một cách đầy đủ và thúc đẩy sự tò mò, khám phá và tìm hiểu sâu hơn;

- Tự tìm hiểu và nghiên cứu: Học sinh được khuyến khích tự tìm hiểu và nghiên cứu để hiểu rõ hơn về vấn đề Họ sẽ thu thập thông tin từ các nguồn đa dạng, tư duy phản biện và phát triển khả năng tìm kiếm, đọc hiểu và xử lý thông tin;

- Đặt câu hỏi: Học sinh đặt câu hỏi để làm rõ vấn đề, tìm hiểu các yếu tố liên quan và định hướng cho quá trình giải quyết vấn đề Câu hỏi giúp họ tập trung vào thông tin quan trọng và phân tích các khía cạnh khác nhau của vấn đề;

- Hợp tác nhóm: Học sinh làm việc trong nhóm để tìm hiểu và giải quyết vấn đề Họ thảo luận, chia sẻ ý kiến, đánh giá các phương pháp và giải pháp, và cùng nhau xây dựng giải pháp tốt nhất;

- Giải quyết vấn đề và đưa ra sản phẩm: Học sinh áp dụng kiến thức và kỹ năng của mình để giải quyết vấn đề Họ phân tích, đánh giá các giải pháp, đưa ra quyết định và xây dựng sản phẩm hoặc giải pháp có giá trị thực tế;

- Tự đánh giá: Học sinh tự đánh giá quá trình và kết quả của mình trong việc giải quyết vấn đề Họ xem xét những gì đã học được, những khó khăn gặp phải và cách cải thiện trong tương lai

1.3 Quy trình dạy học một chủ đề STEM

1.3.1 Đề xuất vấn đề

Lựa chọn chủ đề bài học dựa trên kiến thức thu thập được từ thiên nhiên và nội dung môn học của môn học Điều này thường liên quan đến việc tạo ra một quy trình hoặc thiết bị kỹ thuật, công nghệ hoặc khoa học Những ứng dụng đó có thể là: Tính chất sóng của ánh sáng – Máy quang phổ lăng kính; Hiện tượng khúc xạ và phản xạ ánh sáng – Gương cầu và thấu kính – Ống nhòm, kính thiên văn;

1.3.2 Xác định vấn đề cần nghiên cứu

Khi tạo bài học, giáo viên cần quyết định chủ đề và tìm ra vấn đề mà học sinh sẽ giải quyết Điều này sẽ cho phép họ giao cho học sinh một vấn đề cần giải quyết để giúp các em học các kỹ năng và thông tin mới mà các em cần dạy trong chương trình của mình Ngoài ra, các nhà giáo dục có thể chọn sử dụng kiến thức và kỹ năng đã học trước đây cho các bài học STEM kiến tạo hoặc áp dụng các kỹ năng hiện có cho các bài học STEM hoạt động

1.3.3 Lựa chọn giải pháp

Khi tạo bài học, giáo viên cần quyết định chủ đề và tìm ra vấn đề mà học sinh sẽ giải quyết Điều này sẽ cho phép họ giao cho học sinh một vấn đề cần giải quyết để giúp các em học các kỹ năng và thông tin mới mà các em cần dạy trong chương trình của mình Ngoài ra, các nhà giáo dục có thể chọn sử dụng kiến thức và kỹ năng đã học trước đây cho các bài học STEM kiến tạo hoặc áp dụng các kỹ năng hiện có cho các bài học STEM hoạt động

1.3.4 Chế tạo mô hình

HS chế tạo mô hình dựa vào giải pháp và kế hoạch đề ra Mô hình này được xây dựng từ bản thiết kế và thử nghiệm nhiều lần

1.3.5 Thử nghiệm, đánh giá và điều chỉnh thiết kế

HS thử nghiệm mô hình và cùng đánh giá trên lớp Sản phẩm mô hình sẽ được nhận xét và tự nhận xét để đưa ra ưu nhược điểm Từ đó, các nhóm sẽ tiến hành điều chỉnh để có sản phẩm hoàn thiện hơn

1.4 Tổ chức dạy học Vật lí theo định hướng giáo dục STEM nhằm phát triển năng lực hợp tác của học sinh

1.4.1 Quy trình dạy học Vật lí theo định hướng giáo dục STEM

Quy trình dạy học Vật lí theo định hướng STEM nhấn mạnh việc tích hợp các lĩnh vực STEM, khuyến khích học sinh làm việc nhóm, áp dụng kiến thức vào thực tế và phát triển kỹ năng hợp tác và sáng tạo Quy trình dạy học Vật lí theo định hướng giáo dục STEM thường bao gồm các bước sau đây:

1, Xác định mục tiêu học tập: Giáo viên cần xác định mục tiêu học tập cụ thể

mà học sinh sẽ đạt được thông qua bài học Vật lí Mục tiêu này có thể liên quan đến kiến thức vật lý cơ bản, kỹ năng thực hành, tư duy khoa học và giải quyết vấn đề;

2, Tích hợp các lĩnh vực STEM: Quá trình dạy học Vật lí theo định hướng

STEM thường tích hợp các lĩnh vực khoa học, công nghệ, kỹ thuật và toán học Giáo viên sẽ tạo ra các hoạt động và bài học mà học sinh cần áp dụng các kiến thức và kỹ năng từ các lĩnh vực này để giải quyết vấn đề vật lí;

3, Thiết kế hoạt động thực hành: Giáo viên thiết kế các hoạt động thực hành

như thí nghiệm, mô phỏng, xây dựng và thiết kế để học sinh có cơ hội áp dụng kiến thức và kỹ năng vật lý vào thực tế Qua các hoạt động này, học sinh được khám phá, tìm hiểu và giải quyết các vấn đề vật lý một cách hợp tác và sáng tạo

4, Hỗ trợ học sinh trong quá trình giải quyết vấn đề: Giáo viên đóng vai trò

hướng dẫn và hỗ trợ học sinh trong quá trình giải quyết vấn đề Họ tạo điều kiện cho học sinh thảo luận, trao đổi ý kiến, đặt câu hỏi và tìm kiếm giải pháp thông qua sự tư duy logic và phân tích

5, Đánh giá và phản hồi: Quá trình đánh giá trong dạy học Vật lí theo định

hướng STEM không chỉ tập trung vào việc đánh giá kiến thức của học sinh mà còn đánh giá khả năng áp dụng kiến thức và kỹ năng trong giải quyết vấn đề Giáo viên cung cấp phản hồi xây dựng để học sinh cải thiện và phát triển năng lực hợp tác và tư duy STEM

Theo công văn thông qua công văn số 3089/BGDĐT-GDTrH về việc triển khai thực hiện giáo dục STEM trong giáo dục trung học, Bộ Giáo dục và Đào tạo đã đưa ra một quy trình triển khai một bài học STEM như sau:

• Bước 1: Xác định vấn đề: GV đưa ra một vấn đề sao cho hấp dẫn và gắn

liền với thực tiễn với những tiêu chí rõ ràng Để giải quyết được vấn đề này, học sinh phải vận dụng những kiến thức, kỹ năng mới trong bài học để đưa ra giải pháp,

tạo ra sản phẩm phù hợp với tiêu chí đề ra

• Bước 2: Nghiên cứu kiến thức nền, đề xuất giải pháp: GV chỉ đóng vai trò

là người gợi mở, hướng dẫn học sinh để học sinh tự tìm tòi những kiến thức liên quan, vận dụng những kiến thức để đề xuất ra những giải pháp nhằm giải quyết vấn

đề một cách hợp lý nhất

• Bước 3: Lựa chọn giải pháp: Sau khi đã thảo luận và đưa ra được những

giải pháp, GV tổ chức cho HS trình bày về giải pháp của mình và thảo luận, góp ý, chỉnh sửa để giải pháp trở nên tốt nhất và phù hợp nhất Sau khi nhận được sự góp ý

và phản hồi, học sinh sẽ cần chỉnh sửa thiết kế trước khi tiến hành thực hiện

• Bước 4: Chế tạo mẫu, thử nghiệm và đánh giá: HS sẽ tiến hành thực

hiện sản phẩm theo bản thiết kế Tuy nhiên, trong quá trình làm việc sẽ có những bất cập xảy ra, giáo viên phải là người hướng dẫn học sinh đánh giá và điều chỉnh thiết kế ban đầu để đảm bảo sản phẩm được khả thi Việc thử nghiệm và đánh giá cũng được thực hiện luôn trong bước này để học sinh có những cơ sở

cải tiến sản phẩm tốt hơn

• Bước 5: Chia sẻ, thảo luận, điều chỉnh: HS sẽ trình bày sản phẩm của mình

dưới nhiều hình thức khác nhau, khuyến khích sự sáng tạo trong việc trình bày để nâng cao kỹ năng giao tiếp cho học sinh Bước này sẽ giúp học sinh khắc sâu những kiến thức trọng tâm, giúp giáo viên kiểm tra được mức độ hiểu biết của học sinh về

vấn đề và giúp sản phẩm của học sinh có thể được phát triển tốt hơn

1.4.2 Quy trình tổ chức dạy học Vật lí theo định hướng giáo dục STEM nhằm phát triển năng lực hợp tác của học sinh

Để phát triển được năng lực hợp tác của HS, ngoài quy trình đủ 5 bước theo dạy học STEM thì trong quá trình dạy học theo định hướng STEM, GV cần tích hợp các bước dạy học phát triển năng lực hợp tác vào dạy học STEM, bao gồm các bước sau:

- Xác định mục tiêu phát triển năng lực hợp tác trong mục tiêu dạy học theo định hướng STEM:

Giáo viên cần xác định mục tiêu học tập cụ thể liên quan đến phát triển năng lực hợp tác của học sinh Mục tiêu này có thể bao gồm khả năng làm việc nhóm, giao tiếp, chia sẻ ý kiến, lắng nghe và hỗ trợ đồng đội

- Thiết kế hoạt động học tập hợp tác:

GV thiết kế các hoạt động học tập đòi hỏi sự hợp tác và gắn kết giữa các học sinh trong quá trình thực hiện các giai đoạn học tập STEM như giai đoạn nghiên cứu kiến thức nền, đề xuất giải pháp; thảo luận để lựa chọn giải pháp; lựa chọn vật liệu và chế tạo mẫu Các hoạt động này có thể làm việc nhóm thông qua thảo luận, thực hiện dự án chung, giải quyết vấn đề cùng nhau, hoặc xây dựng sản phẩm STEM theo yêu cầu

- Phân công vai trò và trách nhiệm:

Trong quá trình dạy học STEM, giáo viên phân công vai trò và trách nhiệm cho từng thành viên trong nhóm, khuyến khích họ chia sẻ công việc và đóng góp ý kiến Điều này giúp học sinh phát triển kỹ năng lắng nghe, tôn trọng ý kiến của người khác và làm việc cùng nhau để đạt được mục tiêu chung Việc theo dõi này GV yêu cầu HS có sổ ghi chép, có thể lưu lại video, hình ảnh các cuộc họp, thảo luận trong quá trình thực hiện các dự án STEM

- Hướng dẫn và hỗ trợ:

GV đóng vai trò hướng dẫn và hỗ trợ trong quá trình học tập thực hiện các dự án STEM GV cung cấp hướng dẫn về nhiệm vụ, phương pháp làm việc, và cung cấp kiến thức cần thiết để giúp HS hoàn thành tốt công việc của mình và tham gia hoàn thành công việc nhóm giao Đồng thời, giáo viên cũng hỗ trợ học sinh trong việc giải quyết vấn đề, tránh sự cạnh tranh không lành mạnh và khuyến khích tinh thần đồng đội

- Đánh giá và phản hồi:

Quá trình đánh giá trong dạy học Vật lí theo định hướng STEM không chỉ tập trung vào đánh giá cá nhân mà còn đánh giá khả năng hợp tác của nhóm Giáo viên đánh giá khả năng hợp tác, sáng tạo, giao tiếp và đóng góp của từng học sinh trong quá trình làm việc nhóm Đồng thời, giáo viên cung cấp phản hồi giữa các HS để giúp các HS đánh giá lẫn nhau, giúp từng HS cải thiện và phát triển năng lực hợp tác của cá nhân

1.5 Thực trạng tổ chức dạy học phát triển năng lực hợp tác và dạy học theo định hướng STEM cho học sinh ở một số trường THPT

1.5.1 Điều tra thực trạng tổ chức dạy học phát triển năng lực hợp tác và dạy học theo định hướng STEM cho học sinh ở một số trường THPT

1.5.1.2 Tiến hành điều tra

- Phát phiếu điều tra các giáo viên dạy Vật lí tại các trường THPT thành phố Vĩnh Yên, tỉnh Vĩnh Phúc

- Phát phiếu điều tra học sinh lớp 10A1, 10A2 trường PTLC Newton Vĩnh Phúc (Phiếu điều tra học sinh ở phụ lục)

1.5.2 Đánh giá kết quả điều tra

 Đối với giáo viên

Kết quả điều tra, khảo sát cho thấy, trong quá trình dạy học môn Vật lí 10, phần lớn giáo viên đều sử dụng phương pháp thông báo, diễn giai các kiến thức để truyền tải nội dung bài học đến HS (92%) Cùng với đó, GV ít dùng thí nghiệm biểu diễn khi giảng dạy trên lớp (74%) do thiếu cơ sở vật chất và chỉ 22% GV thường xuyên hướng dẫn HS tự làm thí nghiệm tại nhà Như vậy, cách truyền thụ tri thức

cho HS vẫn còn một chiều, thụ động và chưa phát huy được tính tích cực ở người học, chưa biến được quá trình học thành tự học

Đối với dạy học theo định hướng STEM, phần lớn giáo viên đều ít khi (72%) sử dụng hình thức này để tổ chức dạy học, phần lớn là do chưa có nhiều tài liệu, ý tưởng phù hợp để tham khảo (86%) và cơ sở vật chất chưa đáp ứng (90%) Tuy nhiên, có đến 88% GV không hướng dẫn HS sử dụng những vật dụng đơn giản, rẻ tiền để làm thí nghiệm, chế tạo sản phẩm cho dạy học theo định hướng STEM Như vậy, GV tuy đã được tập huấn nhiều về dạy học theo định hướng STEM nhưng phần nào chưa hiểu hết về giáo dục STEM và vẫn hiểu dạy học STEM là buộc phải có sản phẩm và cần những dụng cụ thí nghiệm tiên tiến mới có thể tiến hành được Ngoài ra, số liệu cũng cho thấy GV bị thiếu tài liệu tham khảo về các chủ đề dạy học STEM phù hợp với môn Vật lí 10 Các sách gợi ý chủ để hiện nay hầu hết mới chỉ dùng ở lớp mẫu giáo, tiểu học, THCS mà thôi

Đối với dạy học phát triển năng lực hợp tác, phần lớn giáo viên đánh giá NLHT của học sinh mình ở mức bình thường (56%) và chưa tốt (36%) Khi dạy học, các giáo viên thường xuyên tập trung nhiều vào phát triển năng lực thành phần “Tham gia hoạt động hợp tác nhóm” Các năng lực thành phần như “Xác định nhóm theo yêu cầu nhiệm vụ”, “Xác định mục đích, nội dung, kế hoạch làm việc nhóm” còn ít được thực hiện phát triển Theo phòng vấn, GV thường phân chia nhóm luôn cho HS mà ít để HS tự chủ động phân chia nhóm theo yêu cầu Cũng giống như vậy với 2 thành phần còn lại Về nguyên nhân dẫn đến NLHT của HS còn chưa tốt, nhiều GV cho rằng do thói quen ỷ lại, lười hoạt động của HS và do các yếu tố bên ngoài tác động Tuy nhiên cũng có 36% GV cho rằng do mình chưa vận dụng tốt các phương pháp dạy học tích cực

Qua dự giờ một số tiết dạy của GV trường PTLC Newton về đổi mới PPDH, cụ thể là dạy học theo tiêu chuẩn Cognia, tôi nhận thấy với các tiết học theo kiểu dạy học hiện đại, các HS đều rất hào hứng, vui vẻ và chủ động tiếp nhận kiến thức Đặc biệt khi được làm các hoạt động chế tạo sản phẩm STEM, HS rất thích thú, hoạt động nhóm cũng diễn ra sôi nổi dưới sự hướng dẫn của GV HS có cơ hội học, giao tiếp, thảo luận cùng các bạn và trực tiếp tham gia quá trình kiểm tra – đánh giá

 Đối với học sinh

Qua điều tra, phần lớn HS hoạt động trên lớp thông qua hình thức thông báo, diễn giải kiến thức của GV Khi bài học có thí nghiệm, HS cảm thấy rất hứng thú với bài học Các HS ít được hướng dẫn sử dụng các vật dụng đơn giản, rẻ tiền để làm thí nghiệm cũng như chế tạo các sản phẩm STEM (22%) Theo các em HS, việc GV của mình khó khăn khi tổ chức dạy học STEM là do tốn thời gian tổ chức cũng như chưa có nhiều tài liệu Do Dạy học theo định hướng STEM mới được đưa vào Việt Nam vài năm gần đây nên HS lớp 10 chưa được làm quen nhiều với GV định hướng STEM

Đối với NLHT, theo HS, phần lớn các em đánh giá NLHT của mình ở mức bình thường (46%) hoặc chưa tốt (29%) Trong các bài dạy, các em nhận thấy GV thường tập trung phát triển NLHT cho các em ở năng lực thành phần “Tham gia hoạt động nhóm” Các em cũng tự nhận ra NLHT của mình chưa tốt, cụ thể là khi làm việc nhóm còn nhiều khi chưa sôi nổi một phần do thói quen ỷ lại, một phần do còn ngại ngùng vì kiến thức nền tảng chưa tốt, sợ sai Phần lớn các em cho rằng nếu học tập theo định hướng STEM thì NLHT của mình sẽ phát triển rất tốt do thường xuyên được cọ xát, giao tiếp và làm việc nhóm

1.5.3 Nhận xét

Từ kết quả điều tra, phỏng vấn HS và GV, tôi rút ra một vài nhận xét như sau: - HS còn chưa tự tiếp thu kiến thức, ngại giao tiếp và học hỏi lẫn nhau Ta có thể chỉ ra một vài nguyên nhân như:

+ Có một số sinh viên sở hữu khả năng làm việc hiệu quả nhưng lại thiếu tự tin để làm việc đó Họ có thể cảm thấy ngại ngùng và e ngại khi làm việc cùng với những người khác, điều này có thể dẫn đến việc họ miễn cưỡng tham gia vào các buổi học nhóm Người ta quan sát thấy rằng khi được giao bài tập theo nhóm, phần lớn sinh viên có động lực để hoàn thành nhiệm vụ của mình một cách xuất sắc Một số học sinh có thể còn những khiếm khuyết nhất định trong học tập từ những năm trước làm hạn chế khả năng độc lập tìm hiểu, khám phá của các em Do đó, những hạn chế này trở nên rõ ràng khi cộng tác trong môi trường nhóm và bạn có thể thấy rằng một số bất cập này là không thể chấp nhận được Để nuôi dưỡng thái độ tích cực đối với các thí nghiệm hợp tác ở học sinh, giáo viên phải làm gương bằng cách

là người đầu tiên thay đổi suy nghĩ của chính họ và biến sự thay đổi đó thành hành động Học cách làm việc hợp tác là điều cần thiết đối với học sinh vì nó giúp các em phát triển năng lực cơ bản cần thiết cho cuộc sống tương lai của các em Có những tình huống phát sinh khi làm việc một mình có thể không đủ và cần phải cộng tác với những người khác để giải quyết vấn đề Trong những tình huống này, dạy học hợp tác cho phép giáo viên hướng dẫn học sinh cách làm việc hiệu quả theo nhóm

+ GV có thể sử dụng hình thức dạy học theo định hướng STEM để giúp HS phát triển hơn về NLHT

Kết luận chương 1

Chương này thảo luận tại sao và làm thế nào thí nghiệm dạy vật lý Nó xem xét những khó khăn gặp phải trong quá trình hoàn thành luận án, bao gồm cả việc tìm giải pháp cho những vấn đề này:

- Về NL HT của HS: Tôi đã xây dựng được hệ thống các thành tố, các chỉ số hành vi và các mức độ biểu hiện của từng chỉ số hành vi của NL HT

- Về DH theo định hướng STEM: Tôi đã tổng hợp cơ sở lí luận và các bước tiến hành dạy học theo định hướng STEM

- Tiến hành điều tra thực trạng của việc DHHT TN, DH theo định hướng STEM bước đầu xác định được những khó khăn, thuận lợi cũng như sự cần thiết của DHHT TN

Qua phân tích ở trên cho thấy việc sử dụng phương pháp DHHT TN, dạy học theo định hướng STEM nhằm phát triển NLHT cho HS THPT trong dạy học Vật lí là hoàn toàn hợp lí, phù hợp với các cơ sở lí luận cũng như cơ sở thực tiễn

Chương 2 XÂY DỰNG TIẾN TRÌNH DẠY HỌC PHẦN ‘‘BIẾN DẠNG CỦA VẬT RẮN’’ VẬT LÍ 10 CHƯƠNG TRÌNH THPT 2018

THEO ĐỊNH HƯỚNG STEM

2.1 Phân tích đặc điểm chương Biến dạng của vật rắn

2.1.1 Vị trí, vai trò

Chương ‘‘Biến dạng của vật rắn’’ là chương cuối cùng trong chương trình Vật lí 10 GDPT 2018 Trước đó, HS đã được tìm hiểu một số vấn đề của Cơ học khác bao gồm: Động học, động lực học, năng lượng, động lượng và chuyển động tròn Như vậy, đến chương ‘‘Biến dạng của vật rắn", HS đã gần như hoàn thiện kiến thức của chương trình Vật lí 10 và sử dụng chương này để có liên hệ thực tế về vật rắn bị biến dạng và sử dụng được các phương trình thủy tĩnh cho một số ứng dụng trong cuộc sống Như vậy, có thể nói chương ‘‘Biến dạng của vật rắn’’ rất quan trọng để HS hiểu rõ hơn thực tế

Đặc biệt, ở chương này, các bài học đều dễ dàng gắn liền với các dự án thực và làm việc theo nhóm Qua đó, HS sẽ có thêm các kĩ năng thực tế, phát triển các năng lực đặc biệt là năng lực thực nghiệm và năng lực hợp tác trong hoạt động nhóm

2.1.2 Thời lượng học, cấu trúc chương

Theo SGK Vật lí 10 bộ Kết nối tri thức với cuộc sống, chương ‘‘Biến dạng của vật rắn’’ có hai bài Trong giảng dạy thực tế ở trường, GV dạy chương ‘‘Biến dạng của vật rắn’’ trong 5 tiết với 2 tiết lí thuyết và 3 tiết làm dự án ‘‘Xây dựng mô hình ‘‘Xe thang nâng cứu hỏa’’’’ Dựa vào chương trình GDPT 2018 và thực tế giảng dạy, cấu trúc chương được xây dựng như sau:

2.1.3 Mục tiêu cơ bản của chương Biến dạng của vật rắn

Dựa theo CT GDPT 2018, ta có mục tiêu cơ bản của chương như sau:

- Thành lập và áp dụng phương trình Δp = ρgΔh trong một số trường hợp đơn giản; mô hình đồ thị của giải pháp thiết kế

* Mục tiêu về năng lực:

a Năng lực chung

- Năng lực tự chủ và tự học: Tích cực thực hiện các nhiệm vụ cá nhân cũng

như các nhiệm vụ đặt ra cho các nhóm

- Năng lực giao tiếp và hợp tác: Biết sử dụng ngôn ngữ kết hợp với nhiều

phương tiện phi ngôn ngữ để trình bày thông tin, ý tưởng và thảo luận, tranh luận để giải quyết các vấn đề đặt ra trong khóa học

b Năng lực chuyên biệt

+ Tính được độ biến dạng căng và nén + Nêu các tính chất của lò xo: giới hạn đàn hồi, độ dãn dài, độ cứng + Phát biểu rằng khối lượng riêng của một chất là khối lượng của chất đó trên một đơn vị thể tích

- Tìm hiểu về thế giới tự nhiên từ góc độ vật lý: + Tính được biến dạng căng và nén

+ Thành lập và áp dụng phương trình Δp = ρgΔh trong một số trường hợp đơn giản; mô hình đồ thị của giải pháp thiết kế

* Mục tiêu về phẩm chất

- Chăm chỉ: Tích cực tìm tòi, học hỏi sáng tạo, có ý thức vượt qua khó, đạt

kết quả tốt trong học tập

2.1.4 Đặc điểm nội dung và phương pháp dạy học chương “Biến đổi vật rắn”

Là chương cuối cùng trong chương trình Vật lí 10 GDPT 2018, nội dung của chương này là đi nghiên cứu các dạng biến đổi của vật rắn, từ đó liên hệ với lực đàn hồi và tổng kết bằng định luật Hooke Cùng với đó, khối lượng riêng và áp suất chất lỏng cũng được nhắc đến để đưa ra mối quan hệ giữa áp lực và áp suất và công thức tính áp suất chất lỏng

Kiến thức phần này đã được nhắc đến lần đầu tiên ở chương trình môn Khoa học tự nhiên 6 qua phần Biến dạng của lò xo Ở đó học sinh đã được tìm hiểu qua mối quan hệ giữa lực đàn hồi và sự biến dạng của vật đàn hồi Bên cạnh đó, kiến thức về Khối lượng riêng và áp suất chất lỏng cũng đã được tìm hiểu từ trước qua chương trình Khoa học tự nhiên lớp 8 qua phần Khối lượng riêng và áp suất Kế thừa điều này, chương trình Vật lí 10 GDPT 2018 gộp hai nội dung này với sự liên kết là đặc điểm riêng của chất rắn và chất lỏng

HS được nghiên cứu về vật rắn trước, nghiên cứu sự biến dạng của vật rắn Sau đó, HS được chuyển sang chất lỏng với áp suất chất lỏng Khi đó, rất phù hợp để xây dựng chủ đề STEM ứng dụng vào thực tế

2.2 Xây dựng và cải tiến chủ đề STEM ‘‘Xe thang nâng cứu hỏa’’ để phát triển năng lực hợp tác

2.2.1 Quy trình thiết kế bài DHTN HT chương "Biến dạng của vật rắn”

- Xác định nội dung kiến thức trọng tâm cần dạy

Dựa vào yêu cầu về kiến thức của CT GDPT 2018, GV lựa chọn nội dung kiến thức để xây dựng chủ đề Tuy nhiên, trong quá trình học, nếu yêu cầu cần đạt quá khó, năng lực của học sinh không thể tiếp nhận được hoặc các thiết bị thí nghiệm thiếu thố, không đủ dùng thì cần phải tìm cách để thay đổi mục tiêu bài học, các nội dung khó sẽ được dạy bằng phương pháp khác

Điều quan trọng là các nhà giáo dục phải kiểm tra tỉ mỉ chương trình sách giáo khoa, bên cạnh các tài liệu bổ sung, để hiểu toàn diện về nội dung được trình bày trong mỗi bài học Trên cơ sở những kiến thức này, phải điều chỉnh cho phù hợp với điều kiện dạy học thực tế, đồng thời đảm bảo tài liệu phù hợp, lôi cuốn học sinh Cách tiếp cận này ngăn chặn việc tích lũy thông tin dư thừa có thể gây gánh nặng cho học sinh và khiến các lớp học trở nên quá khó khăn

Lựa chọn kiến thức phù hợp có vai trò quyết định trong việc tổ chức hoạt động giáo dục ngoài giờ lên lớp cho học sinh

Trong bất kỳ bài học nào, có rất nhiều nội dung cần được đề cập và kiến thức cần được truyền đạt Tuy nhiên, không phải phần kiến thức nào cũng có lợi cho việc tự học và do đó, người hướng dẫn phải đánh giá và chỉ ra hiệu quả của phương pháp này đối với từng chủ đề Sau đó, giáo viên có thể nhận ra nội dung nào phù hợp nhất cho việc giảng dạy hợp tác

- Lựa chọn mô hình DH nhóm

Khi kiến thức cần dạy đã được thiết lập, bước tiếp theo là xác định mục tiêu dạy học, bao gồm việc tổ chức nội dung dựa trên PPDH nhóm Những mục tiêu này phục vụ như một hướng dẫn cho tất cả các hoạt động giáo dục và đảm bảo rằng chúng đang di chuyển theo hướng thích hợp

- Thiết kế các phương án DH có sử dụng mô hình DH nhóm đã lựa chọn nhằm phát triển năng lực HT của HS

Đây là khâu quan trọng có tính quyết định đối với sự thành công của quá

trình DH Thiết kế các phương án DH bao gồm các công việc như xác định hình thức tổ chức DH, PP DH chủ đạo, chuẩn bị các phương tiện cần thiết cho việc DH và quan trọng nhất là kế hoạch tổ chức các hoạt động DH Khâu này GV phải đầu tư thời gian tìm hiểu để đề ra phương án tổ chức các hoạt động một cách tự nhiên,lôi cuốn,thu hút HS tham gia vào hoạt động học tập Làm thế nào để sau mỗi buổi học, cái mà HS thu được không chỉ là những kiến thức khoa học có sẵn mà còn nhiều kiến thức bổ ích về thế giới xung quanh, làm cho HS yêu thích môn học hơn, đam mê khám phá hơn và đặc biệt là sự phát triển năng lực của HS

- Lập kế hoạch kiểm tra, đánh giá năng lực hợp tác của học sinh

GV và HS sẽ tham gia quá trình đánh giá và tự đánh giá Khi đánh giá, cần có các tiêu chí cụ thể, tránh việc cho điểm dựa vào cảm tính, dẫn đến tính chủ quan trong khoa học

2.2.2 Thiết kế tiến trình dạy học theo định hướng STEM để phát triển năng lực hợp tác Chủ đề STEM “Xây dựng mô hình “Xe thang nâng cứu hỏa””

Thời gian: 3 tiết - Vật Lí lớp 10

2.2.2.1 Các thành tố STEM với các nội dung hoạt động

Theo định hướng STEM, các hoạt động bao gồm

Các yếu tố S T E M Phần có trong chủ đề

S Nghiên cứu nội dung vật lí trong bài 33, 34, ôn lại kiến

thức về momen lực trong các bài 21 T

Sử dụng kiến thức môn Công nghệ 8 để vẽ kĩ thuật các bộ phận của máy quay li tâm; tìm kiếm trên Internet các kiến thức cần thiết về lực hướng tâm, máy quay li tâm…

E

Các kiến thức kĩ thuật đã học trong môn Công nghệ 8 về sử dụng công cụ gia công vật liệu để chế tạo các chi tiết; thiết kế và thực hiện lắp ráp các bộ phận liên kết và truyền chuyển động trong máy quay li tâm Thực hiện các thử nghiệm máy quay

M Vận dụng khả năng sử dụng các công thức toán để thực

hiện các tính toán sao cho phù hợp với thông số kĩ thuật

2.2.2.2 Mô tả chủ đề

Hiện nay, để tiết kiệm diện tích, người ta thường có xu hướng xây nhà cao tầng Tuy nhiên, khi xảy ra hỏa hoạn, rất khó để lính cứu hỏa có thể cứu người Trong trường hợp này, lính cứu hỏa sẽ phải đi từ tầng 1 lên các tầng có người để cứu hộ, vừa nguy hiểm vừa tốn nhiều thời gian Bởi vậy người ta mới nghĩ cách để cứu hộ từ bên ngoài như dùng trực thăng Tuy nhiên sử dụng trực thăng, tính linh động không cao, không phù hợp với cơ sở vật chất ở Việt Nam

Do đó, người ta nghĩ đến giải pháp đưa lính cứu hỏa từ bên ngoài vào ngay các tầng có người để giải cứu

Vậy hãy thiết kế và chế tạo một mô hình thiết bị có thể đưa người lên cao, giúp lính cứu hỏa cứu người trong các tòa nhà cao tầng

- Môn học phụ trách chính: Vật lí (SGK bộ Kết nối tri thức và cuộc sống)

Bài 21 Momen lực Cân bằng của vật rắn Bài 33 Biến dạng của vật rắn

Bài 34 Khối lượng riêng Áp suất chất lỏng

- Năng lực tự chủ và tự học: Tích cực thực hiện các nhiệm vụ cá nhân cũng

như các nhiệm vụ đặt ra cho các nhóm

- Năng lực giao tiếp và hợp tác: Biết sử dụng ngôn ngữ kết hợp với loại

phương tiện phi ngôn ngữ đa dạng để trình bày thông tin, ý tưởng và thảo luận, lập luận để giải quyết các vấn đề được đặt ra trong bài học

Phẩm chất

- Trách nhiệm: Ý thức phòng cháy chữa cháy - Chăm chỉ: nhận thấy việc vận dụng kiến thức môn học vào việc giải quyết

các vấn đề thực tiễn

 Về định hướng phát triển năng lực - Các năng lực về giao tiếp và giải quyết tình huống - Năng lực sáng tạo

 Yêu cầu - Ở mỗi giai đoạn, người học nên nhìn nhận trải nghiệm của mình qua nhiều lăng kính

+ Thông tin cơ bản về thiết kế là cần thiết trước khi tạo ra những ý tưởng mới + Tìm ra những gì bạn cần tạo để đạt được mục tiêu của mình

- Giải quyết các vấn đề giáo dục đòi hỏi sự hiểu biết, hợp tác và làm việc theo nhóm từ học sinh

2.2.2.4 Thiết bị

- Máy tính, máy chiếu - Phim tư liệu về quá trình cứu hỏa

2.2.2.5 Tiến trình dạy học

Hoạt động 1 XÁC ĐỊNH NHIỆM VỤ CHẾ TẠO XE THANG NÂNG CỨU

HỎA BẰNG VẬT LIỆU ĐƠN GIẢN A Mục tiêu

- Phát triển năng lực hợp tác với các thành tố + Thành lập nhóm hợp tác

- GV thống nhất với HS về các tiêu chí đánh giá bản thiết kế, đánh giá sản

phẩm thiết kế hệ thống Xe thang nâng cứu hỏa cũng như kế hoạch triển khai dự án

C Dự kiến sản phẩm Dự kiến học sinh sẽ làm

Kết thúc hoạt động, học sinh cần đạt những sản phẩm sau: - Một bản ghi chép xác định nhiệm vụ phải làm của từng nhóm: Thiết kế hệ thống Xe thang nâng cứu hỏa

- Bảng tiêu chí đánh giá bản thiết kế sản phẩm và bảng tiêu chí đánh giá sản phẩm hệ thống Xe thang nâng cứu hỏa

- Kế hoạch thực hiện dự án với các mốc thời gian và nhiệm vụ rõ ràng

D Phương thức tổ chức hoạt động

Bước 1 Đặt vấn đề và chuyển giao nhiệm vụ

Các bước của giáo viên Dự kiến học sinh sẽ làm

- Chiếu video - Xem video về quá trình lính cứu hỏa

giải cứu người trong đám cháy ở tòa nhà cao tầng

- Yêu cầu học sinh thảo luận và trả lời câu hỏi: Lính cứu hỏa có những cách nào để cứu người trong đám cháy ở nhà cao tầng?

- Lính cứu hỏa chạy bộ từ tầng 1 lên tầng có người mắc kẹt

- Lính cứu hỏa được thả từ máy bay trực thăng vào các tầng có người mắc kẹt - Lính cứu hỏa được đưa lên cao từ mặt đất đến đúng tầng có người mắc kẹt bằng hệ thống nâng

- Nêu cách phù hợp nhất với điều kiện nước ta

- Học sinh so sánh ưu nhược điểm 3 giải pháp với điều kiện Việt Nam và lựa chọn giải pháp thứ 3 là phù hợp nhất  Yêu cầu: Thiết kế một hệ thống đưa người từ dưới lên cao gọi là Xe thang nâng cứu hỏa

Bước 2 Thiết kế cấu tạo chung của mô hình Xe thang nâng cứu hỏa

Các bước của giáo viên Dự kiến học sinh sẽ làm

- Giáo viên cho HS xem video và tranh - Học sinh quan sát video

Các bước của giáo viên Dự kiến học sinh sẽ làm

ảnh xe cứu hỏa - Kết hợp cùng mục đích ban đầu, đặt ra câu hỏi: Hệ thống Thang xe nâng cứu hỏa gồm mấy bộ phận chính, đó là những bộ phận nào

Cần 3 bộ phận chính: - Bộ phận thân xe - Bộ phận thang nâng - Bộ phận kết nối giữa thang nâng và nhà cao tầng

Bước 3 Giao nhiệm vụ cho học sinh và xây dựng tiêu chí đánh giá sản phẩm

- HS tự chia thành các nhóm từ 6–8 học sinh (Dành thời gian cho các nhóm bầu nhóm trưởng, thư kí)

- Yêu cầu nhóm xây dựng nhiệm vụ của nhóm, nhiệm vụ của từng thành viên trong nhóm và tiêu chí đánh giá sản phẩm

- Sản phẩm Xe thang nâng cứu hỏa sẽ được chấm theo các tiêu chí sau - Sản phẩm cần đáp ứng các tiêu chí đánh giá cụ thể sau:

Phiếu đánh giá số 1: Đánh giá sản phẩm Xe thang nâng cứu hỏa

Thành tố Chỉ số Mức 1 Mức 2 Mức 3

Bộ phận thân xe

Xe có thể di chuyển và giữ thăng bằng

Xe không thể di chuyển, chỉ được sử dụng để đặt 2 bộ phận kia lên

Xe có thể di chuyển nhưng tính cân bằng không cao

Xe di chuyển tự do và cân bằng tốt Bộ phận

thang nâng

Có thể đưa vật nặng từ thấp lên cao

Có thể tăng lên một chiều cao ngắn

Có thể đưa lên cao nhưng thang nâng không chắc chắn, không thể đưa lên độ cao tối đa của nó

Có thể đưa lên cao, thang có thể đưa người lên độ cao tối đa của nó Chiều cao thang để Độ cao của Có thể điều Kiểm soát