Một mô hình dạy học STEM nhấn mạnh toán học – trường hợp chu kì tuần hoàn của hàm số lượng giác

Bài viết trình bày một mô hình dạy học STEM theo hướng nhấn mạnh Toán học và kết quả thực nghiệm một hoạt động STEM sử dụng mô hình này gắn với một tri thức ở bậc trung học là chu kì tuần hoàn của hàm số lượng giác.

TẠP CHÍ KHOA HỌC TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP HỒ CHÍ MINH HO CHI MINH CITY UNIVERSITY OF EDUCATION JOURNAL OF SCIENCE Tập 16, Số 11 (2019): 864-876  ISSN: 1859-3100  Vol 16, No 11 (2019): 864-876  Website: http://journal.hcmue.edu.vn Bài báo nghiên cứu* MỘT MƠ HÌNH DẠY HỌC STEM NHẤN MẠNH TỐN HỌC – TRƯỜNG HỢP CHU KÌ TUẦN HỒN CỦA HÀM SỐ LƯỢNG GIÁC Lê Thị Hoài Châu1*, Lê Thị Bảo Linh2 Trường Đại học Văn Hiến Trường THCS Hồng Văn Thụ, Thành phố Hồ Chí Minh * Tác giả liên hệ: Lê Thị Hoài Châu – Email: chaulth@vhu.edu.vn Ngày nhận bài: 11-10-2019; ngày nhận sửa: 23-10-2019; ngày duyệt đăng: 14-11-2019 TÓM TẮT Tuy xu hướng giáo dục STEM phát triển sôi Việt Nam, đa số hoạt động STEM huy động tri thức Tốn mức độ tính tốn đơn giản, nói cách khác dạy học tri thức Tốn khơng phải mục tiêu hoạt động Bài báo trình bày mơ hình dạy học STEM theo hướng nhấn mạnh Toán học kết thực nghiệm hoạt động STEM sử dụng mơ hình gắn với tri thức bậc trung học chu kì tuần hồn hàm số lượng giác Từ khóa: STEM; chu kì tuần hồn; hàm số lượng giác Giáo dục STEM – Một hướng để phát triển quan điểm tích hợp dạy học STEM thuật ngữ viết tắt bốn từ Khoa học – Science (S), Công nghệ –Technology (T), Kĩ thuật – Engineering (E) Toán học – Mathematics (M) Dưới ý kiến mà Dugger (2010) số tác giả đưa để giải thích lĩnh vực giáo dục STEM  Science (Khoa học) lĩnh vực nghiên cứu đối tượng giới tự nhiên, gồm mơn học Sinh học, Hóa học, Vật lí, Địa chất…  Technology (Công nghệ) cải tiến vận dụng tài nguyên tự nhiên vào việc tạo vận hành công cụ công nghệ để phục vụ nhu cầu người  Engineering (Kĩ thuật) trình thiết kế tạo sản phẩm để phục vụ cho đời sống thực tế với ràng buộc tiền của, thời gian, vật liệu, độ bền Kĩ thuật sử dụng tri thức khoa học, toán học công cụ công nghệ để làm sản phẩm  Mathematics (Toán học) khoa học nghiên cứu hình dạng khơng gian, quy luật mối quan hệ biến thiên, phụ thuộc Về lí luận, STEM định hướng dạy học (DH) hồn tồn Thực ra, hình thức DH tích hợp, liên mơn, quan tâm từ trước Việt Nam Cụ thể, theo nhiều nhà nghiên cứu, giáo dục STEM hiểu theo nghĩa xu hướng DH tích hợp lĩnh vực Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật Tốn học (Sanders, 2009) Cái nằm chỗ: việc sử dụng tri thức khoa học, toán học Cite this article as: Le Thi Hoai Chau, & Le Thi Bao Linh (2019) A model of STEM activities emphasizing Mathematics – The case of trigonometric functions’ period Ho Chi Minh City University of Education Journal of Science, 16(11), 864-876 864 Tạp chí Khoa học Trường ĐHSP TPHCM Lê Thị Hoài Châu tgk công cụ công nghệ phải cho phép tạo sản phẩm hay mơ hình sản phẩm phục vụ cho đời sống thực tế (với số ràng buộc đó) DH tích hợp đem lại nhiều lợi ích cho học sinh (HS): ghép kiến thức kĩ có liên quan mơn học để phục vụ cho giới thống không bị cắt thành lĩnh vực riêng rào cản môn học, làm cho việc học gần gũi với sống em Tuy nhiên, thực tế cấp, lớp cao Việt Nam, quan điểm DH tích hợp lại phát triển Phần lớn nội dung tích hợp tập trung nội mơn học, tích hợp theo hình thức đa mơn, liên mơn hay xun mơn chưa có nhiều giải pháp thực Do đó, hoạt động STEM kì vọng trở thành hướng để phát triển quan điểm tích hợp DH Việt Nam Năm mơ hình dạy học STEM Hobbs et al (2018), đề cập năm mơ hình dạy học STEM dựa mức độ tích hợp mơn học mức độ cộng tác GV phụ trách môn Khoa học, Cơng nghệ, Kĩ thuật, Tốn Hình Năm mơ hình dạy học STEM (Hobbs et al., 2018) 2.1 Mơ hình thứ nhất: GV mơn dạy mơn học riêng rẽ Mơ hình thứ (S-T-E-M) tương tự cách DH riêng lẻ môn học áp dụng thời gian dài Việt Nam Trong mơ hình chủ đề dạy độc lập, chí khơng có tích hợp, liên môn Các nhà nghiên cứu DH với mơ hình tồn nhiều hạn chế: HS không hiểu mối liên hệ tự nhiên môn học (S, T, E, M) giới thực khơng biết cách áp dụng vào tình thực tế cần đến phối hợp chúng Về lâu dài, gây tượng cân giới tính lực lượng lao động thuộc bốn lĩnh vực S, T, E, M, nữ giới thường không cảm thấy thu hút dạy môn học kĩ thuật mơ hình (Roberts, & Cantu, 2012) 865 Tạp chí Khoa học Trường ĐHSP TPHCM Tập 16, Số 11 (2019): 864-876 2.2 Mơ hình thứ hai: Một GV dạy môn học nhấn mạnh vào hai mơn Trong mơ hình thứ hai (còn gọi mơ hình nhúng), giáo viên (GV) chọn tri thức cần dạy từ chương trình hai mơn mà muốn nhấn mạnh, sau “nhúng” vào bối cảnh mơn lại STEM Nói cách khác, mơ hình hoạt động STEM đóng vai trò cách để vận dụng, củng cố cho tri thức xác định (thuộc hai môn chọn trước) mà HS học chương trình Mơ hình nhúng đứng đầu mức độ phổ biến Mĩ với hai dạng thường gặp SteM sTEm (Dugger, 2010) Trong cách kí hiệu dạng mơ hình nhúng, chữ viết in mơn nhấn mạnh Chẳng hạn, dạng SteM trường hợp GV muốn nhấn mạnh kiến thức xác định S M 2.3 Mơ hình thứ ba: Tích hợp môn vào ba môn GV môn dạy riêng rẽ Một dạng thường thấy mơ hình tích hợp Kĩ thuật vào DH Khoa học, Cơng nghệ Tốn, nhiên mối liên hệ Khoa học, Cơng nghệ Tốn lúc khơng xem xét cách tường minh Chẳng hạn, GV Vật lí cần dạy dãn nở khơng khí nhiệt, hoạt động STEM đưa chế tạo theo mẫu cho trước chong chóng kim loại, sau đặt nến vị trí khác gần cánh chong chóng cho chong chóng quay Khi đó, HS làm việc theo nhóm, sử dụng quy trình kĩ thuật để làm sản phẩm, quan sát tượng, can thiệp yếu tố Công nghệ Tốn đưa bàn bạc hoạt động 2.4 Mơ hình thứ tư: Một GV dạy tích hợp mơn học để giải vấn đề thực tế Dạng thứ mô hình GV mơn bốn môn S, T, E, M tổ chức hoạt động STEM Chẳng hạn, có nội dung giao thoa Cơng nghệ, Kĩ thuật Tốn tồn chương trình Khoa học, GV Khoa học tích hợp T, E, M vào S thơng qua tình xử lí vấn đề thực tế Dạng thứ hai mơ hình STEM tách thành mơn học riêng biệt có GV mơn riêng Hiện mơ hình trường cơng Úc thực đưa môn tự chọn STEM HS tập trung vào việc thiết kế giải pháp kĩ thuật số cho vấn đề thực tế 2.5 Mơ hình thứ năm: Chia chương trình STEM vào mơn riêng rẽ Trong mơ hình này, GV Khoa học, Cơng nghệ, Kĩ thuật Toán họp với để xây dựng hoạt động STEM mơn đóng góp phần vào việc giúp HS tạo sản phẩm STEM Sau đó, HS dạy tri thức, kĩ liên quan môn học cuối kết hợp chúng lại để tạo nên sản phẩm STEM Giữa mơ hình nói trên, chúng tơi chọn mơ hình thứ hai (mơ hình nhúng), với mục đích làm bật vai trò kiến thức Tốn học xác định hoạt động STEM thiết kế Lựa chọn phù hợp với quan điểm nhiều nhà nghiên cứu giáo dục STEM 866 Tạp chí Khoa học Trường ĐHSP TPHCM Lê Thị Hoài Châu tgk Toán học nên xem yếu tố định bắt buộc để hiểu biết thành tố lại STEM Theo Silk cộng (2010, trang 27), cách để làm điều tập trung vào dạy học tri thức Toán xác định trước lấy tri thức thuộc thành tố lại làm bối cảnh cho hoạt động (Fitzallen, N., 2015) Trong bối cảnh giáo dục STEM tiếp cận Việt Nam, mơ hình giảm nhẹ khó khăn mặt tổ chức hoạt động STEM khơng u cầu kết hợp GV nhiều môn khác Quy trình thiết kế hoạt động STEM Ở đây, chúng tơi đề xuất quy trình thiết kế hoạt động giáo dục STEM với tư cách vận dụng có cải tiến hai quy trình khác, đề nghị Nguyen Thi Nga cộng (2018), Billiar et al (2014) đưa Bước Xác định mơ hình DH STEM mức độ tích hợp Tùy thuộc mục tiêu DH mà GV xác định mức độ tích hợp mơn học, tức xác định xem tình STEM cần xoay quanh chủ đề thực tế hay vấn đề thực tế có sử dụng hình thức DH dự án hay khơng Đồng thời, dựa mục tiêu DH mà GV lựa chọn sử dụng mơ hình mơ hình DH STEM, từ xác định mức độ cộng tác GV phân bổ vai trò lĩnh vực S, T, E, M Bước Xây dựng ý tưởng ban đầu Ở cụ thể hóa cách khởi phát ý tưởng ban đầu Nguyen Thi Nga et al (2018) đề xuất  Xuất phát từ tình STEM sẵn có tài liệu nước quốc tế Để cải biên tình gốc cho phù hợp với chương trình học Việt Nam, viện đến công cụ Didactic Tốn Ý tưởng khai thác cơng cụ Lí thuyết didactic để “dịch chuyển” tình giáo dục STEM hệ thống dạy học khác nói đến Luận văn Thạc sĩ Duong Anh Khoa (2018) Cụ thể, Thuyết Nhân học giúp phân tích tổ chức tri thức xuất tình gốc, sau đó, phân tích quan hệ thể chế DH với đối tượng tri thức nhắm đến cho biết chênh lệch tình gốc chương trình học Việt Nam, chẳng hạn kiểu nhiệm vụ HS Việt Nam chưa tiếp xúc, kĩ thuật HS Việt Nam trang bị cho phép giải tình STEM gốc Từ đó, phạm vi Lí thuyết tình huống, ta điều chỉnh biến DH để cải biên tình STEM gốc cho tổ chức tri thức xuất tình phù hợp với chương trình Việt Nam  Xuất phát từ tri thức cần dạy Theo cách này, GV cần tìm hiểu ứng dụng thực tế tri thức, mối quan hệ liên mơn sẵn có Khoa học, Tốn Cơng nghệ xoay quanh tri thức để xác định kiểu nhiệm vụ ứng viên đưa vào tình STEM Bước gắn ứng viên kiểu nhiệm vụ vào bối cảnh sản xuất sản phẩm kĩ thuật thuộc ứng dụng thực tế tri thức Ở nhiều cần có tìm hiểu tri thức 867 Tạp chí Khoa học Trường ĐHSP TPHCM Tập 16, Số 11 (2019): 864-876 luận đối tượng tri thức Việc tìm hiểu thực phân tích lịch sử, cách nghiên cứu vai trò cơng cụ tri thức bàn đến lĩnh vực tốn học  Xuất phát từ thơng tin giai thoại đời, nghiệp nhà khoa học từ chọn ứng dụng tổ chức thành hoạt động giáo dục STEM Bước Xây dựng hệ thống nhiệm vụ GV gắn ý tưởng sản phẩm STEM với tình gợi vấn đề, sau lập danh sách yêu cầu, câu hỏi cho HS Lí thuyết tình với khái niệm biến didactic cung cấp lựa chọn để xây dựng hệ thống nhiệm vụ thỏa mãn mục tiêu tình STEM, đồng thời dự kiến chiến lược có HS Quy trình EDP dùng để triển khai hoạt động STEM Để triển khai hoạt động STEM thiết kế, nhà nghiên cứu đề xuất quy trình khác Trong báo vận dụng quy trình EDP (Engineering Design Process) với pha, theo trình thiết kế sản phẩm kĩ thuật kĩ sư (tham khảo Morgan, J R., Moon, A M., & Barroso, L R., 2013)  Pha 1: Xác định vấn đề ràng buộc (Identify Problem and Constraints) Ở pha này, GV giới thiệu giao nhiệm vụ cho HS tình gợi vấn đề HS xác định mục tiêu thiết kế tất ràng buộc phù hợp với tình tiêu chí kèm với sản phẩm thiết kế Các ràng buộc kĩ thuật hiểu giới hạn, chẳng hạn thời gian vật dụng Các tiêu chí kĩ thuật tính chất mong đợi cần có sản phẩm, thước đo để đánh giá so sánh độ tốt sản phẩm  Pha 2: Nghiên cứu (Research) Trong pha này, HS cần phải thu thập thông tin liên quan đến việc giải vấn đề, thiết kế sản phẩm Thơng tin bao gồm tri thức cần sử dụng, liệu liên quan, việc lựa chọn vật liệu cho phù hợp với tiêu chí xác định pha việc nghiên cứu sản phẩm “đời trước”  Pha 3: Lên ý tưởng (Ideate) Sau có tương đối đầy đủ thơng tin, HS làm việc cá nhân để suy nghĩ cách giải vấn đề Các ý tưởng pha chất liệu để thảo luận pha  Pha 4: Phân tích ý tưởng (Analyze Ideas) HS thảo luận nhóm để tổng hợp hồn thiện ý tưởng Để chọn giải pháp tối ưu, HS cần dựa ràng buộc tiêu chí kĩ thuật xác định  Pha 5: Chế tạo (Build) HS tiến hành xây dựng sản phẩm theo giải pháp tối ưu xác định pha Nếu q trình tiến hành, HS gặp phải khó khăn khơng dự tính ban đầu điều chỉnh xác định lại giải pháp tối ưu 868 Tạp chí Khoa học Trường ĐHSP TPHCM Lê Thị Hồi Châu tgk  Pha 6: Đánh giá cải thiện (Test and Refine) Sản phẩm HS thử nghiệm mơi trường theo thực tế tình xác tốt Những thơng tin rút từ trình thử nghiệm giúp HS cải thiện sản phẩm xây dựng lại thử nghiệm thất bại, nói cách khác, lúc HS quay lại pha với lượng thông tin phong phú hơn, trình xoắn ốc tiếp diễn đến sản phẩm làm đạt yêu cầu  Pha 7: Trình bày phản ảnh (Communicate and Reflect) HS trình bày sản phẩm họ cho giới chuyên môn lẫn người sử dụng không cần chuyên mơn cao hiểu HS ghi nhận phản ảnh sản phẩm nhóm khác trình bày Quá trình đánh giá sản phẩm nhóm khác giúp HS phát triển khả siêu nhận thức (metacognition) khắc sâu kiến thức Sơ đồ Quy trình EDP Nghiên cứu trường hợp: Chu kì tuần hồn hàm số lượng giác Áp dụng quy trình thiết kế triển khai đề cập, thực hoạt động STEM mức độ liên mơn theo mơ hình nhúng steM Đây mơ hình mà mơn Tốn (M) nhấn mạnh với mục tiêu củng cố kiến thức Tốn cho HS thơng qua bối cảnh ba mơn lại (s, t, e) Trong hoạt động thiết kế theo mơ hình chọn, chúng tơi xuất phát từ tri thức cần dạy bậc trung học chu kì tuần hồn hàm số lượng giác Qua nghiên cứu quan hệ thể chế chu kì tuần hồn hàm số lượng giác, chúng tơi dự đốn mối quan hệ cá nhân HS tri thức tồn quan niệm sau: HS cho hàm số có đồ thị đường hình sin có chu kì tuần hoàn 2 Giả thuyết tồn quan niệm kiểm chứng qua nghiên cứu thực nghiệm với 43 HS lớp 11 Nhiệm vụ giao em xác định chu kì hàm số tuần hồn cho đồ thị (là đường hình sin) Kết thu cho thấy 51,16% HS tham gia thực nghiệm có câu trả lời thể quan niệm Dưới ví dụ cho câu trả lời 869 Tạp chí Khoa học Trường ĐHSP TPHCM Tập 16, Số 11 (2019): 864-876 Hình Bài làm HS 42 Hoạt động STEM mà chúng tơi thiết kế có mục đích kép: Một mặt can thiệp kiến thức tốn hoạt động khơng dạng tính tốn đơn giản mà góp phần quan trọng vào thành công sản phẩm; mặt khác, hoạt động tạo hội cho HS điều chỉnh quan niệm chưa đầy đủ nói thơng qua việc giải vấn đề thực tế, xuất hàm số li độ lắc đơn – hàm số có đồ thị đường hình sin tuần hồn theo chu kì khác 5.1 Giới thiệu hoạt động STEM “Luộc trứng lòng đào hoang đảo” Để đưa hoạt động STEM “Luộc trứng lòng đào hoang đảo”, chúng tơi xuất phát từ ý tưởng tình “Android Pendulums” đề xuất nhóm nghiên cứu Infusing Mobile Platforms Applied Research to Teaching (IMPART), trường University of NebraskaOmaha, cải biên cho phù hợp với bối cảnh chương trình hành bậc trung học Các yếu tố S, T, E, M mà hoạt động nhắm đến là: - Khoa học (Vật lí): Kĩ thuật đo đạc số liệu, khái niệm lắc đơn lắc vật lí - Công nghệ: Sử dụng phần mềm GeoGebra để giả lập khảo sát tính tuần hồn dao động điều hòa lắc đơn - Kĩ thuật: Lựa chọn hình dáng khối lượng vật nặng, điều chỉnh cách thả vật, lựa chọn chất liệu để dây khơng dãn - Tốn: Biểu diễn điểm lên mặt phẳng toạ độ, xác định chu kì hàm số tuần hồn đồ thị, phân biệt chu kì y = sinx y = cosx với hàm số lượng giác (HSLG) khác Tình gốc đưa để khảo sát cơng thức từ rút kết luận chu kì tuần hồn lắc đơn phụ thuộc vào chiều dài dây treo gia tốc trọng trường Tuy nhiên, Việt Nam, HS lớp 11 chưa học dao động điều hòa, chúng tơi cố định chiều dài dây treo 1m từ đầu để HS tập trung nghiên cứu chu kì hàm số li độ Còn phần mềm GeoGebra giới thiệu Sách giáo khoa Tin học dành cho trung học sở (Pham The Long et al., 2017) thực tế, 870 Tạp chí Khoa học Trường ĐHSP TPHCM Lê Thị Hoài Châu tgk sử dụng phổ biến nhiều GV Toán hoạt động xây dựng cho HS Vì thế, khơng có khó khăn chúng tơi giới thiệu tổ chức cho em hoạt động với Quy trình EDP bước chúng tơi chọn để triển khai hoạt động STEM  Pha 1: Xác định vấn đề Một tình thực tế đưa ra: “Robinson vơ tình bị lạc hoang đảo nơi khơng có đồng hồ thiếu thốn trang thiết bị đại Một ngày nọ, Robinson tìm trứng vịt muốn làm thành trứng luộc lòng đào Robinson biết muốn có trứng lòng đào cần để nước luộc trứng sơi phút (nếu trứng luộc thời gian ngắn bị sống, thời gian q dài lại bị chín q lửa) Hãy giúp Robinson chế tạo đồng hồ thơ sơ đo phút kể từ lúc nước sơi để trứng lòng đào ngon nhất” HS thảo luận theo nhóm để trả lời hai câu hỏi phiếu học tập: Câu 1.1: Sản phẩm mà em cần làm để phục vụ cho tình thực tế gì? Câu 1.2: Hồn cảnh thực tế tình gây ràng buộc sản phẩm ấy? Sản phẩm làm cần phải đạt tiêu chí gì? Trong pha này, HS xác định ràng buộc gắn liền với tình huống, chẳng hạn nguyên vật liệu đảo hạn chế, thơ sơ, khơng có pin, khơng có điện Và tiêu chí kĩ thuật sản phẩm cần đạt để đáp ứng nhu cầu tình HS phát ra, chẳng hạn sai số ít, đo phút cách tương đối xác, dùng nhiều lần  Pha 2: Nghiên cứu Sử dụng mạng internet, HS tìm hiểu loại đồng hồ lịch sử Một số loại đồng hồ phù hợp với ràng buộc tình nguyên vật liệu khơng thỏa mãn tiêu chí đo khoảng thời gian ngắn, chẳng hạn đồng hồ mặt trời HS mong đợi đưa phương án tối ưu chế tạo phiên rút gọn, đơn giản đồng hồ lắc, lắc đơn để đo thời gian phút Nhờ sử dụng phần mềm GeoGebra, HS nghiên cứu cách chuyển động lắc cách lắc hoàn thành chu kì Đồng thời, HS nhận hàm số biểu diễn li độ lắc đơn theo thời gian hàm số có đồ thị đường hình sin có chu kì khác 2 Kết nghiên cứu HS thể phần trả lời cho câu hỏi ghi phiếu học tập 871 Tạp chí Khoa học Trường ĐHSP TPHCM Tập 16, Số 11 (2019): 864-876 Câu 3.1 Bằng cách nhập số liệu vào ô “Thời gian”, cho biết li độ lắc đơn có chiều dài dây treo 1m mốc thời gian sau Thời gian 0.3 0.5 0.8 1.3 1.5 1.8 Li độ Thời gian Li độ 2.3 2.5 2.8 3.3 3.5 3.8 Hình Màn hình GeoGebra HS thao tác câu 3.1 Câu 3.2 Hãy biểu diễn điểm có hồnh độ thời gian tung độ li độ bảng cho biết đồ thị hàm số biểu diễn mối quan hệ li độ thời gian có dạng gì? Câu 3.3: Xác định quãng thời gian ngắn để vật nặng lắc đơn trở lại vị trí ban đầu Từ đó, tìm chu kì tuần hồn hàm số biểu diễn mối quan hệ li độ thời gian Câu 3.4: a) Trong giây lắc đơn dao động chu kì? b) Trong phút lắc đơn dao động chu kì? Câu 3.4 nối khớp trình nghiên cứu với việc tạo sản phẩm để giải tình Trong câu 3.4a, việc tìm số lượng chu kì tương ứng với khoảng thời gian xuất đồ thị vẽ sở để HS áp dụng kiến thức tỉ lệ thuận để tìm số lượng chu kì tương ứng với phút Từ đó, HS nhận để đo phút cần làm lắc đơn có dây treo dài 1m đếm đủ 120 chu kì  Pha 3: Lên ý tưởng HS làm việc cá nhân để đưa giải pháp để thiết kế lắc đơn đo thời gian phút cách xác HS thơng báo giải pháp thiết kế cần nêu rõ cách chọn vật liệu để làm dây treo, vật nặng cách treo, thả vật nặng đếm số lượng chu kì 872 Tạp chí Khoa học Trường ĐHSP TPHCM Lê Thị Hồi Châu tgk  Pha 4: Phân tích ý tưởng HS thảo luận nhóm để đưa thiết kế hoàn chỉnh bao gồm vấn đề chọn chu kì cho lắc, chất liệu dây treo vật nặng, cách thả vật nặng  Pha 5: Tiến hành HS tiến hành làm sản phẩm theo thiết kế xác định Pha Pha giao nhà cho nhóm HS với mục đích đảm bảo HS tùy ý chọn lựa nguyên vật liệu làm lắc đơn, tạo hội để HS học hỏi kiến thức kĩ thuật  Pha 6: Đánh giá cải thiện HS thử nghiệm sản phẩm cách canh thời gian đo lắc đơn nhóm em làm kiểm chứng lúc với đồng hồ đếm ngược phút Kết lần thử nghiệm ghi nhận lại kèm theo lí giải nguyên nhân thất bại (nếu có) Sau lần thất bại, HS quay lại Pha với lượng thông tin phong phú để tạo sản phẩm đời sau tốt đời trước  Pha 7: Trình bày phản ảnh HS thuyết minh sản phẩm nhóm đánh giá sản phẩm nhóm khác 5.2 Kết thực nghiệm Qua Pha 2, đa số nhóm đưa đặc trưng sản phẩm “đếm thời gian”, “sai số ít” có nhóm nghĩ đến việc làm lắc đếm giây   Hình Lời giải phiếu thực nghiệm nhóm HS 42, Tuy vậy, dao động điều hòa chưa giảng dạy lớp 11 nên đa số nhóm cần có định hướng để xác định sản phẩm cần chế tạo lắc đơn Qua thực nghiệm, HS nhận thực tế tồn hàm số có đồ thị đường hình sin có chu kì khác 2 Cụ thể, Pha 2, HS xác định đồ thị hàm số li độ lắc đơn với dây treo dài 1m có dạng đường hình sin tuần hồn theo chu kì giây Hình Lời giải phiếu thực nghiệm nhóm HS 13, 44 Như dẫn chứng chúng tơi đưa hình để minh hoạ, kĩ thuật sử dụng đồ thị, xác định chu trình để suy chu kì tuần hồn hình thành HS Hơn thế, HS khơng giữ quan niệm cho hàm số có đồ thị đường hình sin có chu kì tuần hồn 873 Tạp chí Khoa học Trường ĐHSP TPHCM Tập 16, Số 11 (2019): 864-876 Hình Lời giải phiếu thực nghiệm nhóm HS 13, 44 Ở Pha 4, hầu hết HS đưa kế hoạch thiết kế gồm bước tạo lắc đếm 120 chu kì để đo khoảng thời gian phút   Hình Lời giải phiếu thực nghiệm HS 17 Một số HS có lưu ý chất liệu dây treo cần phải không dãn khối lượng vật nặng đủ nặng để trì dao động   Hình Lời giải phiếu thực nghiệm HS 31 Sau họp nhóm tiến hành chế tạo sản phẩm, nhóm HS thử nghiệm để kiểm tra độ xác sản phẩm Nếu sau đếm 120 chu kì thấy sai số nhiều so với thời gian phút báo đồng hồ sản phẩm cho chưa đạt yêu cầu Kết thực nghiệm cho thấy tất nhóm trải qua lần thất bại, nguyên nhân thất bại thường đến từ yếu tố kĩ thuật dây treo, vật nặng, cách thả vật Sau số sản phẩm HS tổng hợp kèm với kết thử nghiệm sản phẩm HS ghi nhận phiếu số 874 Tạp chí Khoa học Trường ĐHSP TPHCM Lê Thị Hoài Châu tgk Bảng Tổng hợp số sản phẩm STEM HS Sản phẩm Chất liệu Kết hướng giải HS đề xuất - Dây buộc giày Thất bại vật nặng lớn, lực cản nhiều, dây chưa đủ căng - Điện thoại di Hướng thay đổi: thay vật có diện tích tiếp xúc khơng động khí nhỏ - Dây len - Cục tẩy Thất bại vật nặng nhẹ Hướng thay đổi: tăng khối lượng cho vật - Dây thừng Thành cơng nhỏ - Sỏi tròn, nặng Kết luận Giáo dục STEM hướng phát triển DH tích hợp liên mơn, vai trò tốn học nhấn mạnh thơng qua mơ hình nhúng Một minh họa cho mơ hình nhúng dạng steM chúng tơi thực hiện, hoạt động STEM mang mục đích kép Thứ nhất, đưa thành tố toán học STEM vượt lên tính tốn đơn giản Cụ thể, hoạt động thiết kế triển khai, tri thức tốn bậc trung học chu kì tuần hồn HSLG có đồ thị hình sin góp phần khơng thể thiếu cho việc tạo sản phẩm đáp ứng tiêu chí kĩ thuật tình Thứ hai, việc chế tạo sản phẩm mang tính “vật chất” khiến cho vấn đề điều chỉnh quan hệ cá nhân HS khơng bị bó hẹp mơi trường giấy bút, mà hệ hoạt động nhằm đáp ứng nhu cầu thực tiễn Nói cách khác, nghiên cứu chứng tỏ hoạt động STEM trở thành cơng cụ để điều chỉnh – theo cách trực quan sinh động, gắn liền với thực tế– quan niệm sai lầm có HS tri thức toán học xác định Tình chúng tơi thiết kế cải biên để tổ chức dạy học điều kiện HS học dao động điều hoà mơn Vật lí Lúc này, ràng buộc chiều dài cố định sợi dây không cần thiết nữa, kiến thức HS phát qua hoạt động, chu kì tuần hồn lắc đơn phụ thuộc vào chiều dài dây treo gia tốc trọng trường 875 Tạp chí Khoa học Trường ĐHSP TPHCM Tập 16, Số 11 (2019): 864-876  Tuyên bố quyền lợi: Các tác giả xác nhận hoàn tồn khơng có xung đột quyền lợi TÀI LIỆU THAM KHẢO Billiar, K., Hubelbank, J., Oliva, T., & Camesano, T (2014) Teaching STEM by Design Advances in Engineering Education, 4(1), p Dugger, W E (2010, December) Evolution of STEM in the United States In 6th Biennial International Conference on Technology Education Research in Australia Retrieved from http://www iteea org/Resources/PressRoom/AustraliaPaper.pdf Duong Anh Khoa (2018) Function model: A choice to buil up STEM activities [Mo hinh ham so: Mot lua chon de xay dung hoat dong giao duc STEM] Master's thesis Science of education, specialty: didactics of mathematics Ho Chí Minh City University of Education Fitzallen, N (2015) STEM Education: What Does Mathematics Have to Offer? Mathematics Education Research Group of Australasia Hobbs, L., Clark, J C., & Plant, B (2018) Successful students–STEM program: Teacher learning through a multifaceted vision for stem education In R Jorgensen, K Larkin (Eds.), STEM education in the junior secondary, (pp 133-168) Springer, Singapore Doi 10.1007/978-98110-5448-8_8 Morgan, J R., Moon, A M., & Barroso, L R (2013) Engineering better projects In STEM ProjectBased Learning (pp 29-39) SensePublishers, Rotterdam Nguyen Thi Nga, Tang Minh Dung, Vu Nhu Thu Huong, Le Thai Bao Thien Trung, & Nguyen Lam Huu Phuoc (2018) Guideline for STEM-oriented teaching in primary schools [Huong dan day hoc theo dinh huong giao duc STEM o bac tieu hoc] Publishing House of Ho Chi Minh City University of education Pham The Long, Bui Viet Ha, Quach Tan Kien, & Bui Van Thanh (2017) Computer science for secondary schools [Tin hoc danh cho trung hoc co so quyen va 3] Vietnam Education Publishing House Roberts, A., & Cantu, D (2012, June) Applying STEM instructional strategies to design and technology curriculum In PATT 26 Conference; Technology Education in the 21st Century; Stockholm; Sweden; 26-30 June; 2012 (No 073, pp 111-118) Linköping University Electronic Press Sanders, M (2009) STEM, STEM education, STEMmania The Technology Teacher, 68(4), 20-26 Retrieved from http://hdl.handle.net/10919/51616 A MODEL OF STEM ACTIVITIES EMPHASIZING MATHEMATICS – THE CASE OF TRIGONOMETRIC FUNCTIONS’ PERIOD Le Thi Hoai Chau1*, Le Thi Bao Linh2 Văn Hiến University High School Hoàng Văn Thụ, Ho Chi Minh City * Corresponding author: Le Thi Hoai Chau – Email: chaulth@vhu.edu.vn Received: October 11, 2019; Revised: October 23, 2019; Accepted: November 14, 2019 ABSTRACT Although STEM education is spreading at a rapid speed in Vietnam, most of STEM activities utilize Math knowledge at a fundamental level of calculation and teaching Math knowledge is not the main objective of those This paper presents a STEM education model with a particular focus on Mathematics and experimental results of a STEM activity about period of trigonometric functions which is constructed using this model Keywords: STEM, period, trigonometric functions 876 ... động thiết kế theo mơ hình chọn, xuất phát từ tri thức cần dạy bậc trung học chu kì tuần hoàn hàm số lượng giác Qua nghiên cứu quan hệ thể chế chu kì tuần hồn hàm số lượng giác, chúng tơi dự đốn... cứu trường hợp: Chu kì tuần hồn hàm số lượng giác Áp dụng quy trình thiết kế triển khai đề cập, thực hoạt động STEM mức độ liên mơn theo mơ hình nhúng steM Đây mơ hình mà mơn Tốn (M) nhấn mạnh. .. tích hợp DH Việt Nam Năm mơ hình dạy học STEM Hobbs et al (2018), đề cập năm mơ hình dạy học STEM dựa mức độ tích hợp môn học mức độ cộng tác GV phụ trách môn Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật, Tốn Hình