Tổ chức dạy học chủ đề tích hợp STEM “khoa học về những cây cầu” ở trường trung học phổ thông

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM -THÁI DUY VŨ THÁI DUY VŨ LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC TỔ CHỨC DẠY HỌC CHỦ ĐỀ TÍCH HỢP STEM “KHOA HỌC VỀ NHỮNG CÂY CẦU” Ở TRƯỜNG TRUNG HỌC PHỔ THÔNG LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC KHÓA 32 Đà Nẵng – Năm 2018 ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM - THÁI DUY VŨ TỔ CHỨC DẠY HỌC CHỦ ĐỀ TÍCH HỢP STEM “KHOA HỌC VỀ NHỮNG CÂY CẦU” Ở TRƯỜNG TRUNG HỌC PHỔ THÔNG Chuyên ngành : Lý luận PPDH Bộ mơn Vật lí Mã số: 60140111 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS TS NGUYỄN VĂN BIÊN Đà Nẵng – Năm 2018 Scanned by CamScanner Scanned by CamScanner Scanned by CamScanner Scanned by CamScanner -VDANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT STT Các chữ viết tắt Các chữ viết đầy đủ CTPT Chương trình phổ thơng GQVĐ Giải vấn đề GQVĐTT Giải vấn đề thực tiễn NLGQVĐTT Năng lực giải vấn đề thực tiễn GV Giáo viên HS Học sinh DHTH Dạy học tích hợp PPDH Phương pháp dạy học ĐHSP Đại học sư phạm 10 ĐHQGHN Đại học quốc gia Hà Nội 11 NL Năng lực 12 SGK Sách giáo khoa 13 KTDH Kĩ thuật dạy học 14 DHTG Dạy học theo Góc 15 CNTT Công nghệ thông tin - VI - MỤC LỤC MỞ ĐẦU 1 Lí chọn đề tài Mục đích nghiên cứu đề tài Giả thuyết khoa học đề tài Đối tượng nghiên cứu đề tài Phạm vi nghiên cứu đề tài Phương pháp nghiên cứu Đóng góp đề tài CHƯƠNG I: CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN VỀ DẠY HỌC TÍCH HỢP STEM NHẰM PHÁT TRIỂN NẮNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ THỰC TIỄN CỦA HỌC SINH THPT 1.1 Năng lực giải vấn đề thực tiễn 1.1.1 Khái niệm lực 1.1.2 Khái niệm lực GQVĐTT học sinh 1.1.3 Cấu trúc lực GQVĐTT 1.2 Dạy học tích hợp STEM 1.2.1 Dạy học tích hợp 1.2.2 Khái niệm giáo dục STEM 1.2.3 Mối quan hệ môn học STEM 1.2.4 Đặc trưng STEM 11 1.2.5 Khung làm việc STEM 13 1.2.6 Các bước để thiết kế học STEM 14 1.2.7 Mơ hình dạy học 5E 6E 14 1.3 Sự phù hợp dạy học theo trạm, dạy học dự án nội dung tích hợp STEM phát triển lực giải vấn đề thực tiễn 16 1.3.1 Dạy học theo trạm 16 1.3.2 Dạy học dự án 17 CHƯƠNG II: XÂY DỰNG HOẠT ĐỘNG CHỦ ĐỀ TÍCH HỢP STEM “KHOA HỌC VỀ NHỮNG CÂY CẦU” Ở TRƯỜNG TRUNG HỌC PHỔ THÔNG 20 2.1 Mục tiêu 20 2.1.1 Kiến thức 20 2.1.2 Năng lực 21 2.2 Xác định nội dung trọng tâm 21 2.2.1 Khái niệm cơng trình cầu 21 - VII 2.2.2 Lịch sử phát triển cơng trình cầu 21 2.2.3 Phân loại cơng trình cầu 23 2.2.3.1 Phân loại theo hình thức sử dụng 23 2.2.3.2 Phân loại theo vật liệu làm kết cấu nhịp 23 2.2.3.3 Phân loại theo cao độ đường xe chạy 23 2.2.3.4 Phân loại theo chướng ngại vật mà cầu vượt qua 23 2.2.3.5 Phân loại theo sơ đồ chịu lực 24 2.2.4 Một số đặc điểm cơng trình cầu 26 2.2.4.1 Một số đặc điểm cầu dầm 26 2.2.4.2 Một số đặc điểm cầu giàn 26 2.2.4.3 Một số đặc điểm cầu khung, khung vòm 27 2.2.4.4 Một số đặc điểm cầu dây văng 27 2.2.4.5 Một số đặc điểm cầu dây võng 27 2.2.5 Các yêu cầu cơng trình cầu 27 2.2.5.1 Yêu cầu kỹ thuật cơng trình 27 2.2.5.2 Yêu cầu mặt khai thác công trình 28 2.2.5.3 Yêu cầu mặt kinh tế 28 2.2.5.4 Yêu cầu mặt mỹ quan, kiến trúc 28 2.2.5.5 Yêu cầu mặt môi trường 28 2.2.6 Một số kiến thức vật lý vận dụng xây dựng cơng trình cầu 29 2.2.6.1 Lực hướng tâm 29 2.2.6.2 Cân vật có mặt chân đế 29 2.2.6.3 Điều kiện cân 29 2.2.6.4 Mức vững vàng cân 29 2.2.6.5 Sự nở nhiệt vật rắn 30 2.3 Xây dựng hoạt động 30 2.3.1 Bảng tổng hợp hoạt động xây dựng chủ đề 30 2.3.2 Thiết kế hoạt động 32 2.3.2.1 Nội dung 1: Vai trò cầu 32 2.3.2.2 Nội dung 2: Khoa học cầu 37 2.3.2.3 Nội dung 3: Dự án chế tạo cầu bền vững từ nguyên vật liệu cho trước 40 2.4 Tổ chức dạy học 41 2.4.1 Kế hoạch dạy học 41 2.4.2 Tổ chức dạy học kiểm tra, đánh giá 48 2.5 Công cụ đánh giá 48 2.5.1 Công cụ đánh giá lực giải vấn đề thực tiễn 48 - VIII 2.5.1.1 Rubric đánh giá lực GQVĐTT 48 2.5.1.2 Các công cụ đánh giá khác 50 2.5.2 Công cụ đánh giá sản phẩm dự án 51 CHƯƠNG THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 53 3.1 Mục tiêu thực nghiệm sư phạm 53 3.2 Nhiệm vụ thực nghiệm 53 3.3 Đối tượng thời gian thực nghiệm 53 3.4 Phương pháp thực nghiệm sư phạm 53 3.5 Những thuận lợi khó khăn q trình thực nghiệm sư phạm 54 3.5.1 Thuận lợi 54 3.5.2 Khó khăn 54 3.6 Các bước tiến hành thực nghiệm 54 3.7 Kết thực nghiệm sư phạm 56 3.7.1 Phân tích diễn biến học đánh giá định tính 56 3.7.2 Đánh giá định lượng 59 3.7.3 Nhận xét kết chủ đề tích hợp 61 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 63 TÀI LIỆU THAM KHẢO 64 PL 10 Cầu Rialto, Italy Rialto cầu bắc qua kênh Grand thành phố Venice, Italy Đây cầu cổ bắc qua kênh Cầu Rialto trở thành biểu tượng Venice Cầu Akashi-Kaikyo, Nhật PL 11 Akashi – Kaikyo biết đến cầu treo dài giới, gần 2.000 m Cầu bắc qua sông Akashi Strait kết nối Kobe Iwaya đảo Awayi Cây cầu xây dựng vòng 12 năm hồn thành vào năm 1998 Si-o-se Pol, Iran Si-o-se Pol cầu tiếng thành phố Isfahan Iran Cầu xây dựng vào năm 1602 Shah Abbas chất liệu gạch đá Si-o-se Pol dài 295 m rộng 13 m Người ta nói trước cầu có 40 mái vòm, nhiên giảm xuống còn 33 mái vòm PL 12 Stari Most, Bosnia Stari Most cầu tiếng qua Neretva sông thành phố Mostar Bosnia Herzegovina Nó xây dựng vào năm 1566, nhiên cầu bị phá hủy vào năm 1993 chiến tranh Bosnia Sau đó, cầu xây dựng lại, hoạt động năm 2004 10 Cầu cảng Sydney, Australia Cầu cảng Sydney cầu tiếng Australia nơi chụp nhiều ảnh đẹp với nhiều góc độ khác Phải năm xây dựng xong cầu khánh thành vào tháng 3/1932 Đây điểm du lịch hấp dẫn Australia ... cứu đề tài: Tổ chức dạy học chủ đề tích hợp STEM “Khoa học cầu” trường trung học phổ thơng Mục đích nghiên cứu đề tài Xây dựng nội dung tổ chức dạy học chủ đề tích hợp STEM “Khoa học cầu” trường. ..ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM - THÁI DUY VŨ TỔ CHỨC DẠY HỌC CHỦ ĐỀ TÍCH HỢP STEM “KHOA HỌC VỀ NHỮNG CÂY CẦU” Ở TRƯỜNG TRUNG HỌC PHỔ THÔNG Chuyên ngành... trường trung học phổ thông Giả thuyết khoa học đề tài Nếu xây dựng nội dung chủ đề tích hợp STEM “Khoa học cầu” mức độ liên môn sử dụng phương pháp hình thức tổ chức dạy học đại tổ chức dạy học chủ