TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG TRẢI NGHIỆMMỘT SỐ KIẾN THỨC CHƯƠNGCHẤT KHÍ - VẬT LÝ 10THEO ĐỊNH HƯỚNG GIÁO DỤC STEM

HỒ CHÍ MINHKHOA VẬT LÝ TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG TRẢI NGHIỆM MỘT SỐ KIẾN THỨC CHƯƠNG CHẤT KHÍ - VẬT LÝ 10 THEO ĐỊNH HƯỚNG GIÁO DỤC STEM Người thực hiện: Lê Nguyễn Thanh Thủy Người hướng dẫn khoa

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP HỒ CHÍ MINH

KHOA VẬT LÝ

LÊ NGUYỄN THANH THỦY

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG TRẢI NGHIỆM

MỘT SỐ KIẾN THỨC CHƯƠNG

CHẤT KHÍ - VẬT LÝ 10 THEO ĐỊNH HƯỚNG GIÁO DỤC STEM

Chuyên ngành: Sư phạm Vật lý

TP Hồ Chí Minh, năm 2019

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP HỒ CHÍ MINH

KHOA VẬT LÝ

TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG TRẢI NGHIỆM

MỘT SỐ KIẾN THỨC CHƯƠNG

CHẤT KHÍ - VẬT LÝ 10 THEO ĐỊNH HƯỚNG GIÁO DỤC STEM

Người thực hiện: Lê Nguyễn Thanh Thủy

Người hướng dẫn khoa học: TS Nguyễn Thanh Nga

TP Hồ Chí Minh, năm 2019

Từ những ngày đầu thực hiện đến khi hoàn thành luận văn, đó là cả một quátrình cố gắng học tập và trưởng thành lên từng ngày của bản thân em Trong quátrình đó, thầy cô, gia đình, bạn bè đã giúp đỡ, hỗ trợ và động viên em rất nhiều Vìvậy, xin cho phép em được bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến:

- Quý thầy cô giảng viên khoa Vật Lý trường Đại học Sư phạm Thành phố HồChí Minh đã dạy dỗ, truyền đạt kiến thức, kinh nghiệm, sự nhiệt huyết với nghềcho em trong suốt quá trình học tập tại trường Hơn bao giờ hết, chúng em cảmnhận được sự quan tâm, dạy dỗ ân cần và tận tâm từ thầy cô

- Thầy TS Nguyễn Thanh Nga, giảng viên đã trực tiếp hướng dẫn, hỗ trợ, dìudắt em thực hiện luận văn Thầy - với kinh nghiệm, sự nhiệt huyết cùng lòng yêunghề của mình - đã truyền đạt tận tình cho em các kiến thức chuyên môn Thầy đãtận tình hướng dẫn, chỉ bảo, giúp đỡ và động viên những lúc em khó khăn; tạo điềukiện thuận lợi cho em được giao lưu, học hỏi cùng câu lạc bộ STEM của trườngTHCS - THPT Hoa Sen, hỗ trợ em rất nhiều trong quá trình em thực nghiệm sưphạm Những dạy dỗ, hỗ trợ và góp ý từ thầy quả thật rất quý báu để em có thểhoàn thành được luận văn của mình

- Thầy ThS Hoàng Phước Muội - Giáo viên môn Vật lý trường THCS - THPTHoa Sen đã giúp em thực nghiệm sư phạm

- Ban giám hiệu trường THCS - THPT Hoa Sen (quận 9), quý thầy cô tổ Vật lý,các anh chị trong ban chủ nhiệm câu lạc bộ STEM đã tạo điều kiện cho em tham dự,quan sát, tiếp cận học sinh, phân tích tiến trình, thực nghiệm sư phạm tại trường,làm cơ sở để hoàn thành tốt luận văn tốt nghiệp

Cuối cùng, em xin gửi lời cảm ơn của mình đến gia đình, bạn bè đã luôn sátcánh, giúp đỡ, động viên em trong suốt quá trình học tập và hoàn thành luận văn tốtnghiệp này

Thành phố Hồ Chí Minh, ngày 22 tháng 04 năm 2019

Sinh viên

Lê Nguyễn Thanh Thủy

Bảng 1.1 Nội dung của hoạt động trải nghiệm 7

Bảng 1.2 Biện pháp phát triển NL sáng tạo của HS 15

Bảng 2.1 Các đơn vị kiến thức chương “Chất khí” trong SGK Vật lý 10 cơ bản 21

Bảng 2.2 Vật liệu và thiết bị chế tạo mô hình mô phỏng hô hấp ngoài ở cơ thể người 38

Bảng 2.3 Quy trình chế tạo mô hình mô phỏng hô hấp ngoài ở cơ thể người 40

Bảng 2.4 Vật liệu và thiết bị thiết kế bộ thí nghiệm kiểm chứng định luật Charles42 Bảng 2.5 Bố trí thí nghiệm kiểm chứng định luật Charles 44

Bảng 2.6 Vật liệu và thiết bị thiết kế bộ thí nghiệm kiểm chứng định luật Gay Lussac 46

Bảng 2.7 Bố trí và thực hiện thí nghiệm kiểm chứng định luật Gay Lussac 47

Bảng 2.8 Vật liệu và thiết bị chế tạo mô hình dự báo thời tiết phong vũ biểu 48

Bảng 2.9 Quy trình chế tạo mô hình dự báo thời tiết phong vũ biểu 49

Bảng 2.10 Phân bố thời gian kế hoạch tổ chức hoạt động trải nghiệm “Mô hình mô phỏng hô hấp ngoài của cơ thể người” theo định hướng giáo dục STEM 50

Bảng 2.11 Tiêu chí đánh giá báo cáo mô hình mô phỏng quá trình hô hấp ngoài của cơ thể người 54

Bảng 2.12 Phân bố thời gian kế hoạch tổ chức hoạt động trải nghiệm “ Bộ thí nghiệm kiểm chứng định luật Charles” theo định hướng giáo dục STEM 55

Bảng 2.13 Tiêu chí đánh giá báo cáo bộ thí nghiệm kiểm chứng định luật Charles58 Bảng 2.14 Phân bố thời gian kế hoạch tổ chức hoạt động trải nghiệm “Bộ thí nghiệm kiểm chứng định luật Gay Lussac” theo định hướng giáo dục STEM 59

Bảng 2.15 Tiêu chí đánh giá báo cáo bộ thí nghiệm kiểm chứng định luật Gay Lussac 62

Bảng 2.16 Phân bố thời gian kế hoạch tổ chức hoạt động trải nghiệm “Mô hình dự báo thời tiết phong vũ biểu” theo định hướng giáo dục STEM 63

Bảng 2.17 Tiêu chí đánh giá báo cáo mô hình dự báo thời tiết phong vũ biểu 66

Bảng2.18 Tiêu chí đánh giá tính tích cực của HS đối với chủ đề 67

Bảng 3.2 Tiêu chí đánh giá NL sáng tạo và biểu hiện cụ thể của HS 94 Bảng 3.3 Bảng phân bố điểm số chủ đề mô hình mô phỏng hô hấp ngoài của cơ thể người của lớp 10C3 96 Bảng 3.4 Bảng biểu diễn số lượng HS lớp 10C7 trả lời đúng theo từng câu hỏi 97 Bảng 3.5 Bảng phân bố điểm số chủ đề thiết kế bộ thí nghiệm kiểm chứng định luật Charles của lớp 10C10 98 Bảng 3.6 Bảng biểu diễn số lượng HS lớp 10C10 trả lời đúng theo từng câu hỏi.99

Hình 1.1 Sơ đồ tiến trình tổ chức hoạt động trải nghiệm kiến thức Vật lý theo định

hướng giáo dục STEM 19

Hình 2.1 Đường đẳng nhiệt 25

Hình 2.2 Đường đẳng tích 25

Hình 2.3 Đường đẳng áp 26

Hình 2.4 Ý tưởng xây dựng chủ đề “Mô hình mô phỏng hô hấp ngoài của cơ thể người” 28

Hình 2.5 Ý tưởng xây dựng chủ đề “Bộ thí nghiệm kiểm chứng định luật Charles”31 Hình 2.6 Ý tưởng thực xây dựng chủ đề “Bộ thí nghiệm kiểm chứng định luật Gay Lussac” 33

Hình 2.7 Ý tưởng xây dựng chủ đề “Mô hình dự báo thời tiết phong vũ biểu” 36

Hình 3.1 Vật liệu và thiết bị chủ đề 1 được trang bị cho mỗi nhóm HS 75

Hình 3.2 Vật liệu và thiết bị chủ đề 2 được trang bị cho mỗi nhóm HS 75

Hình 3.3 GV đặt vấn đề với HS lớp 10C7 77

Hình 3.4 HS nhóm 6 lớp 10C7 đang làm việc với tài liệu hướng dẫn để vẽ sơ đồ tư duy về hô hấp ngoài ở cơ thể người 78

Hình 3.5 HS nhóm 2 lớp 10C3 đang làm việc với tài liệu hướng dẫn để vẽ sơ đồ tư duy về hô hấp ngoài ở cơ thể người 78

Hình 3.6 HS nhóm 5 lớp 10C7 đang làm việc với tài liệu hướng dẫn để thiết kế, chế tạo mô hình 79

Hình 3.7 HS nhóm 4 lớp 10C3 đang vẽ sơ đồ tư duy tổng hợp kiến thức về hô hấp ngoài 79

Hình 3.8 HS nhóm 2 lớp 10C7 đang nghiên cứu lại tài liệu hướng dẫn để tìm kiếm vật liệu phù hợp với mô hình 81

Hình 3.9 HS nhóm 5 lớp 10C3 đang phối hợp với nhau để hoàn thành nhiệm vụ học tập 81

Hình 3.10 HS nhóm 1 lớp 10C7 và mô hình mô phỏng hô hấp ngoài của cơ thể người 82

Hình 3.13 GV đang đặt vấn đề với HS lớp 10C10 85 Hình 3.14 HS nhóm 1 lớp 10C10 đang làm việc với tài liệu hướng dẫn 86 Hình 3.15 HS nhóm 4 lớp 10C10 đang tìm hiểu dụng cụ đo để kiểm chứng định luật Charles 87 Hình 3.16 HS nhóm 6 lớp 10C10 đang thực hiện thí nghiệm với bình cầu lớn hơn.88 Hình 3.17 HS nhóm 4 lớp 10C10 đang thực hiện thí nghiệm 88 Hình 3.18 HS nhóm 6 lớp 10C10 đang trình bày phần báo cáo của nhóm 89 Hình 3.19 HS nhóm 1 lớp 10C7 đang trả lời câu hỏi đặt vấn đề của GV 91 Hình 3.20 Sơ đồ tư duy của HS nhóm 5 lớp 10C10 về định luật Charles và phương pháp kiểm chứng định luật Charles 91 Hình 3.21 Các HS nhóm 2 lớp 10C10 đang phối hợp cùng nhau thực hiện các nhiệm vụ học tập 92 Hình 3.22 HS nhóm 3 lớp 10C7 đang trao đổi với GV khi gặp khó khăn trong nhiệm vụ vẽ sơ đồ tư duy tổng hợp kiến thức về hô hấp ngoài ở cơ thể người 92 Hình 3.23 Sơ đồ tư duy của HS nhóm 6 lớp 10C3 về hô hấp ngoài ở cơ thể người.93 Hình 3.24 HS nhóm 6 lớp 10C10 đang nghiên cứu tài liệu hướng dẫn 93 Hình 3.25 HS nhóm 2 lớp 10C3 đang tập trung thảo luận để tìm ra phương án chế tạo mô hình mô phỏng hô hấp ngoài ở cơ thể người 93 Hình 3.26 Poster giới thiệu về mô hình mô phỏng hô hấp ngoài ở cơ thể người của nhóm 3 lớp 10C3 94 Hình 3.27 Sơ đồ bố trí thí nghiệm kiểm chứng định luật Charles của nhóm 1 lớp 10C10 94 Hình 3.28 HS nhóm 2 lớp 10C10 đang đề ra giải pháp thiết kế bộ thí nghiệm kiểm chứng định luật Charles với những dụng cụ mà GV đã cung cấp 95 Hình 3.29 Poster giới thiệu bộ thí nghiệm kiểm chứng định luật Charles của nhóm

6 lớp 10C10 với những khó khăn và biện pháp khắc phục do nhóm đề xuất 95 Hình 3.30 Nhóm 1 lớp 10C7 đang nghiên cứu lại tài liệu hướng dẫn sau khi vận hành không thành công mô hình 96

MỞ ĐẦU 1

1 Lý do chọn đề tài 1

2 Mục đích của đề tài 2

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 3

3.1 Đối tượng nghiên cứu 3

3.2 Phạm vi nghiên cứu 3

4 Giả thuyết khoa học 3

5 Nhiệm vụ nghiên cứu 3

6 Phương pháp nghiên cứu 3

7 Cấu trúc của luận văn 4

CHƯƠNG I: CƠ SỞ LÝ LUẬN VỀ TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG TRẢI NGHIỆM THEO ĐỊNH HƯỚNG GIÁO DỤC STEM 5

1.1 Hoạt động trải nghiệm 5

1.1.1 Định nghĩa hoạt động trải nghiệm 5

1.1.2 Bản chất của hoạt động trải nghiệm 6

1.1.3 Nội dung của hoạt động trải nghiệm 7

1.1.4 Phương thức tổ chức hoạt động trải nghiệm 8

1.2 Hoạt động trải nghiệm theo định hướng giáo dục STEM 9

1.2.1 Giáo dục STEM 9

1.2.2 Mục tiêu giáo dục STEM 10

1.2.3 Bản chất hoạt động trải nghiệm theo định hướng giáo dục STEM.10 1.3 Phát huy tính tích cực của học sinh trong hoạt động trải nghiệm theo định hướng giáo dục STEM 11

1.3.1 Định nghĩa tính tích cực 11

1.3.2 Biểu hiện tính tích cực của học sinh trong hoạt động trải nghiệm theo định hướng giáo dục STEM 11

1.4 Bồi dưỡng năng lực sáng tạo của học sinh trong hoạt động trải nghiệm

theo định hướng giáo dục STEM 13

1.4.1 Khái niệm năng lực 13

1.4.2 Khái niệm năng lực sáng tạo 13

1.4.3 Biểu hiện năng lực sáng tạo của học sinh trong hoạt động trải nghiệm theo định hướng giáo dục STEM 14

1.4.4 Biện pháp bồi dưỡng năng lực sáng tạo của học sinh trong hoạt động trải nghiệm theo định hướng giáo dục STEM 15

1.5 Tiến trình tổ chức hoạt động trải nghiệm kiến thức Vật lý theo định hướng giáo dục STEM 16

KẾT LUẬN CHƯƠNG 1 20

CHƯƠNG 2: TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG TRẢI NGHIỆM MỘT SỐ KIẾN THỨC CHƯƠNG CHẤT KHÍ - VẬT LÝ 10 THEO ĐỊNH HƯỚNG GIÁO DỤC STEM 21

2.1 Phân tích nội dung kiến thức chương “Chất khí - Vật lý 10” 21

2.2 Xây dựng nội dung hoạt động trải nghiệm chương “Chất khí - Vật lý 10” theo định hướng giáo dục STEM 27

2.2.1 Chủ đề 1: Mô hình mô phỏng hô hấp ngoài của cơ thể người 27

2.2.2 Chủ đề 2: Bộ thí nghiệm kiểm chứng định luật Charles 30

2.2.3 Chủ đề 3: Bộ thí nghiệm kiểm chứng định luật Gay Lussac 32

2.2.4 Chủ đề 4: Mô hình dự báo thời tiết phong vũ biểu 35

2.3 Tổ chức hoạt động trải nghiệm nội dung kiến thức chương “Chất khí -Vật lý 10” theo định hướng giáo dục STEM 38

2.3.1 Vật liệu và thiết bị tổ chức hoạt động trải nghiệm theo định hướng giáo dục STEM 38

2.3.2 Kế hoạch tổ chức hoạt động trải nghiệm theo định hướng giáo dục STEM 50

2.4.1 Tiêu chí đánh giá tính tích cực của HS trong hoạt động trải

nghiệm theo định hướng giáo dục STEM 66

2.4.2 Tiêu chí đánh giá năng lực sáng tạo của HS trong hoạt động trải nghiệm theo định hướng giáo dục STEM 69

2.4.3 Đánh giá mức độ nắm vững kiến thức 71

KẾT LUẬN CHƯƠNG 2 72

CHƯƠNG 3: THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 73

3.1 Mục đích thực nghiệm sư phạm 73

3.2 Đối tượng thực nghiệm sư phạm 73

3.3 Phương pháp thực nghiệm sư phạm 73

3.4 Những thuận lợi và khó khăn gặp phải khi tiến hành thực nghiệm sư phạm 73

3.5 Kế hoạch thực nghiệm sư phạm 74

3.6 Phân tích diễn biến thực nghiệm sư phạm 75

3.6.1 Giai đoạn 1: Chuẩn bị 75

3.6.2 Giai đoạn 2: Tổ chức hoạt động trải nghiệm trên lớp học 76

3.6.3 Giai đoạn 3: Kiểm tra và đánh giá kết quả dạy học trên lớp 90

3.7 Đánh giá kết quả thực nghiệm 90

3.7.1 Đánh giá tính tích cực 90

3.7.2 Đánh giá năng lực sáng tạo 94

3.7.3 Đánh giá định lượng 96

3.7.4 Đánh giá chung về việc tổ chức hoạt động trải nghiệm theo định hướng giáo dục STEM trong chương “Chất khí” 100

KẾT LUẬN CHƯƠNG 3 102

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 104

TÀI LIỆU THAM KHẢO 105

MỞ ĐẦU

1 Lý do chọn đề tài

Thời gian qua, các nhà quản lý giáo dục và nghiên cứu về giáo dục rất quantâm đến học tập thông qua trải nghiệm, nhằm chuyển đổi hình thức dạy học từ chútrọng định hướng nội dung cho người học sang dạy học phát triển năng lực (NL)

Tổ chức hoạt động trải nghiệm đã trở thành xu hướng tất yếu trong các môn học vàVật lý cũng không là ngoại lệ

Theo Nguyễn Thị Liên và cộng sự (2016): “Hoạt động trải nghiệm là hoạt

động giáo dục được tổ chức theo con đường gắn lý thuyết với thực tiễn, tạo nên sự thống nhất giữa nhận thức và hành động, hình thành và phát triển cho học sinh (HS) niềm tin, tình cảm, những NL cần có của người công dân trong tương lai (phát triển toàn diện nhân cách HS); Tổ chức các loại hình hoạt động giáo dục và các mối quan hệ giao tiếp phong phú, đa dạng cho HS, cụ thể như: hoạt động sáng tạo khoa học kĩ thuật, hoạt động xã hội, hoạt động văn hóa nghệ thuật, định hướng nghề nghiệp… Nhờ đó HS nhận biết rõ hơn về chính mình, phát hiện ra và chứng minh những khả năng của mình, tích lũy kinh nghiệm để chuyển hóa thành NL; HS được thực hành, luyện tập, thiết kế, chế tạo… các sản phẩm mang tính ứng dụng cao trong thực tiễn” [14].

Đồng thời, theo Chương trình giáo dục phổ thông - Chương trình tổng thể của

Bộ Giáo dục và Đào tạo (26/12/2018): “Hoạt động trải nghiệm là hoạt động giáo

dục do nhà giáo dục định hướng, thiết kế và hướng dẫn thực hiện, tạo cơ hội cho

HS tiếp cận thực tế, thể nghiệm các cảm xúc tích cực, khai thác những kinh nghiệm

đã có và huy động, tổng hợp các kiến thức, kĩ năng của các môn học khác nhau để thực hiện những nhiệm vụ được giao hoặc giải quyết những vấn đề thực tiễn đời sống nhà trường, gia đình, xã hội phù hợp với lứa tuổi; thông qua đó chuyển hóa những kinh nghiệm đã trải qua thành tri thức mới, kĩ năng mới góp phần phát huy tiềm năng sáng tạo và khả năng thích ứng với cuộc sống, môi trường và nghề nghiệp tương lai” [4].

Như vậy, tổ chức hoạt động trải nghiệm là một giải pháp tăng hiệu quả dạy học,góp phần phát triển NL HS Thông qua hoạt động trải nghiệm HS làm chủ tri thức,

có khả năng nhìn nhận vấn đề một cách toàn diện và linh hoạt hơn khi giải quyếtcác vấn đề thực tiễn Từ đó, HS phát triển các NL cá nhân chung và một số NL đặcthù riêng

Mặt khác, theo Nguyễn Thanh Nga và cộng sự (2018): “Mục tiêu của giáo dục

STEM là hướng đến phát triển các NL đặc thù của các môn học thuộc về STEM: Khoa học (S), Công nghệ (T), Kỹ thuật (E), Toán học (M); phát triển NL cốt lõi và định hướng nghề nghiệp cho HS Tổ chức hoạt động trải nghiệm theo định hướng giáo dục STEM giúp HS liên kết kiến thức khoa học và toán học để giải quyết vấn

đề thực tiễn” [17], [19].

Do đó, nếu tổ chức hoạt động trải nghiệm theo định hướng giáo dục STEM, sẽtăng tính tích cực và phát triển NL cho HS như: NL làm việc nhóm, NL thực hành,

NL giải quyết vấn đề, NL sáng tạo, NL phản biện…

Vật lý là môn khoa học mang tính ứng dụng cao Các kiến thức vật lý ở bậchọc phổ thông được xây dựng theo hình thức gắn liền lý thuyết với thực nghiệm.Đồng thời, môn học cũng được hỗ trợ bởi nhiều công cụ toán học và có liên quanmật thiết đến công nghệ, kĩ thuật Vì vậy, ta có thể ứng dụng hình thức tổ chức hoạtđộng trải nghiệm theo định hướng giáo dục STEM vào dạy học vật lý Thông quacác hoạt động này, HS hình thành và phát triển thế giới quan khoa học, hình thànhtình yêu thiên nhiên, biết tôn trọng các quy luật của tự nhiên, phát triển NL tìm hiểu

và khám phá, NL vận dụng tổng hợp các kiến thức khoa học để giải quyết các vấn

đề trong cuộc sống

Chương “Chất khí - Vật lý 10” nghiên cứu về cấu tạo chất, tính chất khí và cácquá trình biến đổi trạng thái của chất khí [1]; có liên quan trực tiếp đến nhiều mônkhoa học như hóa học, sinh học, địa lý… Do đó, chương học có tính liên môn vàmang tính ứng dụng cao Tuy nhiên, bố cục xây dựng kiến thức của chương họctrong sách giáo khoa (SGK) vật lý 10 còn nặng về lý thuyết, nhiều bài thực hànhkhó thực hiện, nên ít cơ hội cho HS trải nghiệm Vì vậy, ta có thể tổ chức hoạt độngtrải nghiệm một số kiến thức cho chương học theo định hướng giáo dục STEM đểtăng tích cực, bồi dưỡng NL HS, từ đó góp phần nâng cao hiệu quả giáo dục

Trên cơ sở đó, chúng tôi chọn đề tài nghiên cứu: “Tổ chức hoạt động trải

nghiệm một số kiến thức chương Chất Khí - Vật lý 10 theo định hướng giáo dục STEM”.

2 Mục đích của đề tài

Tổ chức hoạt động trải nghiệm một số kiến thức chương “Chất khí” - Vật lý 10

trung học phổ thông (THPT) theo định hướng giáo dục STEM nhằm phát huy tínhtích cực và bồi dưỡng NL sáng tạo của HS

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

3.1 Đối tượng nghiên cứu

- Cơ sở lý luận hoạt động trải nghiệm, giáo dục STEM và hoạt động trảinghiệm theo định hướng giáo dục STEM

- Cơ sở lý luận về tính tích cực và NL sáng tạo

- Nội dung kiến thức chương “Chất khí - Vật lý 10” theo định hướng giáo dục

Hoạt động trải nghiệm theo định hướng giáo dục STEM môn Vật lý 10 THPT

tại Việt Nam, đặc biệt là “Chương Chất khí”.

4 Giả thuyết khoa học

Nếu tổ chức hoạt động trải nghiệm một số kiến thức chương “Chất khí - Vật lý

10” theo định hướng giáo dục STEM thì sẽ phát huy tính tích cực và bồi dưỡng NL

sáng tạo của HS

5 Nhiệm vụ nghiên cứu

- Hệ thống cơ sở lý luận và thực tiễn về tổ chức hoạt động trải nghiệm chương

“Chất khí - Vật lý 10” theo định hướng giáo dục STEM.

- Phân tích nội dung kiến thức chương “Chất khí - Vật lý 10” ở các bộ môn có

liên quan

- Xây dựng tiến trình tổ chức hoạt động trải nghiệm một số kiến thức chương

“Chất khí - Vật lý 10” theo định hướng giáo dục STEM.

- Thực nghiệm sư phạm (TNSP)

6 Phương pháp nghiên cứu

6.1 Phương pháp nghiên cứu lý thuyết

- Nghiên cứu cơ sở lý luận hoạt động trải nghiệm, giáo dục STEM, hoạt độngtrải nghiệm theo định hướng giáo dục STEM

- Nghiên cứu cơ sở lý luận về tính tích cực và NL sáng tạo.

- Nghiên cứu các tài liệu về tâm lý học, lý luận dạy học phổ thông, lý luận dạyhọc hiện đại, các văn kiện đại hội Đảng về đổi mới giáo dục, các bài báo, tạp chí cóliên quan…

- Nghiên cứu việc ứng dụng các kiến thức chương “Chất khí - Vật lý 10” vào

trong thực tế

- Nghiên cứu tiến trình tổ chức chủ đề hoạt động trải nghiệm kiến thức Vật lýtheo định hướng giáo dục STEM

6.2 Phương pháp thực nghiệm sư phạm

- Tiến hành thực nghiệm ở trường phổ thông theo phương pháp và tiến trình tổchức hoạt động trải nghiệm đã đề xuất

- Phân tích kết quả thu được trong quá trình TNSP từ đó rút ra kết luận của đềtài

- Phương tiện: dụng cụ ghi chép, trình chiếu, ghi hình

6.3 Phương pháp thống kê toán học

Sử dụng các phương pháp thống kê, mô tả toán học để trình bày kết quả TNSP

7 Cấu trúc của luận văn

Ngoài phần mở đầu, kết luận, tài liệu tham khảo, cấu trúc của đề tài nghiên cứugồm 3 chương:

 Chương 1: Cơ sở lý luận về tổ chức hoạt động trải nghiệm theo định hướnggiáo dục STEM

 Chương 2: Tổ chức hoạt động trải nghiệm một số kiến thức chương “Chất khí Vật lý 10” theo định hướng giáo dục STEM

- Chương 3: Thực nghiệm sư phạm

CHƯƠNG I: CƠ SỞ LÝ LUẬN VỀ TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG TRẢI NGHIỆM THEO ĐỊNH HƯỚNG GIÁO DỤC STEM

1.1 Hoạt động trải nghiệm

1.1.1 Định nghĩa hoạt động trải nghiệm

Theo Từ điển Tiếng Việt, “Trải nghiệm là sự trải qua, kinh qua một hoàn cảnh,môi trường, điều kiện nào đó để suy ngẫm, suy xét hay chứng thực một điều gì đó”[21]

Theo Lê Thị Thùy Linh, “Trải nghiệm chính là những tồn tại khách quan tácđộng vào giác quan con người, tạo cảm giác, tri giác, biểu tượng, con người cảmthấy có tác động đó và cảm nhận nó một cách rõ nét, để lại ấn tượng sâu đậm, rút rabài học, vận dụng vào thực tiễn đời sống, hình thành nên các thái độ, giá trị” [13].Theo Nguyễn Hữu Lễ, “Trải nghiệm là một hoạt động mà trong đó không códấu hiệu chấm dứt, nó thể hiện hoạt động đang diễn ra và khả năng chuyển trạngthái (khi đạt được trải nghiệm này thì nhu cầu trải nghiệm mới đặt ra) Trải nghiệmbao giờ cũng tồn tại bởi một phương thức nhất định tương ứng với hệ quả nhất địnhcho mỗi cá nhân Hoạt động học tập là một trong các phương thức trải nghiệm nếu

nó diễn ra một cách chủ động và sự tích cực của mỗi cá nhân Vì thế học tập trảinghiệm là hoạt động giáo dục có ý nghĩa đối lập với những gì mang tính “giáo điều,hàn lâm, sách vở” [12]

Theo Hiệp hội Giáo dục trải nghiệm (Association for Experiential Education AEE) (1977), “Dạy học trải nghiệm là một phạm trù bao hàm nhiều phương pháptrong đó người dạy khuyến khích người học tham gia trải nghiệm thực tế, sau đóphản ánh, tổng kết lại để tăng cường hiểu biết, phát triển kĩ năng, định hình các giátrị sống và phát triển tiềm năng bản thân, tiến tới đóng góp tích cực cho cộng đồng

-và xã hội” [22]

Theo Nguyễn Thị Liên, “Hoạt động trải nghiệm được coi là một không giangiáo dục trong nhà trường phổ thông, trong đó có sự tích hợp nội dung học tậptrong nhà trường từ các môn học gắn liền với kinh nghiệm của bản thân HS trongcuộc sống và NL sở trường của HS trong từng lĩnh vực để thích nghi với cuộc sốngthực đang diễn ra bên trong và bên ngoài nhà trường” [14]

Theo Chương trình giáo dục phổ thông - Hoạt động trải nghiệm và Hoạt độngtrải nghiệm, hướng nghiệp của Bộ Giáo dục và Đào tạo (26/12/2018), “Hoạt độngtrải nghiệm là hoạt động giáo dục do nhà giáo dục định hướng, thiết kế và hướngdẫn thực hiện, tạo cơ hội cho HS tiếp cận thực tế, thể nghiệm các cảm xúc tích cực,khai thác những kinh nghiệm đã có và huy động tổng hợp kiến thức, kĩ năng củacác môn học để thực hiện những nhiệm vụ được giao hoặc giải quyết những vấn đềcủa thực tiễn đời sống nhà trường, gia đình, xã hội phù hợp với lứa tuổi; thông qua

đó, chuyển hoá những kinh nghiệm đã trải qua thành tri thức mới, hiểu biết mới, kĩnăng mới góp phần phát huy tiềm năng sáng tạo và khả năng thích ứng với cuộcsống, môi trường và nghề nghiệp tương lai” [5]

Trong phạm vi luận văn, chúng tôi giữ nguyên tinh thần định nghĩa về hoạtđộng trải nghiệm của Bộ Giáo dục và Đào tạo và định nghĩa ngắn gọn về hoạt động

trải nghiệm như sau: Hoạt động trải nghiệm là một phần quan trọng trong chương

trình GDPT Hoạt động trải nghiệm có nội dung, phương pháp và đánh giá cụ thể; được nhà giáo dục định hướng, thiết kế và hướng dẫn thực hiện; nhằm gợi lên nhu cầu trải nghiệm cho HS, tạo cơ hội cho HS tiếp cận thực tế, trải nghiệm kiến thức

để phát triển các phẩm chất và NL một cách toàn diện.

1.1.2 Bản chất của hoạt động trải nghiệm

Theo Nguyễn Thị Liên, “Bản chất của hoạt động trải nghiệm là hoạt động giáodục được tổ chức theo con đường gắn lý thuyết với thực tiễn, tạo nên sự thống nhấtgiữa nhận thức và hành động, hình thành và phát triển cho HS niềm tin, tình cảm,những NL cần có của HS trong tương lai Chính vì vậy trong nội dung, phươngpháp, hình thức tổ chức của hoạt động có thể mang dáng dấp của hoạt động theonghĩa hẹp Tuy nhiên, điểm khác biệt giữa chúng chính là cách làm, cách triển khaihoạt động” [14]

Hoạt động trải nghiệm có các đặc trưng sau đây: [14]

- Tính tham gia trực tiếp của HS vào từng hoạt động;

- Tính tự chủ của HS trong kế hoạch và hành động của cá nhân;

- Tính tập thể của HS;

- Tính tiếp cận với môi trường sống trong và ngoài nhà trường;

- Tính sáng tạo để thích ứng và tạo ra cái mới, giá trị mới cho bản thân;

- Tính trọn vẹn của hoạt động thực tiễn;

- Tính công dân có trách nhiệm khi đặt người học vào các tình huống mới;

- HS được khẳng định giá trị bản thân qua huy động kinh nghiệm và NL củamình;

- HS hình thành các ý thức, phẩm chất cùng chung sống và sống có trách nhiệmvới bản thân và xã hội;

- HS được tiếp cận với các giá trị cuộc sống trong các tình huống thực tiễn

1.1.3 Nội dung của hoạt động trải nghiệm

Theo Nguyễn Thị Hằng, “Nội dung của hoạt động trải nghiệm gồm: Hoạt động

cá nhân, hoạt động tập thể (từ hai HS trở lên) về những chủ đề khoa học và cuộcsống Hoạt động cá nhân được tổ chức dựa trên nhu cầu, độ tuổi, hứng thú, sở thích,năng khiếu riêng về các lĩnh vực khác nhau: kĩ thuật, mĩ thuật, học thuật, võ thuật,nghệ thuật (văn chương, âm nhạc, sân khấu…)…Hoạt động tập thể được tổ chứcdựa trên nhu cầu chung, mục tiêu chung của tập thể Hai hoạt động này không đốilập mà tương hỗ cho nhau Hoạt động cá nhân tích cực, sáng tạo góp phần nâng caothành tích, hiệu quả cho hoạt động tập thể Ngược lại, hoạt động tập thể nâng đỡ,

hỗ trợ cho sự phát triển của hoạt động cá nhân” [8]

Nội dung cụ thể của hoạt động trải nghiệm được trình bày qua bảng 1.1

Bảng 1.1 Nội dung của hoạt động trải nghiệm [8]

Hoạt động Nội dung hoạt động

Hoạt động cá

nhân

Hoạt động thích nghi, tự chủ, tự lập, nghiên cứu khoa học, trảinghiệm thực tế, khám phá bản thân (sở thích, năng khiếu, NL,ước mơ, định hướng nghề nghiệp)

Hoạt động tập

thể

Hoạt động nghiên cứu khoa học, phát minh, sáng chế, biểu diễnnghệ thuật, thể thao, thực hành làm vườn, thực hành nấu ăn,thực hành chăn nuôi, thực hành nghề (mộc, đúc đồng, làm gốm,làm nón, hướng dẫn viên du lịch,…), Đoàn thanh thiếu niên,tình nguyện trong trường, tình nguyện trong khu vực, bảo vệmôi trường, bảo vệ di sản văn hóa, tham quan dã ngoại, chiếndịch an toàn giao thông, an toàn thực phẩm, khắc phục tư tưởnglỗi thời…

Theo Nguyễn Thị Liên, “Việc xác minh nội dung của hoạt động trải nghiệmdựa trên cơ sở sau: Mục tiêu giáo dục toàn diện, Lý luận Giáo dục học Việt Nam vềphân loại nội dung giáo dục, phân loại về hoạt động… Hoạt động trải nghiệm gồm

những nội dung cơ bản sau đây: Đạo đức và ý thức công dân; Khoa học kĩ thuật công nghệ; Văn hóa - nghệ thuật; Vui chơi - giải trí, Lao động; Thể dục thể thaoĐịnh hướng nghề nghiệp Ngoài ra, hoạt động trải nghiệm còn có các nội dungkhác như: môi trường; dân số; giới tính, an toàn giao thông; giá trị và kĩ năngsống…” [14].

-Theo chương trình Giáo dục phổ thông - Hoạt động trải nghiệm và Hoạt độngtrải nghiệm, hướng nghiệp của Bộ Giáo dục và Đào tạo (26/12/2018), “hoạt độngtrải nghiệm được thiết kế theo hướng vừa đồng tâm, vừa tuyến tính, xuyên suốt từlớp 1 đến lớp 12 với các mạch nội dung hoạt động thống nhất sau: Hoạt độnghướng vào bản thân, Hoạt động hướng đến xã hội, Hoạt động hướng đến tự nhiên

và Hoạt động hướng nghiệp” [4]

Trong phạm vi luận văn, nội dung tổ chức hoạt động trải nghiệm của đề tài là

các mô hình, thí nghiệm, ứng dụng,… có liên quan đến những định luật, quá trình

biến đổi trạng thái chất khí trong chương “Chất khí - Vật lý 10” và một số kiến

thức liên hệ thuộc các môn học khác như sinh học, toán học, địa lý…

1.1.4 Phương thức tổ chức hoạt động trải nghiệm

Chương trình GDPT - Hoạt động trải nghiệm và Hoạt động trải nghiệm, hướngnghiệp của Bộ Giáo dục và Đào tạo (26/12/2018) đã đưa bốn phương thức tổ chứchoạt động trải nghiệm như sau: [5]

- Phương thức Khám phá: là cách tổ chức hoạt động tạo cơ hội cho HS trảinghiệm thế giới tự nhiên, thực tế cuộc sống và công việc, giúp HS khám phá nhữngđiều mới lạ, tìm hiểu, phát hiện vấn đề từ môi trường xung quanh, bồi dưỡng nhữngcảm xúc tích cực và tình yêu quê hương đất nước Nhóm phương thức tổ chức nàybao gồm các hoạt động tham quan, cắm trại, thực địa và các phương thức tương tựkhác

- Phương thức Thể nghiệm, tương tác: là cách tổ chức hoạt động tạo cơ hội cho

HS giao lưu, tác nghiệp và thể nghiệm ý tưởng như diễn đàn, đóng kịch, hội thảo,hội thi, trò chơi và các phương thức tương tự khác

- Phương thức Cống hiến: là cách tổ chức hoạt động tạo cơ hội cho HS manglại những giá trị xã hội bằng những đóng góp và cống hiến thực tế của mình thôngqua các hoạt động tình nguyện nhân đạo, lao động công ích, tuyên truyền và cácphương thức tương tự khác

- Phương thức Nghiên cứu: là cách tổ chức hoạt động tạo cơ hội cho HS thamgia các đề tài, dự án nghiên cứu khoa học nhờ cảm hứng từ những trải nghiệm thực

tế, qua đó đề xuất những biện pháp giải quyết vấn đề một cách khoa học Nhómhình thức tổ chức này bao gồm các hoạt động khảo sát, điều tra, làm dự án nghiêncứu, sáng tạo công nghệ, nghệ thuật và các phương thức tương tự khác

Trong phạm vi luận văn, đề tài dựa trên các phương thức tổ chức hoạt động

trải nghiệm của Bộ Giáo dục và Đào tạo, xây dựng và tổ chức hoạt động trải

nghiệm cho HS vận dụng kiến thức chương “Chất khí - Vật lý 10” để nghiên cứu,

thiết kế và chế tạo các sản phẩm, mô hình, thí nghiệm… theo định hướng giáo dục STEM.

1.2 Hoạt động trải nghiệm theo định hướng giáo dục STEM

1.2.1 Giáo dục STEM

STEM là thuật ngữ viết tắt của các từ tiếng anh Science (Khoa học),Technology (Công nghệ), Engineering (Kỹ thuật), Maths (Toán học) Thuật ngữSTEM được dùng trong hai ngữ cảnh khác nhau đó là ngữ cảnh nghề nghiệp và ngữcảnh giáo dục [16], [17] Trong phạm vi đề tài, chúng tôi quan tâm để ngữ cảnhgiáo dục của thuật ngữ STEM

Giáo dục STEM là giải pháp góp phần tăng hiệu quả dạy học, phát triển NLgiải quyết vấn đề của HS, phát triển tư duy, logic, tự chủ, sáng tạo của HS đặc biệttrong lĩnh vực khoa học kĩ thuật, giúp HS có thể hiểu rõ được ý nghĩa thực tiễn củacác kiến thức vật lý được học

Có nhiều cách hiểu về giáo dục STEM, tuy nhiên chúng tôi muốn đề cập đến bacách hiểu chính: [16], [17]

- Quan tâm đến các môn Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học: Đây

cũng là quan điểm về giáo dục STEM của bộ giáo dục Mỹ, giáo dục STEM là mộtchương trình nhằm cung cấp, hỗ trợ, tăng cường, giáo dục Khoa học, Công nghệ,

Kĩ thuật và Toán học ở tiểu học và trung học cho đến bậc sau đại học Đây là nghĩarộng khi nói về STEM

- Tích hợp của bốn lĩnh vực Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật và Toán học: Kiến

thức hàn lâm được kết hợp chặt chẽ với các bài học thực tế thông qua việc HS được

áp dụng những kiến thức Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học vào trongnhững bối cảnh cụ thể nhằm tạo nên một kết nối giữa nhà trường, cộng đồng và cácdoanh nghiệp

- Tích hợp từ hai lĩnh vực về Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật và Toán học trở lên: Giáo dục STEM là phương pháp tiếp cận, khám phá trong dạy học và học tập

giữa hai hay nhiều hơn các môn học STEM, hoặc giữa một chủ đề STEM và mộthoặc nhiều môn học khác trong nhà trường

1.2.2 Mục tiêu giáo dục STEM

Mục tiêu của giáo dục STEM bao gồm: Phát triển NL đặc thù về STEM; Pháttriển NL cốt lõi; Định hướng nghề nghiệp [16], [17]

- Phát triển các NL đặc thù của các môn học về STEM cho HS: Đó là những

kiến thức, kĩ năng liên quan đến các môn học Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật vàToán học Trong đó HS biết liên kết các kiến thức Khoa học, Toán học để giảiquyết các vấn đề thực tiễn HS biết sử dụng, quản lý và truy cập Công nghệ HSbiết về quy trình thiết kế và chế tạo ra các sản phẩm

- Phát triển các NL cốt lõi cho HS: Bên cạnh những hiểu biết về lĩnh vực Khoa

học, Công nghệ, Kĩ thuật, Toán học giáo dục STEM còn trang bị cho HS NL cốt lõi,trao cho HS cơ hội cũng như thách thức trong nền kinh tế thế kỉ 21

- Định hướng nghề nghiệp cho HS: Giáo dục STEM sẽ tạo cơ hội cho HS có

những kiến thức, kĩ năng mang tính nền tảng cho việc học tập ở các bậc học caohơn cũng như cho nghề nghiệp tương lai của HS Đặc biệt là khi đứng trước thửthánh của cuộc cách mạng công nghiệp 4.0, giáo dục STEM góp phần xây dựng lựclượng lao động có NL, phẩm chất tốt, đặc biệt là lao động trong lĩnh vực STEMnhằm đáp ứng mục tiêu xây dựng và phát triển đất nước

1.2.3 Bản chất hoạt động trải nghiệm theo định hướng giáo dục STEM [17].

Tổ chức hoạt động trải nghiệm theo định hướng giáo dục STEM giúp HS liênkết các kiến thức khoa học và toán học để giải quyết vấn đề thực tiễn

Mục tiêu của giáo dục STEM nhằm phát triển các NL cốt lõi của HS như hợptác, giao tiếp, sáng tạo, làm việc nhóm, phản biện… Để thực hiện thành công giáodục STEM trong trường phổ thông, bước đầu có thể triển khai dưới hình thức câulạc bộ theo sở thích và khả năng của mỗi HS nhằm giúp HS phát triển NL cá nhân

và có cơ hội khẳng định mình Bên cạch đó, cơ sở vật chất các phòng thí nghiệmthực hành ở trường trung học sẽ giúp triển khai các giờ dạy học STEM hiệu quả.Trong hoạt động trải nghiệm HS dựa trên sự tổng hợp kiến thức của nhiều lĩnhvực giáo dục và nhóm kĩ năng khác nhau để trải nghiệm thực tiễn đời sống nhàtrường, gia đình và tham gia vào hoạt động phục vụ cộng đồng dưới sự hướng dẫn

và tổ chức của nhà giáo dục, qua đó hình thành những phẩm chất chủ yếu, NLchung và một số NL thành phần đặc thù của hoạt động này: NL thiết kế và tổ chứchoạt động; NL thích ứng với sự biến động của nghề nghiệp và cuộc sống.

1.3 Phát huy tính tích cực của học sinh trong hoạt động trải nghiệm theo định hướng giáo dục STEM

1.3.1 Định nghĩa tính tích cực

Có nhiều cách hiểu khác nhau về tính tích cực, đó là:

- Sách giáo dục công dân lớp 6: “Tích cực là luôn luôn cố gắng, vượt khó, kiêntrì trong học tập, làm việc và rèn luyện” [2]

- Theo L.V Relrova: “Tính tích cực là một hiện tượng sư phạm biểu hiện sựgắng sức cao về nhiều mặt trong hoạt động học tập” [25], [23]

- Theo P.V Redơnivev: “Tính tích cực học tập thực chất là nói đến tính tíchcực nhận thức”

- Theo Trần Thị Tuyết Oanh: “Tính tích cực nhận thức là thái độ cải tạo củachủ thể đối với khách thể thông qua sự huy động ở mức độ cao các chức năng tâm

lý nhằm giải quyết những nhiệm vụ học tập” [26], [23]

Trong luận văn, tính tích cực được hiểu là một trạng thái tâm lý sẵn sàng của

người học, thể hiện sự mong muốn giải quyết các vấn đề gắn với thực tiễn trên cơ

sở các kiến thức đã có của cá nhân.

1.3.2 Biểu hiện tính tích cực của học sinh trong hoạt động trải nghiệm theo định hướng giáo dục STEM

Dấu hiệu của tính tích cực được G I Sukina nêu ra như sau: [11]

- Khao khát, tự nguyện tham gia trả lời các câu hỏi của giáo viên (GV), bổ sungcác câu trả lời của bạn, thích được phát biểu ý kiến của mình về vấn đề nêu ra

- Thường xuyên nêu thắc mắc, đòi hỏi giải thích cặn kẽ những vấn đề mà GVtrình bày chưa đủ rõ

- Chủ động vận dụng linh hoạt những kiến thức, kỹ năng đã học để nhận thứcnhững vấn đề mới

- Mong muốn được góp ý với thầy, với bạn những thông tin mới lấy từ nhữngnguồn khác nhau, có khi vượt ra ngoài phạm vi bài học, môn học

- Ngoài những biểu hiện nói trên mà GV dễ nhận thấy, còn có những biểu hiện

về mặt xúc cảm, khó nhận thấy hơn như thờ ơ hay hào hứng, phớt lờ hay ngạcnhiên, hoan hỉ hay buồn chán trước một nội dung nào đó của bài học hoặc tìm ra lờigiải thích hay cho một bài tập khó,…

- Tập trung ý chí vào vấn đề đang học, kiên trì làm cho xong các nhiệm vụ họctập được giao, không nản chí trước tình huống khó khăn, thái độ phản ứng khi GVbáo hết giờ như: tiếc rẻ, cố gắng làm cho xong,…

Dựa vào các dấu hiệu của tính tích cực trong hoạt động nhận thức của G.I.Sukina đưa ra, chúng tôi nêu ra một số biểu hiện tính tích cực trong hoạt động nhậnthức của HS khi học theo định hướng giáo dục STEM như sau: [18]

(a) Khát khao tìm kiếm kiến thức mới liên quan đến các lĩnh vực khoa học,công nghệ, kỹ thuật hay toán

(b) Hào hứng khi gặp một tình huống mới liên quan đến các lĩnh vực khoa học,công nghệ, kỹ thuật hay toán HS bắt tay vào giải quyết vấn đề, lên kế hoạch thựchiện ngay

(c) Tích cực tìm kiếm tài liệu từ nhiều nguồn, trao đổi thông tin, thảo luận vớicác HS khác, với GV và các chuyên gia về vấn đề liên quan đến các lĩnh vực khoahọc, công nghệ, kỹ thuật hay toán

(d) Chủ động thành lập nhóm, diễn đàn trao đổi thông tin để thực hiện nhiệm

- Tổ chức các nội dung dạy học gắn với thực tiễn, vận dụng kiến thức để giảiquyết các vấn đề thực tiễn

- Đưa HS vào tiến trình tìm tòi nghiên cứu, giải quyết các nhiệm vụ có tínhthực tiễn, vận dụng kiến thức vào các tình huống mới.

- Phối hợp nhiều hình thức tổ chức học tập đa dạng và phong phú nhằm đápứng nhu cầu học tập như: cá nhân, nhóm, tập thể, tham quan, phòng thí nghiệm, tổchức thảo luận, báo cáo,…

- Sử dụng các phương tiện dạy học hiện đại

- Môi trường học an toàn, thân thiện, có các suất học bổng xứng đáng

1.4 Bồi dưỡng năng lực sáng tạo của học sinh trong hoạt động trải nghiệm theo định hướng giáo dục STEM

1.4.1 Khái niệm năng lực

Theo Tổ chức Hợp tác và Phát triển Kinh tế Thế giới (OECD), “NL khả năng

cá nhân đáp ứng các yêu cầu phức hợp và thực hiện thành công nhiệm vụ trong mộtbối cảnh cụ thể” [27]

Theo F E Weinert, “NL là sở hữu cá nhân, đó là những khả năng mà cá thể cóđược nhờ sự kết hợp giữa cái sẵn có và cái học tập được về các kĩ năng nhận thức,khả năng giải quyết vấn đề cụ thể, các ý chí, động lực liên quan, sự sẵn sàng hoạtđộng xã hội Những yếu tố này giúp mỗi người thành công trong việc xử lý các sự

cố và có trách nhiệm trong các tình huống khác nhau” [28]

Theo Chương trình giáo dục phổ thông - Chương trình tổng thể của Bộ Giáodục và Đào tạo (26/12/2018), “NL là sự huy động tổng hợp các kiến thức, kỹ năng

và các thuộc tính cá nhân khác như hứng thú, niềm tin, ý chí để thực hiện mộtloại công việc trong một bối cảnh nhất định” [4]

Trong phạm vi luận văn, NL của HS được hiểu là tổng hợp các kiến thức và kỹ

năng nhận thức sẵn có và có thể học được của mỗi HS nhằm giải quyết những vấn

đề nảy sinh trong học tập và thực tiễn cuộc sống, giúp HS có thể giải quyết thành công vấn đề đó.

1.4.2 Khái niệm năng lực sáng tạo

Sách giáo dục công dân lớp 9: “Sáng tạo là say mê nghiên cứu tìm tòi, pháthiện và xử lý linh hoạt các tình huống trong học tập, lao động, công tác… nhằm đạtkết quả cao” [3]

Theo Đức Uy, “Sáng tạo là quá trình trở nên nhạy cảm đối với những khó khăn,khiếm khuyết, những lỗ hổng kiến thức, yếu tố còn thiếu, những bất ổn,…là quá

trình xác định khó khăn, tìm kiếm giải pháp, đưa ra phỏng đoán, nêu lên những giảthuyết về sự khiếm khuyết, kiểm tra và tái kiểm tra những giả thuyết đó, có thể là

cả điều chỉnh và kiểm tra lại những điều chỉnh đó và cuối cùng là truyền đạt kếtquả” [26]

Theo Vương Cẩm Hương, “NL sáng tạo có thể hiểu là khả năng tạo ra nhữnggiá trị mới về vật chất và tinh thần, tìm ra cái mới, công cụ mới, vận hành thànhcông những hiểu biết đã có vào hoàn cảnh mới Đối với HS, NL sáng tạo trong họctập chính là NL biết giải quyết vấn đề để tìm ra cái mới ở mức độ nào đó thể hiệnđược khuynh hướng NL sáng tạo, kinh nghiệm của cá nhân HS” [9]

Trong phạm vi luận văn, NL sáng tạo của HS được hiểu là HS phát hiện được

vấn đề từ thực tiễn, đề xuất giải pháp và thực hiện giải pháp mang lại hiệu quả.

1.4.3 Biểu hiện năng lực sáng tạo của học sinh trong hoạt động trải nghiệm theo định hướng giáo dục STEM

Lacne đã chỉ ra 7 đặc trưng của hoạt động sáng tạo chung cho mọi lĩnh vựckhoa học như sau: [10], [11]

- Có sự tự lực chuyển các tri thức và kỹ năng sang một tình huống mới gầnhoặc xa, bên trong hay bên ngoài giữa các hệ thống kiến thức

- Nhìn thấy những vấn đề mới trong các điều kiện quen thuộc

- Nhìn thấy cấu trúc của đối tượng đang nghiên cứu

- Nhìn thấy chức năng mới của đối tượng quen biết

- Xây dựng phương án mới về nguyên tắc, khác với những phương pháp quenthuộc đã biết

- Nhìn thấy nhiều cách giải quyết có thể có, tiến hành giải quyết theo từng cách

và lựa chọn cách tối ưu

- Tự lực kết hợp với các phương thức hoạt động đã biết, tạo thành cái mới.Dựa vào định nghĩa NL sáng tạo, kết hợp cùng các đặc trưng của hoạt độngsáng của Lacne đưa ra, chúng tôi nêu ra một số biểu hiện có NL sáng tạo trong hoạtđộng nhận thức của HS khi trải nghiệm theo định hướng giáo dục STEM như sau:[18]

(a) Tự lực phát hiện vấn đề mới, tình huống mới từ những tình huống quen liênquan đến các ngành nghề kỹ thuật

(b) Nghiên cứu tổng quan các giải pháp kỹ thuật có sẵn, sau đó đưa ra bình luận,lật đi lật lại vấn đề, trao đổi, chất vấn với các HS khác, GV, chuyên gia,…Từ đó đềxuất các giải pháp kỹ thuật mới, tối ưu trên cơ sở kế thừa các giải pháp kỹ thuật đãcó.

(c) Tự đề xuất các giải pháp kỹ thuật phù hợp đem lại hiệu quả cao mà khôngtham khảo các giải pháp đã có

(d) Tự truyền tải tri thức và kỹ năng từ lĩnh vực quen biết sang tình huống mới,vận dụng kiến thức đã học trong điều kiện mới, hoàn cảnh mới

(e) Nhìn thấy cấu trúc kỹ thuật, chức năng, bản chất của đối tượng kỹ thuật.Thực chất là bao quát nhanh chóng, đôi khi tức khắc, các bộ phận kỹ thuật, các yếu

tố bản chất củ đối tượng kỹ thuật trong mối tương quan giữa chúng

(f) Đề xuất mô hình giả thuyết, đưa ra phương án thực nghiệm để kiềm tra giảthuyết hay hệ quả suy ra từ giả thuyết với hiệu quả cao nhất có thể được trongnhững điều kiện đã cho

(g) Tự thiết kế sơ đồ nguyên lí, bản vẽ kĩ thuật thể hiện cấu tạo, chức năng củađối tượng kỹ thuật đang nghiên cứu

1.4.4 Biện pháp bồi dưỡng năng lực sáng tạo của học sinh trong hoạt động trải nghiệm theo định hướng giáo dục STEM

Căn cứ vào các biểu hiện của NL sáng tạo, có thể chỉ ra một số biện pháp đểphát huy NL sáng tạo của HS trong tổ chức hoạt động trải nghiệm theo định hướnggiáo dục STEM được thể hiện qua bảng 1.2

Bảng 1.2 Biện pháp phát triển NL sáng tạo của HS

Tổ chức hoạt động sáng

tạo gắn liền với quá trình

xây dựng kiến thức mới

Kiến thức Vật lý phổ thông là những kiến thức đãđược khám phá bởi các nhà khoa học dựa vào các giảthuyết và thực nghiệm chứng minh Quy trình củaphương pháp thực nghiệm chính là chu trình sáng tạokiến thức của các nhà khoa học Do đó, GV có thể tổchức hoạt động trải nghiệm theo chu trình sáng tạokiến thức của các nhà khoa học để phát huy tối đatính sáng tạo, tư duy nhạy bén cho HS Vì vậy, khidạy đến bài “Quá trình đẳng nhiệt Định luậtCharles”, GV có thể tổ chức trải nghiệm cho HS thiết

kế bộ thí nghiệm kiểm chứng định luật

phương án thí nghiệm

kiểm tra dự đoán

Sau khi dạy kiến thức về “quá trình đẳng áp, địnhluật Gay Lussac”, GV có thể tổ chức cho HS trảinghiệm thông qua việc đề xuất phương án kiểmchứng định luật

1.5 Tiến trình tổ chức hoạt động trải nghiệm kiến thức Vật lý theo định

hướng giáo dục STEM [17]

Pha 1 Đặt vấn đề STEM và chuyển giao nhiệm vụ

Vấn đề STEM được lựa chọn mang tính kĩ thuật gắn liền với thực tiễn, thường

là các vấn đề gắn với bối cảnh địa phương hay vấn đề nổi bật, thời sự Các vấn đềnày phải thú vị, hấp dẫn để các nhóm tự nảy sinh nhu cầu giải quyết vấn đề, tiếpnhận nhiệm vụ mang tính thiết kế theo cách tự nhiên Thông thường, khi giải quyết

các vấn đề STEM, HS ứng dụng được ngay trong cuộc sống, hay hỗ trợ vui chơi,giải trí.

Pha 2 Đề xuất phương án thiết kế sản phẩm

Đầu tiên các nhóm phác thảo bản vẽ kĩ thuật nhằm cụ thể các ý tưởng, phương

án thiết kế GV khuyến khích các nhóm tự do phác thảo bản vẽ và không nên nhậnxét hay đánh giá bản vẽ của các nhóm khác nhằm tránh trường hợp hạn chế tínhsáng tạo của các nhóm Sau đó các nhóm lần lượt thuyết trình về bản vẽ thiết kế sảnphẩm Phần thuyết trình cần làm rõ cơ cấu của sản phẩm, vật liệu dự kiến sửdụng… Các nhóm còn lại phản biện, chỉ ra ưu điểm và nhược điểm của từng bản vẽ

kĩ thuật Trong pha này, HS có cơ hội để rèn luyện và phát triển NL ngôn ngữ vàgiao tiếp Cuối cùng, GV tổ chức các nhóm thảo luận, thống nhất bản vẽ thiết kế tối

ưu, phù hợp với nguồn lực dạy học: kinh phí, dụng cụ, vật liệu, NL các nhóm

Pha 3 Gia công chế tạo sản phẩm theo bản vẽ thiết kế

Đầu tiên các nhóm nhận dụng cụ, vật liệu từ kho dụng cụ Đối với các vật liệu

dễ tìm như, vỏ lon, vỏ chai nhựa, nắp chai… GV giao cho các nhóm tự chuẩn bị.Sau đó nhóm trưởng huy động và điều phối các thành viên gia công, chế tạo các chitiết quan trọng của sản phẩm Cuối cùng các nhóm lắp ráp các chi tiết thành sảnphẩm GV cần lưu ý các nhóm kiểm tra sản phẩm trước khi vận hành và cần xácđịnh: sản phẩm có cân bằng không? Lắp ráp đúng bản vẽ thiết kế không? Các chitiết được nối chắc chắn chưa? Trong pha này HS có nhiều cơ hội rèn luyện và pháttriển tư duy kĩ thuật, năng lực thực hành và phát triển các kĩ năng gia công vật liệu

cơ bản như: sử dụng cưa máy hay cưa tay, cắt và gọt bằng dao hay bằng kéo, dánbằng súng bắn keo, sử dụng máy khoan… Đặt biệt, GV cần quản lý, nhắc nhở cácnhóm tuân thủ các quy tắc an toàn

Pha 4 Vận hành thử nghiệm sản phẩm

Các nhóm tiến hành vận hành và quan sát kết quả vận hành của sản phẩm Nếusản phẩm hoạt động ổn định, phù hợp với dự đoán thì các nhóm tiến hành viết báocáo Chuẩn bị thực hiện báo cáo sản phẩm Nếu sản phẩm hoạt động không ổn định,kết quả không phù hợp với dự đoán thì nhóm cần quay lại kiểm tra từ pha 2 và xemxét lại dự đoán ban đầu

Pha 5 Thực hiện báo cáo sản phẩm

Đầu tiên GV tổ chức cho các nhóm lần lượt báo cáo về sản phẩm Trong đó,các nhóm trình bày được quá trình gia công, chế tạo, đặc biệt nêu được các khó

khăn trong quá trình gia công, chế tạo và làm rõ được các giải pháp để giải quyếtcác khó khăn trên GV cần khuyến khích và hướng dẫn các nhóm phối hợp thuyếtminh với vận hành sản phẩm để minh họa, khích lệ các nhóm huy động nhiều HStham gia thuyết trình Sau đó, GV tổ chức phản biện, góp ý về sản phẩm, phần trìnhbày của các nhóm Cuối cùng, GV tổ chức các nhóm đánh giá báo cáo sản phẩm.Bên cạnh đó, GV cần khuyến khích, định hướng cho một số nhóm hay HS có

NL vượt trội tiến hành thử nghiệm cải tiến sản phẩm Hơn nữa, GV nên điều phốinhững nhóm có thành viên nòng cốt, hoàn thành nhiệm vụ trước thời gian quy định

hỗ trợ các nhóm khác hoàn thành sản phẩm

Pha 6 Đánh giá, nhận xét chung

GV căn cứ vào sự quan sát hoạt động của các nhóm, kết quả đánh giá của cácnhóm và của GV để kết luận về hoạt động Dựa trên đó, GV khen thưởng đối vớinhóm hoạt động tốt, khiển trách đối với nhóm hoạt động chưa tốt

Trong quá trình xây dựng kế hoạch tổ chức hoạt động trải nghiệm theo địnhhướng giáo dục STEM, GV căn cứ trên nội dung của chủ đề, linh hoạt để bỏ quahay thêm vào một số bước cần thiết

Hình 1.1 Sơ đồ tiến trình tổ chức hoạt động trải nghiệm kiến thức Vật lý theo định

hướng giáo dục STEM [17]

(1) Đặt vấn đề STEM và chuyển giao nhiệm vụ

(6) Đánh giá, nhận xét chung

Lắp ráp sảnphẩm

Gia công, chếtạo các chi tiết

Thuyết trình sảnphẩm

(5) Thực hiện báo cáo sản phẩm

(4) Vận hành thử nghiệmKhông đạt

KẾT LUẬN CHƯƠNG 1

Trong chương 1, chúng tôi trình bày về cơ sở lý luận của hoạt động trải nghiệm,hoạt động trải nghiệm theo định hướng giáo dục STEM; cơ sở lý luận về tính tíchcực và NL sáng tạo; tiến trình tổ chức hoạt động trải nghiệm theo định hướng giáodục STEM

Đầu tiên, chúng tôi cung cấp những cái nhìn cơ bản nhất về tổ chức hoạt độngtrải nghiệm theo định hướng giáo dục STEM thông qua định nghĩa trải nghiệm,hoạt động trải nghiệm, giáo dục STEM, bản chất của hoạt động trải nghiệm theođịnh hướng giáo dục STEM

Sau đó, chúng tôi tiếp tục trình bày các khái niệm tích cực, NL, NL sáng tạotrong hoạt động nhận thức của HS theo định hướng giáo dục STEM Cụ thể hơn,chúng tôi đã đưa ra một số biểu hiện, biện pháp bồi dưỡng tính tích cực và NL sángtạo của HS

Cuối cùng, chúng tôi trình bày về tiến trình tổ chức hoạt động trải nghiệm kiếnthức vật lý theo định hướng giáo dục STEM

Sau khi nghiên cứu cơ sở lý luận, chúng tôi nhận thấy rằng, tổ chức hoạt độngtrải nghiệm theo định hướng giáo dục STEM sẽ phát huy tính tích cực và bồi dưỡng

NL sáng tạo cho HS Hơn nữa việc tổ chức hoạt động trải nghiệm theo định hướnggiáo dục STEM đã có tiến trình cụ thể Trong chương 2 của luận văn, chúng tôi sẽtrình bày chi tiết hơn về việc tổ chức hoạt động trải nghiệm một số kiến thức

“Chương Chất khí - Vật lý 10” theo định hướng giáo dục STEM.

CHƯƠNG 2: TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG TRẢI NGHIỆM MỘT SỐ KIẾN THỨC CHƯƠNG CHẤT KHÍ - VẬT LÝ 10 THEO ĐỊNH HƯỚNG GIÁO DỤC STEM

2.1 Phân tích nội dung kiến thức chương “Chất khí - Vật lý 10”

2.1.1 Mục tiêu dạy học theo chuẩn kiến thức, kĩ năng

Với cách dạy truyền thống, GV là người dạy tuần tự các kiến thức theo đơn vịbài học của sách giáo khoa (SGK) Vật lý 10 cơ bản [1] Các đơn vị kiến thứcchương “Chất khí” được thể hiện trong bảng 2.1

Bảng 2.1 Các đơn vị kiến thức chương “Chất khí” trong SGK Vật lý 10 cơ bản

Bài 28: Cấu tạo chất

Thuyết động học phân tử

chất khí

Cấu tạo chất

1 tiếtThuyết động học phân tử chất khí

Độ không tuyệt đối

Cụ thể mục tiêu dạy học của từng đơn vị bài như sau: [1]

Bài 28: Cấu tạo chất Thuyết động học phân tử chất khí.

a) Kiến thức

- Nêu được đặc điểm cấu tạo chất của các thể rắn, lỏng, khí

- Trình bày được nội dung cơ bản của thuyết động học phân tử chất khí.

- Nêu được các đặc điểm của khí lý tưởng

- Hòa nhã, say mê học tập và trách nhiệm cá nhân

- Tích cực phát biểu xây dựng bài

Bài 29: Quá trình đẳng nhiệt Định luật Boyle - Mariotte.

a) Kiến thức

- Nêu được các thông số p, V, T xác định trạng thái của một lượng khí

- Nêu được định nghĩa quá trình đẳng nhiệt

- Trình bày được nội dung phát biểu của định luật Boyle - Mariotte

b) Kĩ năng

- Vẽ được đường đẳng nhiệt trong hệ tọa độ (p,V)

- Vận dụng được định luật Boyle - Mariotte để giải thích một số hiện tượng liênquan

c) Thái độ

- Hòa nhã, say mê học tập và trách nhiệm cá nhân

- Tích cực phát biểu xây dựng bài

Bài 30: Quá trình đẳng tích Định luật Charles

a) Kiến thức

- Nêu được định nghĩa quá trình tích

- Trình bày được nội dung phát biểu của định luật Charles

b) Kĩ năng

- Vẽ được đường đẳng tích trong hệ tọa độ (p,T)

- Vận dụng được định luật Charles để giải thích một số hiện tượng liên quan.

c) Thái độ

- Hòa nhã, say mê học tập và trách nhiệm cá nhân

- Tích cực phát biểu xây dựng bài

Bài 31: Phương trình trạng thái của khí lý tưởng

a) Kiến thức

- Viết được phương trình trạng thái khí lý tưởng

- Nêu được định nghĩa quá trình đẳng áp

- Trình bày được nội dung phát biểu của định luật Gay Lussac

- Nêu được định nghĩa nhiệt độ tuyệt đối và độ không tuyệt đối

b) Kĩ năng

- Vẽ được đường đẳng áp trong hệ tọa độ (V,T)

- Vận dụng được định luật Gay Lussac để giải thích một số hiện tượng liênquan

- Vận dụng được phương trình trạng thái để giải thích một số hiện tượng liênquan

c) Thái độ

- Hòa nhã, say mê học tập và trách nhiệm cá nhân

- Tích cực phát biểu xây dựng bài

2.1.2 Phân tích nội dung kiến thức

Trong phần này, chúng tôi sẽ phân tích những nội dung kiến thức cơ bản củachương theo thứ tự đơn vị bài học trong SGK Vật Lý 10 cơ bản

Bài 28: Cấu tạo chất Thuyết động học phân tử chất khí.

- Ở thể lỏng, lực tương tác giữa các phân tử lớn hơn ở thể khí nhưng nhỏ hơn ởthể rắn, nên các phân tử dao động xung quanh các vị trí cân bằng có thể di chuyểnđược.

*Thuyết động học phân tử chất khí

Nội dung của thuyết động học phân tử chất khí:

- Chất khí được cấu tạo từ các phần tử riêng rẽ, có kích thức rất nhỏ so vớikhoảng cách giữa chúng

- Các phân tử chuyển động hỗn loạn không ngừng, chuyển động này càngnhanh thì nhiệt độ chất khí càng cao

- Khi chuyển động hỗn loạn, các phân tử va chạm vào nhau và va chạm vàothành bình

*Khí lý tưởng

- Chất khí trong đó các phân tử được coi là các chất điểm và chỉ tương tác khi

va chạm được gọi là khí lý tưởng

- Đặc điểm của khí lý tưởng:

+ Kích thước các phân tử không đáng kể (có thể bỏ qua)

+ Khi chưa va chạm với nhau thì lực tương tác giữa các phân tử rất yếu (có thể

bỏ qua)

+ Các phân tử chuyển động hỗn loạn, chỉ tương tác khi va chạm với nhau và vachạm vào thành bình

Bài 29: Quá trình đẳng nhiệt Định luật Boyle - Mariotte.

*Trạng thái và quá trình biến đổi trạng thái

- Thông số trạng thái của một lượng khí: thể tích V, áp suất p và nhiệt độ tuyệtđối T

- Giữa các thông số trạng thái của một lượng khí có những mối liên hệ xác định.Lượng khí có thể chuyển từ trạng thái này sang trạng thái khác bằng các quá trìnhbiến đổi trạng thái, gọi tắt là quá trình

- Đẳng quá trình là quá trình trong đó chỉ có hai thông số biến đổi, còn mộtthông số không đổi

*Quá trình đẳng nhiệt

Quá trình biến đổi trạng thái trong đó nhiệt độ được giữ không đổi gọi là quátrình đẳng nhiệt.

*Định luật Boyle - Mariotte

Trong quá trình đẳng nhiệt của một lượng khí nhất định, áp suất tỉ lệ nghịch vớithể tích

const

pV 

*Đường đẳng nhiệt

- Đường biểu diễn sự biến thiên của áp suất theo

thể tích khi nhiệt độ không đổi gọi là đường đẳng nhiệt

Trong hệ tọa độ (p,V) đường này là đường hyperbol

- Ứng với các nhiệt độ khác nhau của một lượng

khí có các đường đẳng nhiệt khác nhau

- Đường đẳng nhiệt ở trên ứng với nhiệt độ cao hơn

đường đẳng nhiệt ở dưới

Bài 30: Quá trình đẳng tích Định luật Charles.

- Đường biểu diễn sự biến thiên của áp suất theo

nhiệt độ khi thể tích không đổi gọi là đường đẳng

Hình 2.3 Đường đẳng áp

đường đẳng tích ở dưới

Bài 31: Phương trình trạng thái của khí lý tưởng

*Phương trình trạng thái của khí lý tưởng

- Mỗi một lượng khí đều có các thông số p, V, T đặc trưng cho trạng thái của

nó Các thông số này có mối liên hệ với nhau thông qua một phương trình gọi làphương trình trạng thái

- Phương trình trạng thái của khí lý tưởng (phương trình trạng thái Clapeyron):

const T

pV 

*Quá trình đẳng áp

Quá trình biến đổi trạng thái trong đó áp suất được giữ không đổi gọi là quátrình đẳng áp

*Định luật Gay Lussac

Trong quá trình đẳng áp của một lượng khí nhất định, thể tích tỉ lệ thuận vớinhiệt độ tuyệt đối

const T

V 

*Đường đẳng áp

- Đường biểu diễn sự biến thiên của thể tích theo

nhiệt độ tuyệt đối khi áp suất không đổi gọi là đường

*Độ không tuyệt đối

- Nếu giảm nhiệt độ tới 0 K thì p 0 và V  0 Kenvin đưa ra một nhiệt giaibắt đầu bằng nhiệt độ 0 K và 0 K gọi là độ không tuyệt đối

- Nhiệt độ tuyệt đối là nhiệt độ theo nhiệt giai Kenvin, có đơn vị là K

2.2 Xây dựng nội dung hoạt động trải nghiệm chương “Chất khí - Vật lý 10” theo định hướng giáo dục STEM

2.2.1 Chủ đề 1: Mô hình mô phỏng hô hấp ngoài của cơ thể người

Đối tượng: HS lớp 10

Thời gian: 90 phút

Địa điểm: Phòng học STEM

Hình thức tổ chức: Tổ chức hoạt động trải nghiệm theo định hướng giáo dục STEMMôn học có liên quan: Vật lý, Sinh học, Toán học, Công nghệ, Kĩ thuật

a) Vấn đề thực tiễn

Hệ hô hấp là một hệ cơ quan có chức năng trao đổi không khí diễn ra trên toàn

bộ các bộ phận của cơ thể Vậy nên, bất kỳ một cơ quan hô hấp nào có vấn đề sẽảnh hưởng đến toàn bộ quá trình hô hấp, cũng như sức khỏe của mỗi người Để bảo

vệ hệ hô hấp, ngoài việc tránh xa các tác nhân gây bệnh từ bên ngoài, con ngườicòn cần phải hít thở đúng cách Hít thở đúng cách, cơ thể được cung cấp đủ lượngoxy, bổ sung các dưỡng chất cần thiết cho não và các cơ quan khác trong cơ thể.Nếu hít thở sai, cơ thể sẽ không có đủ oxy và gây ra nhiều hậu quả nghiêm trọngđến sức khỏe [29]

Hô hấp ở cơ thể gồm hô hấp ngoài và hô hấp trong Trong quá trình hô hấpngoài, áp suất và thể tích của khoang màng phổi thay đổi tuân theo định luật Boyle

- Mariotte: “Trong quá trình đẳng nhiệt của một lượng khí nhất định, áp suất tỉ lệnghịch với thể tích”

b) Hình thành ý tưởng

GV cho HS tìm hiểu cấu tạo, cơ chế của quá trình hô hấp ngoài ở cơ thể người

và hướng dẫn HS vận dụng kiến thức về quá trình đẳng nhiệt, định luật Boyle Mariotte để thiết kế, chế tạo mô hình mô phỏng hô hấp ngoài của cơ thể người,nhằm giúp HS biết được cơ chế của hít thở và phương pháp hít thở đúng cách.Ngoài ra thông qua mô hình GV có thể giới thiệu cho HS về bệnh lý tràng dịchphổi, là giai đoạn tiếp theo của các bệnh viêm phổi, lao phổi, ung thư phổi… gópphần giáo dục HS có ý thức bảo vệ sức khỏe cá nhân

-Hình 2.4 Ý tưởng xây dựng chủ đề “Mô hình mô phỏng hô hấp ngoài của cơ thể

người”

c) Mục tiêu của chủ đề

 Kiến thức

 Kiến thức vật lý

- Nêu được định nghĩa quá trình đẳng nhiệt

- Trình bày được nội dung phát biểu được định luật Boyle - Mariotte

- Sử dụng kiến thức về định luật Boyle - Mariotte giải thích mối quan hệ giữa

áp suất và thể tích khoang màng phổi trong các giai đoạn hít vào và thở ra, cơ chếcủa quá trình hô hấp ngoài ở cơ thể người

 Kiến thức sinh học

- Nêu được các cơ quan tham gia vào quá trình hô hấp ngoài của cơ thể người

- Trình bày được cơ chế sinh học của quá trình hô hấp ngoài ở cơ thể người

 Kĩ năng

- Tìm kiếm, thu thập, chọn lọc và xử lý thông tin từ tài liệu hướng dẫn

Mô hình mô phỏng hô hấp ngoài ở cơ thể người

Định luật Bôi-lơ - Ma-ri-ốtQuá trình đẳng nhiệt

Thở ra:

Thể tích khoang màng phổi giảm

Áp suất khoang màng phổi tăng

Hít vào:

Thể tích khoang màng phổi tăng

Áp suất khoang màng phổi giảm

Hô hấp ngoài ở cơ thể người

- Phác thảo được bản vẽ thiết kế mô hình mô phỏng hô hấp ngoài của cơ thểngười.

- Chế tạo được mô hình mô phỏng hô hấp ngoài của cơ thể người

- Vận hành, thử nghiệm và cải tiến được mô hình mô phỏng hô hấp ngoài của

cơ thể người

- Thuyết trình về bản vẽ thiết kế và sản phẩm, quản lý thời gian hiệu quả

- Làm việc nhóm, hợp tác giữa các thành viên trong nhóm

- Rèn luyện tư duy phản biện, biết bảo vệ chính kiến cá nhân

 Phẩm chất

- Yêu thích khoa học, tích cực trong học tập

- Tôn trọng và hợp tác trong quá trình thực hiện

- Hoàn thành công việc được giao

 Định hướng phát triển NL STEM

- Khoa học (S): Thuyết động học phân tử chất khí, quá trình đẳng nhiệt, định

luật Boyle - Mariotte, quá trình hô hấp ngoài của cơ thể người, cấu tạo và cơ chếthay đổi áp suất và thể tích của khoang màng phổi

- Công nghệ (T): Thiết bị: máy khoan, kéo, thước thẳng…; Vật liệu: vỏ chai,

bong bóng, kéo, ống hút, băng keo trong, dây rút, đất sét…

- Kĩ thuật (E): Bản vẽ thiết kế, quy trình chế tạo mô hình mô phỏng hô hấp

ngoài của cơ thể người

- Toán học (M): Tính toán, đo đạc kích thước của các vật liệu cần sử dụng; tính

toán và chứng minh mối quan hệ giữa áp suất và thể tích của khoang màng phổitrong các giai đoạn hít vào, thở ra