XÂY DỰNG và THỰC HIỆN một số CHỦ đề GIÁO dục STEM môn vật lí 11 TRUNG học PHỔ THÔNG( chế tạo mạch đi ốt chỉnh lưu cầu cấp điện một chiều 12v” và “chế tạo thiết bị lọc khói hương bảo vệ môi trường)

MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Vật lí với đặc thù môn khoa học thực nghiệm, nên khâu quan trọng trình đổi phương pháp dạy học Vật lí tăng cường hoạt động nghiên cứu tìm hiểu ứng dụng kỹ thuật học sinh trình học tập thông qua việc giao nhiệm vụ liên quan đến việc tìm hiểu cơng dụng, ngun tắc hoạt động, cấu tạo chế tạo thí nghiệm để học sinh nghiên cứu khoa học, qua giúp học sinh hiểu sâu sắc kiến thức Vật lí Trong đề tài này, đề cập đến việc nghiên cứu vận dụng quan điểm giáo dục STEM, tương đối Việt Nam Đây phương thức giáo dục tích hợp theo cách tiếp cận liên mơn thông qua thực hành, ứng dụng, trải nghiệm sáng tạo STEM viết tắt từ Science (khoa học), Technology (cơng nghệ), Engineering (kỹ thuật) Math (tốn học) Giáo dục STEM chất hiểu trang bị cho người học kiến thức kỹ cần thiết liên quan đến lĩnh vực khoa học, cơng nghệ, kỹ thuật tốn học Các kiến thức kỹ (gọi kỹ STEM) phải tích hợp, lồng ghép bổ trợ cho giúp học sinh không hiểu biết nguyên lý mà cịn áp dụng để thực hành tạo sản phẩm sống ngày Giáo dục STEM phá khoảng cách hàn lâm thực tiễn, tạo người có lực làm việc “tức thì” mơi trường làm việc có tính sáng tạo cao với cơng việc địi hỏi trí óc kỷ 21 Điều phù hợp với cách tiếp cận tích hợp Chương trình GDPT Qua trình nghiên cứu giảng dạy chương trình Vật lí 11, chúng tơi thấy áp dụng vài nội dung tiết học vào thiết kế xây dựng chủ đề giáo dục STEM Chính lí trên, với mong muốn góp phần vào việc đổi nâng cao chất lượng hiệu dạy học mơn Vật lí trường THPT, xác định đề tài nghiên cứu: “XÂY DỰNG VÀ THỰC HIỆN MỘT SỐ CHỦ ĐỀ GIÁO DỤC STEM MƠN VẬT LÍ 11 TRUNG HỌC PHỔ THƠNG” Mục đích nghiên cứu ◦ - Nghiên cứu việc tổ chức dạy học STEM số chủ đề liên quan đến nội dung kiến thức vật lí 11 THPT, nhằm phát triển lực giải vấn đề cho học sinh - Đề xuất chủ đề dạy học STEM “Chế tạo mạch ốt chỉnh lưu cầu cấp điện chiều 12V” “Chế tạo thiết bị lọc khói hương bảo vệ mơi trường” Giả thuyết khoa học Nếu tổ chức dạy học theo chủ đề số kiến thức vật lí 11 theo định hướng giáo dục STEM với việc cho học sinh tìm hiểu, giải thích tượng hay gặp sống hàng ngày, thiết kế, chế tạo sản phẩm khoa học kỹ thuật để ứng dụng đời sống tạo hứng thú học tập cho học sinh, giúp phát triển lực giải vấn đề cho học sinh Đối tượng phạm vi nghiên cứu 4.1 Đối tượng nghiên cứu đề tài - Cơ sở lý thuyết dạy học STEM hình thức dạy học theo chủ đề STEM nhằm phát triển lực giải vấn đề thực tiễn cho học sinh - Hoạt động dạy học theo chủ đề STEM số kiến thức phần Vật lí 11 4.2 Phạm vi nghiên cứu đề tài Hoạt động dạy học theo chủ đề STEM số kiến thức phần Vật lí 11 Nhiệm vụ nghiên cứu - Nghiên cứu sở lý luận giáo dục STEM sở lý luận phương pháp, quan điểm dạy học đại, đặc biệt quan tâm đến sở lý luận dạy học theo chủ đề STEM - Nghiên cứu mục tiêu dạy học kiến thức, kỹ năng, thái độ, phát triển lực mà học sinh cần đạt học chủ đề STEM - Tiến hành thực nghiệm sư phạm nhằm đánh giá tính khả thi nội dung quy trình dạy học STEM xây dựng bước đầu đánh giá hiệu dạy học STEM việc phát triển lực giải vấn đề chất lượng nắm vững kiến thức học sinh Phương pháp nghiên cứu Để thực nhiệm vụ sử dụng phối hợp phương pháp nghiên cứu sau: - Phương pháp nghiên cứu lí luận: + Nghiên cứu sở lí luận dạy học STEM dạy học Vật lí trường phổ thơng + Nghiên cứu cách thức sử dụng cụ thí nghiệm đơn giản - Phương pháp điều tra, quan sát thực tiễn - Phương pháp thực nghiệm sư phạm - Triển khai xây dựng chủ đề dạy học STEM chương trình mơn Vật lí 11 khoảng thời gian từ tháng12/2018 đến hết tháng 2/2019 Đóng góp đề tài: Xây dựng chủ đề dạy học STEM chương trình Vật lí lớp 11 làm sở để triển khai dạy học STEM trường THPT Cấu trúc Ngoài phần mở đầu, phần kết luận, tài liệu tham khảo phụ lục, cấu trúc sáng kiến gồm có ba chương: Chương Cơ sở lí luận thực tiễn dạy học STEM theo hướng phát triển lực giải vấn đề cho học sinh Chương Xây dựng số chủ đề STEM chương trình Vật lí 11 Chương Thực nghiệm sư phạm CHƯƠNG CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN VỀ DẠY HỌC STEM THEO HƯỚNG PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VÁN ĐỀ CHO HỌC SINH Giáo dục STEM dạy học 1.1 Khái niệm dạy học STEM 1.1.1 Thuật ngữ STEM STEM viết tắt từ Science (khoa học), Technology (công nghệ), Engineering (kỹ thuật) Math (toán học) Giáo dục STEM chất hiểu trang bị cho người học kiến thức kỹ cần thiết liên quan đến lĩnh vực khoa học, công nghệ, kỹ thuật toán học Các kiến thức kỹ (gọi kỹ STEM) phải tích hợp, lồng ghép bổ trợ cho giúp học sinh không hiểu biết ngun lý mà cịn áp dụng để thực hành tạo sản phẩm sống ngày Science (Khoa học): Gồm kiến thức Vật lý, Hóa học, Sinh học Khoa học trái đất nhằm giúp HỌC SINH hiểu giới tự nhiên vận dụng kiến thức để giải vấn đề khoa học sống hàng ngày Technology (Công nghệ): phát triển khả sử dụng, quản lý, hiểu đánh giá công nghệ học sinh, tạo hội để học sinh hiểu cộng nghệ phát triển nào, ảnh hưởng cộng nghệ tới sống Engineering (Kỹ thuật): phát triển hiểu biết HỌC SINH cách công nghệ phát triển thông qua qúa trình thiết kế kỹ thuật, tạo hội để tích hợp kiến thức nhiều môn học, giúp cho khái niệm liên quan trở nên dễ hiểu Kỹ thuật cung cấp cho HỌC SINH kỹ để vận dụng sáng tạo sở Khoa học Toán học trình thiết kế đối tượng, hệ thống hay xây dựng quy trình sản xuất Mathọc sinh (Tốn): mơn học nhằm phát triển HỌC SINH khả phân tích, biện luận truyền đạt ý tưởng cách hiệu thông qua việc tính tốn, giải thích giải pháp giải vấn đề tốn học tình đặt ra.Thuật ngữ STEM dùng hai ngữ cảnh khác ngữ cảnh giáo dục ngữ cảnh nghề nghiệp Đối với ngữ cảnh giáo dục, STEM nhấn mạnh đến quan tâm giáo dục môn Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật Tốn học Quan tâm đến việc tích hợp môn học gắn với thực tiễn để nâng cao lực cho người học Giáo dục STEM hiểu diễn giải nhiều cấp độ như: sách STEM, chương trình STEM, nhà trường STEM, mơn học STEM, học STEM hay hoạt động STEM Đối với ngữ cảnh nghề nghiệp, STEM hiểu nghề nghiệp thuộc lĩnh vực Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật Toán học [1], [2] 1.1.2 Giáo dục STEM Hiện nay, giáo dục STEM nhiều tổ chức, nhà giáo dục quan tâm nghiên cứu Do đó, khái niệm giáo dục STEM định nghĩa dựa cách hiểu khác Có ba cách hiểu giáo dục STEM là: Quan tâm đến mơn Khoa học, Cơng nghệ, Kĩ thuật Tốn học: Đây quan niệm giáo dục STEM Bộ giáo dục Mỹ, giáo dục STEM chương trình nhằm cung cấp hỡ trợ, tăng cường, giáo dục Khoa học, Cơng nghệ, Kĩ thuật Tốn học tiểu học trung học bậc sau đại học Đây nghĩa rộng nói giáo dục STEM Tích hợp lĩnh vực Khoa học, Cơng nghệ, Kĩ thuật Tốn học: Kiến thức hàn lâm kết hợp chặt chẽ với học thực tế thông qua việc HỌC SINH áp dụng kiến thức Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật Toán học vào bối cảnh cụ thể tạo nên kết nối nhà trường, cộng đồng doanh nghiệp Tích hợp từ lĩnh vực Khoa học, Cơng nghệ, Kĩ thuật Tốn học trở lên: Giáo dục STEM phương pháp tiếp cận, khám phá giảng dạy học tập hai hay nhiều môn học STEM, chủ đề STEM nhiều môn học khác nhà trường Trong nghiên cứu giáo dục STEM hiểu theo nghĩa thứ ba tác giả định nghĩa sau: “Giáo dục STEM quan điểm dạy học theo tiếp cận liên ngành từ hai lĩnh vực Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật Tốn học trở lên Trong nội dung học tập gắn với thực tiễn, PPDH theo quan điểm dạy học định hướng hành động” [1], [2] 1.2 Mục tiêu dạy học STEM Phát triển lực đặc thù môn học thuộc STEM cho HỌC SINH: Đó kiến thức, kĩ liên quan đến môn học Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật Tốn học Trong HỌC SINH biết liên kết kiến thức Khoa học, Toán học để giải vấn đề thực tiễn Biết sử dụng, quản lí truy cập Cơng nghệ HỌC SINH biết quy trình thiết kế chế tạo sản phẩm Phát triển lực cốt lõi cho HỌC SINH: Giáo dục STEM nhằm chuẩn bị cho HỌC SINH hội thách thức kinh tế cạnh tranh toàn cầu kỉ 21 Bên cạnh hiểu biết lĩnh vực Khoa học, Cơng nghệ, Kĩ thuật, Tốn học, HỌC SINH phát triển tư phê phán, khả hợp tác để thành công Định hướng nghề nghiệp cho HỌC SINH: Giáo dục STEM tạo cho HỌC SINH có kiến thức, kĩ mang tính tảng cho việc học tập bậc học cao cho nghề nghiệp tương lai HỌC SINH Từ đó, góp phần xây dựng lực lượng lao động có lực, phẩm chất tốt đặc biệt lao động lĩnh vực STEM nhằm đáp ứng mục tiêu xây dựng phát triển đất nước [1] 1.3 Các kỹ dạy học STEM Những kỹ STEM tích hợp kỹ năng: - Kỹ khoa học: Học sinh trang bị kiến thức khái niệm, nguyên lý, định luật sở lý thuyết giáo dục khoa học Mục tiêu quan trọng thông qua giáo dục khoa học, học sinh có khả liên kết kiến thức để thực hành có tư để sử dụng kiến thức vào thực tiễn để giải vấn đề thực tế - Kỹ cơng nghệ: Học sinh có khả sử dụng, quản lý, hiểu biết, truy cập công nghệ từ vật dụng đơn giản bút, quạt đến hệ thống phức tạp mạng internet, máy móc - Kỹ kỹ thuật: Học sinh trang bị kỹ sản xuất đối tượng hiểu quy trình để làm Vấn đề địi hỏi học sinh phải có khả phân tích, tổng hợp kết hợp để biết cách làm để cân yếu tố liên quan (như khoa học, nghệ thuật, công nghệ, kỹ thuật) để có giải pháp tốt thiết kế xây dựng quy trình Ngồi học sinh cịn có khả nhìn nhận nhu cầu phản ứng xã hội vấn đề liên quan đến kỹ thuật - Kỹ toán học: Là khả nhìn nhận nắm bắt vai trị tốn học khía cạnh tồn giới Học sinh có kỹ tốn học có khả thể ý tưởng cách xác, có khả áp dụng khái niệm kĩ toán học vào sống ngày [3] 1.4 Phân loại STEM Việc phân loại STEM cần thiết sở cho việc lựa chọn hình thức tổ chức giáo dục STEM, phương pháp giáo dục STEM hay xây dựng chủ đề giáo dục STEM đảm bảo phù hợp với mục tiêu, điều kiện, bối cảnh triển khai STEM khác - Phân loại dựa lĩnh vực STEM tham gia giải vấn đề: + STEM đầy đủ: loại hình STEM yêu cầu người học cần vận dụng kiến thức bốn lĩnh vực STEM để giải vấn đề + STEM khuyết: loại hình STEM mà người học vận dụng kiến thức bốn lĩnh vực STEM để giải vấn đề - Phân loại dựa phạm vi kiến thức để giải vấn đề STEM: + STEM bản: loại hình STEM xây dựng sở kiến thức thuộc phạm vi môn học Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật Tốn học chương trình giáo dục phổ thông Các sản phẩm STEM thường đơn giản, chủ đề giáo dục STEM bám sát nội dung sách giáo khoa thường xây dựng sở nội dung thực hành, thí nghiệm chương trình giáo dục phổ thơng + STEM mở rộng: loại hình STEM có kiến thức nằm ngồi chương trình sách giáo khoa Những kiến thức người học phải tự tìm hiểu nghiên cứu Sản phẩm STEM loại hình có độ phức tạp cao - Phân loại dựa vào mục đích dạy học: + STEM dạy kiến thức mới: STEM xây dựng sở kết nối kiến thức nhiều môn học khác mà HỌC SINH chưa học (hoặc học phần) HỌC SINH vừa giải vấn đề vừa lĩnh hội tri thức + STEM vận dụng: STEM xây dựng sở kiến thức HỌC SINH học STEM dạng bồi dưỡng cho HỌC SINH lực vận dụng lí thuyết vào thực tế Kiến thức lí thuyết củng cố khắc sâu [1] 1.5 Chủ đề giáo dục STEM Khi xây dựng chủ đề giáo dục STEM, số câu hỏi gặp phải với GIÁO VIÊN liệu chủ đề xây dựng có theo tinh thần STEM hay không chủ đề tích hợp khoa học đơn Điều tạo nên phân biệt chủ đề giáo dục STEM với chủ đề học tập khác Điều cần phải khẳng định trước hết chủ đề dạy học theo định hướng STEM phải chủ đề mang tính tích hợp Khái niệm STEM hay giáo dục STEM khái niệm rộng nhiều tầng bậc, điều ảnh hưởng tới việc xác định hay cách đánh giá chủ đề giáo dục STEM Trong nội dung trình bày nghiên cứu đề xuất số tiêu chí nhằm xác định Kiến thức lĩnh vực STEM Làm việc nhóm Tiêu chí chủ đề STEM Giải vấn đề thực tiễn Định hướng thực hành chủ đề giáo dục STEM Hình 1.1 Tiêu chí chủ đề giáo dục STEM - Chủ đề STEM hướng tới giải vấn đề giới thực Vận dụng kiến thức STEM để giải vấn đề thực tiễn mục tiêu dạy học theo quan điểm STEM Do vậy, học STEM để giải vấn đề mang tính tưởng tượng xa rời thực tế mà ln hướng đến giải vấn đề tình xã hội, kinh tế, môi trường cộng đồng địa phương họ toàn cầu - Chủ đề STEM phải hướng tới việc HỌC SINH vận dụng kiến thức lĩnh vực STEM để giải Tiêu chí nhằm đảm bảo theo tinh thần giáo dục STEM, qua phát triển lực chun mơn liên quan - Chủ đề STEM định hướng thực hành Định hướng hành động đặc điểm quan điểm STEM Chỉ chủ đề STEM định hướng thực hành đảm bảo hình thành phát triển lực cho HỌC SINH Điều giúp HỌC SINH có kiến thức từ kinh nghiệm thực hành khơng phải từ lí thuyết Bằng cách xây dựng giảng theo chủ đề dựa thực hành, HỌC SINH hiểu sâu lí thuyết, ngun lí thơng qua hoạt động thực tế Chính hoạt động thực tế giúp HỌC SINH nhớ kiến thức lâu sâu HỌC SINH làm việc theo nhóm, tự thảo luận tìm tòi kiến thức, tự vận dụng kiến thức vào hoạt động thực hành sau truyền đạt lại kiến thức cho người khác Với cách học này, GIÁO VIÊN khơng cịn người truyền đạt kiến thức mà người hướng dẫn để HỌC SINH tự xây dựng kiến thức cho [20] - Chủ đề STEM khuyến khích làm việc nhóm HỌC SINH Trên thực tế có chủ đề STEM triển khai cá nhân Tuy nhiên, làm việc theo nhóm hình thức làm việc phù hợp việc giải nhiệm vụ phức hợp gắn với thực tiễn Làm việc theo nhóm kĩ quan trọng kỉ 21 bên cạnh làm việc theo nhóm HỌC SINH đặt vào môi trường thúc đẩy nhu cầu giao tiếp chia sẻ ý tưởng phát triển giải pháp [1], [2] Tư tưởng dạy học theo định hướng STEM dựa kết nối kiến thức lĩnh vực chuyên môn: Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật Toán học, gắn với tình thực tiễn Mặt khác, thơng qua ứng dụng 10 Lập kế hoạch tiến hành thực nghiệm sư phạm theo kế hoạch 1.2 Tiến hành thực nghiệm sư phạm Chúng tiến hành thực nghiệm sư phạm theo năm hoạt động đề 1.2.1 Chế tạo thiết bị lọc khói hương bảo vệ mơi trường Hoạt động 1: Yêu cầu thiết kế chế tạo thiết bị lọc khói hương Giáo viên đặt vấn đề thực tiễn sống: Người dân có thói quen thắp hương vào ngày lễ, ngày giỡ, khói hương làm nhiễm mỗi trường, ảnh hưởng đến sức khỏe thành viên gia đình, em chế tạo thiết bị lọc khói hương để hạn chế tác hại khói hương tới sức khỏe gia đình Giáo viên nêu yêu cầu chế tạo sản phẩm lọc khói hương từ thiết bị, nguyên vật liệu có sẵn: lon bia, vỏ chai coca nêu tiêu chí chấm điểm sản phẩm Phiếu số 1: Đánh giá sản phẩm lọc khói hương Tiêu chí Điểm chấm Điểm tối đa Thiết bị lọc chế tạo nguyên lí 40 Thiết bị hoạt động hiệu hiệu điện định mức 220V 30 Thiết bị gọn, nhẹ, có hình thức bền, đẹp 20 Chi phí làm thiết bị tiết kiệm 10 Tổng điểm Giáo giao nhiệm vụ cho học sinh: 100 - Tìm hiểu tác hại khói hương đến sức khỏe người - Tìm hiểu kiến thức cách làm cho vật nhiễm điện, di chuyển điện tích điện trường, cấu tạo tụ điện, cách tích điện cho tụ điện - Xây dựng thiết kế thiết bị lọc khói hương Học sinh xác định nhiệm vụ: - Tìm hiểu tác hại khói hương 54 - Nội dung kiến thức phục vụ cho việc xây dựng thiết kế thiết bị lọc khói hương Hoạt động 2: Nghiên cứu kiến thức (trọng tâm) xây dựng thiết kế thiết bị lọc khói hương Giáo viên tổ chức cho học sinh hoạt động nhóm vịng tuần thực nhiệm vụ hoạt động Phiếu số 2: Đánh giá báo cáo thiết kế sản phẩm Tiêu chí Điểm chấm Điểm tối đa Thuyết trình tác hại khói hương đến sức khỏe người 10 Trình bày xác nội dung kiến thức phục vụ cho việc thiết kế thiết bị lọc khói 20 Bản vẽ thiết kế thiết bị lọc khói rõ ràng, khoa học 30 Giải thích rõ nguyên lí hoạt động thiết bị lọc khói, 20 Trình bày, trả lời rõ ràng, logic, sinh động 20 Tổng điểm 100 Hoạt động 3: Trình bày thiết kế Học sinh trình bày nội dung kiến thức nền, giải thích bảo vệ thiết kế theo tiêu chí đề Chứng minh thiết kế ưu việt tính tốn, kiến thức cụ thể 55 Hình 1: Học sinh trình bày thiết kế 56 57 Hình 2: Bản thiết kế nhóm học sinh Thảo luận, đặt câu hỏi phản biện ý kiến thiết kế; ghi lại nhận xét, góp ý; tiếp thu chỉnh sửa thiết kế cần Phân công công việc, lên kế hoạch chế tạo thử nghiệm thiết bị lọc khói hương Giáo viên tổ chức cho học sinh tự chấm, chấm nhận xét chỉnh sửa thiết kế theo tiêu chí đề ra: Bảng 4: Kết chấm Tiêu chí N1 N2 N3 N4 Thuyết trình tác hại khói hương đến sức khỏe người 6.5 7 Trình bày xác nội dung kiến thức phục vụ cho việc thiết kế thiết bị lọc khói 17 17.5 18 18 Bản vẽ thiết kế thiết bị lọc khói rõ ràng, khoa học 22 24 24 23 Giải thích rõ nguyên lí hoạt động thiết bị lọc khói 19 19 19 19 Trình bày, trả lời rõ ràng, logic, sinh động 18 18 19 19 82.5 85.5 87 86 Tổng điểm GV: Nhận xét phần thuyết trình bảo vệ thiết kế học sinh * Ưu điểm: - Các nhóm hoạt động tích cực, chuẩn bị phần thuyết trình, nội dung kiến thức chu đáo 58 - Một số nhóm đưa giải pháp sáng tạo như: làm âm có nhiều đầu nhọn tăng khả làm khói nhiễm điện, thiết kết tăng khả khói tiếp xúc với âm - Tất nhóm trình bày tốt tác hại khói hương sức khỏe người * Nhược điểm: Cần trình bày chi tiết thiết kế như: khoảng cách hai âm dương bao nhiêu, kích thước thiết bị thiết kế Hoạt động 4: Chế tạo thử nghiệm thiết bị lọc khói hương (1 tuần) Giáo viên hướng dẫn học sinh sử dụng thiết phát tĩnh điện Chú ý an toàn sử dụng thiết bị điện Giáo viên cho học sinh đăng kí sử dụng thiết bị máy phát tĩnh điện để thử nghiệm Hình 2: Máy phát tĩnh điện wimshurst Học sinh sử dụng nguyên liệu chuẩn bị để chế tạo thiết bị lọc khói hương theo thiết kế Thử nghiệm, điều chỉnh hoàn thiện sản phẩm Học sinh tiến hành chế tạo, thử nghiệm hoàn thành sản phẩm theo nhóm 59 Giáo viên quan sát, tư vấn hỡ trợ học sinh cần Hoạt động 5: Trình bày sản phẩm thiết bị lọc khói Giáo viên giao nhiệm vụ: nhóm trình diễn sản phẩm trước lớp tiến hành thảo luận, chia sẻ Các nhóm trình diễn sản phẩm trước lớp Hình 4: Hình ảnh thiết bị trước hoạt động (Khói hương bay lên chưa lọc) Hình 5: Hình ảnh thiết bị hoạt động (Khói hương khơng cịn bay lên lọc) 60 Hình 6: Một số sản phẩm thiết bị lọc khói hương học sinh Các nhóm chia sẻ kết quả, đề xuất phương án điều chỉnh, kiến thức kinh nghiệm rút trình thực nhiệm vụ thiết kế chế tạo thiết bị lọc khói hương Giáo viên yêu cầu học sinh đưa ý tưởng bổ sung chỉnh sửa, nâng cấp thiết bị Giáo viên đánh giá, kết luận tổng kết Tiêu chí N1 N2 N3 N4 Thiết bị lọc chế tạo nguyên lí 40 40 40 40 Thiết bị hoạt động hiệu 28 27 28 25 Thiết bị gọn, nhẹ, có hình thức bền, đẹp, sáng tạo 17 17 16 16 Chi phí làm thiết bị tiết kiệm 8 94 92 92 89 Tổng điểm Kết thực 61 Sau tiến hành thực nghiệm sư phạm dạy học theo chủ đề STEM hai lớp 11a1 11a2, chúng tơi tiến hành phát phiếu khảo sát tính hiệu đề tài Kết thu sau: Lớp 11a1 11a2 Tổng Lớp 11a1 11a2 Tổng Phiếu số 1: Nhận xét học sinh việc học môn Vật lí phương pháp truyền thống Số hs Nhận xét Rất hứng thú Hứng thú Không hứng thú SL Tỉ lệ% SL Tỉ lệ% SL Tỉ lệ% 42 12 28.6 20 47.62 10 23.8 44 15.9 32 72.8 11.3 86 19 22.1 52 60.5 15 17.4 Phiếu số 2: Nhận xét học sinh việc học mơn Vật lí Thơng qua chủ đề STEM triển khai Số hs Nhận xét Rất hứng thú Hứng thú Không hứng thú SL Tỉ lệ SL Tỉ lệ SL Tỉ lệ 42 20 47.6 18 42.9 9.5 44 18 40.9 22 50 9.1 86 38 44.2 40 46.5 9.3 Biểu đồ 1: So sánh mức độ hứng thú học sinh lớp 11a1 11a2 phương pháp dạy học Vật lí truyền thống phương pháp dạy học Vật lí theo chủ đề STEM Với kết trên, lãnh đạo trường THPT Đức Hợp định triển khai diên rộng phạm vi nhà trường việc thành lập Câu lạc STEM giáo viên học sinh Khả ứng dụng, triển khai kết sáng kiến Sáng kiến sau triển khai thực đạt kết tốt Chúng triển khai lớp khối 11 trường THPT Đức Hợp, phạm vi lớp 11A1, 11A2 khoảng thời gian từ tháng 12/2018 đến hết tháng 2/2019 62 Trên sở kết đạt được, chúng tơi cho hồn tồn ứng dụng, triển khai diện rộng trường THPT Đức Hợp nói riêng, trường THPT nước nói chung Lợi ích, hiệu kinh tế- xã hội Đề tài đáp ứng yêu cầu việc đổi phương pháp giảng dạy môn Vật lí nói riêng, mơn học trường THPT nói chúng bối cảnh Ngồi đề tài chúng tơi cịn phù hợp với xu phát triển giáo dục giới giáo dục Châu Âu Hoa Kỳ mà giáo dục STEM nước triển khai hiệu Đặc biệt việc thiết kế chủ đề dạy học STEM thực tế khơng khó, dễ thực đồng thời mang lại hiệu cao, tạo hứng thú cho học sinh tham gia học tập 63 KẾT LUẬN 64 Giáo dục STEM, tương đối Việt Nam coi trọng Châu Âu Mỹ Đây phương thức giáo dục tích hợp theo cách tiếp cận liên mơn thông qua thực hành, ứng dụng, trải nghiệm sáng tạo STEM viết tắt từ Science (khoa học), Technology (cơng nghệ), Engineering (kỹ thuật) Math (tốn học) Giáo dục STEM chất hiểu trang bị cho người học kiến thức kỹ cần thiết liên quan đến lĩnh vực khoa học, cơng nghệ, kỹ thuật tốn học Các kiến thức kỹ (gọi kỹ STEM) phải tích hợp, lồng ghép bổ trợ cho giúp học sinh không hiểu biết nguyên lý mà cịn áp dụng để thực hành tạo sản phẩm sống ngày Giáo dục STEM phá khoảng cách hàn lâm thực tiễn, tạo người có lực làm việc “tức thì” mơi trường làm việc có tính sáng tạo cao với cơng việc địi hỏi trí óc kỷ 21 Điều phù hợp với cách tiếp cận tích hợp Chương trình GDPT Việc xây dựng chủ đề học tập mơn Vật lí chương trình lớp 11 theo hướng STEM giúp em học sinh khắc sâu lý thuyết học thông qua việc thực hành tạo sản phẩm giải đòi hỏi thực tiễn sống Thông qua việc triển khai giảng dạy theo hướng STEM, nhận thấy em học sinh hứng thú nhiều so với phương pháp giảng dạy thông thường Việc xây dựng chủ đề học tập mơn Vật lí chương trình lớp 11 theo hướng STEM nói riêng với mơn học khác nói chung hồn tồn khơng q khó, nhiều thời gian mỗi thầy cô giáo thực tâm huyết, thực mong muốn đổi mới, thực học sinh Điều kiện áp dụng giải pháp Đề tài mang tính thực tiễn cao, bối cảnh đổi giáo dục Vì việc áp dụng giải pháp đề tài thực tiến khơng q khó đảm bảo điều kiện sau: Lãnh đạo nhà trường quan tâm có nhận thức sâu sắc giáo dục STEM 65 Giáo viên nói chung, giáo viên mơn Tốn, Lí, Hóa, Sinh, Cơng nghệ tâm huyết, học sinh Đề xuất, khuyến nghị - Đối với nhà trường: Tạo điều kiện pháp lý động viên tinh thần để giáo viên nói chung, giáo viên mơn Tốn, Lí, Hóa, Sinh, Công nghệ dành thời gian xây dựng chủ đề STEM triển khai giảng dạy - Đối với giáo viên: Tích cực tìm hiểu vận dung kiến thức giáo dục STEM để xây dựng chủ đề học tập phù hợp với thực tế mơn thực tế trình độ học tập học sinh lớp phụ trách MỤC LỤC Nội dung Trang MỞ ĐẦU 66 Lý chọn đề tài Mục đích nghiên cứu Giả thuyết khoa học Đối tượng phạm vi nghiên cứu Nhiệm vụ nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu Đóng góp đề tài: Cấu trúc CHƯƠNG CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN VỀ DẠY HỌC STEM THEO HƯỚNG PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GIẢI QUYẾTVÁN ĐỀ CHO HỌC SINH Giáo dục STEM dạy học Giáo dục STEM trường Trung học CHƯƠNG XÂY DỰNG MỘT SỐ CHỦ ĐỀ STEM TRONG CHƯƠNG TRÌNH VẬT LÍ 11 Chế tạo thiết bị lọc khói hương bảo vệ môi trường Thiết kế mạch chỉnh lưu cầu cấp điện chiều 12V (Số tiết: – lớp 11) CHƯƠNG KẾT QUẢ TRIỂN KHAI SÁNG KIẾN Thực nghiệm sư phạm Kết thực Khả ứng dụng, triển khai kết sáng kiến Lợi ích, hiệu kinh tế- xã hội KẾT LUẬN Điều kiện áp dụng giải pháp Đề xuất, khuyến nghị LỜI CAM ĐOAN Đây sáng kiến tập thể tác giả viết, không chép nội dung người khác CHỮ KÝ CỦA NHÓM TÁC GIẢ 67 ĐÁNH GIÁ CỦA HỘI ĐỒNG KHOA HỌC CẤP TRƯỜNG …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………… 68 ... STEM Vận dụng sở lí luận trên, chương chúng tơi thiết kế hai giáo án dạy học theo chủ đề STEM CHƯƠNG XÂY DỰNG MỘT SỐ CHỦ ĐỀ STEM TRONG CHƯƠNG TRÌNH VẬT LÍ 11 Chế tạo thiết bị lọc khói hương bảo. .. vụ thiết kế chế tạo thiết bị lọc khói hương Giáo viên đánh giá, kết luận tổng kết Chế tạo mạch chỉnh lưu cầu cấp đi? ??n chiều 12V (Số tiết: – lớp 11) 2.1 Mô tả chủ đề Dự án “CHẾ TẠO MẠCH CHỈNH LƯU... dạy học STEM số chủ đề liên quan đến nội dung kiến thức vật lí 11 THPT, nhằm phát triển lực giải vấn đề cho học sinh - Đề xuất chủ đề dạy học STEM ? ?Chế tạo mạch ốt chỉnh lưu cầu cấp đi? ??n chiều 12V”