Thiết kế chủ đề STEM “nhà cách âm” cho học sinh lớp 7

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KHOA VẬT LÝ BIỆN THỊ DUNG THIẾT KẾ CHỦ ĐỀ STEM “NHÀ CÁCH ÂM” CHO HỌC SINH LỚP KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP Đà Nẵng, 06/2020 ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KHOA VẬT LÝ BIỆN THỊ DUNG THIẾT KẾ CHỦ ĐỀ STEM “NHÀ CÁCH ÂM” CHO HỌC SINH LỚP KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP Chuyên ngành : Sư phạm Vật lý Khóa học : 2016 – 2020 Người hướng dẫn : TS Phùng Việt Hải Đà Nẵng, 06/2020 LỜI CẢM ƠN Trong thời gian thực đề tài khóa luận tốt nghiệp, hướng dẫn tận tình GV hướng dẫn phía nhà trường tạo điều kiện thuận lợi, tơi có q trình nghiên cứu, tìm hiểu học tập nghiêm túc để hồn thành đề tài Kết thu khơng nỗ lực riêng cá nhân mà cịn giúp đỡ q thầy cơ, gia đình bạn bè Với lịng kính trọng biết ơn sâu sắc, xin bày tỏ lời cảm ơn chân thành tới: Quý thầy cô khoa Vật Lý – Trường Đại học Sư phạm – Đại học Đà Nẵng tận tình dạy dỗ, giúp tơi trang bị kiến thức cần thiết người giáo viên để bước vào đời T.S Phùng Việt Hải – người thầy tận tình hướng dẫn, bảo tơi suốt thời gian qua để tơi hồn thành khóa luận Mặc dù tơi cố gắng để hồn thành khóa luận khơng thể tránh khỏi thiếu sót Tơi mong nhận thơng cảm góp ý tận tình q thầy bạn bè Tôi xin chân thành cảm ơn! Đà nẵng, tháng 06 năm 2020 Sinh viên thực Biện Thị Dung I MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN I DANH MỤC KÝ HIỆU VÀ CỤM TỪ VIẾT TẮT IV DANH MỤC HÌNH ẢNH V DANH MỤC BẢNG BIỂU VI PHẦN 1: MỞ ĐẦU 1 Lý chọn đề tài Mục tiêu nghiên cứu Giả thuyết khoa học .2 Nhiệm vụ nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu .3 6.1 Phương pháp nghiên cứu lí luận: 6.2.Phương pháp khảo sát chuyên gia .3 Tổng quan vấn đề nghiên cứu .3 NỘI DUNG CHƯƠNG I : CƠ SỞ LÍ LUẬN CƠ BẢN VỀ GIÁO DỤC STEM .5 1.1 Khái quát giáo dục STEM 1.1.1 Khái niệm STEM 1.1.2.Giáo dục STEM 1.2 Các mức độ áp dụng STEM giáo dục .6 1.2.1 Dạy học môn học theo phương thức giáo dục STEM .6 1.2.2.Tổ chức hoạt động trải nghiệm STEM 1.2.3.Tổ chức hoạt động nghiên cứu khoa học, kĩ thuật 1.3 Tiêu chí xây dựng học STEM 1.4 Quy trình xây dựng học STEM 1.5 Phương pháp dạy học chủ đề STEM 13 1.6 Đánh giá giáo dục STEM 17 1.6.1 Nguyên tắc đánh giá 17 1.6.2 Các yêu cầu đánh giá 17 1.6.3 Gợi ý xây dựng công cụ đánh giá 18 1.7 Vai trò, ý nghĩa giáo dục STEM chương trình GDPT 2018 21 KẾT LUẬN CHƯƠNG I 22 II CHƯƠNG : XÂY DỰNG CHỦ ĐỀ STEM “ NHÀ CÁCH ÂM ” CHO HỌC SINH LỚP .23 2.1 Cấu trúc, nội dung chương ‘Âm học’ Vật lý lớp 23 2.1.1 Cấu trúc nội dung kiến thức chương ‘Âm học’ – Vật lý 23 2.1.2 Nội dung kiến thức chương ‘Âm học’ - Vật lý 23 2.2 Xây dựng chủ đề STEM ‘Nhà cách âm’ cho học sinh lớp 25 2.2.1 Tên chủ đề: NHÀ CÁCH ÂM .25 2.2.2 Mô tả chủ đề 25 2.3.3 Mục tiêu .26 2.3.4 Chuẩn bị giáo viên học sinh .29 2.3.4.1 Chuẩn bị giáo viên .29 2.3.5 Tiến trình dạy học 35 2.3.5.1 Chuỗi hoạt động dạy học chủ đề 35 2.3.5.2 Các hoạt động cụ thể 36 KẾT LUẬN CHƯƠNG 64 CHƯƠNG 3: KHẢO SÁT VÀ KẾT QUẢ ĐÁNH GIÁ 65 3.1 Mục đích khảo sát 65 3.2 Phương pháp khảo sát 65 3.3 Phạm vi, đối tượng thời gian khảo sát .68 3.4 Kết khảo sát đánh giá 68 3.4.1 Kết khảo sát 68 3.4.2 Phân tích kết khảo sát 70 3.4.3 Một số ý kiến chuyên gia 71 KẾT LUẬN CHƯƠNG 72 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .73 Kết luận 73 Kiến nghị 73 TÀI LIỆU THAM KHẢO .74 PHỤ LỤC 75 III DANH MỤC KÝ HIỆU VÀ CỤM TỪ VIẾT TẮT CNTT Công nghệ thông tin CG Chuyên gia ĐG Đánh giá GV Giáo viên HS Học sinh PPDH Phương pháp dạy học SGK Sách giáo khoa TC Tiêu chí TN Thực nghiệm IV DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1: Chu trình STEM (theo https://www.knowatom.com) .5 Hình 1.2: Tiến trình học STEM .10 Hình 1.3: Quy trình dạy học phương pháp 5E 13 Hình 1.4: Các bước thực dạy học dự án 16 Hình 2.1: Cấu trúc nội dung kiến thức chương ‘Âm học’ - Vật lý 23 Hình 2.2: Ơ nhiễm tiếng ồn - Nỗi sợ đến từ âm 25 Hình 2.3: Bản vẽ mặt mơ hình nhà cách âm 32 Hình 2.4: Mơ hình nhà cách âm hoàn thiện 34 Hình 2.5: Tàu hỏa chạy qua khu dân cư 38 Hình 3.1: Số liệu khảo sát đánh giá chủ đề STEM “Nhà cách âm” 70 Hình 3.2: Ý kiến chuyên gia .71 Hình 3.3: Ý kiến chuyên gia .71 Hình 3.4: Ý kiến chuyên gia .71 V DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1: Bảng mô tả công cụ thu thập thông tin để đánh giá trình giáo dục STEM 19 Bảng 1.2: Bảng so sánh đánh giá lực đánh giá kiến thức, kĩ 19 Bảng 2.1: Kiến thức STEM thể chủ đề "Nhà cách âm" 26 Bảng 2.2:Rubric đánh giá tính sáng tạo tính tích cực học sinh dạy học chủ đề STEM …………………………………………………………………………… 27 Bảng 2.3: Danh sách vật liệu, dụng cụ để chế tạo mơ hình nhà cách âm 29 Bảng 2.4: Các bước chế tạo mơ hình nhà cách âm 32 Bảng 2.5: Chuỗi hoạt động dạy học chủ đề STEM "Nhà cách âm" 36 Bảng 2.6: Các tiêu chí đánh giá báo cáo vẽ thiết kế mơ hình nhà cách âm 67 Bảng 2.7: Các tiêu chí đánh giá trình bày sản phẩm .64 Bảng 3.1: Bảng đánh giá kế hoạch dạy học 68 Bảng 3.2: Kết khảo sát đánh giá kế hoạch dạy học 68 VI PHẦN 1: MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Vấn đề lớn ngành giáo dục chuẩn bị nguồn nhân lực cho tương lai, đặc biệt cho CMCN 4.0 Trong giáo dục STEM cơng nhận rộng rãi giới hướng đắn cho vấn đề STEM thuật ngữ viết tắt từ Science (Khoa học), Technology (Công nghệ), Engineering (Kĩ thuật) Mathematics (Toán học), thường sử dụng bàn đến sách phát triển Khoa học, Cơng nghệ, Kĩ thuật Toán học quốc gia Sự phát triển Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật Tốn học mơ tả chu trình STEM Trong đó, Science quy trình sáng tạo kiến thức khoa học; Engineering quy trình sử dụng kiến thức khoa học để thiết kế công nghệ nhằm giải vấn đề; Mathematics công cụ sử dụng để thu nhận kết chia sẻ kết với người khác Giáo dục STEM đặt học sinh trước vấn đề thực tiễn ("công nghệ" tại) cần giải quyết, đòi hỏi học sinh phải tìm tịi, chiếm lĩnh kiến thức khoa học vận dụng kiến thức để thiết kế thực giải pháp giải vấn đề ("công nghệ" mới) Như vậy, học STEM đề cập giao cho học sinh giải vấn đề tương đối trọn vẹn, đòi hỏi học sinh phải huy động kiến thức có tìm tịi, chiếm lĩnh kiến thức để sử dụng Q trình địi hỏi học sinh phải thực theo "Quy trình khoa học" (để chiếm lĩnh kiến thức mới) "Quy trình kĩ thuật" để sử dụng kiến thức vào việc thiết kế thực giải pháp ("công nghệ" mới) để giải vấn đề Đây tiếp cận liên mơn giáo dục STEM, kiến thức mà học sinh cần phải học để sử dụng học STEM cụ thể thuộc môn học Như vậy, giáo dục STEM phương thức giáo dục nhằm trang bị cho học sinh kiến thức khoa học gắn liền với ứng dụng chúng thực tiễn, qua phát triển cho học sinh lực phát giải vấn đề với lực khác tương ứng, đáp ứng yêu cầu phát triển kinh tế – xã hội Việc đưa giáo dục STEM vào trường trung học mang lại nhiều ý nghĩa, phù hợp với định hướng đổi giáo dục phổ thông Cụ thể giáo dục STEM đảm bảo giáo dục toàn diện; nâng cao hứng thú học tập mơn học STEM; hình thành phát triển lực, phẩm chất cho học sinh; kết nối trường học với cộng đồng; hướng nghiệp, phân luồng Với tình hình nước Việt Nam ta nay, trước u cầu đẩy mạnh cơng nghiệp hóa, đại hóa hội nhập kinh tế quốc tế địi hỏi giáo dục nước ta phải đào tạo người có đủ tri thức, trí tuệ, lực phẩm chất tốt Với chủ trương khắc phục lối truyền thụ chiều, rèn luyện thành nếp tư sáng tạo cho người học, bước áp dụng phương pháp tiên tiến phương tiện đại vào q trình dạy học nhằm phát huy tính tích cực, tự giác, chủ động, sáng tạo học sinh, phù hợp với đặc điểm môn học, lớp học Hơn nữa, việc theo học môn học STEM theo phương pháp giáo dục STEM có ảnh hưởng tích cực tới khả lựa chọn nghề nghiệp tương lai em sau Với việc tiếp thu kiến thức cách tích hợp sáng tạo, HS yêu thích thể niềm đam mê mơn học, từ khuyến khích em có định hướng tốt chọn chuyên ngành cho bậc học cao chắn cho nghiệp sau em Tất yêu cầu STEM giáo dục STEM giải cách hiệu Tuy nhiên khơng phải nội dung kiến thức áp dụng thành cơng mơ hình giáo dục STEM Chủ đề “Nhà cách âm” chủ đề mà kiến thức chủ đề có liên hệ nhiều đến môn khoa học trung học như: cấu tạo hình học (Tốn học); nguồn âm, độ to âm, môi trường truyền âm, chống ô nhiễm tiếng ồn … (Vật lý) Thực tế thấy nước ta hoạt động sản xuất công nghiệp ngày phát triển Hoạt động công nghiệp sản xuất việc sử dụng máy móc xem khơng thể, nhiên ý thức số sở sản xuất khu công nghiệp gây ô nhiễm tiếng ồn cho khu vực xung quanh Hơn nữa, phương tiện giao thông ngày tăng với mức độ chóng mặt, mật độ xe lưu thơng đường phố ngày lớn, gây nên ô nhiễm tiếng ồn tiếng động cơ, tiếng còi tiếng phanh xe Ở Việt Nam, số lượng phương tiện chất lượng lưu thông đường phố nhiều tạo nên ô nhiễm tiếng ồn đáng kể Máy bay lúc cất cánh nguồn gây ô nhiễm tiếng ồn bỏ qua Ngoài ra, đường sắt Việt Nam kéo dài từ bắc tới nam với 1726 km, lần tàu hỏa chạy qua khu dân cư lúc mà hộ dân sống đường ray phải chịu tần số âm không nhỏ Hậu ô nhiễm tiếng ồn lớn, ảnh hưởng đến sức khỏe hành vi người Ơ nhiễm tiếng ồn gây tăng huyết áp, căng thẳng, ù tai, giảm thính lực, rối loạn giấc ngủ tác hại khác Vì vận dụng kiến thức khoa học, kỹ thuật, cơng nghệ tốn học, thiết kế chủ đề giáo dục STEM “Nhà cách âm” nhằm giúp HS vận dụng kiến thức vào thực tế, đồng thời trải nghiệm, sáng tạo vấn đề lí thuyết để tạo sản phẩm Chính lý trên, tơi định lựa chọn đề tài: “Thiết kế chủ đề STEM “Nhà cách âm” cho học sinh lớp 7” để tiến hành nghiên cứu Mục tiêu nghiên cứu Thiết kế chủ đề giáo dục STEM “Nhà cách âm” thiết kế tiến trình thực dự án chủ đề cho học sinh lớp Giả thuyết khoa học Nếu vận dụng mơ hình giáo dục STEM, HS tiếp thu kiến thức thông qua thực hành hướng đến giải vấn đề thực tiễn Ngồi ra, HS cịn trang bị kỹ mềm cần thiết cho thành công cơng việc sau Vai trị nhóm Thư kí Hoạt động TRÌNH BÀY SẢN PHẨM NHÀ CÁCH ÂM VÀ ĐÁNH GIÁ, TỔNG KẾT (45 phút lớp) a Mục tiêu - HS trình bày mơ hình nhà cách âm trước lớp chia sẻ kết thử nghiệm Bảng 2.7: Các tiêu chí đánh giá trình bày sản phẩm Tiêu chí Điểm tối đa Giảm độ to âm chuyển động tàu hỏa từ khoảng 110dB xuống ngưỡng an tồn cho mơi trường sinh hoạt GV đánh giá thông qua quan sát lớp phiếu đánh giá số PHIẾU ĐÁNH GIÁ SỐ : ĐÁNH GIÁ TRÌNH BÀY SẢN PHẨM (Dùng cho nhóm - điểm lẻ đến 0,5) Nhóm đánh giá : ……………………………………………………………… Nhóm thực đánh giá : …………………………………………………………… Điểm tối đa Tiêu chí 63 Điểm đạt Giảm độ to âm chuyển động tàu hỏa từ khoảng 110dB xuống ngưỡng an tồn cho mơi trường sinh hoạt