Thiết kế và tổ chức dạy học một số chủ đề stem chương cơ sở của nhiệt động lực học vật lý 10

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KHOA VẬT LÝ NGÔ THỊ LÀNH THIẾT KẾ VÀ TỔ CHỨC DẠY HỌC MỘT SỐ CHỦ ĐỀ STEM CHƯƠNG “CƠ SỞ CỦA NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC” – VẬT LÝ 10 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP Đà Nẵng, 2019 ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KHOA VẬT LÝ NGÔ THỊ LÀNH THIẾT KẾ VÀ TỔ CHỨC DẠY HỌC MỘT SỐ CHỦ ĐỀ STEM CHƯƠNG “CƠ SỞ CỦA NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC” – VẬT LÝ 10 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP Chuyên ngành : Sư phạm Vật lí Khóa học : 2015 – 2019 Người hướng dẫn : TS Phùng Việt Hải Đà Nẵng, 2019 LỜI CẢM ƠN Những dòng khóa luận này, tơi xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc đến TS Phùng Việt Hải suốt thời gian làm khóa luận thầy ln nhiệt tình đơn đốc tận tình hướng dẫn tơi từ hình thành ý tưởng đến hồn thành khóa luận hồn chỉnh Tơi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy giáo, cô giáo tổ phương pháp dạy vật lí, Ban Chủ nhiệm khoa Vật lí – Trường ĐHSP Đà Nẵng tạo điều kiện giúp q trình học tập nghiên cứu Tơi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Ban giám hiệu trường trung học phổ thông FPT, Đà Nẵng, thầy giáo, giáo tổ Vật lí em học sinh trường hỗ trợ tạo điều kiện thuận lợi cho tơi hồn thành khóa luận , ngày tháng … năm … Sinh viên thực (Ký ghi rõ họ tên) Page MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN MỤC LỤC .2 DANH MỤC BẢNG BIỂU .5 DANH MỤC HÌNH ẢNH MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Tổng quan vấn đề nghiên cứu Mục tiêu nghiên cứu Đối tượng phạm vi nghiên cứu Nhiệm vụ nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu Cấu trúc khóa luận CHƯƠNG 1: LÝ LUẬN VỀ GIÁO DỤC STEM VÀ TỔ CHỨC DẠY HỌC STEM TRONG TRƯỜNG TRUNG HỌC .10 1.1 Khái niệm giáo dục STEM 10 1.2 Mục tiêu giáo dục STEM 11 1.3 Chủ đề STEM 11 1.4 Phân loại chủ đề STEM 13 1.5 Một số lực hình thành thơng qua dạy học chủ đề STEM 14 1.5.1 Phát triển lực sáng tạo học sinh thông qua dạy học chủ đề STEM…………… 14 1.5.2 Phát triển tư kỹ thuật học sinh thông qua dạy học chủ đề STEM ….……………………………………………………………………………… 16 1.6 Quy trình thiết kế chủ đề STEM 18 1.7 Tiến trình tổ chức dạy học chủ đề STEM 22 KẾT LUẬN CHƯƠNG I 26 Page CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ NỘI DUNG VÀ TIẾN TRÌNH TỔ CHỨC DẠY HỌC MỘT SỐ CHỦ ĐỀ STEM CHƯƠNG “CƠ SỞ CỦA NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC” VẬT LÝ 10 27 2.1 Phân tích nội dung kiến thức chương “Cơ sở nhiệt động lực học” theo định hướng giáo dục STEM 27 2.2 2.3 2.1.1 Phân tích nội dung kiến thức 27 2.1.2 Ứng dụng thực tiễn .30 Thiết kế số chủ đề STEM chương “Cơ sở nhiệt động lực học” 30 2.2.1 Chủ đề “Máy làm mát mini di động” 31 2.2.2 Chủ đề “Động nhiệt” .33 2.2.3 Chủ đề “Chiếc thuyền vui nhộn” 36 Tổ chức dạy học số chủ đề STEM chương “Cơ sở nhiệt động lực học” 39 2.3.1 Tổ chức dạy học chủ đề: “Máy làm mát mini di động” .39 2.3.2 Tổ chức dạy học chủ đề: “Động nhiệt” 52 2.3.3 Tổ chức dạy học chủ đề: “Chiếc thuyền vui nhộn” 63 2.4 Công cụ đánh giá chủ đề STEM theo định hướng phát huy tính sáng tạo tư kĩ thuật học sinh 76 2.4.1 Tiêu chí đánh giá tính sáng tạo học sinh dạy học chủ đề STEM……………………………………………………………………………76 2.4.2 Tiêu chí đánh giá tư kỹ thuật học sinh dạy học chủ đề STEM……………………………………………………………………………79 2.4.3 Xây dựng cơng cụ đánh giá hồn chỉnh cho chủ đề 81 KẾT LUẬN CHƯƠNG 83 CHƯƠNG 3: THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 84 3.1 Mục đích thực nghiệm sư phạm 84 3.2 Nhiệm vụ thực nghiệm sư phạm 84 3.3 Đối tượng thực nghiệm sư phạm 84 3.4 Phương pháp thực nghiệm sư phạm 84 Page 3.5 3.6 Những thuận lợi khó khăn gặp phải tiến hành thực nghiệm sư phạm 84 3.5.1 Thuận lợi 84 3.5.2 Khó khăn 85 Kết thực nghiệm sư phạm 85 3.6.1 Phân tích diễn biến thực nghiệm sư phạm .85 3.6.2 Đánh giá kết thực nghiệm sư phạm mục tiêu giáo dục STEM……………………………………………………………………………88 3.6.3 Đánh giá chung 95 KẾT LUẬN CHƯƠNG 96 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .97 Kết luận 97 Kiến nghị 97 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO 98 Ý KIẾN CỦA NGƯỜI HƯỚNG DẪN .100 Page DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 2.1 Chuẩn kiến thức kĩ chương “Cơ sở nhiệt động lực học” 27 Bảng 2.2 Một số chủ đề STEM xây dựng chương “Cơ sở nhiệt động lực học” 31 Bảng 2.3 Xây dựng nội dung hoạt động dạy học chủ đề STEM “Máy làm mát mini di động” 32 Bảng 2.4 Lập kế hoạch dạy học chủ đề STEM “Máy làm mát mini di động” 33 Bảng 2.5 Xây dựng nội dung hoạt động dạy học chủ đề STEM “Động nhiệt” 35 Bảng 2.6 Lập kế hoạch dạy học chủ đề STEM “Động nhiệt” 35 Bảng 2.7 Xây dựng nội dung hoạt động dạy học chủ đề STEM “Chiếc thuyền vui nhộn” .37 Bảng 2.8 Lập kế hoạch dạy học chủ đề STEM “Chiếc thuyền vui nhộn” 38 Bảng 2.9 Thiết bị vật liệu chế tạo mơ hình máy làm mát mini di động 48 Bảng 2.10 Tiêu chí đánh giá báo cáo máy làm mát mini di động 50 Bảng 2.11 Thiết bị vật liệu chế tạo mơ hình động Stirling 61 Bảng 2.12 Tiêu chí đánh giá báo cáo động Stirling 63 Bảng 2.13 Thiết bị vật liệu chế tạo thuyền nến .72 Bảng 2.14 Tiêu chí đánh giá báo cáo thuyền nến 75 Bảng 2.15 Tiêu chí đánh giá tính sáng tạo học sinh dạy học STEM 79 Bảng 2.16 Tiêu chí đánh giá tư kỹ thuật học sinh dạy học 81 Bảng 3.1 Kết đánh giá báo cáo máy làm mát mini di động 91 Page DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1 Mục tiêu giáo dục STEM 11 Hình 1.2 Tiêu chí chủ đề STEM 12 Hình 1.3 Sơ đồ thể khái niệm sáng tạo học sinh 14 Hình 1.4 Quy trình thiết kế chủ đề STEM 19 Hình 1.5 Sơ đồ tiến trình tổ chức dạy học chủ đề STEM trường trung học .23 Hình 2.1 Sơ đồ logic nội dung kiến thức chương “Cơ sở nhiệt động lực học” 28 Hình 2.2 Ấn xuống mạnh nhanh pit-tơng xilanh chứa khí làm nội thay đổi 29 Hình 2.3 Đun xilanh chứa khơng khí lửa đèn cồn làm nội thay đổi 29 Hình 2.4 Mơ hình máy làm mát mini di động 47 Hình 2.5 Kích thước mơ hình máy làm mát mini di động 49 Hình 2.6 Động nhiệt 58 Hình 2.7 Nguyên tắc hoạt động động nhiệt 58 Hình 2.8 Mơ hình động Stirling 59 Hình 2.9 Cấu tạo động Stirling loại pit-tơng tự với nguồn nóng có nhiệt độ cao .59 Hình 2.10 Thuyền nến 71 Hình 3.1 Các nhóm gia cơng, chế tạo máy làm mát mini di động 86 Hình 3.2 Mơ hình máy làm mát mini di động nhóm 86 Hình 3.3 Cuộc đua “Mùa hè sáng tạo” 87 Hình 3.4 Báo cáo máy làm mát mini di động (1) 87 Hình 3.5 Báo cáo máy làm mát mini di động (2) 87 Page MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Chúng ta sống thời đại hòa nhập cao quốc gia có văn hóa khác nhau, nhu cầu trao đổi công việc nhân lực ngày cao Bối cảnh địi hỏi ngành giáo dục cần chuẩn bị cho học sinh kỹ kiến thức theo chuẩn toàn cầu Giáo dục STEM xu hướng giáo dục coi trọng nhiều quốc gia giới 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 phải tích hợp, lồng ghép bổ trợ cho nhau, giúp học sinh không hiểu biết ngun lý mà cịn thực hành tạo sản phẩm sống ngày Chỉ thị số 16/CT-TTg ngày 4/5/2017 việc tăng cường lực tiếp cận Cách mạng cơng nghiệp lần thứ 4, với Chương trình giáo dục phổ thông tổng thể, Bộ Giáo dục Đào tạo thức ban hành tháng 12/2018 cho thấy, giáo dục STEM kì vọng bước đột phá mang lại hiệu to lớn cơng đổi bản, tồn diện giáo dục Việt Nam Tuy nhiên, trạng dạy học theo mơ hình STEM Việt Nam cịn nhiều vấn đề cần giải sở vật chất chưa đáp ứng nhu cầu dạy học, chương trình kiểm tra đánh giá cịn lý thuyết hàn lâm, thiếu thực hành, không coi trọng công nghệ kĩ thuật, tâm lý đa phần học sinh học để thi nhận thức việc “Học” phần lớn phụ huynh theo cách truyền thống… Bên cạnh đó, phương pháp giáo dục STEM cịn mẻ nên cần quan tâm nhận thức toàn xã hội Cải cách giáo dục điều tất yếu, triển khai giáo dục STEM để đón đầu xu hướng phát triển giáo dục đặt móng vững cho phát triển đất nước tương lai Với tồn yêu đầu đặt mang tính thời đại nêu mong rằng, giáo dục STEM thu hẹp khoảng cách hàn lâm thực tiễn, tạo người có lực làm việc “tức thì” mơi trường có tính sáng tạo cao sử dụng trí óc có tính chất cơng việc lặp lại kỷ 21 Trong phạm vi nghiên cứu sinh viên Đại học Sư Phạm – Đại học Đà Nẵng tơi nhận thấy hướng nghiên cứu cịn chưa sâu sản phẩm cịn Vậy nên, tiến hành vận dụng kiến thức khoa học, kỹ thuật, cơng nghệ tốn học, Page thiết kế dạy học số chủ đề STEM chương “Cơ sở nhiệt động lực học” – Vật lý 10 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, định lựa chọn đề tài: “THIẾT KẾ VÀ TỔ CHỨC DẠY HỌC MỘT SỐ CHỦ ĐỀ STEM CHƯƠNG “CƠ SỞ CỦA NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC” - VẬT LÝ 10” để tiến hành nghiên cứu Tổng quan vấn đề nghiên cứu Trong phạm vi nghiên cứu sinh viên Đại học Sư phạm - Đại học Đà Nẵng chưa có nhiều cơng trình khai thác sâu lĩnh vực Tơi có nghiên cứu STEM mức độ Nghiên cứu khoa học sinh viên, hi vọng với móng đó, tơi sâu hơn, hồn thiện cụ thể hóa qua chương “Cơ sở nhiệt động lực học” Vật lí 10 Khóa luận Mục tiêu nghiên cứu - Thiết kế số chủ đề STEM liên quan đến kiến thức chương “Cơ sở nhiệt động lực học” cho học sinh lớp 10 - Tổ chức dạy học chủ đề STEM nhằm phát triển lực sáng tạo tư kĩ thuật học sinh Đối tượng phạm vi nghiên cứu a Đối tượng nghiên cứu - Cơ sở lý luận giáo dục STEM tổ chức dạy học STEM trường trung học - Nội dung kiến thức chương “Cơ sở nhiệt động lực học” theo định hướng giáo dục STEM b Phạm vi nghiên cứu - Hoạt động dạy học số kiến thức chương “Cơ sở nhiệt động lực học” – Vật lí 10 trường phổ thơng Nhiệm vụ nghiên cứu - Nghiên cứu sở lý luận giáo dục STEM dạy học chủ đề STEM định hướng phát triển số lực cho học sinh THPT - Phân tích nội dung kiến thức chương “Cơ sở nhiệt động lực học” - Vật lí 10 theo định hướng giáo dục STEM Page + Hộp nhựa làm bình chứa đá cửa khí + Mắc mạch điện chiều sử dụng motor 6V Tiếp theo, nhóm đọc lắp ráp máy làm mát mini di động theo vẽ thiết kế thống Sau đó, hướng dẫn giáo viên, học sinh tiến hành kiểm tra chi tiết lắp vẽ chưa chắn chưa ❖ Nhận xét hoạt động nhóm: Đa số nhóm tích cực làm việc, chia sẻ công việc, hỗ trợ lẫn lắp ráp máy lạnh mini Trong q trình gia cơng, đa số học sinh gặp gặp phải khó khăn như: phần đục lỗ nhỏ nắp hộp thân hộp, khơng cố định xác motor cánh quạt phía nắp hộp… Tuy nhiên, tất nhóm chế tạo thành cơng máy lạnh thời gian quy định Hình 3.1 Các nhóm gia cơng, chế tạo máy làm mát mini di động Sau kiểm tra sơ máy làm mát mini di động, nhóm hào hứng thử nghiệm máy lạnh, học sinh tỏ vui vẻ, thích thú thỏa mãn máy lạnh vận hành thành cơng Hình 3.2 Mơ hình máy làm mát mini di động nhóm Hoạt động 4: Thực báo cáo máy làm mát mini di động Các nhóm hào hứng, tích cực tham gia thi “Mùa hè sáng tạo”, thi diễn sôi nổi, hào hứng, vui vẻ, thu hút quan tâm, theo dõi đa số học Page 86 sinh Các máy lạnh hoạt động tốt, có nhiệt độ thấp, nhóm 1: 18°; nhóm 2: 20°; nhóm 3: 14,5° nhóm 4: 18° Hình 3.3 Cuộc đua “Mùa hè sáng tạo” Đại diện nhóm nhóm thuyết trình máy làm mát mini di động Hầu hết nhóm cấu tạo nguyên lí hoạt động máy làm mát mini di động, cách chế tạo máy làm mát, khó khăn biện pháp giải chế tạo mơ hình máy làm mát Các nhóm thuyết trình thời gian quy định khẳng định máy làm mát mini di động hoạt động cách cho không khí bình tiếp xúc với đá lạnh nên truyền nhiệt cho đá lạnh Khi quạt quay không khí đối lưu, khí lạnh bình đẩy ngồi qua lỗ khí làm mát chúng ta, đồng thời luồng khí nóng bên ngồi lại bị hút vào bình qua lỗ nắp bình Bên cạnh đó, nhóm khó khăn lớn phần đục lỗ nhỏ nắp hộp thân hộp, khơng cố định xác motor cánh quạt phía nắp hộp cách khắ c phu ̣c dùng muỗi khoan để đu ̣c các lỗ, hơ lửa đèn cồn lấy đinh đục lỗ và vẽ xác vị trí motor trước cắt Hình 3.4 Báo cáo máy làm mát mini di động (1) Hình 3.5 Báo cáo máy làm mát mini di động (2) Các nhóm lắng nghe đưa nhận xét: Page 87 - Đối với nhóm 3: Nhóm có máy lạnh có nhiệt độ thấp (14,5°), nhiên phần thuyết trình cịn lúng túng chưa nêu rõ cấu tạo nguyên lí hoạt động máy làm mát mini di động - Đối với nhóm 2: Nhóm có máy lạnh có nhiệt độ cao (20°), nhiên phần thuyết trình sơi nổi, hấp dẫn nêu rõ cấu tạo nguyên lí hoạt động mát lạnh mini di động Bên cạnh đó, nhóm trình bày trả lời phần ý kiến phản biện nhóm khác giáo viên, bạn lại lớp bổ sung phần cịn thiếu sót chưa hợp lí Hoạt động 5: Đánh giá chung, nhận xét hoạt động thiết kế, chế tạo máy làm mát mini di động: Nhìn chung, chúng tơi đánh giá nhóm tích cực tham gia, thực tốt hoạt động thiết kế, chế tạo máy làm mát mini di động, nhiên số học sinh thiếu tập trung nên thực hoạt động không nghiêm túc Bên cạnh việc kết luận nhấn mạnh kiến thức thông qua chủ đề STEM, chúng tơi cịn cho học sinh làm kiểm tra STEM, kết thu khả quan, đa số câu hỏi 70% học sinh trả lời xác 3.6.2 Đánh giá kết thực nghiệm sư phạm mục tiêu giáo dục STEM 3.6.2.1 Đánh giá định tính a Đánh giá lực sáng tạo Theo dõi diễn biến thực nghiệm sư phạm, nhận thấy biểu học sinh phù hợp với tiêu chí đánh giá tính sáng tạo đưa mục 2.4.1 chương Tiêu chí đánh giá Biểu cụ thể Tự tìm vấn đề mới, tình Khi giáo viên đưa tình nhà cúp thực tiễn đề xuất phương án giải điện lúc trời nắng nóng, nhiều học sinh đúng, mang lại hiệu quả; tương ứng đề xuất phương án giải dùng điều với biểu sáng tạo (a) hòa tự chế hay gọi máy làm mát mini di động Thiết kế sơ đồ, vẽ thể Học sinh vẽ sơ đồ nối mạch điện nguyên lý cấu tạo hoạt động, vận hành sơ đồ cấu tạo mơ hình máy làm mát hệ thống kỹ thuật; tương ứng với biểu mini di động Page 88 (e), (g) - Tìm thiết bị, vật liệu thay Giải thích đề xuất phương án cho thiết bị, vật liệu cũ đảm khắc phục nhược điểm cịn tốn đá bảo tính hiệu cao tiết kiệm; tương thiết bị cách cho đá vào thùng xốp ứng với biểu sáng tạo (b), (c), (d) quạt không trực tiếp vào đá mà quạt - Đề xuất giải pháp thiết kế cho hệ thông qua ống kim loại (gia cơng vỏ thống kỹ thuật có, thay đổi số chi lon bia) tiết thiết kế nhằm tăng hiệu cho hệ thống kỹ thuật; tương ứng với biểu sáng tạo (d) Tiến hành thực giải pháp, thi công, Học sinh đề xuất gia đình chế tạo,…hệ thống kỹ thuật nhằm mang khơng sử dụng máy lạnh, đặc biệt lại lợi ích có ý nghĩa xã hội; tương ứng giá đình cơng nhân, sinh viên nghèo sống với biểu sáng tạo (c), (d) phòng trọ chật hẹp nóng tự chế tạo máy làm mát mini di động gắn chai nhựa chứa đá vào quạt làm quạt nước Vận dụng kiến thức học để giải Đa số học sinh biết vận dụng sáng tạo vấn đề mới, tình kiến thức dòng điện chiều thực tiễn liên quan đến nghề nghiệp học lớp THCS kiễn thức học liên quan đến ngành kỹ thuật; tương ứng chương “Cơ sở nhiệt động lực học” với biểu sáng tạo (d) – Vật lí 10 Kết hợp thao tác tư (so sánh, phân Các em nhận thấy máy làm mát tích, đánh giá) phương pháp phán mini di động hoạt động cách cho đốn, mơ hình giả thuyết, kiểm tra giả khơng khí bình tiếp xúc với đá lạnh thuyết, từ đưa kết luận xác nên truyền nhiệt cho đá lạnh Khi cho vấn đề; tương ứng với biểu sáng quạt quay khơng khí đối lưu, khí lạnh tạo (g) bình đẩy ngồi qua lỗ khí làm mát chúng ta, đồng thời luồng khí nóng bên ngồi lại bị hút vào bình qua lỗ nắp bình Page 89 b Đánh giá lực tư kĩ thuật Theo dõi diễn biến thực nghiệm sư phạm, nhận thấy biểu học sinh phù hợp với tiêu chí đánh giá tư kĩ thuật đưa mục 2.4.2 chương Tiêu chí đánh giá Biểu cụ thể Sử dụng số thuật ngữ kỹ thuật Học sinh báo cáo máy làm mát mini di chuyên ngành, giải thích rõ vận dụng động thuật ngữ kĩ thuật thuật ngữ ấy; tương ứng với biểu tư kỹ thuật (a) - Đưa sơ đồ thiết kế kỹ thuật, giải Các em vẽ sơ đồ nối mạch điện thích vận dụng sơ đồ sơ đồ nguyên lí hoạt động máy thực tiễn; tương ứng với biểu tư làm mát mini di động kỹ thuật (d), (e) - Thiết kế sơ đồ cấu tạo hoạt động hệ thống kỹ thuật; tương ứng với biểu tư kỹ thuật (d) Tiến hành đo đạc, khảo sát, thử nghiệm, Học sinh vận hành thử nghiệm máy làm vận hành hệ thống kỹ thuật; tương ứng mát mini di động đo nhiệt độ máy với biểu tư kỹ thuật (c) làm mát Thực thiết kế chế tạo, lắp ráp mô Thực gia công, lắp ráp theo hình vật chất kỹ thuật: tính tốn mua trình tự, tiến hành đo đạc, khảo sát, thử sắm nguyên vật liệu, phác thảo, đo đạc, nghiệm, vận hành máy làm mát mini di hàn, tiện, cưa, vận hành, sửa chữa,…; động theo bước Tuy nhiên tương ứng với biểu tư kỹ thuật thao tác sử dụng số thiết bị kĩ thuật (c), (d), (e) chưa thành thạo, nguyên nhân em chưa thường xuyên rèn luyện, tiếp xúc với thiết bị 3.6.2.2 Đánh giá định lượng a Về thực sản phẩm TT Tiêu chí Điểm tối đa Điểm đánh giá Nhóm Page 90 Nhóm Nhóm Nhóm 3 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 có 20 10 20 10 Thuyết Đúng thời gian 10 10 10 30 30 15 10 5 Máy Chế tạo thành làm công thời mát gian quy định mini Hoạt động ổn di định động Máy lạnh nhiệt độ thấp quy định trình Trình bày rõ ràng, mạch lạc, làm rõ cấu tạo nguyên lí hoạt động, bước chế tạo máy làm mát mini di động, khó khăn biện pháp giải Phản biện, trả lời tốt câu hỏi thảo luận Phối Các thành viên hợp phân công nhóm chia sẻ 10 10 10 10 10 100/100 40/50 75/100 80/100 40/50 công việc rõ ràng Tổng điểm Bảng 3.1 Kết đánh giá báo cáo máy làm mát mini di động Page 91 * Lưu ý: Nhóm nhóm khơng thuyết trình nên tính tổng số 50 điểm gồm sản phẩm phối hợp nhóm Nhận xét: Tất nhóm chế tạo thành công, thời gian quy định hoạt động tốt, nhiệt độ thấp nhiên có máy lạnh nhiệt độ cịn cao Việc phân cơng nhiệm vụ thành viên nhóm rõ ràng Các nhóm tham gia đặt câu hỏi, phản biện cho phần thuyết trình nhóm khác sơi nổi, nhiệt tình b Về lực sáng tạo Tiêu chí đánh giá Nhóm Nhóm Nhóm Nhóm Tự tìm vấn đề mới, tình 5 10 10 10 10 10 10 0 10 10 10 10 10 thực tiễn đề xuất phương án giải đúng, mang lại hiệu quả; tương ứng với biểu sáng tạo (a) Thiết kế sơ đồ, vẽ thể nguyên lý cấu tạo hoạt động, vận hành hệ thống kỹ thuật; tương ứng với biểu (e), (g) - Tìm thiết bị, vật liệu thay cho thiết bị, vật liệu cũ đảm bảo tính hiệu cao tiết kiệm; tương ứng với biểu sáng tạo (b), (c), (d) - Đề xuất giải pháp thiết kế cho hệ thống kỹ thuật có, thay đổi số chi tiết thiết kế nhằm tăng hiệu cho hệ thống kỹ thuật; tương ứng với biểu sáng tạo (d) Tiến hành thực giải pháp, thi công, chế tạo,…hệ thống kỹ thuật nhằm mang lại lợi ích có ý nghĩa xã hội; tương ứng với biểu sáng tạo (c), (d) Vận dụng kiến thức học để giải vấn đề mới, tình Page 92 thực tiễn liên quan đến nghề nghiệp liên quan đến ngành kỹ thuật; tương ứng với biểu sáng tạo (d) Kết hợp thao tác tư (so sánh, 10 35 45 40 25 Tiêu chí đánh giá Nhóm Nhóm Nhóm Nhóm Sử dụng số thuật ngữ kỹ thuật 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 phân tích, đánh giá) phương pháp phán đốn, mơ hình giả thuyết, kiểm tra giả thuyết, từ đưa kết luận xác cho vấn đề; tương ứng với biểu sáng tạo (g) Tổng điểm c Về lực tư kĩ thuật chuyên ngành, giải thích rõ vận dụng thuật ngữ ấy; tương ứng với biểu tư kỹ thuật (a) - Đưa sơ đồ thiết kế kỹ thuật, giải thích vận dụng sơ đồ thực tiễn; tương ứng với biểu tư kỹ thuật (d), (e) - Thiết kế sơ đồ cấu tạo hoạt động hệ thống kỹ thuật; tương ứng với biểu tư kỹ thuật (d) Tiến hành đo đạc, khảo sát, thử nghiệm, vận hành hệ thống kỹ thuật; tương ứng với biểu tư kỹ thuật (c) Thực thiết kế chế tạo, lắp ráp mơ hình vật chất kỹ thuật: tính tốn mua sắm nguyên vật liệu, phác thảo, đo đạc, hàn, tiện, cưa, vận hành, sửa chữa,…; tương ứng với biểu tư kỹ thuật (c), (d), Page 93 (e) Tổng điểm 40 40 35 40 ❖ Nhận xét: Mức đồ biểu lực sáng tạo tư kĩ thuật đồng có số cá nhân vượt trội d Về phiếu lấy ý kiến Nhận xét: Học sinh học qua chủ đề STEM chứng tỏ việc học chủ đề STEM ngày trọng nhà trường Phần lớn học sinh hứng thú với hoạt động gia công, chế tạo vận hành sản phẩm, hoạt động nâng cao khả sáng tạo tư kĩ thuật cho học sinh Phần lớn em tham gia hoạt động sơi nổi, nhiệt tình, nhiên có học sinh tham gia số hoạt động không tham gia rụt rè, thiếu tự tin Đa số em cho sau học chủ đề STEM, em nâng cao khả như: khả giải vấn đề, giao tiếp phản biên, làm việc nhóm, tư sáng tạo ngồi cịn nâng cao khả tính tốn, thực hành Phần lớn học sinh cho nên thường xuyên Page 94 tổ chức buổi học chủ đề STEM, bên cạnh cịn học sinh cho khơng nên tổ chức thời gian khơng đáng kể 3.6.3 Đánh giá chung Qua kết thực nghiệm sư phạm, nhận thấy dạy học chủ đề STEM “Máy làm mát mini di động” phát huy lực sáng tạo tư kĩ thuật cho học sinh Bên cạnh đó, học sinh trải nghiệm lắp ráp chế tạo mơ hình, vừa tự tay làm vật dụng có ích cho xã hội vừa củng cổ lại kiến thức chương “Cơ sở nhiệt động lực học” mang lại khơng khí học tập sôi hấp dẫn Khi xảy mâu thuẫn, không đồng ý kiến thiết kế, chế tạo mơ hình báo cáo sản phẩm, học sinh tranh luận trao đổi tinh thần tôn trọng góp ý chân thành Tuy nhiên, với hạn chế thời gian học khóa với lượng kiến thức lớn phải tiếp thu, việc tổ chức dạy học chủ đề STEM hạn chế Vì việc giảm tải nội dung chương trình, thay đổi cách kiểm tra truyền thống tăng thực hành, ngoại khóa thuận lợi để phát triển dạy học theo định hướng giáo dục STEM Page 95 KẾT LUẬN CHƯƠNG Sau đợt thực nghiệm sư phạm, thông qua việc tổ chức, theo dõi phân tích diễn biến kết thực nghiệm, chúng tơi có nhận xét sau: - Việc tổ chức dạy học trải nghiệm số kiến thức chương “Cơ sở nhiệt động lực học” theo định hướng giáo dục STEM hình thức dạy học ngoại khóa đạt mục tiêu dạy học đề Học sinh phát huy lực sáng tạo tư kĩ thuật trình học tập - Rèn luyện số kỹ cần thiết sống kỹ làm việc nhóm, thu thập xử lí thơng tin, thuyết trình, phản biện… - Tiến trình dạy học góp phần tạo hứng thú học Vật lý học sinh nhờ vận dụng kiến thức hàn lâm vào thực tiễn, trực quan sinh động Giáo viên dạy kiến thức khoa học mà cịn giúp học sinh có kỹ tự thiết kế, sáng tạo cho vật dụng hữu ích sống thường ngày - Các phân tích thực nghiệm khẳng định tính khả thi việc tổ chức dạy học chủ đề STEM chương “Cơ sở nhiệt động lực học” việc đổi phương pháp dạy học trường phổ thông Tuy nhiên, chúng tơi nhận thấy số hạn chế, khó khăn phương án dạy học soạn thảo: - Dạy học theo định hướng giáo dục STEM tốn nhiều thời gian dạy học truyền thống, nên khó đảm bảo yêu cầu mặt thời gian quy định cho môn học - Thực nghiệm tiến hành phạm vi hẹp, có tính đặc thù đối tượng, vùng miền nên chưa thể khẳng định tính hiệu với toàn đối tượng học sinh THPT - Nếu tổ chức dạy học theo định hướng giáo dục STEM phải thay đổi kiểm tra đánh giá cho phù hợp với mục tiêu dạy học đề - Để việc tổ chức dạy học theo định hướng giáo dục STEM đạt hiệu tốt mở rộng cho nhiều đơn vị kiến thức cần phải có phương tiện dạy học đại (máy chiếu, máy vi tính); phịng học trang bị đầy đủ dụng cụ kỹ thuật; Sự đòi hỏi cao người học (sử dụng Power Point, cách khai thác tài liệu,… Sự đòi hỏi cao người dạy từ khâu chuẩn bị ý tưởng, giáo án, chuẩn bị dụng cụ - thiết bị - tài liệu dạy học, nên tạo thách thức cho trường học, người dạy người học Page 96 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận Đối chiếu với mục đích nghiên cứu nhiệm vụ nghiên cứu đề rài nghiên cứu đạt kết sau: - Vận dụng sở lí luận dạy học định hướng STEM vào nội dung kiến thức chương “Cơ sở nhiệt động lực học” Vật lý 10 để xây dựng chủ đề dạy học cụ thể - Trên sở tìm hiểu, điều tra tình hình dạy học chúng tơi có phương án tổ chức dạy học phù hợp với đối tượng thực nghiệm - Kết thực nghiệm cho thấy nội dung chủ đề dạy học số kiến thức chương “Cơ sở nhiệt động lực học” – Vật lí 10 phù hợp với đối tượng học sinh Hình thức tổ chức phương pháp hướng dẫn có tính khả thi Học sinh phát triển lực sáng tạo tư kĩ thuật học tập Kiến nghị - Cải tiến công tác kiếm tra đánh giá học sinh Hiện nay, việc kiểm tra đánh giá trọng vào kiến thức kĩ năng, thái độ đặc biệt lực chưa trọng mức - Ban giám hiệu nhà trường cần xác định vai trò dạy học định hướng STEM việc góp phần đạt đầy đủ mục tiêu mơn học Từ quan tâm khuyến khích, tạo điều kiện để giáo viên tổ chức tiết học theo định hướng giáo dục STEM như: tăng cường đầu tư sở vật chất, giảm tải kiến thức, tăng tiết học ngoại khóa thực hành,… - Tổ chức khóa bồi dưỡng cho giáo viên vai trò cách tổ chức hoạt động dạy học theo định hướng giáo dục STEM Chúng hy vọng đề tài góp phần vào việc đổi phương pháp dạy học trường phổ thông Những kết đạt đề tài tài liệu tham khảo bổ ích cho giáo viên sinh viên ngành sư phạm tham gia giảng dạy chủ đề kiến thức chương “Cơ sở nhiệt động lực học” Vât lý 10 thêm sinh động đạt hiệu cao Page 97 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Bộ Giáo dục Đào tạo Sách giáo khoa, Vật lí 10 Nhà xuất Giáo dục Việt Nam [2] Bộ Giáo dục Đào tạo (2010), Hướng dẫn thực chuẩn kiến thức, kỹ mơn Vật lí lớp 10 Nhà xuất Giáo dục Việt Nam [3] TS Nguyễn Thanh Nga (Chủ biên), TS Phùng Việt Hải, TS Nguyễn Quang Linh, ThS Hoàng Phước Muội (2018) Thiết kế tổ chức dạy học chủ đề STEM cho học sinh trung học sở trung học phổ thông Nhà xuất Đại học Sư phạm TP Hồ Chí Minh [4] TS Nguyễn Thanh Nga (Chủ biên), ThS Hoàng Phước Muội, TS Phùng Việt Hải, TS Nguyễn Quang Linh, ThS Nguyễn Anh Dũng, ThS Ngô Trọng Tuệ (2018) Dạy học STEM cho học sinh trung học sở trung học phổ thông Nhà xuất Đại học Sư phạm TP Hồ Chí Minh [5] Nguyễn Thanh Nga (2015), Tổ chức dạy học án dạy học Vật lí đại cương nhằm phát huy tính tích cực, sáng tạo phát triển tư kỹ thuật sinh viên ngành kỹ thuật, Luận án Tiến sĩ Khoa học Giáo dục, Trường ĐHSP Hà Nội [6] TS Nguyễn Thanh Nga, Hoàng Phước Muội (2018), Tổ chức hoạt động trải nghiệm theo định hướng giáo dục STEM thông qua hoạt động Câu lạc sử dụng sở vật chất phịng thí nghiệm trung học Tạp chí khoa học, Trường ĐH Sư phạm TP HCM, Số 15 (4) (Khoa học Giáo dục), 5-16 [7] ThS Tô Thị Như Quỳnh, Xây dựng tổ chức dạy học chủ đề theo định hướng STEM [8] Thủ tướng phủ (2017), Chỉ thị việc tăng cường lực tiếp cận Cách mạng công nghiệp lần thứ 4, Số 16/CT-TTg, Chính phủ nước CHXHCN Việt Nam [9] Đỗ Hương Trà (2011), Các kiểu tổ chức dạy học đại dạy học Vật lý trường phổ thông, NXB Đại học Sư phạm, Hà Nội [10] Đỗ Hương Trà (Chủ biên), Nguyễn Văn Biên, Trần Khánh Ngọc, Trần Trung Ninh, Trần Thị Thanh Thủy, Nguyễn Cơng Khanh, Nguyễn Vũ Bích Hiền (2015), Dạy học tích hợp phát triển lực học sinh – Quyển Khoa học tự nhiên, NXB Đại học Sư phạm, Hà Nội Page 98 [11]Đỗ Hương Trà (2011), Các kiểu tổ chức dạy học đại dạy học Vật lý trường phổ thông, NXB Đại học Sư phạm, Hà Nội [12] Kenan Dikilitas, (2016) Innovative Professional Development Methods and Strategies for STEM Education Information Science Reference (an imprint of IGI Global), the United States ò America [13] Jannette Valerio, (2014) Attrition in science, technology, engineering, and mathematics (STEM) education Nova Science Publishers, Inc, New York Page 99 Ý KIẾN CỦA NGƯỜI HƯỚNG DẪN Nhận xét: ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… Ý kiến: Đánh dấu (X) vào ô lựa chọn Đồng ý thông qua báo cáo Không đồng ý thông qua báo cáo ., ngày tháng … năm … NGƯỜI HƯỚNG DẪN (Ký ghi rõ họ tên) Page 100 ... 36 Tổ chức dạy học số chủ đề STEM chương ? ?Cơ sở nhiệt động lực học? ?? 39 2.3.1 Tổ chức dạy học chủ đề: “Máy làm mát mini di động? ?? .39 2.3.2 Tổ chức dạy học chủ đề: ? ?Động nhiệt? ?? 52 2.3.3 Tổ. .. chương ? ?Cơ sở nhiệt động lực học? ?? - Vật lí 10 theo định hướng giáo dục STEM Page - Thiết kế số chủ đề STEM chương ? ?Cơ sở nhiệt động lực học? ?? – Vật lí 10 - Đề xuất tiến trình tổ chức dạy học số. .. trình tổ chức dạy học chủ đề STEM 22 KẾT LUẬN CHƯƠNG I 26 Page CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ NỘI DUNG VÀ TIẾN TRÌNH TỔ CHỨC DẠY HỌC MỘT SỐ CHỦ ĐỀ STEM CHƯƠNG “CƠ SỞ CỦA NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC”