Dạy học một số chủ đề môn toán lớp 10 theo định hướng giáo dục STEM

A ĐẶT VẤN ĐỀ Lý chọn đề tài: Nghị Trung ương số 29 - NQ/TW ngày 04/11/2013 “Đổi bản, toàn diện giáo dục đào tạo, đáp ứng u cầu cơng nghiệp hóa, đại hóa điều kiện kinh tế thị trường định hướng xã hội chủ nghĩa hội nhập quốc tế” định hướng rõ “đổi bản, toàn diện giáo dục đào tạo đổi vấn đề lớn, cốt lõi, cấp thiết, từ quan điểm, tư tưởng đạo đến mục tiêu, nội dung, phương pháp, chế, sách, điều kiện bảo đảm thực hiện; đổi từ lãnh đạo Đảng, quản lí Nhà nước đến hoạt động quản trị sở giáo dục - đào tạo việc tham gia gia đình, cộng đồng, xã hội thân người học; đổi tất bậc học, ngành học” Nghị định hướng “phát triển giáo dục đào tạo nâng cao dân trí, đào tạo nhân lực bồi dưỡng nhân tài; chuyển mạnh trình giáo dục từ chủ yếu trang bị kiến thức sang phát triển toàn diện lực phẩm chất người học; học đôi với hành; lí luận gắn với thực tiễn; giáo dục nhà trường kết hợp với giáo dục gia đình giáo dục xã hội” Một giải pháp, nhiệm vụ mà nghị đề cập, “tiếp tục đổi mạnh mẽ phương pháp dạy học theo hướng đại; phát huy tính tích cực, chủ động, sáng tạo vận dụng kiến thức, kỹ người học; khắc phục lối truyền thụ áp đặt chiều, ghi nhớ máy móc; tập trung dạy cách học, cách nghĩ, khuyến khích tự học, tạo sở để người học tự cập nhật đổi tri thức, kỹ năng, phát triển lực; chuyển từ học chủ yếu lớp sang tổ chức hình thức học tập đa dạng, ý hoạt động xã hội, ngoại khóa, nghiên cứu khoa học”; Chỉ thị số 16/CT - TTg ngày 04/05/2017 Thủ tướng Chính phủ việc “Tăng cường lực tiếp cận cách mạng công nghiệp lần thứ 4” mà nhiệm vụ Bộ Giáo dục Đào tạo: “Thúc đẩy triển khai giáo dục khoa học, cơng nghệ, kỹ thuật tốn học (STEM) chương trình giáo dục phổ thơng; tổ chức thí điểm số trường phổ thơng từ năm học 2017 - 2018” Giáo dục STEM 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 phải tích hợp, lồng ghép bổ trợ cho giúp học sinh không hiểu ngun lý mà cịn áp dụng để thực hành tạo sản phẩm sống hàng ngày Giáo dục STEM có ảnh hưởng tích cực đến khả lựa chọn nghề nghiệp tương lai học sinh trường phổ thông Mặc dù năm vừa qua, Bộ Giáo dục Đào tạo triển khai nhiều hoạt động giáo dục để hướng đến đổi chương trình giáo dục phổ thơng (từ năm 2014, Bộ Giáo dục Đào tạo phối hợp với Hội đồng Anh triển khai chương trình thí điểm giáo dục STEM cho số trường trung học tỉnh, thành phố) Học sinh tổ chức vận dụng kiến thức môn học khác đề giải tình thực tiễn, tăng cường khả vận dụng tổng hợp, khả tự học, tự nghiên cứu, thúc đẩy tham gia gia đình, cộng đồng vào công tác giáo dục Tuy nhiên, thực tế giáo dục STEM khái niệm mơ hồ, chưa có nhiều điều kiện triển khai trường THPT Hơn thế, việc kiểm tra, đánh giá trường THPT, cụ thể kỳ thi THPT Quốc gia, tổ chức hình thức thi trắc nghiệm kiểm tra kiến thức, kỹ năng, đánh giá theo mơ hình STEM đánh giá thơng qua sản phẩm Do đó, giáo dục STEM chưa thực hưởng ứng tích cực trường phổ thông Gần đây, STEM quan tâm, triển khai chủ yếu thành phố lớn nhận thức cán quản lý, giáo viên nói chung STEM hạn chế Phần lớn sở giáo dục tập trung vào việc thiết kế tổ chức hoạt động trải nghiệm theo định hướng giáo dục STEM Việc dạy học tiết học lớp theo định hướng giáo dục STEM chưa trọng Từ lí đó, đề tài lựa chọn “Dạy học số chủ đề mơn Tốn lớp 10 theo định hướng giáo dục STEM” Xác định đối tượng phạm vi nghiên cứu: - Khách thể nghiên cứu: Q trình dạy học mơn tốn trường THPT - Đối tượng nghiên cứu: Thiết kế tổ chức dạy học số chủ đề dạy học môn Toán lớp 10 theo định hướng giáo dục STEM Xác định mục tiêu, nhiệm vụ nghiên cứu: 3.1.Mục tiêu nghiên cứu - Tổng hợp sở lý luận dạy học mơn Tốn theo định hướng giáo dục STEM - Vận dụng kỹ toán học giáo dục STEM cho học sinh thông số chủ đề toán học lớp 10 - Đánh giá thực trạng dạy học STEM trường phổ thông - Đề xuất biện pháp sư phạm phát triển kỹ tốn học cho học sinh thơng qua dạy học số chủ đề lớp 10 theo định hướng giáo dục STEM 3.2.Nhiệm vụ nghiên cứu - Nghiên cứu sở lí luận dạy học nhằm phát huy tính tích cực, tự lực, sáng tạo học sinh, dạy học tích hợp, giáo dục STEM - Nghiên cứu thực trạng dạy học tích hợp thực trạng dạy học mơn Tốn lớp 10 theo định hướng giáo dục STEM - Thiết kế tổ chức dạy học số chủ đề dạy học mơn Tốn lớp 10 theo định hướng giáo dục STEM - Thực nghiệm sư phạm để kiểm nghiệm tính hiệu khả thi số chủ đề thiết kế Giả thuyết khoa học đề tài Nếu thiết kế tổ chức thực số chủ đề dạy học mơn Tốn lớp 10 theo định hướng STEM tốt góp phần phát triển lực giải vấn đề, lực vận dụng toán học vào thực tiễn cho học sinh lớp 10 THPT Phương pháp nghiên cứu - Phương pháp nghiên cứu lý luận: Nghiên cứu sách, báo, cơng trình về dạy học nhằm phát huy tính tích cực, chủ động, sáng tạo, dạy học tích hợp, dạy học theo hướng STEM - Phương pháp điều tra, quan sát thực tiễn: Quan sát, điều tra - khảo sát phiếu hỏi để tìm hiểu thực trạng dạy học tích hợp thực trạng dạy học theo định hướng giáo dục STEM dạy học mơn Tốn lớp 10 trường THPT - Phương pháp thực nghiệm sư phạm: Tiến hành dạy thực nghiệm trường THPT nhằm kiểm nghiệm tính hiệu khả thi số chủ đề thiết kế - Phương pháp thống kê toán học: Phân tích số liệu điều tra thực trạng số liệu thực nghiệm sư phạm Đóng góp mặt khoa học đề tài: Phạm vi tác động: Các giáo viên toán THPT trường THPT - Hệ thống hóa sở lý luận giáo dục STEM - Các biện pháp sư phạm dạy học mơn Tốn theo hướng giáo dục STEM - Một số chủ đề dạy học mơn Tốn lớp 10 theo định hướng giáo dục STEM B PHẦN NỘI DUNG CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN Lịch sử vấn đề nghiên cứu 1.1.Giáo dục STEM giới 1.1.1 Mỹ Bộ Giáo dục Mỹ cung cấp chương trình STEM chương trình chung hỗ trợ giáo dục STEM số có Ngân sách năm 2014 Chính quyền Obama đầu tư 3,1 tỷ USD vào chương trình liên bang giáo dục STEM, tăng 6,7% so với năm 2012 Nguồn vốn để tuyển dụng hỗ trợ GV STEM, hỗ trợ trường trung học tập trung vào STEM 1.1.2 Úc Trong năm 2009, chương trình ISTEM (Invigorating STEM) thành lập chương trình làm giàu tri thức cho HS trung học Sydney, Úc Chương trình tập trung vào việc cung cấp hoạt động cho sinh viên quan tâm gia đình họ STEM 1.1.3 Anh Năm 2006, Chính phủ liên hiệp Vương quốc Anh tập hợp chương trình riêng lẻ tồn trước để nâng cao hiệu chương trình tạo thống tồn hệ thống giáo dục Và thức triển khai chương trình giáo dục STEM tồn nước Anh Chính phủ Giáo dục tạo mạng lưới đại sứ STEM quốc gia (STEMNET) Nhờ vậy, chương trình giáo dục STEM đưa vào phổ biến hệ thống trường công lập tư thục toàn nước Anh 1.2.Giáo dục STEM Việt Nam 1.2.1 Nhu cầu định hướng đổi phương pháp giảng dạy trường phổ thông Trong năm gần đây, giáo dục phổ thông nước ta có nhiều chuyển biến tích cực để đáp ứng u cầu xã hội giai đoạn Tuy nhiên, thực tiễn dạy học trường phổ thông cho thấy phương pháp dạy học nói chung phương pháp dạy học Tốn nói riêng cịn nhiều điểm hạn chế như: GV thuyết trình nhiều, HS học tập cịn thụ động, HS chưa tự tìm tịi, phát hiện, tự học, tự nghiên cứu, khám phá, sáng tạo, Cuộc cách mạng công nghệ 4.0 xu hướng hội nhập tồn cầu địi hỏi giáo dục quốc gia phải thực thay đổi, tập trung vào phát triển nguồn nhân lực có trình độ cao, có lực giải vấn đề, tập trung phát triển triển trí tuệ nhân tạo Để đạt mục tiêu đòi hỏi giáo dục Việt Nam phải thực đổi phương diện, có phương pháp dạy học Điều 28, chương II, Luật Giáo dục nước Cộng hòa xã hội chủ nghĩa Việt Nam quy định: “Phương pháp giáo dục phổ thông phải phát huy tính tích cực, tự giác, chủ động, sáng tạo học sinh; phù hợp với đặc điểm lớp học, môn học; bồi dưỡng phương pháp tự học, khả làm việc theo nhóm; rèn luyện kỹ vận dụng kiến thức vào thực tiễn; tác động đến tình cảm, đem lại niềm vui, hứng thú học tập cho học sinh."” (Luật Giáo dục 2005, chương II, điều 28) Quy định trở thành định hướng cho việc đổi phương pháp dạy học nước ta nay, gọi tắt định hướng hoạt động mà tinh thần là: PPDH cần tạo hội cho người học học tập hoạt động hoạt động tự giác, tích cực, chủ động sáng tạo, từ bỏ thói quen học tập thụ động, ghi nhớ máy móc Cụ thể là: - Đổi tính chất nội dung hoạt động giáo viên học sinh, chuyển từ dạy học truyền thụ chiều, học tập thụ động sang học tập tích cực, chủ động, sáng tạo, trọng hình thành lực tự học, lực giải vấn đề, lực vận dụng - Đổi hình thức tương tác xã hội dạy học, chuyển từ dạy học đồng loạt lớp đối diện với giáo viên, học tập đơn phương sang tổ chức dạy học theo hình thức tương tác: học cá nhân, học theo nhóm, dự án học tập - Đổi hình thức tổ chức dạy học: + Đa dạng hố hình thức tổ chức dạy học, làm cho việc học sinh chủ động, lí thú, tránh nhàm chán, đơn điệu, từ khắc phục điểm yếu, phát huy điểm mạnh hình thức tổ chức dạy học khác + Làm cho việc học gắn với môi trường thực tế, gắn với kinh nghiệm sống cá nhân học sinh, tạo điều kiện tổ chức học tập với hình thức điều tra, nghiên cứu, vận dụng thực tiễn sống, Trong phần mục tiêu tổng quát, tiêu quan trọng nhiệm vụ trọng tâm năm 2016-2020, Nghị Đại hội XII Đảng đưa nhiệm vụ trọng tâm là: “Đổi toàn diện giáo dục, đào tạo (GDĐT); phát triển nguồn nhân lực, nguồn nhân lực chất lượng cao” Cùng với việc tổ chức cho người học thực nhiệm vụ học tập lớp, cần coi trọng giao nhiệm vụ hướng dẫn việc học tập nhà, nhà trường Chú trọng đẩy mạnh hoạt động nghiên cứu khoa học để nâng cao chất lượng dạy học theo chiều sâu Tăng cường xây dựng mơ hình học tập gắn với thực tiễn; xây dựng sử dụng tủ sách lớp học, phát triển văn hóa đọc gắn với hoạt động câu lạc khoa học nhà trường Cùng với cần tăng cường hoạt động giao lưu, hợp tác nhằm thúc đẩy hứng thú học tập, rèn luyện kỹ sống, nâng cao hiểu biết giá trị văn hóa truyền thống dân tộc tinh hoa văn hóa giới Giáo viên tổ chức, hướng dẫn hoạt động học tập cần tạo môi trường học tập thân thiện tình có vấn đề nhằm khuyến khích người học tích cực tham gia hoạt động học tập Chính người thầy giáo phải khơi gợi, khuyến khích học sinh tự khẳng định lực nguyện vọng thân, đồng thời rèn cho em thói quen khả tự học, phát huy tiềm vận dụng hiệu kiến thức, kỹ tích lũy Từ tạo tiền đề để phát triển người toàn diện bối cảnh phát triển cách mạng công nghiệp 4.0, hướng tới giáo dục Việt Nam đại hội nhập quốc tế Tại Việt Nam có nhiều cơng trình nghiên cứu sở lý luận giáo dục STEM như: Lê Xuân Quang (2017) với đề tài “Dạy học môn Công nghệ phổ thông theo định hướng giáo dục STEM”.Tác giả trình bày khái niệm giáo dục STEM, quy trình thiết kế STEM, đường giáo dục STEM cho học sinh dạy học môn Công nghệ giáo dục STEM Đề tài “ Xây dựng số tình dạy học mơn Tốn theo định hướng tích hợp STEM ” Đoàn Thị Linh (2018) Tác giả trình bày quy trình thiết kế tổ chức dạy học STEM Thiết kế chủ đề toán hình học khơng gian chương trình mơn Tốn lớp 11 theo định hướng giáo dục STEM Tháng năm 2016, Hội đồng Anh kết hợp với Bộ Giáo dục đào tạo tổ chức giai đoạn dự án - rà soát đánh giá phương pháp giáo dục theo định hướng STEM (khoa học, công nghệ, kỹ thuật toán) 15 trường THCS THPT thuộc Hà Nội có trường, Hải Phịng gồm trường, Hải Dương trường, Nam Định trường, Quảng Ninh trường Hiện tại, thành phố Hà Nội có hàng nghìn lượt học sinh theo học khóa học STEM hàng năm trường học theo hình thức mơn học tự chọn mơ hình CLB mơn học khóa theo học trung tâm Học viện STEM Các em học sinh theo học khóa học áp dụng phương pháp giáo dục STEM không đạt thành tích cao kỳ thi WECODE Quốc gia, Quốc tế (liên tục hàng năm đạt giải Vô địch Quốc tế năm 2015 học sinh trường PTCS FPT; Giải vô địch năm 2016 học sinh lớp trường TH Đoàn Thị Điểm, ) Năm 2012 năm Đà Nẵng tham gia thí điểm đưa mơn học STEM Robotics vào mơn học tự chọn trường tiểu học trọng điểm thành phố bắt đầu cử đại diện đoàn học sinh tham dự kỳ thi Robothon Quốc gia Quốc tế Đặc biệt 02 năm vừa qua (2015 2016), Công ty DTT Eduspec phối hợp với Sở giáo dục Đào tạo thành phố Đà Nằng tổ chức đưa đoàn tham dự giải Robothon Quốc tế có nhều đội đạt thứ hạng cao, có đội Đà Nẵng đạt giải vô địch Robothon Quốc tế Ngày 13 tháng năm 2018, ngày hội STEM lần thứ tổ chức Đại học Khoa học Tự nhiên bổ trợ Bộ Khoa học công nghệ đơn vị tổ chức Báo Tia Sáng, Học viện STEM (A DDT Eduspec Center), Học viện Sáng Tạo S3 Ngày hội cịn có tham gia trưng bày triển lãm sản phẩm STEM trường THPT Trưng Vương, trường Nguyễn Siêu, trường THCS THPT Tạ Quang Bửu, trường Olympia, Phòng Giáo dục Đào tạo huyện Thanh Chương tỉnh Nghệ An, Các sản phẩm thực tế, mơ hình em HS đa dạng, sáng tạo có tính ứng dụng thực tế dự án hệ thống báo cháy nhà trường em trường Tạ Quang Bửu, sản phẩm đèn tắt sáng tự động, Ngày hội STEM thu hút đơng đảo khơng GV mà cịn bậc cha mẹ HS cho thấy GD STEM Việt Nam ngày quan tâm Bên cạnh đó, thi “Vận dụng kiến thức liên mơn để giải tình thực tiễn dành cho HS trung học”, thi “Dạy học theo chủ đề TH dành cho GV trung học”, đặc biệt thi “Sáng tạo KHKT” Bộ Giáo dục Đào tạo tổ chức dành cho HS phổ thông Các chủ đề triển khai thực thi chủ yếu thuộc lĩnh vực khí, mơi trường, sản phẩm nhúng bản, thi hình thức GD STEM Năm 2020, nước ta tổ chức “ngày hội khởi nghiệp quốc gia học sinh- sinh viên” Tỉnh Nghệ An tổ chức thi sáng tạo khoa học kĩ thuật từ năm 2019, 2020 Ngày 12,13/12/2020 vừa mời Hồng Thị Hiền tổ chức giảng dạy lớp học “ PPDH STEM Dạy học phát triển lực học sinh ” cho giáo viên cấp cấp địa bàn tỉnh Nghệ An Như vậy, giới Việt Nam có nhiều cơng trình nghiên cứu, hội thảo giáo dục STEM 1.2.2.Tư tưởng chủ đạo mơn Tốn chương trình giáo dục phổ thơng Mơn Tốn trường phổ thơng góp phần hình thành phát triển phẩm chất, nhân cách học sinh; phát triển kiến thức, kĩ then chốt tạo hội để học sinh trải nghiệm, áp dụng toán học vào đời sống thực tiễn; tạo dựng kết nối ý tưởng toán học, Toán học với thực tiễn, Toán học với môn học khác, đặc biệt với môn học thuộc lĩnh vực giáo dục STEM Nội dung môn Tốn thường mang tính trừu tượng, khái qt Do đó, để hiểu học Tốn, chương trình Tốn trường phổ thông cần bảo đảm cân đối “học” kiến thức “áp dụng” kiến thức vào giải vấn đề cụ thể Trong trình học áp dụng tốn học, học sinh ln có hội sử dụng phương tiện công nghệ, thiết bị dạy học đại, đặc biệt máy tính điện tử máy tính cầm tay hỗ trợ q trình biểu diễn, tìm tịi, khám phá kiến thức, giải vấn đề tốn học Trong chương trình giáo dục phổ thơng, mơn Tốn mơn học bắt buộc phân chia theo hai giai đoạn - Giai đoạn giáo dục bản: Mơn Tốn giúp học sinh nắm cách có hệ thống khái niệm, ngun lí, quy tắc toán học cần thiết cho tất người, làm tảng cho việc học tập sử dụng sống ngày - Giai đoạn giáo dục định hướng nghề nghiệp: Môn Tốn giúp học sinh có nhìn tương đối tổng qt Tốn học, hiểu vai trị ứng dụng Toán học đời sống thực tế, ngành nghề có liên quan đến tốn học để học sinh có sở định hướng nghề nghiệp, có đủ lực tối thiểu để tự tìm hiểu vấn đề có liên quan đến tốn học đời Bên cạnh nội dung giáo dục cốt lõi, năm, học sinh có định hướng khoa học tự nhiên công nghệ chọn học số chuyên đề Các chuyên đề nhằm tăng cường kiến thức Toán học, kĩ vận dụng kiến thức vào thực tiễn, đáp ứng sở thích, nhu cầu định hướng nghề nghiệp học sinh Chương trình mơn Tốn hai giai đoạn giáo dục có cấu trúc tuyến tính kết hợp với “đồng tâm xoáy ốc” (đồng tâm, mở rộng nâng cao dần), xoay quanh tích hợp ba mạch kiến thức: Số Đại số; Hình học Đo lường; Thống kê Xác suất Như vậy, với đặc điểm mơn Tốn trường phổ thơng việc dạy học Tốn trường phổ thơng có nhiều hội điều kiện để thực dạy học theo định hướng giáo dục STEM 1.2.3 Mục tiêu mơn Tốn cấp trung học phổ thơng Mơn Tốn cấp trung học phổ thơng nhằm giúp học sinh đạt mục tiêu chủ yếu sau: a) Góp phần hình thành phát triển lực tốn học với yêu cầu cần đạt: Sử dụng phương pháp lập luận, quy nạp suy diễn để nhìn cách thức khác nhằm giải vấn đề; sử dụng mơ hình tốn học để mơ tả tình huống, từ đưa cách giải vấn đề tốn học đặt mơ hình thiết lập; thực trình bày giải pháp giải vấn đề đánh giá giải pháp thực hiện, phản ánh giá trị giải pháp, khái quát hoá cho vấn đề tương tự; sử dụng thành thạo công cụ, phương tiện học toán, biết đề xuất ý tưởng để thiết kế, tạo dựng phương tiện học liệu phục vụ việc tìm tịi, khám phá giải vấn đề tốn học b) Có kiến thức kĩ tốn học bản, thiết yếu về: - Số Đại số: tính tốn sử dụng cơng cụ tính tốn; ngơn ngữ kí hiệu đại số; biến đổi biểu thức đại số siêu việt (lượng giác, mũ, lôgarit), phương trình, hệ phương trình, bất phương trình; hàm số sơ cấp (lũy thừa, mũ, lôgarit lượng giác); khảo sát hàm số vẽ đồ thị hàm số công cụ đạo hàm; sử dụng ngôn ngữ hàm số, đồ thị hàm số để mô tả phân tích số q trình tượng giới thực; sử dụng tích phân để tính tốn diện tích hình phẳng thể tích vật thể không gian - Thống kê Xác suất: phương pháp việc biểu diễn phân tích số liệu thống kê; quy luật thống kê thực tiễn mơ hình ngẫu nhiên; khái niệm xác suất ý nghĩa xác suất thực tiễn - Hình học Đo lường: ngơn ngữ hình học, kí hiệu hình học việc mô tả đối tượng giới xung quanh ngơn ngữ hình học; vẽ hình (đồ hoạ), dựng hình, tính tốn yếu tố hình học; tính chất hình phẳng vật thể khơng gian (ở mức độ suy luận logic); phương pháp đại số (vectơ, toạ độ) hình học; phát triển trí tưởng tượng khơng gian; vận dụng hình học để giải vấn đề thực tiễn c) Hình thành phát triển cho học sinh phẩm chất chung phẩm chất đặc thù mà giáo dục toán học đem lại: tính kỉ luật, kiên trì, chủ động, linh hoạt; độc lập, hợp tác; thói quen tự học, hứng thú niềm tin học tốn d) Góp phần giúp học sinh có hiểu biết làm sở cho định hướng nghề nghiệp sau Trung học phổ thông Mục tiêu dạy học Tốn trung học phổ thơng góp phần hình thành phát triển cho người học phẩm chất lực cần thiết để người học tiếp tục học tập bậc học sau tham gia vào sống lao động Do đó, dạy học theo giáo dục STEM định hướng có tác dụng tích cực việc hình thành phát triển lực GQVĐ, lực vận dụng Toán học,… Lý luận giáo dục STEM 2.1 Dạy học tích hợp Trong lĩnh vực giáo dục nay, dạy học tích hợp xu dạy học đại nhiều nước giới Có nhiều cách định nghĩa dạy học tích hợp sau: + Theo Xaviers Roegirs: Khoa sư phạm tích hợp quan niệm q trình học tập tồn thể q trình học tập góp phần hình thành học sinh lực rõ ràng, có dự tính trước điều cần thiết cho HS nhằm phục vụ cho q trình học tập tương lai hịa nhập học sinh vào sống lao động Khoa sư phạm tích hợp làm cho q trình học tập có ý nghĩa + Theo chương trình giáo dục phố thơng Bộ Giáo dục Đào tạo công bố ngày 27/12/2018, dạy học tích hợp “định hướng dạy học giúp HS phát triển khả huy động tổng hợp kiến thức, kĩ năng, thuộc nhiều lĩnh vực khác để giải có hiệu vấn đề học tập sống, thực trình lĩnh hội tri thức rèn luyện kĩ năng” + Dạy học tích hợp phát triển hứng thú, lực vận dụng kiến thức HS dạy học tốn học Mơn Tốn trường phổ thơng đóng góp vào việc thực mục tiêu chương trình giáo dục phổ thơng tổng thể Mục tiêu xun suốt giáo dục toàn diện, coi trọng mặt trí, đức, thể, mỹ nhằm đào tạo người lao động có trí tuệ, có nhân cách, động sáng tạo, chủ động thích ứng với kinh tế tri thức phát triển thời đại 2.2 Khái niệm STEM STEM thuật ngữ viết tắt từ Science (Khoa học), Technology (Cơng nghệ), Engineering (Kỹ thuật) Mathematics (Tốn học), thường sử dụng bàn đến sách phát triển Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật Toán học quốc gia Thuật ngữ lần giới thiệu Quỹ Khoa học Mỹ vào năm 2001 Hiện thuật ngữ STEM dùng hai ngữ cảnh khác ngữ cảnh giáo dục ngữ cảnh nghề nghiệp Trong ngữ cảnh giáo dục, nói đến STEM muốn nhấn mạnh đến quan tâm giáo dục đổi với mơn Khoa học, Cơng nghệ, Kĩ thuật Tốn học Quan tâm đến việc tích hợp mơn 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 Trong ngữ cảnh nghề nghiệp, STEM hiểu nghề nghiệp thuộc lĩnh vực Khoa học, Cơng nghệ, Kĩ thuật Tốn học, ví dụ: Nhóm ngành nghề cơng nghệ thơng tin; Y sinh; Kĩ thuật, Điện tử Truyền thông Tùy ngữ cảnh khác mà STEM hiểu môn học hay lĩnh vực 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 hiếu khác Có ba cách hiểu giáo dục STEM là: - Giáo dục STEM hiểu theo nghĩa quan tâm đến môn 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 hỗ trợ, tăng cường, giáo dục Khoa học, Cơng nghệ, Kĩ thuật Tốn học (STEM) tiểu học trung học bậc sau đại học” Đây nghĩa rộng nói giáo dục STEM - Giáo dục STEM hiểu theo nghĩa tích hợp (liên ngành) lĩnh vực Khoa học, Cơng nghệ, Kĩ thuật Tốn học, tác giả Tsupros định nghĩa “Giáo dục STEM phương pháp học tập tiếp cận liên ngành, kiến thức hàn lâm kết hợp chặt chẽ với học thực tế thông qua việc HS áp dụng kiến thức Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật Toán học vào bổi cảnh cụ thể tạo nên kết nối nhà trường, cộng đồng doanh nghiệp cho phép người học phát triển kĩ STEM tăng khả cạnh tranh kinh tế ”, - Giáo dục STEM hiểu theo nghĩa tích hợp (liên ngành) từ lĩnh vực Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật Toán học trở lên Theo quan niệm này, tác giả Sanders định nghĩa “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” Bên cạnh đó, giáo dục STEM quan niệm STEM chương trình đào tạo dựa ý tưởng giảng dạy cho HS bốn lĩnh vực cụ thể Khoa học, Công 10 Như chuyên mục hướng dẫn bạn cách làm máy bắn đá đồ chơi vật liệu đơn giản Từ mơ típ súng bạn sáng tạo đại bác với sức công phá vô mạnh mẽ phát bắn Khơng kiểu dáng lạ làm trở nên thu hút khiến bạn bỏ qua Và chuyên mục “cách làm đồ chơi” hướng dẫn bạn chi tiết cách làm đại bác thế! Nguyên liệu cần chuẩn bị: Giấy màu A4 Nắp chai Que gỗ nhỏ Keo dán Dây chun Các bước tiến hành: Bước 1: Từ đầu đầu giấy trắng cuộn lại thành ống giấy, sau đặt lên mép dọc giấy màu xanh thành ống Dùng băng dính dán xung quanh cố định lại.(1:45) 74 Bước 2: Từ đầu giấy trắng khác cuộn lại thành ống giấy làm bẹp lại Sau cắt bớt hai đầu cho dài 15 cm.(2:09) Bước 3: Cắt đoạn ống xanh làm ba phần dài 15 cm, 10 cm cm.(2:30) 75 Bước 4: Gắn đoạn ống xanh dài lên ống giấy trắng làm bẹp, phía ống giấy trắng gắn ống giấy xanh dài thứ hai gắn ngang ống giấy xanh lại.(2:57) Bước 5: Lấy ống giấy trắng khác bẻ gập hai đầu đoạn lại, đuôi chếch lên Phết keo lên đoạn phía gắn hai ống lại tách hai đầu theo hai hướng gắn ống nòng súng xanh phía sau trục ống bánh xe.(3:35) 76 Bước 6: Cắt bớt đầu ống giấy trắng khác bẻ gập lại cho dây chun vào cố định lại cắt ngắn bỏ phần đầu ống lại để phận lên nòng súng.(4:00) Bước 7: Cắt vát đầu ống giấy trắng khác, sau đưa qua ống xe xanh phía đánh dấu vị trí cho chiều dài gần cắt Ta phần cò bắn.(4:25) 77 Bước 8: Làm thủng lỗ nắp chai Đưa đầu que tre qua nắp cho qua ống trục bánh xe cho nắp chai lại vào cắt ngắn bớt que tre đi.(4:55) Bước 9: Phết keo lên phía đầu cuối ống xe.(5:15) 78 Thế đại bác vơ độc đáo hồn thành sau thời gian ngắn Hi vọng đại bác đồ chơi giúp bạn có giây phút thư giãn thú vị Cuối cùng, mời bạn xem video “Hướng dẫn làm đại bác đồ chơi giấy” mà chuyên mục “cách làm đồ chơi” tổng hợp để rõ cách làm Chúc bạn thành công! 79 B Chủ đề: Các hệ thức lượng trog tam giác giải tam giác Áp dụng bước xây dựng dạy STEM cụ thể có dạy chủ đề tiến hành sau: Chủ đề:THIẾT KẾ DỤNG CỤ ĐO GÓC VẬN DỤNG TRONG THỰC TẾ Mô tả chủ đề: Học sinh làm dụng dụ đo góc đơn giản để đo chiều cao khoảng cách vật xung quanh mà đo trực tiếp thước thông thường Trong chủ đề này, HS thực dự án thiết kế chế tạo dụng cụ đo góc Theo đó, HS phải nghiên cứu vận dụng kiến thức liên quan như: - Hệ thức lượng tam giác tỷ số lượng giác ( Bài 2,3 - Hình học lớp Bài Hệ thức lượng tam giác - Hình học lớp 10 Mục tiêu: Sau hoàn thành chủ đề này, học sinh có khả năng: a Kiến thức: - Nắm vững hệ thức lượng tam giác vuông, định lý Coossin, định lý Sin tam giác - Nắm vững tỷ số lượng giác vận dụng đo đạc, tính tốn thực tế - Nắm cách xử lý sai số phép đo ( Vật lý lớp 10) b Kĩ năng: - Học sinh biết cách làm dụng cụ đo góc,thành thạo cách đo góc, đo chiều dài - Học sinh rèn luyện tính tốn xử lý kết cuối - Vẽ thiết kế dụng cụ đo góc chiều dài - Trình bày, bảo vệ ý kiến phản biện ý kiến người - Hợp tác nhóm để thực nhiệm vụ học tập c Phát triển phẩm chất: - Có thái độ tích cực, hợp tác làm việc nhóm; - Yêu thích, say mê nghiên cứu khoa học; d Định hướng phát triển lực: - Năng lực thực nghiệm, nghiên cứu kiến thức toán học, vật lý - Năng lực giao tiếp hợp tác nhóm để thống thiết kế phân công thực phần nhiệm vụ cụ thể Thiết bị: 80 GV hướng dẫn HS sử dụng số thiết bị sau học chủ đề: - Thước đo độ ( góc); Thước đo chiều dài; Kéo, cưa sắt - Một số nguyên vật liệu như: gỗ mỏng, keo 502, ốc, vít Tiến trình dạy học: Hoạt động 1: XÁC ĐỊNH YÊU CẦU THIẾT KẾ DỤNG CỤ ĐO GÓC (Tiết – 45 phút) A Mục đích: - Trang bị kiến thức hệ thức lượng tam giác, tỷ số lượng giác kỹ tính tốn - Vận dụng kiến thức tính sai số vật lý để xử lý số liệu đo đạc - Học sinh thấy ý nghĩa gắn kết kiến thức mơn tốn việc giải vấn đề thực tiễn B Nội dung: - GV yêu cầu HS đo chiều cao cột cờ trường - Học sinh nghĩ cách vận dụng kiến thức toán để đo: đo khoảng cách từ chân cột cờ đến chân người đo; đo góc tạo phương nằm ngang với phương nhìn thấy đỉnh cột cờ từ suy chiều cao h cột cờ - Từ toán khám phá kiến thức, GV giao nhiệm vụ cho HS thực dự án Thiết kế dụng cụ đo góc - GV thống với HS kế hoạch triển khai dự án tiêu chí đánh giá sản phẩm dự án C Dự kiến sản phẩm hoạt động học sinh: Kết thúc hoạt động, HS trả lời câu hỏi giáo viên đưa ra, học sinh thảo luận nhóm để thống trả lời D Cách thức tổ chức hoạt động: - Phân lớp thành bốn nhóm - Học sinh nhà chuẩn bị câu hỏi phương án tiến hành việc đo góc GV gợi ý hướng dẫn học sinh thảo luận để thống 81 Hoạt động 2: NGHIÊN CỨU VỀ LÝ THUYẾT (HS làm việc nhà – tuần) A Mục đích: - Nghiên cứu cơng thức liên quan để tạo dụng cụ đo góc - Giải thích dụng cụ đo góc lại tính tốn khoảng cách B Nội dung: Học sinh tự học làm việc nhóm thảo luận thống kiến thức liên quan, vẽ bảng thiết kế dụng cụ đo góc GV đơn đốc, hỗ trợ tài liệu, giải đáp thắc mắc cho nhóm cần thiết C.Dự kiến sản phẩm hoạt động học sinh: Kết thúc hoạt động, HS cần đạt sản phẩm sau: - Hoàn thành phiếu học tập giáo viên đưa - Bản vẽ dụng cụ đo góc - Bài thuyết trình vẽ thiết kế D Cách thức tổ chức hoạt động: - GV đưa số toán thực tế để học sinh làm lớp - HS làm việc theo nhóm: ● Vẽ thiết kế mô tả dụng cụ cần làm ● Chuẩn bị trình bày thiết kế, hướng dẫn cách đo - GV đơn đốc nhóm thực nhiệm vụ hỗ trợ cần Hoạt động 3: TRÌNH BÀY VÀ BẢO VỆ PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ DỤNG CỤ ĐO GÓC (Tiết – 45 phút) A Mục đích: Học sinh trình bày phương án thiết kế (bản vẽ thiết kế sản phẩm) sử dụng kiến thức để giải thích cách sử dụng B Nội dung: - GV tổ chức cho HS nhóm trình bày phương án thiết kế; - GV tổ chức hoạt động thảo luận cho thiết kế: nhóm khác GV nêu câu hỏi làm rõ, phản biện góp ý cho thiết kế; nhóm trình bày trả lời câu hỏi, lập luận, bảo vệ quan điểm ghi nhận ý kiến góp ý phù hợp để hoàn thiện thiết kế; - GV chuẩn hoá kiến thức liên quan cho HS; yêu cầu HS ghi lại kiến 82 thức vào chỉnh sửa phương án thiết kế (nếu có) C Dự kiến sản phẩm hoạt động học sinh: Kết thúc hoạt động, HS cần đạt sản phẩm thiết kế hoàn chỉnh cho việc chế tạo dụng cụ đo góc D Cách thức tổ chức hoạt động: Bước 1: Lần lượt nhóm trình bày phương án thiết kế phút Các nhóm cịn lại ý nghe Bước 2:GV tổ chức cho nhóm cịn lại nêu câu hỏi, nhận xét phương án thiết kế nhóm bạn; nhóm trình bày trả lời, bảo vệ, thu nhận góp ý, đưa sửa chữa phù hợp Bước 3: GV nhận xét, tổng kết chuẩn hoá kiến thức liên quan, chốt lại vấn đề cần ý, chỉnh sửa nhóm Bước 4: GV giao nhiệm vụ cho nhóm nhà triển khai chế tạo sản phẩm theo thiết kế Hoạt động 4: CHẾ TẠO VÀ THỬ NGHIỆM DỤNG CỤ ĐO GÓC (HS làm việc nhà ngày) A.Mục đích: Các nhóm HS thực hành, chế tạo dụng cụ đo góc thiết kế chỉnh sửa B.Nội dung: Học sinh làm việc theo nhóm thời gian ngày để chế tạo dụng cụ đo, trao đổi với giáo viên gặp khó khăn C Dự kiến sản phẩm hoạt động học sinh: Kết thúc hoạt động, HS cần đạt sản phẩm dụng cụ đo góc đáp ứng tiêu chí Phiếu đánh giá số D Cách thức tổ chức hoạt động: Bước HS tìm kiếm, chuẩn bị vật liệu dự kiến; Bước HS lắp đặt thành phần dụng cụ đo góc Bước 3.HS thử nghiệm đo thực tế so sánh với tiêu chí đánh giá sản phẩm (Phiếu đánh giá số 1) HS điều chỉnh lại thiết kế, ghi lại nội dung điều chỉnh giải thích lý (nếu cần phải điều chỉnh); Bước HS hoàn thiện bảng ghi danh mục vật liệu tính giá thành chế tạo sản phẩm; Bước HS hoàn thiện sản phẩm; chuẩn bị giới thiệu sản phẩm GV đôn đốc, hỗ trợ nhóm q trình hồn thiện sản phẩm 83 Hoạt động 5: TRÌNH BÀY SẢN PHẨM “DỤNG CỤ ĐO GÓC” VÀ THẢO LUẬN (Tiết – 45 phút) A.Mục đích: HS biết giới thiệu sản phẩm dụng cụ đo góc đáp ứng tiêu chí đánh giá sản phẩm đặt ra; biết thuyết trình, giới thiệu sản phẩm, đưa ý kiến nhận xét, phản biện, giải thích kiến thức liên quan; Có ý thức cải tiến, phát triển sản phẩm B.Nội dung: - Các nhóm trưng bày sản phẩm trước lớp; - Các nhóm báo cáo sản phẩm trả lời câu hỏi GV nhóm bạn - Đề xuất phương án cải tiến sản phẩm C Dự kiến sản phẩm hoạt động học sinh: Kết thúc hoạt động, HS cần đạt sản phẩm dụng cụ đo góc thuyết trình giới thiệu sản phẩm D Cách thức tổ chức hoạt động: - Tổ chức cho HS chuẩn bị trưng bày sản phẩm lúc - u cầu HS nhóm trình bày, hướng dẫn cách sử dụng dụng cụ đo - GV hội đồng GV tham gia bình chọn sản phẩm đẹp độ xác thiết bị đo - GV nhận xét công bố kết chấm sản phẩm theo tiêu chí Phiếu đánh giá số - Giáo viên đặt câu hỏi cho báo cáo để khắc sâu kiến thức chủ đề kiến thức liên quan - Khuyến khích nhóm nêu câu hỏi cho nhóm khác - GV tổng kết chung hoạt động nhóm; Hướng dẫn nhóm cập nhật điểm học tập nhóm GV nêu câu hỏi lấy thông tin phản hồi: + Các em học kiến thức kỹ trình triển khai dự án này? + Điều làm em ấn tượng nhất/nhớ triển khai dự án này? CÁC TIÊU CHÍ ĐÁNH GIÁ 84 Phiếu đánh giá số 1: Đánh giá sản phẩm dụng cụ đo góc Tiêu chí Điểm tối đa Dụng cụ đẹp Độ xác cao Dễ sử dụng Chi phí tiết kiệm Tổng điểm 10 Điểm đạt Phiếu đánh giá số 2: Đánh giá báo cáo thiết kế sản phẩm Tiêu chí Điểm tối đa Bản vẽ thiết kế dụng cụ đo Bản thiết kế kiểu dáng dụng cụ vẽ rõ ràng, đẹp, sáng tạo, khả thi; Hướng dẫn dụng rõ ràng Trình bày rõ ràng, logic, sinh động Tổng điểm 10 Điểm đạt 85 Phụ lục ĐỀ KIỂM TRA SAU THỰC NGHIỆM (Thời gian: 15 phút) Câu Cho hình thoi ABCD cạnh có BAD 60 Tính độ dài cạnh A AC B AC C AC D AC Câu Tam giác ABC có AB 2, AC C 45 Tính độ dài cạnh BC A BC B BC 2 AB C BC 2 D BC AC Câu 3.Tam giác ABC có c, BC a, CA b Các cạnh a, b, c liên hệ với đẳng thức b b2 a2 c a2 c2 Khi góc BAC độ? A 30 B 45 C 60 D 90 Câu 4.Tam giác ABC vng A , có AB c, AC b Gọi a độ dài đoạn phân giác góc BAC Tính a theo b c A a b 2bc B c b a c bc C a 2bc b c D b a c bc Câu Hai tàu thủy xuất phát từ vị trí A , thẳng theo hai hướng tạo với góc 600 Tàu B chạy với tốc độ 20 hải lí Tàu C chạy với tốc độ 15 hải lí Sau hai giờ, hai tàu cách hải lí? Kết gần với số sau đây? A 61 hải lí B 36 hải lí C 21 hải lí D 18 hải lí Câu 6.Để đo khoảng cách từ điểm A bờ sông đến gốc C cù lao sông, người ta chọn điểm B bờ với A cho từ A B nhìn thấy điểm C Ta đo khoảng cách AB 40m , CAB 450 CBA 70 Vậy sau đo đạc tính tốn khoảng cách AC gần với giá trị sau đây? A 53 m B 30 m C 41, m D 41 m Câu Tam giác ABC cân C, có AB 9cm AC 15 cm Gọi D điểm đối xứng Tính độ dài cạnh AD A AD cm B AD cm C AD 12 cm D AD 12 cm Câu 8.Tam giác ABC có trọng tâm G Hai trung tuyến BM , CN BGC 120 Tính độ dài cạnh AB A AB 11 B AB 13 C AB 11 D AB 13 12 AB cm Câu Tam giác ABC vuông A có đường cao AH Tính bán kính B qua C AC đường tròn ngoại tiếp tam giác ABC A R 2,5cm B R 1,5cm C R 2cm D R 3,5cm Câu 10 Tam giác ABC có AB 3, AC 6, BAC 60 Tính diện tích tam giác R ABC 86 A S ABC B S ABC C S ABC D S ABC Câu 11 Hình bình hành ABCD có AB a, BC a BAD 450 Khi hình bình hành có diện tích bằng: A 2a2 B a2 C a2 D a2 Câu 12* Tam giác ABC vng A có AB AC 30 cm Hai đường trung tuyến BF CE cắt G Diện tích tam giác GFC bằng: A 50 cm B 50 cm C 75 cm D 15 105 cm 87 88 ... hợp, giáo dục STEM - Nghiên cứu thực trạng dạy học tích hợp thực trạng dạy học mơn Tốn lớp 10 theo định hướng giáo dục STEM - Thiết kế tổ chức dạy học số chủ đề dạy học mơn Tốn lớp 10 theo định hướng. .. đánh giá 31 Một số chủ đề mơn Tốn lớp 10 thực dạy học theo định hướng giáo dục STEM Căn vào mục tiêu nội chương trình mơn Tốn lớp 10 hành, số chủ đề thực dạy học theo định hướng giáo dục STEM sau:... CHỨC DẠY HỌC MỘT SỐ CHỦ ĐỀ DẠY HỌC MÔN TOÁN LỚP 10 THEO ĐỊNH HƯỚNG GIÁO DỤC STEM Mục tiêu chương trình mơn Tốn lớp 10 hành Theo Hướng dẫn thực chuẩn kiến thức ,kĩ mơn Tốn lớp 10 Bộ Giáo dục Đào