2. Dạy học phát triển năng lực thực nghiệm cho học sinh
2.1. Dạy học Vật lý ở trường THPT theo định hướng phát triển năng lực người học
2.2. Năng lực thực nghiệm của học sinh trong học tập vật lý
6.5. Tổ chức thực hiện bài học trưng bày và hoàn thiện sản phẩm
Nghị quyết số 29 NQ/TW của hội nghị 9 khóa 11, về đổi mới căn bản toàn diện giáo dục, chỉ rõ: “Giáo dục Việt Nam sau năm 2015 chuyển từ nền giáo dục theo tiếp cận nội dung (chủ yếu trang bị kiến thức) sang nền giáo dục theo tiếp cận năng lực (hướng tới phát triển cho người học các năng lực để đáp ứng yêu cầu thực tiễn)”.
6. Phương pháp nghiên cứu
7. Đóng góp mới của đề tài
Đề tài thiết kế hoàn chỉnh được giáo án dạy học STEM về Máy biến áp để bồi dưỡng, phát triển năng lực thực nghiệm cho học sinh.
2. Dạy học phát triển năng lực thực nghiệm cho học sinh
2.1. Dạy học Vật lý ở trường THPT theo định hướng phát triển năng lực người học
Phương pháp dạy học theo quan điểm phát triển năng lực của chương trình giáo dục tổng thể 2018 không chỉ chú ý tích cực hóa HS về hoạt động trí tuệ, mà còn chú ý rèn luyện năng lực giải quyết vấn đề gắn với những tình huống của cuộc sống và nghề nghiệp, đồng thời gắn hoạt động trí tuệ với hoạt động thực hành, thực tiễn. Tăng cường việc học tập trong nhóm, đổi mới quan hệ giáo viên và học sinh theo hướng cộng tác có ý nghĩa quan trọng nhằm phát triển năng lực xã hội. Bên cạnh việc học tập tri thức và kĩ năng riêng lẻ của môn học, cần bổ sung các chủ đề hoạt động phức hợp nhằm phát triển năng lực giải quyết các vấn đề phức hợp.
Những định hướng chung, tổng quát về chương trình giáo dục tổng thể 2018 về dạy học định hướng phát triển năng lực là:
- Phải phát huy tính tích cực, tự giác, chủ động của người học, hình thành và phát triển năng lực tự học. Trên cơ sở đó trau dồi các phẩm chất linh hoạt, độc lập sáng tạo của tư duy.
- Có thể lựa chọn một cách linh hoạt các phương pháp chung và phương pháp đặc thù của môn học để thực hiện. Tuy nhiên, dù sử dụng phương pháp nào cũng phải đảm bảo được nguyên tắc: “HS tự mình hoàn thành nhiệm vụ nhận thức với sự tổ chức, hướng dẫn của GV”.
- Việc sử dụng phương pháp dạy học gắn chặt với các hình thức tổ chức dạy học. Tùy theo mục tiêu, nội dung, đối tượng và điều kiện cụ thể mà có những hình thức tổ chức thích hợp như học cá nhân, học nhóm, học trong lớp, học ở ngoài lớp ...Cần chuẩn bị tốt về phương pháp đối với các giờ thực hành để đảm bảo yêu cầu rèn luyện kĩ năng thực hành, vận dụng kiến thức vào thực tiễn, nâng cao hứng thú cho người học.
Việc đổi mới phương pháp dạy học của GV theo tình thần chương trình giáo dục tổng thể 2018 được thể hiện qua các đặc trưng cơ bản sau:
- Dạy học thông qua tổ chức liên tiếp các hoạt động học tập, từ đó giúp học sinh tự khám phá ra những điều chưa biết chứ không phải thụ động tiếp thu những tri thức được sắp đặt sẵn. Theo tinh thần này, GV là người tổ chức và chỉ đạo học sinh tiến hành các hoạt động học tập như nhớ lại kiến thức cũ, phát hiện kiến thức mới, vận dụng sáng tạo kiến thức đã biết vào các tình huống học tập hoặc tình huống thực tiễn…
- Chú trọng rèn luyện cho HS những tri thức, phương pháp để họ biết cách nghiên cứu sách giáo khoa và các tài liệu học tập, biết cách tự tìm lại những kiến thức đã có, biết cách suy luận để tìm tòi và phát hiện kiến thúc mới…Các tri thức phương pháp thường là những quy tắc, quy trình, phương thức hành động . Tuy nhiên cũng cần coi trọng cả các phương pháp có tính dự đoán, giả định…Cần rèn luyện cho HS các thao tác tư duy như phân tích, tổng hợp, đặc biệt hóa, khái quát hóa, tương tự, quy lạ về quen…Để dần hình thành và phát triển tiềm năng sáng tạo của HS.
- Tăng cường phối hợp học tập cá thể với học tập hợp tác theo phương châm:
“ Tạo điều kiện cho HS nghĩ nhiều hơn, làm nhiều hơn và thảo luận nhiều hơn”. Điều đó có nghĩa, mỗi HS vừa cố gắng tự lực một cách độc lập, vừa hợp tác chặt chẽ với nhau trong quá trình tiếp cận, phát hiện và tìm tòi kiến thức mới. Lớp học trở thành môi trường giao tiếp thầy – trò và trò – trò nhằm vận dụng sự hiểu biết và kinh nghiệm của từng cá nhân, của tập thể trong giải quyết các nhiệm vụ học tập chung.
- Chú trọng đánh giá kết quả học tập theo mục tiêu bài học trong suốt tiến trình dạy học thông qua hệ thống câu hỏi, bài tập. Chú trọng phát triển kỹ năng tự đánh giá và đánh giá lẫn nhau của HS với nhiều hình thức như theo lời giải / đáp án mẫu, theo hướng dẫn, hoặc tự xác định tiêu chí để có thể phê phán, tìm được nguyên nhân và nêu cách sửa chữa các sai sót.
Dạy học theo định hướng phát triển năng lực không hoàn toàn khác biệt (hay trái ngược) với dạy học theo tiếp cận nội dung, mà là sự phát triển trên cơ sở các kết quả của dạy học theo tiếp cận nội dung.
Dạy học định hướng phát triển năng lực về bản chất chỉ là cần và coi trọng thực hiện mục tiêu kiến thức, kỹ năng, thái độ ở các mức độ cao hơn, thông qua việc yêu cầu HS “vận dụng những kiến thức, kỹ năng một cách tự tin, hiệu quả và thích hợp trong hoàn cảnh phức hợp có biến đổi, trong học tập cả trong nhà trường và ngoài nhà trường, trong đời sống thực tiễn”. Việc dạy học thay vì chỉ dừng lại ở hướng tới mục tiêu dạy học hình thành kiến thức, kỹ năng và thái độ tích cực ở HS thì còn hướng tới mục tiêu xa hơn đó là trên cơ sở kiến thức, kỹ năng được hình thành, phát triển khả năng thực hiện các hành động có ý nghĩa với người học. Dạy học định hướng phát triển năng lực được thể hiện trong các thành tố của quá trình dạy học như sau:
- Về mục tiêu dạy học: Mục tiêu kiến thức - ngoài các yêu cầu về mức độ nhận biết, tái hiện kiến thức cần có những mức độ cao hơn như vận dụng kiến thức trong các tình huống, các nhiệm vụ gắn với thực tế. Với các mục tiêu về kỹ năng cần yêu cầu HS đạt được ở mức độ phát triển kỹ năng, thực hiện các hoạt động đa dạng. Các mục tiêu này đạt được thông qua các hoạt động trong và ngoài nhà trường.
- Về phương pháp dạy học: Ngoài cách dạy học thuyết trình cung cấp kiến thức cần tổ chức hoạt động dạy học thông qua trải nghiệm, giải quyết những nhiệm vụ thực tiễn. Như vậy thông thường, qua một hoạt động học tập, HS sẽ được hình thành và phát triển không phải một loại năng lực mà là được hình thành đồng thời nhiều năng lực, hoặc nhiều năng lực thành tố mà ta không cần tách biệt từng thành tố trong quá trình dạy học.
- Về nội dung dạy học: Cần xây dựng các hoạt động, chủ đề, nhiệm vụ đa dạng gắn với thực tiễn.
- Về kiểm tra đánh giá: Về bản chất đánh giá năng lực cũng phải thông qua đánh giá khả năng vận dụng kiến thức và kĩ năng thực hiện nhiệm vụ của HS trong các tình huống phức tạp khác nhau. Trong chuẩn năng lực đều có những nhóm năng lực chung. Trên cơ sở năng lực chung, các nhà lý luận dạy học bộ môn cụ thể hóa thành những năng lực chuyên biệt. Tuy nhiên không dừng ở các năng lực chuyên biệt, các tác giả đều cụ thể hóa thành năng lực thành phần, những năng lực thành phần này được cụ thể hóa thành các thành tố liên quan đến kiến thức, kĩ năng…Để định hướng quá trình dạy học, kiểm tra đánh giá của giáo viên.
Dạy học tất cả các môn học trong nhà trường đều phải hướng tới phát triển phẩm chất và năng lực người học. Vật lý ở trường THPT chủ yếu là Vật lý thực nghiệm. Vì thế, ngoài việc hướng tới hình thành các năng lực cho HS, môn Vật lý còn phải hình thành cho HS năng lực thực nghiệm như là một năng lực chuyên biệt. Trong đề tài, chúng tôi nghiên cứu dạy học nhằm phát triển năng lực thực nghiệm qua dạy học bài máy biến áp dưới hình thức giáo dục STEM.
2.2. Năng lực thực nghiệm của học sinh trong học tập vật lý
2.2.1. Khái niệm về năng lực thực nghiệm
Theo từ điển tâm lý học “Năng lực là tập hợp các tính chất hay phẩm chất tâm lý của cá nhân, đóng vai trò là điều kiện bên trong tạo thuận lợi cho việc thực hiện tốt một dạng hoạt động nhất định”
Năng lực gắn liền với kiến thức, kĩ năng, thái độ trong một lĩnh vực hoạt động tương ứng, năng lực có nhiều mức độ khác nhau.
Biểu hiện của năng lực thực nghiệm
Đặt được những câu hỏi về hiện tượng tự nhiên: Hiện tượng diễn ra như thế
nào? Điều kiện diễn ra hiện tượng là gì? Những đại lượng nào mô tả được hiện tượng? Đo lường đại lượng đó như thế nào? Các đại lượng trong hiện tượng tự nhiên có mối quan hệ với nhau như thế nào?
- Đưa ra được các phương án tìm ra câu trả lời cho các câu hỏi đã đặt ra:
+ Nêu được dự đoán (giả thuyết)
+ Xây dựng phương án thí nghiệm
+ Mô hình hóa phương án thí nghiệm
+ Dự đoán kết quả thí nghiệm.
- Óc tò mò quan sát, sự khéo léo, niềm say mê thực hành thí nghiệm
- Thực hiện được các phương án tìm câu trả lời bằng thực nghiệm:
+ Có kĩ năng sử dụng các thiết bị đo
+ Có kĩ năng lựa chọn lắp ráp dụng cụ thí nghiệm theo sơ đồ TN
+ Có kĩ năng quan sát đo đạc, thu thập sắp xếp dữ liệu quan sát.
- Khái quát hóa rút ra kết luận từ kết quả thu được;
- Đánh giá độ tin cậy của kết quả thu được
+ Kĩ năng xác định sai số phép đo
+ Đối chiếu kết quả với giả thuyết đã xây dựng.
2.2.2.Cấu trúc của năng lực thực nghiệm
- Kiến Thức:
2.2.3. Vị trí vai trò của năng lực thực nghiệm trong hệ thống năng lực cần bồi dưỡng cho học sinh
Về vị trí
Năng lực thực nghiệm thuộc nhóm năng lực chuyên biệt của môn Vật lý. Trong năng lực chuyên biệt của môn Vật lý, năng lực thực nghiệm thuộc nhóm năng lực về phương pháp, Ta có thể mô hình hóa vị trí của năng lực thực nghiệm trong môn Vật lý bằng sơ đồ sau:
Mục tiêu dạy học theo Chuẩn kiến thức - kỹ năng theo chương trình hiện hành như ở bảng 1.
Giáo án số 1 (mục 5.4.1) được thực hiện vào tiết 1, ngày 15/12/2020, tại lớp 12C4- trường THPT Anh Sơn 3.( Thay cho tiết học môn vật lý bài Truyền tải điện năng – Máy biến áp)
Giáo án số 2 (mục 5.4.3) được thực hiện vào tiết 1, ngày 22/12/2020, tại lớp 12C4- trường THPT Anh Sơn 3.( Thay cho tiết bài tập môn vật lý)
Hình 2: Hình ảnh các nhóm làm việc và báo cáo bản thiết kế
6.4. Đôn đốc và giúp đỡ học sinh chế tạo và thử nghiệm lò đốt rác
Trong thời gian một tuần kể từ khi hoàn chỉnh bản thiết kế, điều chỉnh thiết kế cho phù hợp. Các nhóm học sinh làm việc làm việc nhóm ở nhà từ các khâu, tìm vật liệu,hoàn thành chế tạo máy biến áp phù hợp với yêu cầu thiết kế, chế tạo mô hình lò đốt rác thải trong trường học sử dụng máy biến áp. Giáo viên luôn theo sát tiến độ của các nhóm và hỗ trợ học sinh khi cần thiết.
Trong tất cả các công việc, các cá nhân trông mỗi nhóm luôn làm việc nhịp nhàng, dưới sự điều hành và phân công nhiệm vụ của nhóm trưởng.
Các nhóm lần lượt là khung biến áp( GV tư vấn cho HS tìm các biến áp bị hỏng cuộ giây để lấy khung tại các bãi phế liệu hoặc các xưởng sửa chữa điện) sau đó quấn biến áp.
Khi quấn biến áp HS gặp khó khăn trong việc tích toán kích thước của giây quấn cuận thứ cấp sao cho có thể đốt được trong thời gian dài.
Khi xây dựng mô hình lò đốt rác thải thì bộ cảm biến nhiệt GV không yêu cầu HS gắn vào lò mà chỉ thuyết trình kèm theo sản phẩm.
Trong quá trình chế tạo và thử nghiệm sản phẩm HS luôn hỏi ý kiến của giáo viên, GV luôn theo sát quá trình làm việc của các nhóm và có những hướng dẫn kịp thời để các nhóm hoàn thành nhiệm vụ.
6.5. Tổ chức thực hiện bài học trưng bày và hoàn thiện sản phẩm
Giáo án số 3 (mục 5.4.5) được thực hiện vào tiết 3, ngày 28/12/2020, tại lớp 12C4- trường THPT Anh Sơn 3. (Thay cho tiết môn Công nghệ)
Một số hình ảnh của tiết học trưng bày và hoàn thiện sản phẩm
Qua việc xây dựng và tổ chức dạy học STEM chủ đề máy biến áp, ứng dụng máy biến áp chế tạo lò đốt rác thải trong trường học cho học sinh lớp 12C4 trường THPT Anh Sơn 3, tôi có đánh giá như sau:
Tôi xin chân thành cảm ơn!