VẬN DỤNG GIÁO dục STEM vào dạy học CHỦ đề thiết kế, chế tạo máy biến áp tự quấn đơn giản

MỤC LỤC Mở đầu 1.1 Lí chọn đề tài …………………………………….…… 1.2 Mục đích nghiên cứu …………………………………… 1.3 Đối tượng nghiên cứu ……………………………… … …… 1.4 Phương pháp nghiên cứu ………………………………… Nội dung sáng kiến kinh nghiệm 2.1 Cơ sở lí luận sáng kiến kinh nghiệm ……………… 2.2 Thực trạng vấn đề trước áp dụng sáng kiến kinh nghiệm … 2.3 Các giải pháp sử dụng để giải vấn đề Bước 1: Xây dựng kế hoạch dạy học.………………….………… Bước 2: Giao nhiệm vụ học tập……….………………………….… Bước 3: Tổ chức thực hiện……….…………………………… Bước 4: Tổng kết, rút kinh nghiệm…….…………………….……… 2.4 Hiệu sáng kiến kinh nghiệm ……………… Kết luận, kiến nghị……………………………… 3 12 12 15 15 18 MỞ ĐẦU 1.1 Lí chọn đề tài: Một thống kê Mĩ cho thấy, từ năm 2004 đến năm 2014, việc làm liên quan đến khoa học kĩ thuật tăng 26%, gấp hai lần so với tốc độ tăng trưởng trung bình ngành nghề khác Trong đó, việc làm STEM có tốc độ tăng trưởng gấp lần so với tốc độ tăng trưởng trung bình ngành khác tính từ năm 1950 đến 2007 [2] Trên toàn giới, nhà lãnh đạo, nhà khoa học nhấn mạnh vai trò giáo dục STEM Tổng thống Barack Obama phát biểu Hội chợ Khoa học Nhà Trắng hàng năm lần thứ ba, tháng năm 2013: “Một điều mà tập trung làm Tổng thống làm tạo phương pháp tiếp cận tồn diện cho khoa học, cơng nghệ, kỹ thuật toán học (STEM) Chúng ta cần phải ưu tiên đào tạo đội ngũ giáo viên lĩnh vực chủ đề để đảm bảo tất quốc gia ngày dành cho giáo viên tôn trọng cao mà họ xứng đáng.” Giáo sư Steven Chu, người đoạt giải Nobel Vật lý, phát biểu đại học SUSTech, ngày 16 tháng 10 năm 2016.: "Giáo dục STEM loại hình giáo dục hướng dẫn bạn học cách tự học", Giáo sư Chu lợi giáo dục STEM, tự học quan trọng trình phát triển cá nhân Và học STEM cho phép người tự trang bị cho khả suy nghĩ hợp lý khả rà sốt tìm kiếm xác nhận học tốn học có kiến thức sâu rộng Nó mang đến cho bạn tự tin để đầu lĩnh vực mà làm, chí nhảy vào lĩnh vực mà chưa đặt chân vào trước đây."Bạn khơng nói bạn khơng thể thiếu kiến thức đầy đủ, điểm quan trọng giáo dục STEM" [2] Khác với nước phát triển giới Mỹ, giáo dục STEM du nhập vào Việt Nam bắt nguồn từ nghiên cứu khoa học giáo dục hay từ sách vĩ mơ nguồn nhân lực mà bắt nguồn từ thi Robot dành cho học sinh từ cấp tiểu học dến phổ thông trung học công ty công nghệ Việt Nam triển khai với tổ chức nước ngồi Ví dụ thi Robotics make X 2019 Công ty Cp robot Công nghệ cao STEAM Việt Nam hay số thi robocon hãng Lego số thi robocon hãng khác nước Từ đến giáo dục STEM bắt đầu có lan toả với nhiều hình thức khác nhau, nhiều cách thức thực khác nhau, nhiều tổ chức hỗ trợ khác Trước bùng nổ Cách mạng công nghiệp 4.0, giáo dục có vai trị ngày quan trọng phát triển xã hội Chỉ thị số 16/CT-TTg Thủ tướng Chính phủ ngày 04/5/2017 đưa giải pháp mặt giáo dục: “Thay đổi mạnh mẽ sách, nội dung, phương pháp giáo dục dạy nghề nhằm tạo nguồn nhân lực có khả tiếp nhận xu công nghệ sản xuất mới, cần tập trung vào thúc đẩy đào tạo khoa học, cơng nghệ, kĩ thuật tốn học (STEM), ngoại ngữ, tin học chương trình giáo dục phổ thông”; đồng thời đưa nhiệm vụ: “Thúc đẩy triển khai giáo dục khoa học, công nghệ, kĩ thuật tốn học (STEM) chương trình giáo dục phổ thơng; tổ chức thí điểm số trường phổ thông từ năm học 2017-2018” [3] Ở Việt Nam, STEM giáo dục STEM nói riêng chưa nghiên cứu sâu Các viết, tài liệu giáo dục STEM Việt Nam có cơng trình nghiên cứu bàn sở lí luận giáo dục STEM vận dụng vào dạy học mơn Đến tháng 05/2020, có nhiều trường, phòng giáo dục huyện, thị, thành phố nước tổ chức ngày hội STEM, tổ chức cho học sinh trình bày, chia sẻ sản phẩm học tập; tổ chức “Hội thảo chia sẻ kinh nghiệm giáo dục STEM” như: Trường Olympia Hà Nội; Trường THCS Trưng Vương, Hà Nội; Trương THPT Chuyên Lê Hồng Phong, Nam Định; chương trình giáo dục STEM diễn suốt năm học hệ thống giáo dục Anphaschool – Hà Nội… Việc huy động cộng đồng tham gia vào việc tổ chức thực chủ đề STEM nhà trường thực có hiệu quả, bước đầu cho thấy dự án STEM xuất phát từ vấn đề có liên quan đến sống cộng đồng dân cư nơi em sinh sống có sức thu hút mạnh mẽ cộng đồng, doanh nghiệp Ví dụ tồn giáo viên phụ huynh học sinh trường THPT Nam Sách II sử dụng sản phẩm nước rửa bát học sinh trường sản xuất; học sinh Trường THPT Chúc Động tư vấn cho bố mẹ biết chuyển đổi sản xuất nông nghiệp sản xuất rau Cụ thể vào đợt bùng phát dịch Covid 19 tháng năm 2020, em học sinh trường THPT số - TP Lào Cai sáng chế mơ hình “máy ATM phát gạo” nhằm phát gạo miễn phí cho người dân thực lệnh dãn cách xã hội phủ Tiếp nối em Võ Lê Xuân Thùy Hồ Nguyễn Minh Thư, lớp 12C2, Trường THPT Trần Quốc Tuấn (TP Quảng Ngãi) vừa nhận Bằng khen Bộ trưởng Bộ Giáo dục Đào tạo chế tạo thành công “máy ATM đa năng” tích hợp nhiều mơ ATM gạo, ATM trang, ATM mì tơm, ATM sát khuẩn vào tháng 03/2021… Để có mơ hình em phải thực tích hợp liên môn nhiều môn học vào chủ đề, vận dụng tốt kiến thức tất mơn học Tốn, Lí, Hóa, Cơng nghệ, Tin… Đó tảng giáo dục STEM dạy học Mặt khác, với học sinh phổ thông, việc theo học môn học STEM cịn có ảnh hưởng tích cực tới khả lựa chọn nghề nghiệp tương lai Khi học nhiều dạng kiến thức thể tích hợp, học sinh chủ động thích thú với việc học tập thay thái độ e ngại tránh né lĩnh vực đó, từ khuyến khích em có định hướng tốt chọn chuyên ngành cho bậc học cao chắn cho nghiệp sau Mặc dù đạt số kết khả quan, để đáp ứng yêu cầu thực tiễn đặt ra, giáo dục gắn với STEM bất cập, nhiều người coi giáo dục STEM mơn học mới, địi hỏi nhiều điều kiện sở vật chất, đội ngũ giáo viên, khả học sinh nên chưa tích cực việc triển khai áp dụng; lực xây dựng thực chủ đề giáo dục STEM giáo viên cịn hạn chế; mơ hình tổ chức trường chủ yếu mức độ Câu lạc theo tinh thần tự nguyện đăng kí tham gia học sinh; chưa tổ chức thành lớp STEM riêng điều kiện sở vật chất, trang thiết bị dạy học hạn chế dẫn đến hạn chế việc thực ý tưởng xây dựng chủ đề giáo dục STEM, chủ đề giáo dục STEM trường thí điểm xây dựng thực năm học vừa qua mức độ đơn giản tái tạo lại sản phẩm có từ nguyên vật liệu sẵn có Từ đặc trưng mơn Vật lí mơn khoa học tự nhiên có nhiều ứng dụng thực tiễn, ngồi cịn có mối liên kết với nhiều mơn học khác Tốn học, Sinh học, Địa lí, Cơng nghệ Do việc ứng dụng kiến thức mơn Vật lí kết hợp với mơn học khác sống phong phú, liên quan đến nhiều vấn đề, nhiều ngành nghề xã hội Dạy học theo định hướng gắn với STEM mơn Vật lí THPT nhằm nâng cao nghệ thuật dạy học, phát huy tính sáng tạo việc dạy học Góp phần nâng cao chất lượng dạy học trường trung học nói chung mơn Vật lí nói riêng, góp phần phát huy tính chủ động, tích cực, sáng tạo học tập người học, giúp học sinh vận dụng kiến thức liên môn việc giải tình thực tiễn Trên sở định hướng lực cho học sinh, rèn luyện cho học sinh kỹ giao tiếp, kỹ hợp tác, kỹ giải vấn đề tư phản biển góc độ nhà nghiên cứu, nhà sản suất, người sử dụng sản phẩm Học sinh ln tự tin bày tỏ ý tưởng ln có ý tưởng học tập phần đáp ứng việc hướng tới mục tiêu giáo dục “Ba phẩm chất, tám lực” cho học sinh Chính chọn đề tài “VẬN DỤNG GIÁO DỤC STEM VÀO DẠY HỌC CHỦ ĐỀ: Thiết kế, chế tạo máy biến áp tự quấn đơn giản” 1.2 Mục đích nghiên cứu: - Giới thiệu phương pháp dạy học STEM gắn liền lí thuyết với thực tiễn, gắn liền với khoa học kĩ thuật - Giúp học sinh (HS) hiểu mối liên hệ kiến thức Toán học, Vật lí, Khoa học kĩ thuật thực tế - Rèn luyện tính tích cực, chủ động tìm hiểu kiến thức cho HS - Giúp HS có hội sử dụng kiến thức học vào thực tiễn, nắm bắt xu phát triển ngành nghề, chủ động việc lựa chọn nghề nghiệp tương lai 1.3.Đối tượng nghiên cứu: - 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 - Kiến thức liên quan đến chủ đề STEM: tượng cảm ứng điện từ, dịng điện Fuco, từ thơng - Đối tượng áp dụng: Học sinh lớp 12C4 trường THPT Triệu Sơn - Lớp đối chứng: Học sinh lớp 12C6 trường THPT Triệu Sơn 1.4 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 thông + Nghiên cứu cách thức sử dụng dụng cụ thí nghiệm đơn giản - Phương pháp điều tra, quan sát thực tiễn - Phương pháp thực nghiệm sư phạm NỘI DUNG SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM 2.1 Cơ sở lí luận sáng kiến kinh nghiệm 2.1.1 Giáo dục STEM gì? 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 Tốn học quốc gia.Thuật ngữ lần giới thiệu Quỹ Khoa học Mỹ vào năm 2001 [1] STEM chương trình giảng dạy dựa ý tưởng trang bị cho người học kiến thức, kĩ liên quan đến (các lĩnh vực) khoa học, cơng nghệ, kỹ thuật tốn học – theo cách tiếp cận liên môn (interdisciplinary) người học áp dụng để giải vấn đề sống hàng ngày Thay dạy bốn mơn học đối tượng tách biệt rời rạc, STEM kết hợp chúng thành mơ hình học tập gắn kết dựa ứng dụng thực tế Có thể nói, giáo dục STEM khơng hướng đến mục tiêu đào tạo để học sinh trở thành nhà toán học, nhà khoa học, kỹ sư hay kỹ thuật viên mà chủ yếu trang bị cho học sinh kiến thức, kỹ để làm việc phát triển giới công nghệ đại ngày [2] 2.1.2 Ý nghĩa dạy học theo mơ hình STEM hoạt động giáo dục, dạy học trường Trung học phổ thông (THPT) Dưới dạng coi dạy học theo mơ hình STEMnhư cơng cụ dạy học trực quan, thành tố giúp cho q trình dạy học học tập học sinh (HS) trở nên hấp dẫn hơn, HS hứng thú học tập hiểu sâu sắc hơn, phát triển tư độc lập sáng tạo, giáo dục tư tưởng, đạo đức cho HS Các thành tố dạy học theo mơ hình STEM nguồn nhận thức, phương tiện trực quan q giá q trình dạy học nói riêng, giáo dục nói chung Vì vậy, sử dụng thành tố dạy học theo mơ hình STEM trường THPT có ý nghĩa sau: - Đảm bảo giáo dục toàn diện: Triển khai giáo dục STEMở nhà trường, bêncạnh mơn học quan tâm Tốn, Khoa học, lĩnh vực Công nghệ, Kỹ thuật quan tâm, đầu tư tất phương diện đội ngũ giáo viên, chương trình, sở vật chất - Nâng cao hứng thú học tập môn học STEM: Các dựán học tập tronggiáo dục STEM hướng tới việc vận dụng kiến thức liên môn để giải vấnđề thực tiễn, học sinh hoạt động, trải nghiệm thấy ý nghĩa tri thức với sống, nhờ nâng cao hứng thú học tập học sinh - Hình thành phát triển lực, phẩm chất cho học sinh: Khi triển khaicác dự án học tập STEM, học sinh hợp tác với nhau, chủ động tự lực thực nhiệm vụ học; làm quen hoạt động có tính chất nghiên cứu khoa học Các hoạt động nêu góp phần tích cực vào hình thành phát triển phẩm chất, lực cho học sinh - Kết nối trường học với cộng đồng: Để đảm bảo triển khai hiệu quảgiáo dục STEM, sở giáo dục phổ thông thường kết nối với sở giáo dục nghề nghiệp, đại học địa phương nhằm khai thác nguồn lực người, sở vật chất triển khai hoạt động giáo dục STEM Bên cạnh đó, giáo dục STEM phổ thông hướng tới giải vấn đề có tính đặc thù địa phương - Hướng nghiệp, phân luồng: Tổchức tốt giáo dục STEMở trường phổthông, học sinh trải nghiệm lĩnh vực STEM, đánh giá phù hợp, khiếu, sở thích thân với nghề nghiệp thuộc lĩnh vực STEM Thực tốt giáo dục STEM trường phổ thông cách thức thu hút học sinh theo học, lựa chọn ngành nghề thuộc lĩnh vực STEM, ngành nghề có nhu cầu cao nguồn nhân lực cách mạng công nghiệp lần thứ tư [1] 2.1.3 Dạy học Vật lí theo định hướng giáo dục STEM Dạy học kiến thức Vật lí theo định hướng giáo dục STEM trường phổ thông thực theo 02 hướng, cụ thể: - Hoạt động STEM tích hợp, lồng ghép học Vật lí khóa dựa vấn đề thực tiễn, kết hợp với chuẩn kiến thức, kĩ môn Vật lí chương trình phổ thơng - Gắn với chủ đề STEM , HS vận dụng kiến thức Vật lí, hiểu biết cơng nghệ, kĩ thuật tốn học để tạo sản phẩm có ích sống Các hoạt động STEM trọng học qua hành (learning by doing) Các hoạt động STEM chủ yếu dạy học Vật lí là: thực hành thí nghiệm tựtạo; thiết kế, chếtạo sản phẩm ứng dụng kĩ thuật Vật lí; thiết kế thí nghiệm ảo tảng công nghệ thông tin.Đểtạo racác sản phẩm vật chất, HS cần sử dụng thiết bị truyền thống như: cưa, máy khoan, mỏ hàn chì, chí thiết bị đại như: máy in 3D, máy cắt CNC, để gia công, lắp ráp chúng Nhờ đó, HS tham gia vào trình lao động, ý thức giá trị lao động nhận ngành nghề thuộc lĩnh vực STEM phù hợp tương lai 2.1.4 Tiến trình tổ chức dạy học số kiến thức Vật lí theo định hướng giáo dục STEM Để nghiên cứu tiến trình tổ chức dạy học số kiến thức VL theo định hướng giáo dục STEM, tiến hành làm rõ thêm quy trình thực nhiệm vụ STEM HS thông qua sơ đồ: Bước Đặt vấn đề giao nhiệm vụ: GVđặt HS vàotình có vấn đề, hướng đến việc giải vấn đề thực tiễn GV cần tạo điều kiện cho HS tiếp nhận nhiệm vụ.Các nhiệm vụ thiết kế nên nhiệm vụ nhóm huy động tất HS nhóm tham gia thực Bước Thực nhiệm vụ: HS làm việc nhóm, thựchiện chuỗi nhiệm vụ như: gia công, chế tạo sản phẩm; phác thảo vẽ kĩ thuật; giải thích nguyên lí hoạt động thí nghiệm, sản phẩm Đối với nhiệm vụ gia công, chế tạo sản phẩm, GV tổ chức cho HS hoạt động sơ đồ2.Trong đó, cần nêu rõ quy định mượn trả thiết bị, tránh làm hỏng hóc, thiết bị Hơn nữa, GV nhắc HS tuân thủ quy định an toàn gia công, chế tạo sản phẩm Bước Báo cáo nhiệm vụ: HS thực báo cáonhiệm vụ thông qua sản phẩm vật chất, phiếu học tập, vẽ cấu tạo sản phẩm GV cần khuyến khích HS tự giác tham gia trình bày, phản biện, trao đổi nhằm làm rõ nguyên lí hoạt động sản phẩm - kiến thức trọng tâm học; sơ đồ cấu tạo sản phẩm; bước gia công, lắp ráp sản phẩm; khó khăn hướng giải Bước Kết luận: GV hợp thức hóa kiến thức trọngtâm học, đồng thời giải vấn đề đặt bước 2.2 Thực trạng vấn đề trước áp dụng sáng kiến kinh nghiệm Trước đây, thực ngun lí “ học đơi với hành, lí luận gắn liền với thực tiễn, nhà trường gắn liền với gia đình, xã hội”, có số mơ hình trường vừa học vừa làm; nhiên việc tổ chức dạy học theo mơ hình STEM chưa nhìn nhận nên khơng đem lại hiệu cao Vì vậy, vai trò mạnh dạy học theo mơ hình STEM địa phương gần chưa nhà trường biết đến sử dụng Đối với HS trường THPT Triệu Sơn 5, công tác dạy học theo mơ hình STEM cho HS cịn nhiều khó khăn như: - Thiếu sở khoa học khung lí luận giáo dục STEM nói chung, dạy học mơn cơng nghệ theo định hướng giáo dục STEM nói riêng (cơ sở vật chất, hành trang cho GV HS) - Khó khăn lớn mà giáo viên phải đối mặt triển khai giáo dục STEM tìm hiểu thêm kiến thức vượt ngồi chun ngành Giáo dục tích hợp STEM coi việc dạy học trộn lẫn số môn học thuộc lĩnh vực khoa học, công nghệ, kỹ thuật tốn học - chí thêm số môn học khác Tiếng Anh Mĩ thuật Việc phải “dịch chuyển” từ dạy học đơn môn sang “mơn” học mà ranh giới S-T-E M trở nên mờ nhạt khiến giáo viên không lúng túng kiến thức chuyên môn mà phương pháp giảng dạy - Việc xếp thời gian phù hợp cho học sinh để dạy STEM dạy học STEM hoạt động ngoại khóa - HS cảm thấy khó khăn vận dụng kiến thức sách vào thực tế nhiều, mà nguyên nhân chủ yếu em thụ động tiếp thu tri thức, học qua sách vở, khơng chịu tìm tịi, khám phá tri thức thực tiễn liên quan đến mơn học Do tơi đưa giả thuyết khoa học: Nếu tổ chức dạy học theo mơ hình STEM dạy học giúp HS vận dụng kiến thức Toán học, Khoa học, Kĩ Thuật, Cơng nghệ vào thực tiễn, phát huy tính tự giác, tích cực, tự chủ HS học tập 2.3 Các giải pháp sử dụng để giải vấn đề Bước 1: Xây dựng kế hoạch dạy học Chủ đề: THIẾT KẾ, CHẾ TẠO MÁY BIẾN ÁP 1.1 Mơ tả chủ đề Học sinh tìm hiểu vận dụng kiến thức cấu tạo nguyên lí hoạt động máy biến áp (Bài 16: Truyền tải điện – Máy biến áp); từ thông biến thiên từ thông, hiệu ứng tỏa nhiệt dịng điện Fu – cơ, suất điện động cảm ứng (Bài 23,24: Từ thông – Suất điện động cảm ứng - Vật lí 11); ứng dụng - ốt để chỉnh lưu dòng điện ( Bài 17: Dòng điện chất bán dẫn – Vật lí 11) vào chế tạo máy biến áp theo tiêu chí cụ thể Sau hoàn thành, học sinh thử nghiệm thiết bị tiến hành đánh giá chất lượng sản phẩm 1.2 Mục tiêu 1.2.1 Kiến thức Tên sảnphẩm Khoa (S) học Công nghệ(T) Máy biến áp tự Hiện tượng Thiết kế vẽ kĩ quấn cảm ứng điện thuật Mạch hạ áp AC từ Biết sử dụng 220V-> DC 12 V dụng cụmỏ hàn, - ốt, vơn kế… Kỹthuật(E) Tốn học (M) Quy trình lắp ráp Tính tốn kích mơ hình loại thước chi tiết sản máy móc phẩm Thiết kế, lắp đặt thiết bị khoa học, kết thu rõ ràng 1.2.2 Kĩ - Tính tốn, vẽ thiết kế máy biến áp - Lập kế hoạch cá nhân/nhóm để chế tạo thử nghiệm dựa kế - Trình bày, bảo vệ thiết kế sản phẩm mình, phản biện ý kiến thảo luận - Tự nhận xét, đánh giá q trình làm việc cá nhân nhóm 1.2.3 Thái độ - Nghiêm túc, chủ động, tích cực tham gia hoạt động học - Yêu thích khám phá, tìm tịi vận dụng kiến thức học vào giải nhiệm vụ giao - Có tinh thần trách nhiệm, hòa đồng, giúp đỡ nhóm, lớp - Có ý thức tuân thủ tiêu chuẩn kĩ thuật giữ vệ sinh chung thực nghiệm - Có ý thức bảo vệ mơi trường sức khỏe người 1.2.4 Định hướng phát triển lực - Tìm hiểu khoa học, cụ thể ứng dụng máy biến áp thực tế; mở rộng loại máy điện dựa tượng cảm ứng điện từ - Giải nhiệm vụ thiết kế chế tạo máy biến áp - Hợp tác với thành viên nhóm để thống thiết kế phân công thực - Tự nghiên cứu kiến thức, lên kế hoạch thiết kế, chế tạo, thử nhiệm đánh giá 1.3 Thiết bị - Các thiết bị dạy học: giấy A0, mẫu kế hoạch, - Nguyên vật liệu dụng cụ để chế tạo thử nghiệm “Máy biến áp”: dây quấn, lõi thép, kìm, mỏ hàn, Vơn kế, keo, băng dính, bóng led… 1.4 Tiến trình dạy học Dự kiến việc tổ chức hoạt động theo hoạt động: Hoạt động 1: Nghiên cứu kiến thức xây dựng thiết kế (1 tuần) a Mục đích hoạt động - Tổ chức hướng dẫn học sinh (HS) nghiên cứu tài liệu để rút kiến thức tượng cảm ứng điện từ, cách làm biến thiên từ thông qua mạch, phương pháp làm tăng hiệu suất máy biến áp - Hướng dẫn HS tự thiết kế vẽ chi tiết mơ hình máy biến áp đơn giản, máy hạ áp AC -> DC - Học sinh hoàn thiện thiết kế chế tạo máy biến áp nhóm, nội dung thuyết trình ngun lí hoạt động, kết thu máy b Nội dung hoạt động 10 Trình bày, trả lời rõ ràng, logic, sinh động 10 Tổng điểm 100 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 máy biến áp d Cách thức tổ chức hoạt động - Tổ chức dạy học lớp - Phân cơng nhóm làm việc độc lập để trả lời câu hỏi, hỗ trợ học sinh gặp khó khăn Nghiên cứu kiến thức trọng tâm Lập kế hoạch, trình bày bảo vệ thiết kế Xây dựng thiết kế máy biến áp - GV đưa yêu cầu về: Nội dung trình bàytheo đánh giá báo cáo Thời lượng báo cáo tối đa phút, trả lời thắc mắc, tư vấn phút Cách thức trình bày thiết kế thảo luận - HS báo cáo thảo luận, ghi nhận góp ý chỉnh sửa cần - GV điều hành, nhận xét, góp ý hỗ trợ học sinh Hoạt động 2: Chế tạo thử nghiệm máy biến áp (1 tuần) a Mục đích - HS dựa vào thiết kế lựa chọn để chế tạo máy biến áptheo yêu cầu đặt - Thử nghiệm, đánh giá sản phẩm điều chỉnh cần b Nội dung - HS sử dụng nguyên vật liệu dụng cụ chuẩn bị trước:dây quấn, lõi thép, kìm, mỏ hàn, Vơn kế, keo, băng dính, bóng led…để chế tạo máy biến áp theo thiết kế 12 - Trong q trình chế tạo nhóm đồng thời thử nghiệm điều chỉnh cho kết thu cao c Dự kiến sản phẩm hoạt động học sinh Mỗi nhóm có sản phẩm hồn thiện thử nghiệm d Cách tổ chức hoạt động - Học sinh tiến hành chế tạo, thử nghiệm hồn thành sản phẩm theo nhóm HS sử dụng thép để tạo lõi quấn, sử dụng dây đồng để quấn cuộn sơ cấp thứ cấp; sử dụng vôn kế để xác định điện áp vào, điện áp ra; sử dụng - ốt để chỉnh lưu dịng điện Thử nghiệm, điều chỉnh hồn thiện sản phẩm - Giáo viên quan sát, tư vấn hỗ trợ học sinh cần Hoạt động 3: Trình bày sản phẩm máy biến áp a Mục đích - Các nhóm học sinh giới thiệu máy biến áp chế tạo trước lớp, chia sẻ kết thử nghiệm, thảo luận định hướng cải tiến sản phẩm - Tổ chức thử nghiệm để nhóm học sinh đánh giá chéo sản phẩm củanhau b Nội dung - Các nhóm trình diễn sản phẩm trước lớp - Đánh giá sản phẩm dựa tiêu chí đề Tiêu chí Điểm chấm Điểm tối đa Thiết bị chế tạo nguyên lí 40 Thiết bị hoạt động hiệu quả, cho kết ổn định, yêu cầu 30 Thiết bị gọn, nhẹ, có hình thức bền, đẹp 20 Chi phí làm thiết bị tiết kiệm 10 Tổng điểm 100 13 - Chia sẻ, thảo luận để tiếp tục điều chỉnh, hồn thiện sản phẩm - Các nhóm tự đánh giá kết nóm tiếp thu góp ý, nhận xét từ giáo viên bạn - Sau chia sẻ, đề xuất phương án chỉnh sửa, cải tiến - Chia sẻ khó khăn, kinh nghiệm rút qua trình thực nhiệm vụ thiết kế chế tạo máy quang phổ c Dự kiến sản phẩm hoạt động học sinh Máy biến áp chế tạo nội dung trình bày báo cáo nhóm Sản phẩm 01: Mơ hình máy biến áp tự quấn Sản phẩm 02: Máy hạ áp AC 220V – DC 12V (hoặc 24V) sử dụng mạch chỉnh lưu cầu d Cách thức tổ chức hoạt động - GV giao nhiệm vụ: nhóm trình diễn sản phẩm trước lớp tiến hành thảo luận, chia sẻ - HS trình diễn hoạt động máy biến áp, thử nghiệm để đánh giá khả sử dụng thực tế thiết bị - 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 máy biến áp - Giáo viên đánh giá, kết luận tổng kết Hoạt động 4:Tìm tịi mở rộng chủ đề STEM khác liên quan đến vật lí (1 tiết) - Giao nhóm HS thực nhiệm vụ nhà: xây dựng sản phẩm giới thiệu trước lớp buổi học sau việc vận dụng kiến thức Vật lí vào thiết kế, chế tạo thiết bị, máy móc ứng dụng lĩnh vực khác Cơ học, Điện học, Quang học, Nhiệt học…, hỗ trợ giúp đỡ cần thiết - Kết nhóm thực hướng dẫn trình bày phần mềm trình chiếu Power Point: nhóm HS thảo luận giới thiệu mối quan hệ kiến thức vật lí lĩnh vực như: Cơ học, Điện học, Nhiệt học, Quang học Bước 2: Giao nhiệm vụ học tập Mục tiêu: Xây dựng kiến thức cần tìm hiểu; phổ biến nhiệm vụ cho nhóm; rèn kĩ làm việc nhóm Thời gian: từ ngày 15/12/2020 đến 06/01/2021 Chia nhóm: Chia theo nhóm tổ lớp học (4 nhóm) Quy định thời gian: Tuần 1: + Thực dạy học lớp kiến thức máy biến áp ứng dụng máy biến áp + Tìm kiếm hệ thống thơng tin ngun lí hoạt động MBA thơng qua nhiệm vụ thực sau trình học tập 14 Tuần 2: + Chế tạo thử nghiệm máy biến áp, trình bày sản phẩm máy biến áp + Xây dựng báo cáo tổng kết để giới thiệu kết thực báo cáo lớp Lưu ý với học sinh cách thức trao đổi thông tin: - Nhóm khó khăn việc tìm kiếm thơng tin xây dựng báo cáokết thực hiện…thì trực tiếp gặp GV để tư vấn giúp đỡ - Tất thành viên nhóm phải giao nhiệm vụ, kết thúc hoạt động thành viên phải có tự đánh giá cá nhân ý thức, thái độ hiệu công việc giao Bước 3: Tổ chức thực Hoạt động 1: Nghiên cứu kiến thức xây dựng thiết kế (1 tuần) - Chia lớp thành 04 nhóm theo tổ - Lên kế hoạch tổ chức: thời gian, địa điểm, thành phần, nội dung - Hướng dẫn HS chuẩn bị nội dung sinh hoạt chủ đề “Máy biến áp”: Một số hình ảnh nhóm báo cáo kiến thức thiết kế máy biến áp 15 16 17 18 Hoạt động 2: Trình bày sản phẩm máy biến áp - Đại diện HS đến nhóm báo cáo trước lớp kết sản phẩm máy biến áp Các nhóm cịn lại lắng nghe, trao đổi, bổ sung Một số hình ảnh buổi báo cáo 19 Hoạt động 4:Tìm tịi mở rộng chủ đề STEM khác liên quan đến vật lí (1 tiết) - Các nhóm HS thực nhiệm vụ: xây dựng sản phẩm giới thiệu trước lớp buổi học sau việc vận dụng kiến thức Vật lí vào thiết kế, chế tạo thiết bị, máy móc ứng dụng lĩnh vực khác Cơ học, Điện học, Quang học, Nhiệt học… 20 Hình ảnh HS thảo luận báo cáo lớp học: Bước 4: Tổng kết, rút kinh nghiệm Về mục tiêu: HS làm việc cá nhân nhóm theo kế hoạch đề ra, cụ thể: - Thu thập thơng tin: HS tìm kiếm thông tin, tranh ảnh qua sách báo, internet… - Xử lí thơng tin: HS xử lí, tổng hợp kết nghiên cứu thành viên nhóm hướng đến việc làm rõ vấn đề đặt nội dung nghiên cứu - Viết báo cáo kết nghiên cứu nhóm trình bày trước lớp Về cách thức tổ chức hoạt động: - GV đạo, yêu cầu nhóm trưởng báo cáo tiến độ cơng việc nhóm mình, đồng thời nêu khó khăn, vướng mắc q trình thực dự án, thu thập thông tin - GV giúp đỡ nhóm thơng qua việc đưa câu hỏi gợi ý để HS giải tốt vướng mắc nhóm - Các thành viên thơng qua báo cáo nhóm mình, góp ý, chỉnh sửa báo cáo nhóm - Nhóm trưởng tiếp nhận ý kiến đóng góp thành viên, hồn thiện báo cáo nhóm, chuẩn bị trình bày trước lớp 21 Về sản phẩm: nhóm hồn thành sản phẩm gồm báo cáo trước lớp mơ hình máy biến áp tự quấn Kết thu có trình bày thuyết trình theo hoạt động 4, mơ hình máy biến áp, máy hạ áp có chỉnh lưu 2.4 Hiệu sáng kiến kinh nghiệm: 2.4.1.Đánh giá định tính - Tính khả thi dạy học gắn với chủ đề STEM: Nhìn chung mục tiêu kế hoạch đạt Các nhiệm vụ nhóm hồn thành, khẳng định tính khả thi cơng tác dạy học gắn với chủ đề STEM - Biểu tính tích cực học tập HS Trong giai đoạn chuẩn bị:HS tiếp nhận nhiệm vụ, kế hoạch học tập GV đề với thái độ hứng thú, sôi Trong giai đoạn thực hiện: +HS thể lực giải vấn đề qua hoạt động : nêu tình huống, xác định vấn đề, đề xuất giải pháp, thực giải pháp, kết luận +HS biết chọn lựa tình mở đầu hấp dẫn có tính thực tiễn +HS biết làm việc nhóm, tổ chức, hợp tác phân cơng cơng việc hợp lí cho thành viên Tuy nhóm có đơng thành viên gây khó khăn cho việc phân cơng nhóm khắc phục +HS tự lập kế hoạch, tự tổ chức hoạt động học tập bao gồm việc lựa chọn cácphương pháp phương tiện Nhiều hoạt động mẻ HS chủ động thực vấn, điều tra +Trong suốt trình thực hiện, HS biết tự điều chỉnh hoạt động nhận thức - học tập tác động kiểm tra, định hướng GV, đánh giá bạn nhóm tự đánh giá thân +HS biết vận dụng sáng tạo kiến thức để giải nhiệm vụ mang tính thực tiễn Có nhóm đưa cách giải ngồi dự kiến GV.Điều thể đặc trưng tự tìm tịi, tự nghiên cứu mong muốn giải vấn đề cách trọn vẹn HS Tất thơng tin nói thể quan tâm, hứng thú học học tập nội dung kiến thức gắn liền với thực tiễn sống, với ngành nghề lựa chọn tương lai 2.4.2.Đánh giá định lượng Để tăng tính thuyết phục việc đánh giá giả thuyết khoa học đề tài, tiến hành đánh giá định lượng, chủ yếu dựa kết phiếu điều tra HS kết kiểm tra lớp tham gia trải nghiệm 12C4 lớp đối chứng 12C6 trường THPT Triệu Sơn Dưới phân tích cụ thể 2.4.2.1 Hứng thú học sinh với mơn vật lí Sau học “Truyền tải điện – Máy biến áp” có kết hợp hoạt động trải nghiệmchế tạo máy biến áp, đa số em thấy hứng thú với học, môn học Những em lâu khơng có hứng thú học vật lí có hội để thể khả mình, từ tự tin, chủ động tiếp cận tiếp thu nội dung kiến thức Tôi sử dụng mẫu phiếu bảng để điều tra hứng thú học vật lí HS lớp tham gia trải nghiệm gán điểm ứng với mức độ tán thành cao nhất, điểm ứng với mức độ không 22 tán thành cao Riêng câu 3, 5, 7, 9, tơi xử lí điểm theo hướng ngược lại Như vậy, với tất tiêu chí, điểm cao ứng với hứng thú vật lí cao Em thích học vật lí Em tự tìm thơng tin vật lí ngồi SGK sách tập Em thường khơng tập trung Vật lí Em thích tìm hiểu ứng dụng thực tế Em không hứng thú với nhiệm vụ Học vật lí vui Em thấy kiến thức Vật lí khơ khan, khó hiểu Vật lí gần gũi, có ý nghĩa với sống Em khơng tự tin học vật lí Em thích tự đánh giá kết học tập 10 Rất Đồng đồng ý ý Phân vân Không đồng ý Rất không đồng ý 1 5 4 3 3 4 5 1 3 4 5 Bảng 1: Thang đo hứng thú học vật lí HS Kết cho thấy điểm trung bình lớp12C4 sau tác động cao trước tác động tiêu chí 1, 2, 4, 7, 8, 9, 10 (bảng 6) Tiêu chí 10 Hứng thú với môn học nói chung Việc tự tìm thơng tin Vật lí SGK sách tập Mức độ tập trung học Hứng thú với việc tìm hiểu kiến thức Vật lí liên quan đến thực tế Hứng thú với nhiệm vụ giao Vật lí Niềm vui học Vật lí Nhận định kiến thức Vật lí khơng khơ khan, khó hiểu Nhận định Vật lí gần gũi, có ý nghĩa với sống, cơng việc Sự tự tin học Vật lí Hứng thú với việc tự đánh giá kết học tập Lớp TN trước tác động 3.7091 3.5818 3.5765 3.7636 3.7818 3.6182 3.1518 3.5918 2.8364 3.4182 Lớp TN sau tác động 3.9756 4.2436 3.7451 4.2941 3.7092 3.6178 3.8767 3.9872 2.9834 4.0346 Bảng Điểm thu từ thang đo hứng thú học vật lí học sinh 2.4.2.2 Hiểu biết HS vận dụng kiến thức vật lí vào thực tế: Việc kiểm tra, đánh giá kết học tập khả hiểu biết HS ngành nghề có liên quan đến Vật lí tiến hành vào 45 phút tiết học tự chọn môn sau học lớp Việc làm cho phép tổ chuyên môn chuyên môn nhà trường Đồng thời để kiểm chứng so sánh kết việc áp dụng sáng kiến tơi chọn lớp có trình độ tương đương để làm đối chứng 23 Lớp áp dụng: 12C4 (45 học sinh), lớp đối chứng 12C6 (43 học sinh) trường THPT Triệu Sơn Bảng so sánh kết học tập học sinh lớp 12C4;12C6 trường THPT THPT Triệu Sơn năm học 2020 – 2021 Thời điểm Lớp XL Giỏi Khá TB Yếu SL TL(%) SL TL(%) SL TL(%) SL TL(%) Đầu năm 12C4 11,1 18 40,0 20 44,5 4,4 12C6 9,3 19 44,2 17 39,5 7,0 Sau KT 12C4 17 37,8 19 42,2 22,0 0 12C6 16,3 21 48,8 15 KẾT LUẬN, KIẾN NGHỊ 34,9 0 3.1 Kết luận - Việc HS thực thành công đạt tất mục tiêu đề SKKN khẳng định tính khả thi đề tài gắn với nội dung dạy học, với vận dụng giáo dục STEM dạy học Vật lí - Việc tổ chức dạy học gắn với nội dung khoa học, liên hệ thực tế nêu đạt hiệu việc tích cực hóa hoạt động học tập HS, giúp HS nhận ý nghĩa làm tăng hứng thú HS với việc học Vật lí, đồng thời giúp HS có hiểu biết rõ số ngành nghề mà em lựa chọn tương lai Dự án giúp cải thiện số kĩ cần thiết cho sống cơng việc người học Tiến trình dạy học cịn góp phần nâng cao hứng thú HS với hình thức hướng nghiệp qua mơn học bước đầu cải thiện nhận thức nghề nghiệp choHS - Q trình thực đề tài chứng tỏ tính khả thi dạy học gắn với giáo dục STEM Kết đánh giá định tính định lượng chứng tỏ đề tài khơng kích thích hứng thú học tập, giúp HS nắm vững kiến thức mà phát triển lực giải vấn đề, rèn luyện kĩ sống, làm việc người học - Mục đích việc tổ chức DH việc tích cực hoạt động học tập HS thơng qua vận dụng kiến thức vào thực tiễn, vào việc phát triển khả tư sáng tạo của HS Tuy nhiên, kiến thức vận dụng thực tiễn gắn với dự án mức độ đơn giản, chưa sâu vào vấn đề khoa học kĩ thuật loại máy móc, chưa vận dụng nhiều kiến thức liên môn Để thực đầy đủ nhiệm vụ mà định hướng giáo dục STEM đề dạy học mơn khoa học cần phối hợp nhiều phương pháp, hình thức, tích hợp nhiều mơn học chủ đề thực đồng tất môn học, bậc học 3.2 Kiến nghị Đối với cấp lãnh đạo: Đề tài giới hạn nội dung kiến thức liên quan đến tượng cảm ứng điện từ (một lĩnh vực nhỏ Vật lí) nên chưa thể đáp ứng hết nhu cầu việc vận dụng kiến thức vào thực tiễn học sinh Mặc dù dự án mang lại nhiều biểu tích cực người học song thực đơn lẻ, thời gian ngắn khơng thể đạt hiệu mong đợi Theo chúng tôi, cần triển khai đề tài cách rộng rãi, thực tất khối lớp với chủ đề khác (điều phù hợp 24 với nguyện vọng HS), phối hợp với phương pháp, hình thức tổ chức dạy học tích cực khác để đạt hiệu rõ rệt bền vững Điều đòi hỏi tâm huyết người dạy, nhiều cố gắng thầy trò Ngoài cần cải thiện sở vật chất trường phổ thông để phục vụ hiệu việc thực phương pháp dạy học mới, tích cực, đặc biệt cần quan tâm đầu tư cho vùng sâu, vùng xa nơi điều kiện dạy học GV HS cịn nhiều khó khăn Đối với giáo viên: không ngừng tự học, tự bồi dưỡng để hiểu biết thêm CNTT, biết khai thác thông tin mạng Internet để tìm hiểu sâu thêm ứng dụng kiến thức vật lí vào ngành nghề, lĩnh vực khác ( Điện học, Quang học ứng dụng thực tế…) để phục vụ cho cơng tác giảng dạy nhằm nâng cao chất lượng dạy học, phát triển hứng thú học tập học sinh góp phần vào cơng tác hướng nghiệp cho HS THPT như: - Tăng tính thực tiễn nội dung dạy học bao gồm nội dung kiến thức SGK tập sách tập, bổ sung tập định tính, tập mang tính thực tiễn - Đổi cách kiểm tra, đánh giá theo hướng liên tục đa dạng, tập huấn cho GV hình thức đánh giá cách thức xây dựng tiêu chí đánh giá - Đổi phương pháp dạy học theo hướng phát huy tính tích cực người học, tăng cường bồi dưỡng GV song cần ý đến đặc điểm vùng miền đối tượng HS./ Xác nhận thủ trưởng quan Thanh Hóa, ngày 20/05/2021 Tơi xin cam đoan SKKN viết, khơng chép nội dung người khác Người thực hiện: Ngô Thị Phương TÀI LIỆU THAM KHẢO [1]Tài liệu tập huấn “Định hướng giáo dục STEM trường trung học” Bộ 25 GD – ĐT [2] Nguồn internet: https://etep.moet.gov.vn/tintuc/chitiet?Id=491 https://robotsteam.vn/thuc-trang-giao-duc-stem-tren-the-gioi-va-giao-ducstem-tai-viet-nam [3]Thủ tướng Chính phủ (2017) Chỉ thị số 16/CT-TTg ngày 04/05/2017 việc tăng cường lực tiếp cận Cách mạng công nghiệp lần thứ 26 ... cực, tự chủ HS học tập 2.3 Các giải pháp sử dụng để giải vấn đề Bước 1: Xây dựng kế hoạch dạy học Chủ đề: THIẾT KẾ, CHẾ TẠO MÁY BIẾN ÁP 1.1 Mô tả chủ đề Học sinh tìm hiểu vận dụng kiến thức cấu tạo. .. DỤC STEM VÀO DẠY HỌC CHỦ ĐỀ: Thiết kế, chế tạo máy biến áp tự quấn đơn giản? ?? 1.2 Mục đích nghiên cứu: - Giới thiệu phương pháp dạy học STEM gắn liền lí thuyết với thực tiễn, gắn liền với khoa học. .. lớp STEM riêng điều kiện sở vật chất, trang thiết bị dạy học hạn chế dẫn đến hạn chế việc thực ý tưởng xây dựng chủ đề giáo dục STEM, chủ đề giáo dục STEM trường thí điểm xây dựng thực năm học