Sáng kiến kinh nghiệm ( biện pháp thi giáo viên giỏi ) môn vật lí về dạy học theo chủ đề STEM. nhằm nâng cao năng lực phẩm chất cho học sinh. Để thực hiện tốt mục tiêu tăng cường áp dụng giáo dục STEM trong giáo dục trung học giáo viên cần phải có kế hoạch dạy học một số bài học môn khoa học theo bài học STEM. Chính vì vậy giải pháp của tôi đưa ra là: “Xây dựng và thực hiện một số chủ đề dạy học STEM nhằm nâng cao chất lượng dạy học môn Vật lí lớp 11”.
SỞ GD&ĐT HƯNG YÊN TRƯỜNG THPT ĐỨC HỢP CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc BÁO CÁO BIỆN PHÁP NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG CÔNG TÁC GIẢNG DẠY “XÂY DỰNG VÀ THỰC HIỆN MỘT SỐ CHỦ ĐỀ DẠY HỌC STEM NHẰM NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG DẠY HỌC MƠN VẬT LÍ LỚP 11” Lý chọn biện pháp Công văn số 3809/BGDĐT-GDTrH triển khai thực giáo dục STEM giáo dục trung học với yêu cầu tăng cường áp dụng giáo dục STEM giáo dục trung học nhằm góp phần thực mục tiêu Chương trình giáo dục phổ thông 2018 Thực tế, việc tổ chức dạy học mơn khoa học theo học STEM cịn hạn chế, khó thực do: giáo viên chưa nắm vững quy trình dạy học mơn khoa học theo học STEM nhà trường, giáo viên chưa có kế hoạch dạy theo chủ đề STEM phù hợp với địa phương Để thực tốt mục tiêu tăng cường áp dụng giáo dục STEM giáo dục trung học giáo viên cần phải có kế hoạch dạy học số học môn khoa học theo học STEM Chính giải pháp tơi đưa là: “Xây dựng thực số chủ đề dạy học STEM nhằm nâng cao chất lượng dạy học môn Vật lí lớp 11” Mục tiêu biện pháp Xây dựng kế hoạch dạy học chủ đề STEM số học Vật lí lớp 11 THPT làm tài liệu cho thân giáo viên môn sử dụng, tham khảo giảng dạy mơn vật lí lớp 11 THPT nhằm đẩy mạnh giáo dục STEM giáo dục trung học góp phần thực mục tiêu Chương trình giáo dục phổ thơng 2018 CHƯƠNG CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN VỀ DẠY HỌC STEM Giáo dục STEM dạy học 1.1 Khái niệm dạy học STEM 1.1.1 Thuật ngữ STEM STEM viết tắt từ Science (khoa học), Technology (cơng nghệ), Engineering (kĩ thuật) Math (tốn học) Giáo dục STEM chất hiểu trang bị cho người học kiến thức kĩ cần thiết liên quan đến lĩnh vực khoa học, công nghệ, kĩ thuật toán học Các kiến thức kĩ (gọi kĩ STEM) phải tích hợp, lồng ghép bổ trợ cho giúp học sinh không hiểu biết nguyên lý mà cịn áp dụng để thực hành tạo sản phẩm sống ngày Science (Khoa học): Gồm kiến thức Vật lý, Hóa học, Sinh học Khoa học trái đất nhằm giúp học sinh hiểu giới tự nhiên vận dụng kiến thức để giải vấn đề khoa học sống hàng ngày Technology (Công nghệ): phát triển khả sử dụng, quản lý, hiểu đánh giá công nghệ học sinh, tạo hội để học sinh hiểu cộng nghệ phát triển nào, ảnh hưởng cộng nghệ tới sống Engineering (Kĩ thuật): phát triển hiểu biết học sinh cách công nghệ phát triển thơng qua qúa trình thiết kế kĩ thuật, tạo hội để tích hợp kiến thức nhiều mơn học, giúp cho khái niệm liên quan trở nên dễ hiểu Kĩ thuật cung cấp cho học sinh kĩ để vận dụng sáng tạo sở Khoa học Tốn học q trình thiết kế đối tượng, hệ thống hay xây dựng quy trình sản xuất Math (Tốn): mơn học nhằm phát triển học sinh khả phân tích, biện luận truyền đạt ý tưởng cách hiệu thơng qua việc tính tốn, giải thích giải pháp giải vấn đề toán học tình đặt ra.Thuật ngữ STEM dùng hai ngữ cảnh khác ngữ cảnh giáo dục ngữ cảnh nghề nghiệp Đối với ngữ cảnh giáo dục, STEM nhấn mạnh đến quan tâm giáo dục môn Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật Toán 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, môn học STEM, học STEM hay hoạt động STEM Đối với ngữ cảnh nghề nghiệp, STEM hiểu nghề nghiệp thuộc lĩnh vực Khoa học, Cơng nghệ, Kĩ thuật Tốn học [1] 1.1.2 Giáo dục STEM 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 hiểu khác Có ba cách hiểu giáo dục STEM là: Quan tâm đến môn Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật Toán học: Đây quan niệm giáo dục STEM Bộ giáo dục Mỹ, giáo dục STEM chương trình nhằm cung cấp hỡ trợ, tăng cường, giáo dục Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật Toán học tiểu học trung học bậc sau đại học Đây nghĩa rộng nói giáo dục STEM Tích hợp lĩnh vực Khoa học, Cơng nghệ, Kĩ thuật Tốn học: Kiến thức hàn lâm kết hợp chặt chẽ với học thực tế thông qua việc HỌC SINH áp dụng kiến thức Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật Toán học vào bối cảnh cụ thể tạo nên kết nối nhà trường, cộng đồng doanh nghiệp Tích hợp từ lĩnh vực Khoa học, Cơng nghệ, Kĩ thuật Tốn học trở lên: 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 Trong nghiên cứu giáo dục STEM hiểu theo nghĩa thứ ba tác giả định nghĩa sau: “Giáo dục STEM quan điểm dạy học theo tiếp cận liên ngành từ hai lĩnh vực Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật Tốn học trở lên Trong nội dung học tập gắn với thực tiễn, PPDH theo quan điểm dạy học định hướng hành động” [2] 1.2 Mục tiêu dạy học STEM 1.2.1 Phát triển lực, định hướng nghề nghiệp Phát triển lực đặc thù môn học thuộc STEM cho học sinh: kiến thức, kĩ liên quan đến môn học Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật Tốn học Trong học sinh biết liên kết kiến thức Khoa học, Toán học để giải vấn đề thực tiễn Biết sử dụng, quản lí truy cập Cơng nghệ Học sinh biết quy trình thiết kế chế tạo sản phẩm Phát triển lực cốt lõi cho học sinh: Giáo dục STEM nhằm chuẩn bị cho học sinh hội thách thức kinh tế cạnh tranh toàn cầu kỉ 21 Bên cạnh hiểu biết lĩnh vực Khoa học, Cơng nghệ, Kĩ thuật, Tốn học, học sinh phát triển tư phê phán, khả hợp tác để thành công Định hướng nghề nghiệp cho học sinh: Giáo dục STEM tạo cho học sinh có kiến thức, kĩ mang tính tảng cho việc học tập bậc học cao cho nghề nghiệp tương lai học sinh Từ đó, góp phần xây dựng lực lượng lao động có lực, phẩm chất tốt đặc biệt lao động lĩnh vực STEM nhằm đáp ứng mục tiêu xây dựng phát triển đất nước [1] 1.2.2 Phát triển kĩ STEM Kĩ khoa học: Học sinh trang bị kiến thức khái niệm, nguyên lý, định luật sở lý thuyết giáo dục khoa học Mục tiêu quan trọng thông qua giáo dục khoa học, học sinh có khả liên kết kiến thức để thực hành có tư để sử dụng kiến thức vào thực tiễn để giải vấn đề thực tế Kĩ cơng nghệ: Học sinh có khả sử dụng, quản lý, hiểu biết, truy cập công nghệ từ vật dụng đơn giản bút, quạt đến hệ thống phức tạp mạng internet, máy móc Kĩ kĩ thuật: Học sinh trang bị kĩ sản xuất đối tượng hiểu quy trình để làm Vấn đề địi hỏi học sinh phải có khả phân tích, tổng hợp kết hợp để biết cách làm để cân yếu tố liên quan (như khoa học, nghệ thuật, công nghệ, kĩ thuật) để có giải pháp tốt thiết kế xây dựng quy trình Ngồi học sinh cịn có khả nhìn nhận nhu cầu phản ứng xã hội vấn đề liên quan đến kĩ thuật Kĩ toán học: Là khả nhìn nhận nắm bắt vai trị tốn học khía cạnh tồn giới Học sinh có kĩ tốn học có khả thể ý tưởng cách xác, có khả áp dụng khái niệm kĩ toán học vào sống ngày [3] 1.3 Vai trò, ý nghĩa giáo dục STEM Việc đưa giáo dục STEM vào trường trung học mang lại nhiều ý nghĩa, phù hợp với định hướng đổi giáo dục phổ thong Cụ thể là: Đảm bảo giáo dục toàn diện: Triển khai giáo dục STEM nhà trường, bên cạnh môn học quan tâm Toán, Khoa học, lĩnh vực Công nghệ, Kĩ thuật quan tâm, đầu tư tất phương diện đội ngũ Giáo viên, chương trình, sở vật chất Nâng cao hứng thú học tập môn STEM: Các dự án học tập giáo dục STEM hướng tới việc vận dụng kiến thức liên môn để giải vấn đề 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 khai dự án học tập STEM , học sinh hợp tác với nhau, chủ động tự lực thực nhiệm vụ học tập, 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 giáo dục STEM, sở giáo dục phổ thong 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: Tổ chức tốt giáo dục STEM trường trung học, 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 trung học 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 Giáo dục STEM trường Trung học 2.1 Dạy học môn khoa học theo phương thức giáo dục STEM Mỡi học STEM chương trình giáo dục phổ thông đề cập đến vấn đề tương đối trọn vẹn, đòi hỏi học sinh phải học sử dụng kiến thức thuộc môn học chương trình để sử dụng vào giải vấn đề Tiến trình mỡi học STEM thực theo quy trình kĩ thuật (Hình 1.2), việc "Nghiên cứu kiến thức nền" (background research) tiến trình dạy học mỡi học STEM việc học để chiếm lĩnh nội dung kiến thức chương trình giáo dục phổ thơng tương ứng với vấn đề cần giải học, học sinh người chủ động nghiên cứu sách giáo khoa, tài liệu bổ trợ, tiến hành thí nghiệm theo chương trình học (nếu có) hướng dẫn Giáo viên; vận dụng kiến thức học để đề xuất, lựa chọn giải pháp giải vấn đề; thực hành thiết kế, chế tạo, thử nghiệm mẫu; chia sẻ, thảo luận, điều chỉnh thiết kế Thơng qua q trình học tập đó, học sinh rèn luyện nhiều kĩ để phát triển phẩm chất, lực Tiến trình học STEM tuân theo quy trình kĩ thuật nêu "bước" quy trình khơng thực cách tuyến tính (hết bước sang bước kia) mà có bước thực song hành, tương hỗ lẫn Cụ thể việc "Nghiên cứu kiến thức nền" thực động thời với "Đề xuất giải pháp"; "Chế tạo mơ hình" thực đồng thời với "Thử nghiệm đánh giá” bước vừa mục tiêu vừa điều kiện để thực bước Vì vậy, mỡi học STEM tổ chức theo hoạt động sau Xác định vấn đề Nghiên cứu kiến thức Tốn nn Lí Hóa Sinh Tin CN Đề xuất giải pháp thiết kế Lựa chọn giải pháp thiết kế Chết tạo mơ hình ngun mẫu Thử nghiệm đánh giá Chia sẻ thảo luận Điều chỉnh thiết kế Hình 1.2 Tiến trình học STEM Hoạt động 1: Xác định vấn đề Trong hoạt động này, Giáo viên giao cho học sinh nhiệm vụ học tập chứa đựng vấn đề, học sinh phải hồn thành sản phẩm học tập cụ thể với tiêu chí địi hỏi học sinh phải sử dụng kiến thức học để đề xuất, xây dựng giải pháp thiết kế nguyên mẫu sản phẩm cần hồn thành Tiêu chí sản phẩm u cầu quan trọng, "tính mới" sản phẩm, kể sản phẩm quen thuộc với học sinh; đồng thời, tiêu chí buộc học sinh phải nắm vững kiến thức thiết kế giải thích thiết kế cho sản phẩm cần làm – Mục đích: Xác định tiêu chí sản phẩm; phát vấn đề/nhu cầu - Nội dung: Tìm hiểu tượng, sản phẩm, công nghệ; đánh giá tượng, sản phẩm, công nghệ - Dự kiến sản phẩm hoạt động học sinh: Các mức độ hồn thành nội dung (Bài ghi chép thơng tin tượng, sản phẩm, công nghệ; đánh giá, đặt câu hỏi tượng, sản phẩm, công nghệ) - Cách thức tổ chức hoạt động: Giáo viên giao nhiệm vụ (nội dung, phương tiện, cách thực hiện, yêu cầu sản phẩm phải hoàn thành); Học sinh thực nhiệm vụ (qua thực tế, tài liệu, video; cá nhân nhóm); Báo cáo, thảo luận (thời gian, địa điểm, cách thức); Phát hiện/phát biểu vấn đề Giáo viên hỗ trợ) Hoạt động 2: Nghiên cứu kiến thức đề xuất giải pháp Trong hoạt động này, học sinh thực hoạt động học tích cực, tự lực hướng dẫn Giáo viên Trong học STEM khơng cịn "tiết học" thơng thường mà Giáo viên giảng dạy" kiến thức cho học sinh Thay vào đó, học sinh phải tự tìm tịi, chiếm lĩnh kiến thức để sử dụng vào việc đề xuất, thiết kế sản phẩm cần hoàn thành Kết là, học sinh hồn thành bạn kế đồng thời học sinh học kiến thức theo chương trình, học tương ứng - Mục đích: Hình thành kiến thức đề xuất giải pháp, - Nội dung: Nghiên cứu nội dung sách giáo khoa, tài liệu, thí nghiệm nhận, hình thành kiến thức đề xuất giải pháp/thiết kế - Dự kiến sản phẩm hoạt động học sinh: Các mức độ hoàn thành dung (Xác định ghi thông tin, liệu, giải thích, kiến thức mới, pháp/thiết kế) - Cách thức tổ chức hoạt động: Giáo viên giao nhiệm vụ (Nêu rõ yêu đọc/nghe/nhìn/làm để xác định ghi thơng tin, liệu, giải thích, kiến thi mới); Học sinh nghiên cứu sách giáo khoa, tài liệu, làm thí nghiệm (cá nhân nhóm); Báo cáo, thảo luận; Giáo viên điều hành, “chốt” kiến thức + hỗ trợ HỌC SINH đề xuất giải pháp/thiết kế mẫu thử nghiệm Hoạt động 3: Lựa chọn giải pháp Trong hoạt động này, học sinh tổ chức để trình bày, giải thích bảo vệ thiết kế kèm theo thuyết minh (sử dụng kiến thức học kiến thức có); thể cụ thể giải pháp giải vấn đề Dưới trao đổi, góp ý bạn Giáo viên, học sinh tiếp tục hồn thiện (có thể phải thay đổi để bảo đảm khả thi) thiết kế trước tiến hành chế tạo, thử nghiệm, - Mục đích: Lựa chọn giải pháp/bản thiết kế - Nội dung: Trình bày, giải thích, bảo vệ giải pháp/thiết kế để lựa chọn hoàn thiện - Dự kiến sản phẩm hoạt động học sinh: Giải pháp/bản thiết kế lựa chọn/hoàn thiện - Cách thức tổ chức hoạt động: Giáo viên giao nhiệm vụ (Nêu rõ yêu cầu HỌC SINH trình bày, báo cáo, giải thích, bảo vệ giải pháp/thiết kế); Học sinh báo cáo thảo luận; Giáo viên điều hành, nhận xét, đánh giá + hỗ trợ HỌC SINH lựa chọn giải pháp/thiết kế mẫu thử nghiệm Hoạt động 4: Chế tạo mẫu, thử nghiệm đánh giá Trong hoạt động này, học sinh tiến hành chế tạo mẫu theo thiết kế hoàn thiện sau bước 3; trình chế tạo đồng thời phải tiến hành thử nghiệm đánh giá Trong trình này, học sinh phải điều chỉnh thiết kế ban đầu để bảo đảm mẫu chế tạo khả thi – Mục đích: Chế tạo thử nghiệm mẫu thiết kế - Nội dung: Lựa chọn dụng cụ/thiết bị thí nghiệm, chế tạo mẫu theo thiết kế, | thử nghiệm điều chỉnh - Dự kiến sản phẩm hoạt động học sinh: Dụng cụ/thiết bị/mơ hình/đồ vật chế tạo thử nghiệm, đánh giá - Cách thức tổ chức hoạt động: Giáo viên giao nhiệm vụ (lựa chọn dụng cụ/thiết bị thí nghiệm để chế tạo, lắp ráp ); Học sinh thực hành chế tạo, lắp ráp thử nghiệm; Giáo viên hỡ trợ học sinh q trình thực Hoạt động 5: Chia sẻ, thảo luận, điều chỉnh Trong hoạt động này, học sinh tổ chức để trình bày sản phẩm học tập hồn thành; trao đổi, thảo luận, đánh giá để tiếp tục điều chỉnh, hồn thiện - Mục đích: Trình bày, chia sẻ, đánh giá sản phẩm nghiên cứu - Nội dung: Trình bày thảo luận - Dự kiến sản phẩm hoạt động học sinh: Dụng cụ/thiết bị/mơ hình/đồ vật chế tạo + Bài trình bày báo cáo - Cách thức tổ chức hoạt động: Giáo viên giao nhiệm vụ (mô tả rõ yêu cầu sản phẩm trình bày); Học sinh báo cáo, thảo luận (bài báo cáo, trình chiếu, video, dụng cụ/thiết bị/mơ hình/đồ vật chế tạo ) theo hình thức phù hợp (trưng bày, triển lãm, sân khấu hóa); Giáo viên đánh giá, kết luận, cho điểm định hướng tiếp tục hồn thiện Sự phù hợp tiến trình tổ chức hoạt động học học sinh học STEM với phương pháp dạy học tích cực mơ tả bảng sau Phương pháp Mơ hình THM dạy (VNEN) Giáo dục STEM học tích cực Engage/ Gắn kết Khởi động Xác định vấn HĐ1: Xác định đề/nhu cầu thực vấn đề (nêu rõ tiêu tiễn chí dụng cụ/thiết bị Explore cần chế tạo) Khám Hình thành kiến Nghiên cứu kiến HĐ2: Học kiến phá thức thức thức thức mới; Đề xuất cần sử dụng Explain Giải Luyện tập thích Engineer Vận (Extend hoặc/và mở rộng Elaborate) Thiết kế thiết kế mẫu cần dụng Đề xuất giải chế tạo pháp/ Bản thiết kế Lựa chọn giải Thiết Enrich/ Khắc sâu giải pháp/Bản kế/ Bản thiết kế Chế tạo mẫu Thử nghiệm – HĐ3:Trình đánh giá bày/giải thích/bảo vệ giải pháp /Bản thiết kế 10 xảy tượng phản xạ toàn phần kiến thức - Giáo viên cung cấp cho học sinh tài liệu, thiết bị thí nghiệm hướng dẫn cho học sinh thực hành, nghiên cứu lí thuyết tìm hiểu tượng khúc xạ ánh sáng, tượng phản xạ toàn phần c Yêu cầu: Học sinh hoạt động nhóm thực hành trình bày Câu 1: Trình bày tượng khúc xạ ánh sáng? Định luật khúc xạ ánh sáng? Chiết suất tỉ đối, chiết suất tuyệt đối mơi trường? Câu 2: Trình bày tượng phản xạ toàn phần? Điều kiện xảy tượng phản xạ tồn phần? Cơng thức tính góc giới hạn xảy tượng phản xạ tồn phần? Câu 3: Tìm hiểu cấu tạo gương vô cực? Vận dụng kiến thức tìm hiểu giải thích tượng ảo ảnh gương vô cực tạo ra? d Đánh giá sản phẩm Phiếu số 1: Đánh giá trình bày kiến thức Tiêu chí Điểm chấm Trình bày nội dung kiến thức đầy đủ, Điểm tối đa 40 xác Trả lời giải thích rõ ràng, xác Bản trình bày khoa học, sáng tạo Tổng điểm 40 20 100 BUỔI TRÌNH BÀY THỨC TRỌNG TÂM VÀ KẾ HOẠCH XÂY DỰNG BẢN THIẾT KẾ c Mục đích - Học sinh tìm nắm vững kiến thức vật lí tượng khúc xạ ánh sáng, định luật khúc xạ ánh sáng, tượng phản xạ toàn phần, điều kiện xảy tượng phản xạ tồn phần - Trình bày cấu tạo giải thích tượng ảnh tạo thành gương vô cực 37 d Nội dung cách thức tổ chức Giáo viên Học sinh - Giáo viên cho học sinh trình bày, trao đổi, bổ sung - Học sinh trình bày, hồn thiện kiến thức theo nhóm Chấm điểm thảo luận trao đổi bổ trình bày nhóm theo phiếu chấm sung, hồn thiện kiến thức - Giáo viên giới thiệu, cung cấp cho học sinh dụng - Học sinh tìm hiểu cụ, thiết bị dùng để chế tạo gương vô cực Yêu cầu thiết bị dùng để thiết học sinh xây dựng thiết kế chế tạo gương vơ kế qua thảo luận, cực xây dựng thiết kế chế tạo gương vô cực STT Tên thiết bị Dây đèn led 5m nguồn 12V – 5A… Hộp giấy, hộp gỗ Gương chiều, gương chiều Tấm bán quang Phụ kiện kéo, băng dính, khoan… c Yêu cầu - Bản thiết kế chi tiết có kèm hình ảnh, mơ tả rõ kích thước, hình dạng thiết bị nguyên vật liệu sử dụng… - Trình bày, giải thích bảo vệ thiết kế theo tiêu chí đề Chứng minh hiệu sử dụng tính tốn cụ thể d Tiêu chí đánh giá sản phẩm Phiếu số 2: Đánh giá thiết kế Tiêu chí Điểm Điểm tối đa chấm Bản thiết kế đảm bảo nguyên lí hoạt 38 50 động Bản thiết kế đẹp, rõ ràng, đầy đủ ( Kích 20 thước, hình dạng, cấu tạo…),sáng tạo, thể tính ưu việt Trình bày, bảo vệ thiết kế tốt, chứng minh hiệu thiết kế Tổng điểm e Hình ảnh trình nội dung kiến thức 39 30 100 BUỔI TRÌNH BÀY BẢN THIẾT KẾ, CHẾ TẠO HỒN THIỆN SẢN PHẨM a Mục đích Học sinh hồn thiện thiết kế thiết bị gương vơ cực nhóm Lập kế hoạch thiết kế hoàn thiện sản phẩm b Nội dung cách thức tổ chức Giáo viên Tổ chức cho học sinh trình bày, bảo vệ thiết kế Học sinh - Học sinh - Tổ chức thảo luận, tư vấn điều chỉnh thiết kế trình Tiến hành chấm theo tiêu chí đề bảo vệ Tiêu chí Điểm Điểm tối đa thiết kế, điều chỉnh, chấm Bản thiết kế nguyên lí, rõ bày, 50 hồn thiện ràng, đầy đủ ( Kích thước, hình thiết kế dạng, cấu tạo…) cần Bản thiết kế đẹp, sáng tạo, ưu việt 20 Trình bày, bảo vệ thiết kế tốt, 30 chứng minh hiệu thiết kế Tổng điểm 100 - Giáo viên trao thiết bị, lập kế hoạch cho nhóm tiến hành - Chế tạo chế tạo sản phẩm theo thiết bị đề sản phẩm theo cầu c Yêu cầu Hoàn thiện thiết kế, lập kế hoạch chế tạo hồn thiện sản phẩm d Tiêu chí 40 u Phiếu số 3: Đánh giá sản phẩm hoàn thiện Tiêu chí Thiết bị chế tạo nguyên lí Thiết bị gọn, nhẹ, có hình thức bền, Chi phí làm thiết bị tiết kiệm Sáng tạo, hình ảnh đẹp Tổng điểm Điểm chấm Điểm tối đa 30 30 20 20 100 BUỔI TRÌNH BÀY SẢN PHẨM a Mục đích Thử nghiệm kiểm tra hiệu sản phẩm chế tạo b Nội dung hình thức tổ chức Giáo viên Học sinh - Tổ chức cho học sinh thực hành, kiểm tra tính hiệu - Tiến hành sản phẩm, tiến hành chấm theo tiêu chí đề Tiêu chí cho Điểm Điểm tối phẩm chấm đa động Thiết bị chế tạo nguyên lí 30 Thiết bị gọn, nhẹ, có hình thức 30 sản hoạt - Trao đổi bền, Chi phí làm thiết bị tiết kiệm 20 chia sẻ Sáng tạo, hình ảnh đẹp 20 tiến trình Tổng điểm 100 làm sản phẩm: - Cho nhóm trao đổi chia sẻ tiến trình làm sản phẩm: Thuận Thuận lợi, khó khăn gặp phải, kinh nghiệm rút lợi, khó khăn gặp phải, kinh nghiệm rút c Hình ảnh thử nghiệm bảo vệ sản phẩm 41 Kết luận chương II Dựa vào sở lí luận sở thực tiễn dạy học theo chủ đề STEM xây dựng tiến trình dạy học chủ đề STEM chế tạo điều hịa mini gương vơ cực Sau xây dựng bước dạy học theo chủ đề STEM tiến hành dạy học theo kế hoạch đề đồng thời thu thập giữ liệu, thông tin sở đánh giá tính khả thi giải pháp 42 CHƯƠNG KẾT QUẢ THỰC HIỆN BIỆN PHÁP THỰC NGHIỆM SỰ PHẠM 1.1 Mục đích nhiệm vụ thực nghiệm sư phạm 1.1.1 Mục đích thực nghiệm sư phạm - Đánh giá tính khả thi hiệu đề xuất dạy học STEM theo chủ đề biên soạn - Rút kinh nghiệm sửa chữa bổ sung hoàn thiện bước dạy học STEM 1.1.2 Nhiệm vụ thực nghiệm sư phạm - Chọn đối tượng thực nghiệm học sinh lớp 11a1, 11a2 trường THPT Đức Hợp Học sinh học đồng thời kiến thức phương pháp học thông thường phương pháp dạy học theo chủ đề STEM để so sánh đối chiếu mức độ hứng thú học sinh - Lựa chọn nội dung phương pháp thực nghiệm sư phạm: thiết kế kế hoạch dạy, phương tiện dạy học, cách tiến hành lên lớp cách kiểm tra đánh giá - Lập kế hoạch tiến hành thực nghiệm sư phạm theo kế hoạch 1.2 Tiến hành thực nghiệm sư phạm Tôi tiến hành thực nghiệm sư phạm theo hoạt động đề thu kết sau 1.2.1 Kết nhóm học sinh tham gia chủ đề chế tạo điều hòa mini Kết đánh giá sản phẩm nhóm học sinh 11A1 trình Phiếu số 1: Đánh giá trình bày kiến thức Tiêu chí Nhóm Nhóm Nhóm Nhóm Điểm tối đa Trình bày nội dung kiến 33 37 35 36 40 35 37 38 38 40 thức đầy đủ, xác Trả lời giải thích rõ ràng, xác 43 Bản trình bày khoa học, 17 17.5 18 18.5 20 sáng tạo Phiếu số 2: Đánh giá thiết kế sản phẩm Nhóm Nhóm Nhóm Nhóm Điểm tối đa 44 46 45.5 44.5 50 17 17.5 18 18.5 20 thiết kế tốt, chứng minh 25 26 26.5 28 30 hiệu thiết kế Tổng điểm 86 89.5 90 91 100 Tiêu chí Bản thiết kế đảm bảo nguyên lí hoạt động Bản thiết kế đẹp, rõ ràng, đầy đủ (Kích thước, hình dạng, cấu tạo…),sáng tạo, thể tính ưu việt Trình bày, bảo vệ Phiếu số 3: Đánh giá sản phẩm hồn thiện Tiêu chí Thiết bị chế tạo nguyên lí Thiết bị hoạt động hiệu quả, ổn định hiệu điện định mức 12V – 5A Thiết bị gọn, nhẹ, có hình thức bền, đẹp Chi phí làm thiết bị tiết kiệm Hiệu suất làm nóng làm mát tốt Tổng điểm Nhóm Nhóm Nhóm Nhóm Điểm tối đa 20 20 20 20 20 27 26 27 27 30 18 17 17 18 20 8.5 8.5 8.5 10 19 18 18 19 20 92 89.5 90.5 92.5 100 44 1.2.2 Kết nhóm học sinh tham gia chủ đề chế tạo gương vơ cực Kết nhóm học sinh lớp 11a2 tham gia chủ đề chế tạo gương vô cực Phiếu số 1: Đánh giá trình bày kiến thức Tiêu chí Nhóm Nhóm Nhóm Nhóm Điểm tối đa 37 36.5 37 36 40 38 37 37.5 37 40 18 17 17.5 17 20 93 90.5 92 90 100 Trình bày nội dung kiến thức đầy đủ, xác Trả lời giải thích rõ ràng, xác Bản trình bày khoa học, sáng tạo Tổng điểm Phiếu số 2: Đánh giá thiết kế Nhóm Nhóm đa 50 50 50 50 50 16 18 17 17.5 20 thiết kế tốt, chứng minh 25 26 27 26 30 hiệu thiết kế Tổng điểm 91 94 94 93.5 100 Tiêu chí Nhóm Nhóm Điểm tối Bản thiết kế đảm bảo nguyên lí hoạt động Bản thiết kế đẹp, rõ ràng, đầy đủ ( Kích thước, hình dạng, cấu tạo…),sáng tạo, thể tính ưu việt Trình bày, bảo vệ Phiếu số 3: Đánh giá sản phẩm hoàn thiện 45 Tiêu chí Nhóm Nhóm đa 30 30 30 30 30 27 26.5 27 28 30 20 20 20 20 20 18 17.5 16 18 20 95 94 93 96 100 Thiết bị chế tạo ngun lí Thiết bị gọn, nhẹ, có hình thức bền, Chi phí làm thiết bị tiết kiệm Sáng tạo, hình ảnh đẹp Tổng điểm Nhóm Nhóm Điểm tối KẾT QUẢ THỰC HIỆN Sau tiến hành thực nghiệm sư phạm dạy học theo học STEM hai lớp 11a1 11a2, tiến hành phát phiếu khảo sát khảo sát mức độ hứng thú học sinh phương pháp học tập trải nghiệm (dựa vào thang đo Likert), sở so sánh với phương pháp học tập truyền thống Kết thu sau: 46 T T Rất Hứng Bình thú thường Phương pháp dạy hứng thú học S S S % % % L L L Dạy học truyền thống Chủ động tiếp thu 22,2 33,3 10 20 30 kiến thức Rèn luyện kĩ 16,6 22,2 5,56 15 20 thực hành Vận dụng kiến 15,5 21,1 5,56 14 19 thức vào thực tế Trung bình chung Dạy học STEM Chủ động tiếp thu 57,7 23,3 18,8 52 21 17 kiến thức Rèn luyện kĩ 57,7 23,3 18,8 52 21 17 thực hành Vận dụng kiến 57,7 23,3 18,8 52 21 17 thức vào thực tế Trung bình chung Khơng hứng thú S % L 31 50 52 34,4 55,5 57,7 ĐT B 2,42 2,28 2,27 2,32 0 3,39 0 3,39 0 3,39 3,39 Phương thức xử lý số liệu: Tôi thiết kế mẫu phiếu điều tra theo mức độ phương pháp lựa chọn mức đánh giá tương ứng sau: hứng thú (4 điểm); hứng thú (3 điểm); bình thường (2 điểm); không hứng thú (1 điểm) - Dựa vào thang đo Likert, giá trị khoảng cách = (Maximum - Minimum)/n = (4-1)/4 = 0.75 Ý nghĩa giá trị đo sau: Nếu : Mức độ đánh giá yếu Nếu : Mức độ đánh trung bình Nếu : Mức độ đánh giá Nếu : Mức độ đánh giá tốt Qua quan sát học sinh suốt trình dạy học dựa vào phiếu điều tra điều tra lựa chọn học sinh ta thấy: Đối với dạy học truyền thống: ĐTB 2,32 Kết cho thấy đa số học sinh chưa chủ động tiếp thu kiến thức, chưa ý nhiều đến kĩ thực hành vận dụng kiến thức vào thực tế 47 Đối với dạy học STEM: ĐTB 3,39 Kết cho thấy đa số học sinh chủ động tiếp thu kiến thức, ý nhiều đến kĩ thực hành vận dụng kiến thức vào thực tế Giải pháp đáp ứng yêu cầu việc đổi phương pháp giảng dạy mơn Vật lí nói riêng, mơn học trường THPT nói chúng bối cảnh KẾT LUẬN Việc xây dựng chủ đề dạy học Vật lí chương trình lớp 11 theo hướng STEM giúp em học sinh khắc sâu lý thuyết học thông qua việc thực hành tạo sản phẩm giải đòi hỏi thực tiễn sống Thông qua việc triển khai giảng dạy theo hướng STEM, nhận thấy em học sinh hứng thú nhiều so với phương pháp giảng dạy thông thường Việc xây dựng học học tập mơn Vật lí chương trình lớp 11 theo hướng STEM nói riêng với mơn học khác nói chung hồn tồn khơng q khó, nhiều thời gian mỗi thầy cô giáo thực tâm huyết, thực mong muốn đổi mới, thực học sinh Điều kiện áp dụng giải pháp Giải pháp mang tính thực tiễn cao, bối cảnh đổi giáo dục Vì việc áp dụng giải pháp Giải pháp thực tiến khơng q khó đảm bảo điều kiện sau: Lãnh đạo nhà trường quan tâm có nhận thức sâu sắc giáo dục STEM Giáo viên nói chung, giáo viên mơn Tốn, Lí, Hóa, Sinh, Cơng nghệ tâm huyết, học sinh Đề xuất, khuyến nghị - Đối với nhà trường: Tạo điều kiện vật chất động viên tinh thần để giáo viên nói chung, giáo viên mơn Tốn, Lí, Hóa, Sinh, Cơng nghệ dành thời gian xây dựng học STEM triển khai giảng dạy 48 - Đối với giáo viên: Tích cực tìm hiểu vận dung kiến thức giáo dục STEM để xây dựng học học tập phù hợp với thực tế môn thực tế trình độ học tập học sinh lớp phụ trách TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nguyễn Thanh Nga, Phùng Việt Hải, Nguyễn Quang Linh, Hoàng Phước Muội Thiết kế tổ chức chủ đề giáo dục STEM cho học sinh trung học sở trung học phổ thông, NXB Đại học sư phạm thành phố Hồ Chí Minh [2] Lê Xuân Quang (2017), Dạy học môn Công nghệ phổ thông theo định hướng giáo dục STEM, Luận văn Tiến sĩ Khoa học Giáo dục, Trường ĐHSP Hà Nội [3] http://www.baohaiquan.vn/Pages/Chuong-trinh-giao-duc-STEM-Nhung- tich-cuc-dang-duoc-nhan-rong.aspx [4] Tài liệu tập huấn – Xây dựng thực học giáo dục STEM trường trung học – nxb Bộ giáo dục đào tạo [5] Bộ giáo dục Đào tạo (2017), Hội thảo giáo dục STEM trường Phổ thông Việt Nam [6]Bộ GD & ĐT, vụ Giáo dục trung học, Chương trình phát triển giáo dục trung học (2014) Tài liệu tập huấn, dạy học kiểm tra, đánh giá kết học tập theo định hướng phát triển lực học sinh môn Vật lý cấp trung học phổ thông (lưu hành nội bộ), Hà Nội tháng năm 2014 [7] Bộ Giáo dục Đào tạo (2017), Chương trình giáo dục phổ thơng - Chương trình tổng thể - Tháng năm 2017 [8] Nguyễn Thanh Nga, Phùng Việt Hải, Nguyễn Quang Linh, Hoàng Phước Muội Thiết kế tổ chức chủ đề giáo dục STEM cho học sinh trung học sở trung học phổ thông, NXB Đại học sư phạm thành phố Hồ Chí Minh [9] Lê Xuân Quang (2017), Dạy học môn Công nghệ phổ thông theo định hướng giáo dục STEM, Luận văn Tiến sĩ Khoa học Giáo dục, Trường ĐHSP Hà Nội 49 [10]http://www.baohaiquan.vn/Pages/Chuong-trinh-giao-duc-STEM-Nhung tich-cuc-dang-duoc-nhan-rong.aspx MỤC LỤC Lý chọn biện pháp Mục tiêu biện pháp CHƯƠNG 1:CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN VỀ DẠY HỌC STEM Giáo dục STEM dạy học .2 1.1 Khái niệm dạy học STEM 1.2 Mục tiêu dạy học STEM 1.3 Vai trò, ý nghĩa giáo dục STEM Giáo dục STEM trường Trung học 2.1 Dạy học môn khoa học theo phương thức giáo dục STEM .6 2.2 Xây dựng thực học STEM 11 2.3 Kết luận .22 CHƯƠNG 2: XÂY DỰNG MỘT SỐ CHỦ ĐỀ STEM TRONG CHƯƠNG TRÌNH VẬT LÍ 11 23 CHẾ TẠO ĐIỀU HÒA MINI .23 1.1 Mô tả chủ đề 23 1.2 Kế hoạch dạy học 25 CHẾ TẠO GƯƠNG VÔ CỰC 33 2.1 Mô tả chủ đề 33 2.1.1 Mục tiêu 33 2.1.2 Thiết bị .34 2.2 Xây dựng tiến trình dạy học .35 CHƯƠNG KẾT QUẢ THỰC HIỆN BIỆN PHÁP 42 THỰC NGHIỆM SỰ PHẠM .42 1.1 Mục đích nhiệm vụ thực nghiệm sư phạm 42 50 1.1.2 Nhiệm vụ thực nghiệm sư phạm .42 1.2.1 Kết nhóm học sinh tham gia chủ đề chế tạo điều hòa mini 42 KẾT QUẢ THỰC HIỆN .45 Điều kiện áp dụng giải pháp 47 Đề xuất, khuyến nghị .47 TÀI LIỆU THAM KHẢO 48 CAM KẾT Đây biện pháp thiết kế, khơng chép Tác giả PHAN THANH SỰ XÁC NHẬN HIỆU TRƯỞNG 51 ... điểm dạy học định hướng hành động” [2] 1.2 Mục tiêu dạy học STEM 1.2.1 Phát triển lực, định hướng nghề nghiệp Phát triển lực đặc thù môn học thuộc STEM cho học sinh: kiến thức, kĩ liên quan đến môn. .. sở lí luận dạy học STEM, bước xây dựng thực chủ đề dạy học STEM, cách đánh giá hoạt động học học sinh theo chủ đề STEM Vận dụng sở lí luận trên, chương tơi thiết kế hai giáo án dạy học theo chủ. .. vào sở lí luận sở thực tiễn dạy học theo chủ đề STEM xây dựng tiến trình dạy học chủ đề STEM chế tạo điều hịa mini gương vơ cực Sau xây dựng bước dạy học theo chủ đề STEM tiến hành dạy học theo