Ứng dụng STEM vào giảng dạy chủ đề Dòng điện trong các môi trường lớp 11

Khó khăn

Hai là, giáo dục STEM là một hoạt động mới, giáo viên chưa được hướng dẫn và tập huấn cụ thể ( do trong giai đoạn từ cuối năm 2019 – đến nay, sự phức tạp của dịch bệnh Covid-19, khiến cho việc tổ chức hướng dẫn và chỉ đạo cũng khó khăn hơn, hầu hết giáo viên được hướng dẫn dưới hình thức trực tuyến) nên chưa đáp ứng được yêu cầu. Việc nghiên cứu thực hiện chủ đề giáo dục STEM trong dạy học môn Vật lý để các em có điều kiện tiếp cận với hoạt động giáo dục mới, khuyến khích sự sáng tạo của giáo viên và học sinh, góp phần đổi mới phương pháp dạy và học, kiểm tra đánh giá và nâng cao chất lượng giáo dục, đặc biệt là phát triển năng lực tự học, sáng tạo và giải quyết vấn đề của học sinh là việc cần thiết.

Đặc điểm

Trong phần điện học, các kiến thức có tính liên hệ thực tế và gần gũi, học sinh có thể dễ dàng áp dụng và tạo ra các sản phẩm ứng dụng đơn giản phù hợp với những yêu cầu mới trong mục tiêu phát triển giáo dục của Bộ giáo dục và đào tạo. Dựa vào những nội dung học sinh tích lũy, nhu cầu thực tiễn của cuộc sống, giáo viên có thể xây dựng nhiều các chủ đề dạy học STEM ở phần điện học SGK Vật lí 11, nhằm phát huy tính tích cực, chủ động, sáng tạo trong giải quyết vấn đề của học sinh.

Cấu trúc

Phân tích nội dung phần điện học vật lý 11 THPT theo định hướng giáo dục STEM

Phần điện học trong chương trình Vật lý 11 THPT, cung cấp cho học sinh những kiến thức cơ bản về nguyên nhân xuất hiện dòng điện, đặc điểm và các tương tác của điện tích, điện trường, các khái niệm về công của dòng điện, điện năng tiêu thụ và công suất điện. Các nội dung kiến thức thuộc chương này được kế thừa và phát triển các kiến thức trung học cơ sở, là những kiến thức gần gũi và có nhiều các ứng dụng quan trọng trong đời sống sinh hoạt và sản xuất, kĩ thuật.

Xây dựng và tổ chức thực hiện một số chủ đề dạy học STEM phần điện học vật lý 11 trung học phổ thông

• Tổ chức dạy học chủ đề STEM “Máy bắt muỗi sáng tạo”
• Tổ chức dạy học chủ đề STEM “Pin điện hoá sáng tạo”

- Tự học kiến thức liên quan thông qua việc nghiên cứu tài liệu về các kiến thức dòng điện, cường độ dòng điện, điều kiện có dòng điện, nguồn điện, suất điện động của nguồn điện, cách ghép các nguồn thành bộ, nguyên lý hoạt động của động cơ điện. Thuyết trình sản phẩm của nhóm (Thực hiện trên lớp). - Các nhóm thiết kế, lắp đặt và hoàn thiện quạt điện mini. - Khi có sản phẩm học sinh tiến hành trưng bày, giới thiệu sản phẩm, đưa ra các quan điểm bảo vệ cho ý tưởng của nhóm. + Giáo viên tổ chức cho học sinh trình bày phương án thiết kế quạt điện mini + Học sinh thảo luận cho thiết kế của mình, lắng nghe ý kiến đóng góp của giáo viên và các nhóm khác, phản biện bảo vệ cho quan điểm của nhóm, ghi nhận những góp ý phù hợp để hoàn thiện thiết kế. + Giáo viên chuẩn hóa kiến thức và chốt kiến thức cho học sinh. Dự kiến sản phẩm hoạt động của học sinh. Học sinh có bản vẽ sản phẩm thiết kế hoàn chỉnh, có bài thuyết trình cho sản phẩm của mình. Cách thức tổ chức. Sau khi các nhóm hoàn thành gia công và lắp ráp sản phẩm. Các sản phẩm được trưng bày và thử nghiệm. + Gv tổ chức cho học sinh tự nhận xét, đánh giá quá trình lên ý tưởng, thực hiện ý tưởng của nhóm mình và các nhóm nhận xét chéo nhau về sản phẩm nhóm bạn vào phiếu nhận xét đánh giá. + Gv nhắc lại nội dung chính của chủ đề, các kiến thức và kĩ năng mà học sinh rèn luyện được khi thực hiện chủ đề. Nhắc lại các tiêu chí đánh giá sản phẩm. Và nhận xét chung về quá trình thực hiện của học sinh. + Kết thúc chủ đề, giáo viên nhắc nhở khuyến khích mỗi học sinh tự chế tạo ra những chiếc máy bắt muỗi từ các dụng cụ đơn giản như chủ đề vừa thực hiện để phục vụ cho gia đình mình, làm quà tặng cho bạn bè. Từ đó, kích thích sự tiến bộ và khả năng tự học ở nhà của các em. Tổ chức dạy học chủ đề STEM “Pin điện hoá sáng tạo”. Hình thức tổ chức: Sau khi học sinh học xong lý thuyết phần IV. Pin và Acquy bài 7 Sách giáo khoa Vật lí 11 hiện hành) giáo viên dành 2 tiết trong hoạt động ngoại khóa để hướng dẫn học sinh thực hiện chủ đề STEM “ Pin điện hóa sáng tạo”. Trong đó với pin ta có thể tự chế tạo được dưới nhiều các hình thức như pin mặt trời, pin khoai tây, pin chanh… Pin điện hoa là một trong những chủ đề STEM đơn giản, điển hình và dễ thực hiện, nó được giới thiệu nhiều trong các buổi tập huấn chủ đề, trên các tạp chí, các lớp học dự án theo định hướng STEM.

- Phỏt triển cỏc năng lực cốt lừi cho học sinh như tự học, giải quyết vấn đề, hợp tác, giao tiếp… từ đó cũng phát triển các phẩm chất, thái độ của học sinh như yêu thích, đam mê nghiên cứu khoa học, giáo dục ý thức bảo vệ môi trường và tiết kiệm điện năng.

Tổ chức dạy học chủ đề STEM “Chế tạo quạt điện mini”

Đặc biệt là đối với vùng Bắc Trung Bộ và Duyên hải Nam Trung Bộ, do ảnh hưởng của hiệu ứng Tây khô nóng và sự hoạt động mạnh của gió Tín phong ( Gió Lào) làm cho nền nhiệt của những vùng vào và các tháng mùa hè thường rất cao. Nhu cầu sử dụng các loại động cơ làm mát tăng cao. Tuy nhiên, việc trang bị đầy đủ các thiết bị không phải gia đình nào cũng có đầy đủ điều kiện tài chính, đặc biệt là học sinh trong các gia đình công nhân, lao động hoặc sinh viên. Vì vậy, tự tạo ra một số sản phẩm đơn giản từ động cơ điện và các vật liệu dễ kiếm, rẻ tiền không những góp phần giải quyết vấn đề trên mà còn tạo điều kiện để học sinh phát triển được các năng lực của bản thân. Bên cạnh đó, việc các em áp dụng những kiến thức được học về dòng điện về động cơ điện một chiều, nguyên lý hoạt động của các dụng cụ thiết bị, mỗi học sinh có thể tự chế tạo cho mình một chiếc quạt mini nhỏ gọn phục vụ nhu cầu bản thân. Từ đó, giúp các em có thêm niềm đam mê nghiên cứu khoa học, có sự yêu thích với bộ môn Vật lí khi những kiến thức lý thuyết được vận dụng vào thực tế. Mục tiêu của chủ đề. Kiến thức, kĩ năng. - Học sinh củng cố, khắc sâu được các kiến thức về động cơ điện: cấu tạo, nguyên lý hoạt động của động cơ điện, ứng dụng của động cơ điện trong đời sống. - Vận dụng các kiến thức đã biết về các môn học STEM thiết kế, chế tạo mô hình động cơ điện đơn giản. - Vận dụng các kiến thức, kỹ năng của các môn học STEM, nhu cầu thực tiễn thiết kế, chế tạo được quạt mát mini. - Thiết kế, vẽ ra các sản phẩm áp phích, tranh cổ động về phong trào sử dụng có hiệu quả và tiết kiệm điện năng. Phát triển phẩm chất. - Có thái độ tích cực, hợp tác trong làm việc nhóm - Yêu thích, say mê nghiên cứu khoa học. Định hướng phát triển năng lực - Năng lực thực nghiệm. - Phát triển các năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo, giao tiếp và hợp tác, tự chủ và tự học) cho HS.