5. Tài liệu đọc
2.2.5.2.Cách tiến hành
Tiến trình tổ chức chủ đề STEM theo quy trình thiết kế kĩ thuật thường bao gồm 8 bước như hình 2.4.
Hình 2.4. Sơ đồ minh hoạ tiến trình dạy học dựa trênquy trình thiết kế kĩ thuật
Tiến trình trên có thể rút gọn thành quy trình tổ chức dạy học chủ đề STEM có thể thực hiện theo 5 hoạt động học dựa trên 8 bước của quy trình thiết kế kĩ thuật.
96
Các hoạt động học trong quy trình có thể không cần thực hiện một cách tuần tự mà đồng thời, tương hỗ lẫn nhau. Hoạt động nghiên cứu kiến thức nền có thể được tổ chức thực hiện đồng thời với đề xuất giải pháp; hoạt động chế tạo mẫu có thể tổ chức đồng thời với thử nghiệm và đánh giá. Các hoạt động học có thể tổ chức linh hoạt trong và ngoài lớp học theo nội dung và phạm vi kiến thức của từng chủ đề. Mỗi hoạt động học được thiết kế rõ ràng về: mục tiêu; nội dung; dự kiến sản phẩm hoạt động của học sinh; cách thức tổ chức
hoạt động.
Bảng 2.6. Các hoạt động học trong quy trình tổ chức dạy học theo định hướng STEM
Hoạt động Mô tả
Hoạt động học 1: Xác định vấn đề
GV giao cho HS nhiệm vụ học tập chứa đựng vấn đề. Trong đó, HS phải hoàn thành một sản phẩm học tập hoặc giải quyết một vấn đề cụ thể với các tiêu chí đòi hỏi HS phải sử dụng kiến thức mới trong nội dung được học để đề xuất, xây dựng giải pháp. Tiêu chí của sản phẩm là yêu cầu hết sức quan trọng, buộc HS phải nắm vững kiến thức mới thiết kế, giải thích được thiết kế cho sản phẩm cần làm.
Hoạt động học 2:
Nghiên cứu kiến thức nền và đề xuất giải pháp
GV tổ chức cho HS thực hiện hoạt động học tích cực, tăng cường mức độ tự lực tuỳ thuộc từng đối tượng HS dưới sự hướng dẫn một cách linh hoạt của GV. Khuyến khích HS hoạt động tự tìm tòi, chiếm lĩnh kiến thức để sử dụng vào việc đề xuất, thiết kế sản phẩm.
Hoạt động học 3: Lựa chọn giải pháp
HS thảo luận sau đó trình bày, giải thích và bảo vệ bản thiết kế kèm theo thuyết minh (sử dụng kiến thức mới học và kiến thức đã có). GV tổ chức góp ý, chỉnh sửa và xác thực các thuyết minh của HS để HS nắm vững kiến thức mới và tiếp tục hoàn thiện bản thiết kế.
Hoạt động học 4:
Chế tạo mẫu, thử nghiệm và đánh giá
HS tiến hành chế tạo mẫu theo bản thiết kế, kết hợp tiến hành thử nghiệm trong quá trình chế tạo. Hướng dẫn học sinh đánh giá mẫu và điều chỉnh thiết kế ban đầu để đảm bảo mẫu chế tạo là khả thi.
Hoạt động học 5:
Chia sẻ, thảo luận, điều chỉnh
HS trình bày sản phẩm đã hoàn thành; trao đổi, thảo luận, đánh giá để tiếp tục điều chỉnh, hoàn thiện.
97
GV cần chú ý lựa chọn phương pháp dạy học trong các hoạt động học tập của dạy học theo định hướng STEM để đưa HS vào các hoạt động tìm tòi và khám phá, định hướng hành động. Hoạt động học của HS được thiết kế theo hướng mở về điều kiện thực hiện nhưng cụ thể về tiêu chí của sản phẩm cần đạt. Hình thức tổ chức dạy học cần lôi cuốn học sinh vào hoạt động kiến tạo, tăng cường hoạt động nhóm, tự lực chiếm lĩnh kiến thức mới và vận dụng kiến thức để giải quyết vấn đề. Thiết bị dạy học cần lưu ý đến việc sử dụng thiết bị, công nghệ có sẵn dễ tiếp cận với chi phí tối thiểu.
Đánh giá chủ đề STEM
Đối với việc đánh giá chủ đề STEM, GV nên bám sát tiêu chí đánh giá bài học theo CV 5555/BDGĐT-GDTrH.
2.2.5.3. Định hướng sử dụng
Trong môn KHTN, dạy học theo định hướng STEM có thể được sử dụng trong cả 4 chủ đề khoa học (Vật sống, Chất và sự biến đổi chất, Năng lượng và sự biến đổi, Trái đất và bầu trời), đặc biệt ở những mạch nội dung có yêu cầu cần đạt hướng đến thành phần năng lực vận dụng kiến thức, kĩ năng đã học.
Trong dạy học môn KHTN, dạy học theo định hướng STEM góp phần phát triển phẩm chất, năng lực chung và năng lực khoa học tự nhiên cho HS, cụ thể:
Dạy học theo định hướng STEM ưu thế phát triển thành phần nhận thức khoa học tự nhiên; thành phần tìm hiểu tự nhiên và thành phần năng lực vận dụng kiến thức, kĩ năng đã học trong năng lực khoa học tự nhiên
Dạy học theo định hướng STEM góp phần phát triển năng lực đặc thù của các môn học thuộc lĩnh vực STEM cho HS, đó là khả năng vận dụng kiến thức, kĩ năng liên quan đến các môn Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học. Trong đó, HS liên kết được các kiến thức Khoa học, Toán học để giải quyết các vấn đề thực tiễn; sử dụng, quản lí và truy cập công nghệ; vận dụng được quy trình thiết kế kĩ thuật và chế tạo sản phẩm.
Dạy học theo định hướng STEM phát triển thành phần năng lực nhận thức khoa học tự nhiên ở mức độ cao thông qua việc HS phân tích, đánh giá được các đặc điểm của một sự vật, hiện tượng, quá trình của tự nhiên theo logic nhất định; giải thích được mối quan hệ giữa các sự vật và hiện tượng (quan hệ nguyên nhân - kết quả, cấu tạo - chức năng, ...); nhận ra điểm sai và chỉnh sửa được; đưa ra được những nhận định phê phán có liên quan đến chủ đề thảo luận. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Dạy học theo định hướng STEM phát triển thành phần năng lực tìm hiểu tự nhiên thông qua đề xuất vấn đề; lập kế hoạch thực hiện; thực hiện kế hoạch; viết, trình bày báo cáo và thảo luận; ra quyết định và đề xuất ý kiến.
98
Dạy học theo định hướng STEM phát triển thành phần năng lực vận dụng kiến thức, kĩ năng đã học thông qua nhận ra, giải thích được vấn đề thực tiễn; nêu được các giải pháp và thực hiện được một số giải pháp cho các vấn đề thực tiễn.
Dạy học theo định hướng STEM ưu thế phát triển các năng lực chung cho HS như năng lực giao tiếp và hợp tác, năng lực tự chủ và tự học đặc biệt là năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo.
Trong mỗi chủ đề/bài học dạy học theo định hướng STEM, HS được đặt trước một tình huống có vấn đề thực tiễn cần giải quyết liên quan đến các kiến thức khoa học. Để giải quyết vấn đề đó, HS phải tìm tòi, nghiên cứu những kiến thức thuộc các môn học có liên quan đến vấn đề và sử dụng chúng để giải quyết vấn đề đặt ra.
Dạy học theo định hướng STEM đề cao năng lực tự chủ và tự học của HS thông qua biết chủ động, tích cực thực hiện những nhiệm vụ khi thực hiện chủ đề STEM như tự chủ động nghiên cứu, tham khảo các tài liệu học tập, kiến thức liên quan đến chủ đề/bài học STEM, biết đề xuất giải pháp thực hiện sản phẩm.
Dạy học theo định hướng STEM đề cao năng lực giao tiếp và hợp tác thông qua tích cực làm việc nhóm, thảo luận, chia sẻ, biết lắng nghe, phản hồi, thống nhất ý kiến để thực hiện các nhiệm vụ chủ đề STEM đã đưa ra.
Ngoài ra, trong mục tiêu của chương trình giáo dục phổ thông với cấp THCS còn giúp HS có những hiểu biết ban đầu về các ngành nghề và có ý thức hướng nghiệp để tiếp tục học lên trung học phổ thông; học nghề hoặc tham gia vào cuộc sống lao động, do đó dạy học định hướng STEM góp phần định hướng nghề nghiệp cho HS sẽ mang đến cho HS những kiến thức, kĩ năng mang tính nền tảng cho việc học tập ở các bậc học cao hơn cũng như cho nghề nghiệp trong tương lai của HS. Từ đó góp phần xây dựng lực lượng lao động có năng lực, phẩm chất tốt, đặc biệt là lao động trong lĩnh vực STEM nhằm đáp ứng mục tiêu xây dựng và phát triển đất nước.
2.2.5.4. Ví dụ minh hoạ
Khi dạy chủ đề “Nông - lâm nghiệp và thuỷ sản”, nội dung “Nuôi thuỷ sản” với yêu cầu cần đạt: “Đo được nhiệt độ, độ trong của nước nuôi thuỷ sản bằng phương pháp đơn giản” (Công nghệ 7, tr. 19).
GV có thể sử dụng dạy học STEM để phát triển năng lực đánh giá công nghệ, thiết kế kĩ thuật ở học sinh.
Chủ đề STEM
THIẾT KẾ ĐĨA SECCHI ĐO ĐỘ TRONG CỦA NƯỚC NUÔI THUỶ SẢN Yêu cầu cần đạt: Đo được nhiệt độ, độ trong của nước nuôi thuỷ sản bằng phương pháp đơn giản (thuộc chủ đề “Nuôi thuỷ sản - Công nghệ lớp 7).
99
1. MỤC ĐÍCH, YÊU CẦU
- Mô tả: Sự tiến bộ mạnh mẽ của khoa học công nghệ khiến cho các quá trình sản xuất, nuôi trồng trở nên hiệu quả hơn. Trong thực tế, nhiều hộ nuôi thuỷ sản đã thua lỗ và hiệu quả, chất lượng giảm sút,… do chất lượng nước chưa đảm bảo. Việc xác định độ trong của nước là vấn đề trở nên quan tâm của các nhà nuôi trồng thuỷ sản, nhằm xác định môi trường nước phù hợp cho môi trường.
- Đối tượng, thời lượng thực hiện
+ Đối tượng: Học sinh lớp 7. + Thời lượng thực hiện: 02 tiết.
- Danh mục thiết bị và vật liệu cần thiết cho việc thực hiện chủ đề (cho 1 nhóm)
TT Thiết bị, vật liệu Chủng loại Số lượng Mô tả công dụng
1 Đĩa nhựa Cái 2 Làm thân đĩa 2 Giấy decal đen và trắng Tấm
20 x 30 cm 2
Tạo màu tương phản cho đĩa secchi 3 Dây dù Dây 2m 2 Dùng làm cảm biến xác
định độ ẩm của đất 4 Bút lông Cái 1 Chia vạch dây (cm) 5 Bù long Cái 2 Tạo độ nặng cho đĩa chìm
- Các nội dung trong chủ đề
TT Nội dung
1 Quy trình nuôi thuỷ sản.
2
Khái niệm độ trong.
Các yếu tố ảnh hưởng đến độ trong. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Độ trong có ảnh hưởng như thế nào đến việc nuôi thuỷ sản. Các biện pháp để thay đổi độ trong cho phù hợp.
3 Tiêu chuẩn môi trường nước
4 Nuôi thuỷ sản, khai thác thuỷ sản hợp lí, hạn chế ô nhiễm môi trường, tạo môi trường sinh thái bền vững.
2. TIẾN TRÌNH DẠY HỌC
Bước 1 “Tìm hiểu thực tiễn -Xác định vấn đề”:
Hoạt động 1. Xác định vấn đề thực tiễn cần giải quyết
Nêu tình huống: Gia đình ông Nam đang xử lí ao nuôi chuẩn bị nuôi cá ba sa, ông thấy nước hơi đục, ông sợ nuôi cá sẽ không tốt. Nên đã gọi điện nhờ chuyên gia thuỷ sản tư vấn. Nếu bạn là chuyên gia thuỷ sản bạn sẽ tư vấn cho bác Nam như thế nào?
HS đóng vai giải quyết tình huống.
100 ... ... ... ... ... ... Khi giải quyết tình huống sẽ nảy sinh một số vấn đề:
− Độ trong có ảnh hưởng gì đến việc nuôi thuỷ sản.
− Làm sao để xử lí nước đảm bảo độ trong để nuôi thuỷ sản.
− Làm thế nào để đo độ đục của nước.
GV yêu cầu HS về nhà tìm hiểu thông tin về quy trình nuôi thuỷ sản để giải đáp các thắc mắc trên.
Từ đó, GV đưa ra nhiệm vụ để HS thực hiện: Thiết kế đĩa Secchi để đo độ trong của nước. GV đưa ra và thảo luận về tiêu chí đánh giá:
Nội dung Tiêu chí Điểm
Hình thức Đĩa secchi cân đối, đẹp, kích thước phù hợp. 20 Đảm bảo độ tương phản giữa 2 màu của đĩa. 20
Chất lượng
Chất liệu bền, đảm bảo không thấm nước. 30 Chia thang dây đều, dễ dàng đo được kích thước độ trong của nước. 30 Độ nặng vừa phải, đảm bảo đĩa chìm xuống nước từ từ để xác định điểm trong.
Độ trong:
Trong quá: thiếu tảo, ánh sáng xuống đáy => Tảo độc. Đục quá: nhiều tảo, phù sa => pH tăng.
Giảm độ đục: thay nước; lắng phù sa; hoá chất diệt tạo (đồng sunphats, men vi sinh). Trong quá: gây tảo, lấy nước ở nguồn tảo, thả thức ăn dạng bột.
Cách đo: Nuôi cá, tôm 60 - 80 cm; 20 - 20 (poy).
Bước 2 “Nghiên cứu kiến thức nền”:
Hoạt động 2. Tìm hiểu quy trình nuôi thuỷ sản
HS tự tìm hiểu các thông tin về nuôi thuỷ sản. GV cung cấp tư liệu kênh chữ, kênh hình, video.
Tổ chức HS thảo luận để tìm hiểu về quy trình nuôi thuỷ sản. Thảo luận về ảnh hưởng của độ trong đến việc nuôi thuỷ sản.
101 Các biện pháp để tăng giảm độ trong của nước.
HS cần xác định và tìm hiểu kĩ các kiến thức cần có để tạo ra sản phẩm.
Bước 3 “Giải quyết vấn đề”:
Hoạt động 3. Đề xuất giả thuyết khoa học/ giải pháp giải quyết vấn đề (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
GV tổ chức HS đề xuất giả thuyết “Nếu xác định được độ trong không phù hợp thì sẽ ảnh hưởng đến chất lượng, hiệu quả nuôi thuỷ sản”.
HS thảo luận nhóm và đề xuất các giải pháp:
+ Nghiên cứu thiết kế thiết bị đo độ trong của nước. + Mua thiết bị đo độ trong của nước.
+ Thuê chuyên gia xác độ trong của nước.
Hoạt động 4: Lựa chọn giải pháp khả thi
Các nhóm HS lựa chọn giải pháp khả thi, dễ dàng thực hiện, ít tốn kèm, phát huy tính sáng tạo.
− Liệt kê những nguyên vật liệu cần thiết cho việc thiết kế đĩa secchi trong điều kiện cho phép.
− Vẽ mô hình, xác định kích thước.
=>
Hình 2.6. Đi dây dẫn điện kết nối hệ thống
Báo cáo trước lớp bản vẽ đĩa secchi của nhóm.
Hoạt động 5: Tiến hành lắp đặt hệ thống
Căn cứ vào bản thiết kế đã được phê duyệt, vật liệu và thiết bị lựa chọn kết hợp quan sát thực địa. Các nhóm hoàn thành việc thi công lắp đặt hệ thống.
Làm việc nhóm theo nhiệm vụ đã được phân vai dưới sự hướng dẫn, góp ý của giáo viên. Lắp đĩa, dây, cố định,…
Hoạt động 6: Chạy thử, đánh giá sự hoạt động của hệ thống
102
− Cấp nguồn điện một chiều cho hệ thống qua bộ đổi nguồn. Dùng tua vít hiệu chỉnh điện áp ngưỡng điều khiển máy bơm trên mô đun rơ le.
c) Cách thức tổ chức hoạt động
Quan sát, thảo luận nhóm, tiến hành các thao tác dưới sự giám sát của giáo viên. d) Dự kiến sản phẩm:
Ghi chép, đánh giá của các nhóm về sự hoạt động của hệ thống vừa thiết kế.
Bước 4 “Báo cáo kết quả nghiên cứu”
Hoạt động 7: Thảo luận, chia sẻ
Giáo viên tổ chức cho học sinh trưng bày mô hình đĩa secchi.
− Thuyết trình về quy trình và kết quả nghiên cứu.
− Vận hành mô hình trong môi trường nước có độ trong khác nhau.
− Tổ chức cho học sinh đánh giá và tự đánh giá quá trình học tập của cá nhân và của nhóm (dựa vào tiêu chí sản phẩm).
Hoạt động 8: Đánh giá và nhìn lại thiết kế
− HS so sánh kết quả của nhóm với các nhóm khác trong lớp.
− Nếu áp dụng vào thực tiễn, hệ thống của nhóm bạn cần phải hiệu chỉnh những thông số kĩ thuật nào?
− Các nhóm thảo luận, hoàn thành các câu trả lời theo yêu cầu của giáo viên. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
ĐÁNH GIÁ SAU HOẠT ĐỘNG DỰ ÁN STEM
Tiêu chí
Đánh giá bằng cách khoanh tròn mức độ phù hợp
1 (Chưa đạt)=> 5 (Tuyệt vời)
- Tự quản lí
+ Bạn và cả nhóm quản lí tốt thời gian + Bạn tham gia tích cực vào dự án
1 2 3 4 5 1 2 3 4 5
- Làm việc nhóm
+ Mỗi thành viên đều có vị trí không thể thiếu trong nhóm
+ Bạn lắng nghe và tôn trọng ý kiến của các thành viên khác trong nhóm
1 2 3 4 5 1 2 3 4 5
- Giải quyết vấn đề
+ Nhóm bạn hoàn thành mọi yêu cầu đặt ra
+ Việc tuân theo đúng quy trình thiết kế kĩ thuật giúp tìm ra giải pháp nhanh và tối ưu hơn
1 2 3 4 5 1 2 3 4 5
- Kiến thức
+ Bạn hiểu biết hơn về chủ đề so với khi bắt đầu dự án + Bạn sử dụng những kiến thức mới này để hỗ trợ nhóm vượt qua thử thách
1 2 3 4 5 1 2 3 4 5
103
Giao tiếp
+ Bài thuyết trình của nhóm bạn hấp dẫn và cung cấp nhiều thông tin hữu ích cho người nghe