2.3.1. Kiến thức
- Hiểu đƣợc khái niệm động năng, thế năng, momen lực.
- Biết đƣợc sự chuyển hóa từ động năng sang thế năng và ngƣợc lại. - Đƣa ra đƣợc khái niệm momen lực. Tác dụng làm quay của momen lực đối với vật có trục quay cố định.
- Hiểu đƣợc làm thế nào để thay đổi momen lực tác dụng lên một vật có trục quay cố định
2.3.2.Kĩ năng
- Xác định đƣợc các bộ phận của guồng nƣớc về hình dạng và kích thƣớc.
- Vẽ đƣợc cách bố trí các bộ phận của guồng nƣớc.
- Chế tạo đƣợc mô hình guồng nƣớc từ các vật liệu đơn giản. - Xây dựng đƣợc báo cáo giới thiệu sản phẩm
- Giới thiệu và trao đổi về sản phẩm nhóm.
- Biết vận dụng những kiến thức đã học để giải quyết vấn đề trong bài mới nhƣ: lực ma sát, cân bằng một vật có trục quay cố định, cân bằng lực,…
- Biết kết hợp giữa kiến thức cũ và kiến thức mới để tạo ra sản phẩm học tập.
- Rèn luyện kĩ năng tƣ duy, tính toán.
2.3.3. Năng lực
- Phát triển các năng lực cá nhân: giải quyết vấn đề, làm việc nhóm, giao tiếp, sáng tạo,…
2.4. Tiến trình tổ chức dạy học chủ đề STEM “Guồng đƣa nƣớc lên nƣơng” nƣơng”
a, Hoạt động 1: Tìm hiểu thực tiễn, phát hiện vấn đề.
* Mục tiêu:
- Biết nhu cầu sử dụng nƣớc trong nông nghiệp của ngƣời dân tộc thiểu số.
- Biết cách mà ngƣời dân tộc đƣa nƣớc lên cao để phục vụ cho nông nghiệp.
* Nội dung hoạt động:
- Học sinh xem video, bài báo có liên quan nội dung (giáo viên chuẩn bị sẵn)
Video 2.1: Video hoạt động của guồng nước
Bài báo tham khảo:
“Kỳ diệu máy bơm nƣớc khổng lồ của đồng bào miền tây Xứ Nghệ
Thứ 3, 15:00, 18/09/2012
(VOV) -"Máy bơm nƣớc khổng lồ" chính là Con nƣớc chạy bằng nƣớc suối đƣợc đồng bào dân tộc sáng tạo ra từ bao đời nay.
Con nƣớc quá quen thuộc với bà con vùng cao nhƣng lại quá lạ lẫm với ngƣời miền xuôi, thành thị. Cấu tạo, hoạt động của Con nƣớc cũng là điều làm nhiều ngƣời tò mò?
Đã bao đời nay bà con ở vùng đồng bào dân tộc ở miền tây Xứ Nghệ nhƣ Quế Phong, Con Cuông, Tƣơng Dƣơng....(Nghệ An) đã biết sáng tạo ra những "cỗ" máy bơm chạy bằng nƣớc hay còn gọi là con nƣớc (guồng nƣớc - pv).
Với đồng bào miền xuôi, thành phố thì Con nƣớc quá lạ lẫm nhƣng đối với đồng bào vùng cao thì đây lại quá quen thuộc. Bởi từ bao đời nay Con nƣớc chính là "cỗ" máy đƣa nƣớc về phục vụ đồng lúa, sinh hoạt của ngƣời dân. Những Con nƣớc này cũng không đơn giản chỉ là dụng cụ phục vụ sinh hoạt ngƣời dân đồng bào nơi đây mà còn là nét văn hóa riêng của đồng bào dân tộc vùng cao.
Về cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của Con nƣớc này cơ bản nhƣ sau: Trung bình đƣờng kính của Con nƣớc rộng chừng 4-7 mét tùy vào kích cỡ của mỗi cái do con ngƣời làm. Trục giữa của Con nƣớc (hay còn gọi là trục giữa cọn) đƣợc làm bằng một khúc gỗ (gỗ này phải chắc, bền, nhẹ và chịu nƣớc tối), trục này đƣợc đặt cố định giữa hai cây cột chịu lực để nâng toàn bộ Con nƣớc.
Tiếp đến là công đoạn làm nang cọn, nang cọn chính là kích thƣớc to nhỏ của con nƣớc, nang cọn đƣợc làm bắng những cây nứa già thẳng đƣợc đan xen từ bên này sang bên kia tạo thành khung của con nƣớc (tùy theo yêu cầu của mỗi ngƣời quyết định độ to nhỏ của nang cọn).
Cánh quạt của Con nƣớc chính là những tấm phên bằng nứa đƣợc tết thành mảng, khi nƣớc tác động vào tấm phên này sẽ làm quay con nƣớc.
Công đoạn đặt ống nƣớc rất quan trọng, ống nƣớc đƣợc đặt chéo theo cánh quạt nƣớc. Nƣớc sẽ lần lƣợt đƣợc múc vào các luống nƣớc đi lên phía trên rồi đổ ra một máng nƣớc trên đỉnh. Máng nƣớc này có đƣờng ống dẫn nƣớc đi về gia đình về đồng ruộng. Việc đặt ống nƣớc để khi con nƣớc quay có thể múc đƣợc nƣớc từ suối lên đòi hỏi rất tỉ mỉ và kinh nghiệm...
Mặc dù đời sống đã phát triển, hiện đại hóa máy móc ở các vùng miền tuy nhiên đối với đồng bào dân tộc vùng cao thì Con nƣớc vẫn đang là "cỗ" máy bơm cần thiết phục vụ đời sống nhân dân, tƣới tiêu các cánh đồng ruộng.
CTV Phƣơng Nguyên/VOV online” - Giáo viên đƣa đƣa ra những câu hỏi định hƣớng:
+ Ngƣời dân tộc đƣa nƣớc lên ruộng nƣơng trên cao bằng cách nào? + Nêu cấu tạo của guồng đƣa nƣớc?
+ Nêu nguyên lí hoạt động của guồng đƣa nƣớc?
- Giáo viên tổng hợp, kết luận kiến các ý kiến và dẫn dắt học sinh đến các kiến thức liên quan trong bài để bẳt đầu cho hoạt động 2.
- Trình bày đƣợc cấu tạo của guồng đƣa nƣớc.
- Nêu đƣợc nguyên lí hoạt động của guồng đƣa nƣớc.
b, Hoạt động 2: Nghiên cứu kiến thức nền (tổ chức dạy học các kiến thức có liên quan theo chương trình giáo dục phổ thông; sử dụng thời gian phân phối của chương trình cho nội dung tương ứng).
* Mục tiêu:
- Hiểu đƣợc khái niệm động năng, thế năng. - Viết đƣợc công thức của động năng và thế năng.
- Hiểu đƣợc cơ chế chuyển hóa năng lƣợng từ cơ năng sang thế năng và ngƣợc lại.
- Hiểu đƣợc khái niệm momen lực.
- Biết cách để làm tahy đổi momen lực tác dụng lên vật rắn có trục quay cố định.
- Nêu lại đƣợc những kiến thức cũ liên quan: lực ma sát,…
* Nội dung hoạt động:
Tìm hiểu động năng, thế năng và sự chuyển hóa qua lại giữa động năng và thế năng.
Giáo viên hƣớng dẫn học sinh tìm hiểu kiến thức trong SGK hoặc tài liệu (nếu có) để tìm hiểu kiến thức mới. Đó là các kiến thức đã đề cập ở mục 2.1.2.
* Sản phẩm
Học sinh lĩnh hội đƣợc kiến thức mới, ôn lại đƣợc kiến thức cũ. Học sinh có cơ sở kiến thức cho thiết kế và chế tạo mô hình ở hoạt động sau.
c, Hoạt động 3: Thiết kế mô hình và giới thiệu hoạt động của mô hình.
* Mục tiêu
- Phát triển tính sáng tạo, bộc lộ đƣợc tƣ duy kỹ thuật ở học sinh. - Đƣa ra đƣợc những ý tƣởng thiết kế guồng đƣa nƣớc nhiều ƣu điểm. - Học sinh bƣớc đầu hình dung đƣợc cấu tạo, hình dáng guồng đƣa nƣớc và nguyên lí hoạt động của chúng.
- Giới thiệu đƣợc nguyên lí hoạt động của guồng nƣớc đã thiết kế. - Rèn kĩ năng hoạt động nhóm.
Học sinh hoạt động nhóm theo nhƣ đã phân chia và đƣa ra những ý tƣởng cá nhận rồi tập hợp và đƣa ra bản thiết kế cuối cùng. Bản thiết kế phải dựa trên sản phẩm của hoạt động 1 mục 2.4. Học sinh thiết kế dựa trên những vật liệu giáo viên đã chuẩn bị sẵn
Giáo viên cùng học sinh chọn ra nhũng bản thiết kế phù hợp nhất để tiếp tục hoạt động 4.
* Sản phẩm
- Có bản thiết kế trên giấy và trình bày đƣợc cấu tạo, nguyên lí hoạt động của sản phẩm thiết kế.
d, Hoạt động 4: Chế tạo mô hình * Mục tiêu:
- Thiết kế đƣợc mô hình hoàn chỉnh - Ôn tập kiến thức qua chế tạo sản phẩm. - Hiểu sâu kiến thwusc đã học
- Rèn luyện kĩ năng hoạt động nhóm.
* Nội dung hoạt động: học sinh lên nhận các vật liệu, dung cụ chế tạo.
Giáo viên đƣa ra bảng tiêu chí đánh giá sản phẩm
Bảng 2.3. Bảng tiêu chí đánh giá quá trình chế tạo và sản phẩm
Đối tƣợng 0 1 2 3 Điểm đánh giá Quá trình học sinh tham gia hoạt động Các thành viên trong nhóm chƣa biết phân chia công việc và trao đổi ý kiến Các thành viên trong nhóm đã biết phân chia công việc nhƣng không đồng đều Các thành viên trong nhóm đã biết phân chia công việc phù hợp nhƣng chƣa biết chia sẻ, trao đổi ý kiến Hoạt động nhóm tốt cả về pân chia công việc và hoạt động trao đổi học tập trong nhóm Sản phẩm Sản phẩm không hoàn thành Sản phẩm hoàn thành nhƣng Sản phẩm hoàn thành nhƣng, Sản phẩm hoàn thành, chạy
không hoạt động đƣợc chạy đƣợc nhƣng kém thẩm mỹ đƣợc, thẩm mỹ.
Các bƣớc chế tạo ra sản phẩm do học sinh tự sáng tạo và lựa chọn
* Sản phẩm
- Giáo viên yêu cầu học sinh cho chạy thử mô hình với các lƣu lƣợng nƣớc và góc nghiêng máng khác nhau rồi làm báo cáo.
e, Hoạt động 5: trình bày, giới thiệu mô hình
* Mục tiêu
- Rèn kĩ năng thuyết trình, đứng trƣớc đám đông
* Nội dung hoạt động
Đại diện các nhóm lên trình bày sản phẩm, cho mô hình chạy. Các nhóm còn lại đặt câu hỏi, thảo luận và đƣa ra nhận xét.
Cuối cùng, giáo viên nhận xét, đánh giá từng sản phẩm.
* Sản phẩm
Kết luận chƣơng 2
Một bài học theo chủ đề STEM là bao gồm tất cả những môn học thuộc bộ môn khoa học tự nhiên. Chúng đƣợc lồng ghép, bổ trợ nhau để tạo ra một bài học hay và ý nghĩa. Tổ chức dạy học là phần quan trọng trong quá trình hình thành và thực hiện một bài học. Đây là bƣớc để giáo viên hình thành, dự kiến và sắp xếp các kiến thức theo những trật tự nhất định và phù hợp nhất để tạo hiệu quả cao nhất cho bài học. Quá trình tổ chức dạy học chủ đề STEM gồm 5 hoạt động:
Hoạt dộng 1: Tìm hiểu vấn đề trong cuộc sống.
Đây cũng là hoạt động hình thành cho học sinh những mẫu thuẫn, vấn đề để học sinh cần tìm tòi và giải quyết.
Hoạt động 2: Tìm hiểu kiến thức nền.
Đây là hoạt động quan trọng cung cấp cho học sinh những kiến thức cần thiết để tham gia thực hiện chủ đề.
Hoạt động 3:Thiết kế và giới thiệu hoạt động của mô hình.
Đây chắc hẳn là hoạt động giúp cho học sinh phát triển đƣợc tƣ duy sáng tạo nhiêu nhất. Bên cạnh đó, các năng lực phẩm chất các nhân của học sinh cũng đƣợc bộc lộ rõ nét ở hoạt động này.
Hoạt động 4: Chế tạo mô hình.
Để đƣa ra đƣợc sản phẩm hoàn chỉnh, học sinh đƣợc trải qua các hoạt động tƣu duy, trao đổi, tổng hợp kiến thức. Ngoài ra, sự khéo léo, sáng tạo của học sinh cũng đƣợc rèn luyện và nâng cao.
Hoạt động 5: Trình bày mô hình.
Sựu tự tin, kĩ năng thuyết trình chính là những ƣu điểm mag học sinh đƣợc rèn luyện và bộc lộ trong hoạt động này.
CHƢƠNG 3. DỰ KIẾN THỰC NGHIỆM SƢ PHẠM 3.1. Mục đích, đối tƣợng và phƣơng pháp thực nghiệm sƣ phạm
3.1.1. Mục đích thực nghiệm sư phạm
- Giúp cho học sinh yêu thích các bộ môn khoa học. - Phát triển các năng lực bản thân học sinh.
3.1.2. Nhiệm vụ của thực nghiệm sư phạm
Tạo ra sản phẩm là mô hình có thể hoạt động đƣợc với nguyên lí tƣơng tự sản phẩm thực
3.1.3. Đối tượng thực nghiệm sư phạm
- Học sinh lớp 10 THPT
3.1.4. Phương pháp thực nghiệm sư phạm
- Phƣơng pháp dạy học theo chủ đề STEM
3.2. Dự kiến triển khai thực nghiệm sƣ phạm
3.2.1. Thời gian triển khai thực nghiệm sư phạm
Thời gian học tập 135 phút kéo dài trong 3 tiết + 30 phút : thực hiện hoạt động 1
+ 30 phút: thực hiện hoạt động 2 + 15 phút: thực hiện hoạt động 3 + 45 phút: thực hiện hoạt động 4 + 15 phút: thực hiện hoạt động 5
3.2.2. Các tiêu chí đánh giá kết quả thực nghiệm sư phạm
Bảng 3.1. Bảng tiêu chí đánh giá chủ đề STEM “Guồng đưa nước lên nương”
Giai
đoạn Tiêu chí Mức độ thực hiện
Đánh giá Rất rõ ràng Rõ ràng Không rõ ràng Không có Vấn đề thực tiễn Đƣa ra đƣợc các vấn đề trong đời sống cho thấy sự cần thiết của việc chế tạo guồng nƣớc. Ý tƣởng Đề xuất ý tƣởng đƣa nƣớc lên
ruộng cao bằng guồng sử dụng sức nƣớc hấp đẫn, khả
thi. Tính khả thi của chủ đề
Trình bày rõ ràng kiến thức liên quan; phần tích đƣợc thời gian thực hiện hợp lí; kinh phí dự trù hợp lí.
Sản phẩm
Đƣa ra đƣợc chủ đề và bài thiết kế tổ chức dạy học logic, phù hợp với chuẩn kiến thức và năng lực của học sinh Mở rộng
chủ đề
Chủ đề mở ra hƣớng cho việc sử dụng guồng nƣớc ở vùng đồng bằng cho những công việc đa đạng mà tiết kiệm đƣợc công sức, chi phí, nhiên liệu
Kết luận chƣơng 3
Chƣơng 3 của khóa luận đã đƣa ra mục đích, nhiệm vụ, đối tƣợng và phƣơng pháp thực nghiệm sƣ phạm để thực hiện kiểm tra đánh giá việc áp dụng dạy học STEM vào trong dạy học ở các trƣờng THPT.
Hơn nữa, khóa luận còn vạch ra các tiêu chí đánh giá chất lƣợng của bài giảng STEM về tính thực tiễn, tính ứng dụng, tính phù hợp của nội dung bài học. Rất mong nội dung này có thể giúp ích trong việc đánh giá chất lƣợng của bài giảng ứng dụng STEM.
Mặc dù chƣa có điều kiện để tiến hành thực nghiệm sƣ phạm nhƣng chúng tôi tin rằng: kết quả thực nghiệm sẽ khẳng định giả thuyết khoa học của đề tài là: nếu thiết kế bài giảng dạy học STEM với chủ đề “Guồng đƣa nƣớc lên nƣơng” có thể phát huy đƣợc tính tích cực, tự lực, tự giác học tập, phát triển năng lực sáng tạo, năng lực giải quyết vấn đề, nâng cao năng lực phát hiện, tìm tòi, học hỏi, phát triển đƣợc khả năng hợp tác nhóm của HS.
KẾT LUẬN
STEM là viết tắt của các từ Science (Khoa học), Technology (Công nghệ), Engineering (Kỹ thuật) và Math (Toán học). Giáo dục STEM về bản chất đƣợc hiểu là trang bị cho ngƣời học những kiến thức và kỹ năng cần thiết liên quan đến các lĩnh vực khoa học, công nghệ, kỹ thuật và toán học.
Dạy học chủ đề STEM mở ra hƣớng mới cho sự phát triển và hội nhập nền giáo dục thế giới. Là quan điểm dạy học theo hƣớng liên môn các bộ môn khoa học, lấy học sinh làm trung tâm và tự mình tìm tòi kiến thức dƣới sự điều hƣớng và trợ giúp của giáo viên. Dạy học chủ đề STEM tạo cho học sinh một môi trƣờng lý tƣởng để phát triển tƣ duy và năng lực bản thân. Cùng với đó, học sinh đƣợc định hƣớng nghề nghiệp một cách rõ nét.
Không có học sinh kém, chỉ có học sinh lƣời vận động tƣ duy – trí não. Trong quá trình học tập với quan điểm dạy học theo chủ đề STEM yêu cầu học sinh phải tham gia đầy đủ và vận dụng những gì của bản thân để trải nghiệm bài học. Đây là môi trƣờng tốt cho mỗi em bộc lộ tƣ chất và tự rèn luyện.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Nguyễn Thanh Nga (Chủ biên), Phùng Việt Hải, Nguyễn Quang Linh, Hoàng Phƣớc Muội (2018), Thiết kế và tổ chức dạy học chủ đề STEM cho học sinh Trùn học cơ sở và Trung học phổ thông, Nxb Đại học Sƣ phạm TP Hồ Chí Minh.
2. Nguyễn Thanh Nga (Chủ biên), Hoàng Phƣớc Muội, Phùng Việt Hải, Nguyễn Quang Linh, Nguyễn Anh Dũng, Ngô Trọng Tuệ (2018), Dạy học chủ đề STEM cho học sinh Trung học cơ sở và Trung học phổ thông, Nxb Đại học Sƣ phạm TPHCM.
3. Nguyễn Thanh Nga (Chủ biên), Phùng Việt Hải, Nguyễn Quang Linh, Hoàng Phƣớc Muội (2017), Thiết kế và tổ chức chủ đề giáo dục STEM cho học sinh Trung Học cơ sở và Trung học phổ thông, Nxb Đại học Sƣ phạm TPHCM.
4. Bộ Giáo dục và Đào tạo (2015), Lƣơng Duyên Bình ( Tổng chủ biên), Vật lí 10 (Ban cơ bản, Nâng cao), Nxb Giáo dục Việt Nam.
5. https://ictnews.vn/cntt/cach-mang-40/stem-la-gi-va-trien-khai-vao-chuong- trinh-giao-duc-pho-thong-nhu-the-nao-163618.ict