Hoàn thiện thiết kế, thực nghiệm và đánh giá

7. Đóng góp của đề tài

2.2.5. Hoàn thiện thiết kế, thực nghiệm và đánh giá

Xuất phát từ hoạt động thực hành trên để đánh giá kết quả về năng lực thực hành thiết kế, thực nghiệm của nhóm SV. Phần này là quan trọng nhất trong tổ chức hoạt động thiết kế và DH, vì kết quả đánh giá sẽ cho thấy sự hiểu biết của SV khi đã qua buổi học. Người GV phải chuẩn bị lớp học, các thiết bị công nghệ cơ sở như máy tính, máy chiếu,… sau đó cho từng nhóm lên báo cáo sản phẩm bằng PowerPoint và GV quan sát đánh giá kết quả. GV thu thập số liệu để xử lý và rút ra các nhận xét kết quả thực hành.

2.3. Thiết kế tiến trình DH thực hành "thiết kế và tổ chức DH chủ đề (Năng lượng nước)" trong đào tạo GV

2.3.1. Xác định vấn đề và nghiên cứu kiến thức nền trong thực tiễn

Để đáp ứng việc làm luận văn thạc sĩ của học viên cao học năm cuối, tác giả đang là một học viên cao học khoa Vật lý chuyên ngành LL & PPDH bộ môn Vật lý tại trường Đại học Sư phạm Đai học Thái Nguyên, nước CHXHCN Việt Nam. Tác giả đã lựa chọn SV khoa Vật lý học lớp A1 năm 2 trường Cao đẳng Sư phạm Luang Nam Tha miền Bắc Lào và thực tập, làm nghiên cứu môn PPDH bộ môn Vất lý 1, Chủ đề (năng lượng nước ) Vật lý lớp 9. Tìm hiểu các vấn đề cơ sở trong tổ chức DH, nguyên nhân thực tiễn liên quan đến khả năng chế tạo bộ TN trong thời gian qua của GV và đã gặp thấy một số vấn đề cơ sở như: GV phần lớn còn thiếu năng lực thiết kế và chế tạo bộ TNST trong thực hành và ít dụng PTDH. Từ vấn đề nay, tác giả đã thú vị và muốn làm nghiên cứu tổ chức hoạt động thực hành thiết kế và DH (làm TN ) môn PPDH bộ môn Vật lý 1, chủ đề (năng lượng nước) theo định hướng GD STEM, xây dựng giáo án, tiến trình hoạt động thực hành DH (làm TN) và xây dựng công cụ đánh giá kết quả nghiên cứu.

2.3.2. Xác định mục tiêu chủ đề trong hoạt động

A) Giáo Viên

 Kiến thức

- Cơ sở PP tổ chức thực hành và kiến thức làm TN sáng tạo GD STEM.

- PP thiết kế, chế tạo bộ TNST và cách sử dụng trình diễn vật liệu giảng dạy và TNST trong chủ đề.

 Kĩ năng

- Chuẩn bị các vật liệu dễ dạng cần dụng, làm bộ TN sáng tạo và làm PowerPoint báo cáo sản phẩm TN.

- Giải thích công tắc sản phẩm (nguồn năng lượng ) liên quan đến Voltmeter đo điện áp và sự sử dụng năng lượng với đồ dùng điện.

- Trình diễn vật liệu giảng dạy hố trợ DH trên lớp học được tốt nhất.

 Thái độ trên lớp học

- GV và SV trách nhiệm hoạt động học tập cùng nhau.

- GV và SV quan sát và góp ý vào hoạt động học tập cùng nhau.

- Làm trạng thái hoạt động học tập có không khí sôi nổi, SV thích và đam mê học tập.

B) Sinh viên

 Kiến thức

- Hiểu biết các bước PP thực hành TN sáng tạo về chủ đề

- Có kiến thức chuẩn bị bộ TN và ví dụ video, PowerPoint báo cáo sản phẩm TN sáng tạo.

- Biết PP thiết kế, chế tạo bộ TNST và cách sử dụng trình diễn vật liệu giảng dạy và TNST trong chủ đề.

 Kĩ năng

- Chuẩn bị các vật liệu dễ dạng hoàn thành sản phẩm sáng tạo và làm PowerPoint báo cáo sản phẩm TN chủ đề (năng lượng nước).

- Giải thích công tắc sản phẩm mới, sử dụng Voltmeter đo điện áp và thực nghiệm sử dụng điện áp với đồ dùng điện.

- Trình diễn sản phẩm mới sáng tạo kết luận thực nghiệm TN cơ sở năng lượng nước (guồng nước).

 Thái độ

- Tích cực thực nghiệm, thảo luận và báo cáo công tắc sản phẩm năng lượng nước.

- Mỗi SV ứng thú tham gia hoạt động học tập và nhiệt tâm làm TN .

2.3.3. Hình thành ý tưởng STEM và cách giải pháp

Để nhằm phát triển NLST của SV theo triển khai PP giáo dục STEM, trong tiến trình tổ chức DH và làm TNST. Tác giá đã đưa ra ý tưởng cho SV trong hoạt động thực hành thiết kế và chế tạo bộ TN, tìm hiểu về cấu trúc bài và nguyên tắc TN khoa học theo sơ đổ quy trình hình thành ý tưởng theo sở đồ hình ( 2.4 )quy trình hình thành ý tưởng triển khai STEM, tổ chức hoạt động thực hành thiết kế và DH STEM môn PPDH bộ môn Vật lý.

Bảng 2.3. Kiến thức lĩnh vực STEM làm TN trong chủ đề

Tên sản phẩm Khoa học Công nghệ Kỹ thuật Toán học

- Guồng nước thác - Năng lượng nước thác có chiều cao. - Sư biến hình năng lượng nước. - Nguyên tắc bộ thí nghiệm về sụ biến hình năng lượng nước thác sang năng lượng điện . - Động cơ điện (Motor ) - dây điện - Voltmeter loại Analog. - Côngcụ: Súng bắn keo - Máy chiếu - máy tính - Bản vẽ, quy trình chế tạo guồng nước thác. - Bản vẽ thiết kế các bộ phận, lắp ráp và nguyên tắc làm việc của guồng nước tiếp xúc với động cơ điện vàVoltmeter digitall - Tính toán khích thước chiều cao nước thác - đo số điện áp của năng lượng nước thông qua Voltmeter khi thay đổi chiều cao.

Giáo án: bài 49 các loại năng lượng (1/.năng lượng nước) Môn Vật lý lớp 9, thời gian 100 phút

I. MỤC TIÊU

1) Kiến thức

- SV biết được PP tổ chức TN năng lượng của nước thác và chuyển đổi năng lượng nước sang năng lược điện qua động cơ.

- SV có thể mô hình, chế tạo được bộ TN sáng tạo, làm công tắc thí nghiệm dễ dạng.

- SV hiểu biết sụ quan trọng và vai trò về tổ chế tạo TN sáng tạo với việc chức hoạt động thực hành thiết kế và DH.

2) Kĩ năng

- SV có thể tìm các vật liệu dễ dàng và phương tiền DH vào trong hoạt động thực hành phủ hợp với bài học.

- SV có thể chế tạo, thiết kế bộ TN guồng nước thác năng lượng nước biến hình sang năng lượng điện thông qua động cơ (Motor).

- SV phat triển năng lực sáng tạo và khả năng báo cáo sản phẩm TN khoa học. 3) Thái độ

- SV hứng thú với hoạt động học tập, tập trung vào hoạt động thiết kế và chế tạo bộ TN sáng tạo.

- Mỗi SV được tham gia trong hoạt động thực hành vui vẻ - SV đam mê và chế tạo bộ TN được sản phẩm sáng tạo.

II. CHUẨN BỊ

1) Giáo viện:

- Các vật liều cơ sở mà cần sử đụng vào trong TN, máy tính, bộ TN guồng nước đã làm xong 1 bộ, Video khảo sát, File PowerPoint ví dụ đề trình bài và bức tranh bản vẽ thiết kế sáng tạo.

- Phiếu để cương kết luận hoạt động thực hành và TN.

- Sách giáo khoa bài khoa học và kiến thức nền về năng lượng nước. 2) Sinh viên:

- Sản phẩm bộ thí nghiêm năng lượng “Guồng nước thác”. - Bài thảo luận TN bằng File PowerPoint.

III. KIẾN THỰC (STEM )TRONG CHỦ ĐỀ

1) Khoa học

- Nguyên lý năng lượng cơ (Thế năng).

- Cấu trúc và nguyên tắc làm việc của “Guồng nước thác”.

- Sự chuyển động quay của trúc O và chuyển đổi năng lượng nước sang năng lượng điện.

2) Công nghệ

- Thiết kế bản vẽ, mô hình “Guồng nước thác” phát được năng lượng điện từ vật liều dễ dạng.

- Sử dụng động cơ điện (Motor)và năng lượng nước thác để sản xuất được dòng điện sử dụng thực tế.

3) Kĩ thuật

- Cách thiết kế và chế tạo guồng nước thác.

- Nguyên tắc lắp đặt động cơ (Motor ) và các độ dùng điện liên quan bộ TN. 4) Toán học

- Tính toán được chiều cao của nước thác và thế năng nước rơi.

- Tính toán được chuyển động quay của trúc “guồng nước thác” và tính được cỡ các thành phần của bộ TN “guồng nước thác” sáng tạo.

IV.TIẾN TRÌNH DH

 Hoạt động 1: Đặt vấn đề và tình huống cho bài mới(5 phút)

Hoạt động của GV Hoạt động của SV

- Đặt vấn đề: GV trình bài ngắn gọn về sự cần thiết sử dụng điện trong cuộc sống hàng ngày, các nguồn năng lượng từ thiên nhiên nói chung và năng lượng nước thác nói riêng.

- Đặt tình huống cho bài mới: GV trao đổi và hỏi SV về PPDH trong một buổi

-SV lắng nghe và theo dõi GV trình bài, suy nghĩ và xem xét kinh nghiệm của mình đã gặp trong thực tế hang ngày.

- SV trao đổi với GV về sở thích PPDH của mình, so sánh những PPDH mà mình cần tìm hiều và cần học. Chú ý thiết kế

Hoạt động của GV Hoạt động của SV

học mà GV dùng cả lý thuyết, PTDH, TN, Video khoa hoc có tác dụng như thế nào? Các hoạt động này quan trọng và cần thiết như thế nào với hoat động DH?.

- GV hỏi SV có kinh nghiệm làm TN không? Làm thế nào chúng ta mới có thể làm được TN? GV đưa SV vào hoạt động thực hành.

và chế tạo TN.

-SV chia1 xẻ kinh nghiệm TN với GV.

 Hoạt động 2: Khảo sát các cấu trúc kiến thức khoa học, TN và cách viết bài báo cáo kết luận TN. (15 phút)

Hoạt động của GV Hoạt động của SV

- Lý thuyết khoa học: GV trình hoạt động DH và các cấu trúc năng lượng nước.

a)Năng lượng nước là: Một loài năng lượng thể hiện bằng sự chuyển động từ cao đến thấp. Khi nước chuyển động thì nước sẽ sản sinh ra công đó là năng lượng và chúng ta có thể biến tính năng lượng nước sang năng lượng điện (dòng điện) qua nguyên tắc chuyển động quay có trúc tiếp xúc với động cơ, khi động cơ làm thì động cơ xản sinh ra năng lượng điện đó là dòng điện.

b). Guồng nước thác xản sinh năng lượng điện.

-SV lắng nghe và quan sát GV trình bài các kiến thức bài học khoa học.

-SV trao đổi hỏi-trả lời những kiến thức cơ bản năng lượng nước mà mình chưa hiểu.

Ảnh 1) Bộ TN guồng nước thác xản sinh năng lượng điện

Ảnh 2) Guồng nước thác trong chuyển động quay

P:cân năng nước (N) m:khối lượng nước(kg) g: lực hấp dẫntrái đất

(m/s2)

: tốc độ góc có đơn vị là (rad/s) hay

- GV mở bức tranh về thủy đập điện trong Lào cho SV quan sát.

Ảnh 3) Nhà máy thủy điện Nam Ngưm, Viêng chăn Lào.

Ảnh 4) Nhà máy thủy điện Nam thơn 2, Kham muan - Bo li kham xay, Lào.

- GV giải thích định nghĩa TN, thiết kế TN sáng tạo, phiếu đề cương viết bài kết luận TN và các điều kiện cơ bản trong làm TN dễ dàng chúng ta dùng vật liệu nào và chúng ta có thể tìm được từ đâu?

- GV bật video TNST về khoa học 2 video và báo cáo bộ TN mà GV đã chuẩn bị. Sau đó GV giải thích cách mô hình bản vẽ sáng tạo và dễ dàng. - https://www.youtube.com/watch?v=6ar CtfC2L3c - https://www.youtube.com/watch?v=hC 8NEiwrLTg /

-SV quan sát bức tranh thủy điện và trao đổi với GV nguyên tắc làm cơ bản của thủy điện.

- SV quan sát và lắng nghe GV giải thích, trao đổi những phần mà chưa hiểu rõ.

- SV xem video, quan sát GV báo cáo bộ TN và lắng nghe GV giải thích cách mô hình bản vẽ bộ TNST và dễ dàng

- GV phát phiếu để cương viết thảo luận TN và bật file Powerpoint Cho SV đọc và quan sát.

- SV quan sát GV trình Powerpoint.

 Hoạt động 3: Tổ chức và DH phát triển năng lực sáng tạo TN và viết Power point kết luận TN (30 phút )

Hoạt động GV Hoạt động SV

- GV chia SV cả lơp thành 3 nhóm, sau đó cho mỗi nhóm thiết kế và chế tạo TN thực tế trong lớp (phòng TN) - GV theo dõi, quan sát giúp đỡ, nhắc

nhở thường xuyên những vấn đề nguy hiểm mà SV không hiểu và chưa biết làm.

- GV giao nhiệm vụ về nhà, cho các nhóm tiếp tục chế tạo bộ TN hoàn thành và làm Power point kết luận TN để chuẩn bị báo cáo tiết học sau.

- SV chia nhóm và mỗi nhóm bắt đầu thiết kế và chế tạo TN thực tế, trong nhóm phân chia trách nhiệm làm việc và trao đổi nhau trong nhóm.

- Mỗi nhóm SV quan tâm trách nhiệm làm TN và hỏi GV khi có vấn đề không hiểu.

- Các nhóm SV tiếp tục chế tạo bộ TN ở nhà cho hoàn thành và viết bài kết luận chuẩn bị báo cáo trên lớp trong tiết học sau.

Hoạt động 4: Báo cáo sản phẩm sáng tạo và thực nghiệm (40 phút ).

Hoạt động GV Hoạt động SV

- GV cho từng nhóm lên báo cáo kết luận TN bằng file Power point và trình diễn sản phẩm TN ngắn gọn

- GV dụ giờ và GV dùng phiếu quan sát nhóm SV như: sản phẩm gọn nhẹ đẹp hợp lý, TN sáng tạo, các quy trình TN rõ ràng, sử dụng các vật liệu dễ tìm và có thế trả lời được kiến thức khoa học. - Khi hoàn thanh hoạt động báo cáo, góp

ý kiến trong lớp rồi sau đó GV và SV

-Các nhóm thay mặt lên báo cáo sản phẩm TN, kết luận TN và trình diễn sản phẩm ngăn gọn của nhóm mình.

- Mỗi nhóm trong lớp cùng nhau chia sẻ, góp ý trong nhóm mình và nhóm khác.

- Những nhóm thực nghiệm, quan sát và ghi lại những vấn đề nghi ngờ, kiến thức

cùng nhau thực nghiệm ngoài lớp học để chứng minh được kiến thức KH.

và kinh nghiệm mà mình đã gặp, chụp ảnh TN.

 Hoạt động 5: thảo luận và Đánh giá kiến thức, năng lực sáng tạo.(20 phút )

Hoạt đọng GV Hoạt động SV

- GV gọi SV quay lại lớp, cùng nhau kết luận và chia sẻ kinh nghiệm thực hành như: ưu điểm, nhược điểm, vấn đề khó khăn, kinh nghiệm mới, những phát triển và chuyển khai trong tương lai. - GV đánh giá SV về kiến thực tổ chức

hoạt động thiết kế và DH, năng lực chế tạo sáng tạo của SV, GV phát phiếu điều tra và bảng đánh giá cho mỗi SV, thu lại phiếu điều tra xong là kết thúc. - GV giảng và GV dụ giờ cùng nhau

thảo luận KN về PP tổ chức DH.

- SV quay lại lớp, kết luận và chia sẻ kinh nghiệm trong hoạt động tổ chức DH cả 2 tiết.

- Làm phiếu điều tra và đánh giá xong rồi trả lại GV.

2.3.4. Phát triển và chế tạo mô hình TN sáng tạo, đưa SV vào hoạt động tìm tòi và khảo sát, định hướng hoạt động trải nghiệm và sản phẩm khảo sát, định hướng hoạt động trải nghiệm và sản phẩm

Để phát triển và chế tạo mô hình TN sáng tạo, nhóm SV tự chủ động lựa chọn chế tạo bộ TN phục vụ hoạt động thực hành tại trường Cao đằng sư phạm Luang Nam Tha Lao. ( Bản vẽ “guồng nước thác” ví dụ của GV giảng.)

Hình 2.4. Bản vẽ các bước thiết kế và chế tạo bộ TN “guồng nước thác” sáng tạo

Hoạt động tìm tòi, khảo sát và định hướng hoạt động trải nghiệm: GV và SV cùng nhau khảo sát một số video mà liên quan đến chủ đề trên mạng, nhóm SV định hướng hoạt động qua trải nghiệm và thực nghiệm sản phẩm chủ đề bài khoa học, GV giới thiệu về phiếu đề cương viết bài kết luận TN. Sau khi GV đã đưa SV làm hoạt động trên xong rồi GV cho nhóm SV tự chủ động làm việc và mỗi nhóm sẽ phải lên báo cáo bằng chiếu PowerPoint trên bảng trong buổi học sau (Phiếu đề cương viết bài kết luận thí nghiệm ). ở bên phụ lục 15.

2.3.5. Hoàn thiện thiết kế, thực nghiệm và đánh giá

Xuất phát từ hoạt động thực hành trên. Phần này là phần báo cáo thực nghiệm