Việc xây dựng các biện pháp giúp học sinh đƣợc phát triển NL GQVĐ mang lại nhiều ý nghĩa và có tính phù hợp với định hƣớng đổi mới GD phổ thông. Trong quá trình tiến hành xây dựng biện pháp chúng tôi đƣa ra một số nguyên tắc làm quy chuẩn từ đó đề xuất ra biện pháp với mục tiêu đạt tới hiệu quả giáo dục toàn diện cho HS. Cụ thể:
- Nội dung các biện pháp cần có tính khả thi:
+ Phù hợp với đối tƣợng HS, điều kiện nhà trƣờng, giáo viên + Đảm bảo yêu cầu “định hƣớng ” theo mô hình GD STEM + Liên quan đến vấn đề cụ thể, gắn với thực tiễn cuộc sống. + Nâng cao hứng thú học tập trong các môn học
+ Hình thành thói quen về tƣ duy kĩ thuật + Hƣớng đến định hƣớng nghề nghiệp
- Nội dung các biện pháp cần hƣớng tới hình thành các biểu hiện của NL GQVĐ toán học
+ Phát hiện đƣợc VĐ cần giải quyết
+ Xác định đƣợc cách thức, giải pháp GQVĐ
+ Thực nghiệm giải pháp
2.2. Các biện pháp phát triển năng lực GQVĐ theo định hƣớng GD STEM cho học sinh THCS STEM cho học sinh THCS
Theo Jean Jacques Rousseau –“Ta không nên dạy trẻ nhỏ khoa học; mà hãy để trẻ nếm trải nó”. Có thể thấy, muốn vận dụng tốt GD STEM với mục tiêu hƣớng đến phát triển năng lực GQVĐ cho học sinh thì cần xây dựng môi trường để học sinh được trải nghiệm thực tế, được đặt trong các tình huống có vấn đề. Bởi vậy, sau khi tìm hiểu và nghiên cứu quy trình thiết kế bài học STEM, tôi đề xuất một vài biện pháp nhằm “Vận dụng GD STEM trong phát triển năng lực GQVĐ” cho HS cụ thể nhƣ sau:
2.2.1. Biện pháp 1.Tổ chức cho HS phát hiện được vấn đề từ một tình huống gắn với thực tiễn, từ đó HS xây dựng các yêu cầu đối với sản phẩm thu được
Căn cứ: Biện pháp này đƣợc xây dựng dựa trên các căn cứ sau đây:
+ Việc học tập luôn bắt đầu từ một tình huống có vấn đề, hay HS sẽ tích cực tƣ duy khi đứng trƣớc một tình huống có vấn đề. Dạy học Toán bắt đầu bằng một tình huống gắn với đời sống giúp HS thấy đƣợc ứng dụng của kiến thức Toán học, Toán học gần gũi với cuộc sống của các em. Từ đó, các em tích cực tham gia và các hoạt động tìm hiểu, khám phá và vận dụng các kiến thức đó.
+ Dạy học theo định hƣớng STEM yêu cầu GV phải thiết kế đƣợc các tình huống mở đầu gắn với thực tiễn .
Cách thức thực hiện biện pháp
- Xuất phát từ một yêu cầu cần đạt đối với một nội dung toán học, giáo viên quan sát, tìm hiểu một số những sự kiện, tình huống của cuộc sống có liên quan tới yêu cầu cần đạt đó.
thiết kế thành một tình huống phù học tập
- Giáo viên giao nhiệm vụ (nội dung, phƣơng tiện, cách thực hiện, yêu cầu sản phẩm phải hoàn thành); Học sinh thực hiện nhiệm vụ (qua thực tế, tài liệu, video; cá nhân hoặc nhóm); Báo cáo, thảo luận (thời gian, địa điểm, cách thức); Phát hiện/phát biểu vấn đề (giáo viên hỗ trợ).
Ví dụ minh hoạ: “Gắn với các kiến thức :đối xứng trục, đối xứng tâm, hình chữ nhật”.
Chủ đề: Thiết kế sân bóng mini trong khuôn viên trƣờng học (Các kích thước trên bản vẽ được tính toán theo sân bóng thực tế)
Nhóm lớp: HS lớp 8
Vấn đề: HS vận dụng kiến thức về mô hình hình toán thực tiễn thành ngôn
ngữ toán học qua việc xây dựng mối liên hệ giữa các kiến thức trong phần hình học về Tứ giác, cụ thể về kiến thức đối xứng trục, đối xứng tâm, hình chữ nhật. Vận dụng kiến thức đó, xác định vấn đề toán học liên quan, thiết lập
kế hoạch giải quyết vấn đề và sau đó quay về vấn đề thực tế.
Bối cảnh thực tế: Nhà trƣờng muốn tận dụng một phần diện tích của sân
trƣờng tạo sân bóng cho học sinh tham gia hoạt động TDTT. Phần diện tích nhà trƣờng đã chuẩn bị tuy nhiên để có sân bóng thi đấu cần thiết kế các vị trí cầu môn,đƣờng giữa sân, vòng tròn giữa sân, điểm phát bóng giữa sân. Vận dụng các kiến thức đã học thiết kế sân bóng.
Giải pháp: Sƣu tầm hình ảnh sân bóng thực tế, cho học sinh quan sát, phân tích, phát hiện ra VĐ. HS tìm ra các yếu tố then chốt, ghi lại các thông tin để tiến tới có kế hoạch lập bản thiết kế.
Định hƣớng phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh :
- HS phát hiện ra các vấn đề liên quan đến “hình chữ nhật, đƣờng tròn, đối xứng trục, đối xứng tâm, trung điểm của đoạn thẳng”
- HS tiến hành thực nghiệm về chọn mô hình HCN, cách xác định trục đối xứng của HCN, xác định tâm đối xứng của HCN.
- HS “giải quyết vấn đề” một cách sáng tạo, cụ thể trong thực tế đƣa ra đƣợc cách thức để xác định trục đối xứng HCN, tâm đối xứng của HCN,sử dụng công cụ, tiến hành đo đạc để việc thiết kế sân bóng đạt hiệu quả tốt nhất.
Từ thực tiễn, GV tổ chức cho các nhóm HS tiến hành thảo luận để hình thành nên các ý tƣởng mới bằng cách thực nghiệm trên mô hình mẫu. Mục
tiêu
Nội dung Yêu cầu cụ thể
Xác định đƣợc vấn đề Mô hình sân bóng có hình dạng gì ? - Mô hình HCN
Các vị trí thiết yếu trên sân bóng? Cầu môn – 2 bên, vòng tròn giữa sân, điểm sút bóng giữa sân
bóng, cầu môn, điếm sút bóng giữa sân cần sử dụng các kiến thức gì đã biết ? - Hai đƣờng thẳng vuông góc - Hình chữ nhật - Đối xứng trục - Đối xứng tâm Yêu cầu sản phẩm, mô hình mẫu GV :Lựa chọn tấm bìa HCN, làm mô hình mẫu cho HS tiến hành thực nghiệm.
-HS kiểm tra các vị trí góc của mô hình mẫu.
-HS kết luận mô hình mẫu là HCN -
-Quan sát, nêu đặc điểm đường giữa sân? Xác định kiến thức toán học đã học có liên quan?
-Nêu cách xác định trục đối xứng trên mô hình mẫu và trong thực tế +Trên mô hình mẫu: HS nêu cách xác định trục đối xứng dọc của HCN, HS xác định HCN có 2 trục đối xứng và chọn trục đối xứng dọc bằng cách nối trung điểm hai chiều dài HCN. HS chọn cách thức gấp đôi tấm bìa HCN (sao cho mép gấp chia đôi chiều dài HCN)thành hai phần, đảm bảo khi
-Mỗi góc có số đo bằng 90°
-Vận dụng “Dấu hiệu nhận biết HCN”
-Đƣờng giữa sân là đƣờng thẳng chia đôi sân bóng theo chiều dài thành hai phần sân có kích thƣớc giống nhau và hai phần sân đối xứng với nhau qua đƣờng giữa sân. -Đường giữa sân là “trục đối xứng dọc” của HCN
-HCN có hai trục đối xứng, đối với thiết kế sân bóng chọn việc xác định trục đối xứng bằng cách chia đôi chiều dài của HCN
-Xác định đúng “trục đối xứng” theo yêu cầu bài toán
hai phần đƣợc chia đôi xếp chồng lên nhau các vị trí góc vuông, kích thƣớc các cạnh vừa khớp nhau không có chênh lệch .
+Trên thực tế:HS lập luận: Để xác định trục đối xứng HCN,tùy vào mục đích sử dụng ta chọn trục đối xứng phù hợp.Đối với thiết kế sân bóng, xác định trung điểm của hai chiều dài của HCN, nối hai trung điểm đó với nhau ta thu đƣợc “trục đối xứng dọc” –đƣờng giữa sân của sân bóng.
-Quan sát, nêu đặc điểm vị trí sút bóng giữa sân? Xác định kiến thức toán học đã học có liên quan? -Nêu cách xác định vị trí điểm sút bóng giữa sân?Xác định vị trí sút bóng giữa sân trên mô hình thử nghiệm
HS : Đánh dấu vị trí hai đầu mút của đƣờng giữa sân( trung điểm chiều dài của HCN) gấp đôi tấm bìa, miết nếp gấp tại vị trí gấp đôi – đƣờng thẳng. Đƣờng thẳng theo nếp gấp cắt đƣờng giữa sân tại đúng trung điểm của của đƣờng
- Hai phần sân đƣợc chia theo trục đối xứng dọc có hình dáng, kích thƣớc giống nhau, là các HCN có diện tích bằng một nửa diện tích HCN ban đầu.
-Điểm sút bóng giữa sân nằm chính giữa sân bóng
- Vị trí sút bóng là tâm đối xứng của HCN
-Xác định trung điểm của đường giữa sân.
-Gấp tấm bìa sao cho hai mút đƣợc đánh dấu trƣớc đó chồng khít lên nhau, các góc của tấm bìa chồng lên nhau.
giữa sân.
-Hai đƣờng cắt nhau có đặc điểm gì đặc biệt?
-Quan sát, nêu đặc điểm vòng tròn giữa sân? Xác định kiến thức toán học đã học có liên quan?
-Nêu cách xác định vị trí vòng tròn giữa sân? Kích thƣớc nhƣ thế nào?Tiến hành vẽ trên mô hình mẫu
HS: để vẽ vòng tròn cần xác định
tâm, tâm vòng tròn là trung điểm của đƣờng giữa sân. Lƣu ý khi thực hiện vẽ, đo đạc bán kính theo số đo.
-Quan sát, nêu đặc điểm vùng cấm địa? Xác định kiến thức toán học đã học có liên quan?Cho biết kích thƣớc để thiết kế vùng cấm địa ?
- Nêu đặc điểm khung thành? Xác định kiến thức toán học đã học có liên quan?Cho biết kích thƣớc để thiết kế khung thành ?
-Hai đƣờng cắt nhau là hai trục đối xứng của HCN
-Vòng tròn giữa sân có hình ảnh đƣờng tròn. Liên quan đến kiến thức “đƣờng tròn”
-Tâm vòng tròn giữa sân là vị trí sút bóng giữa sân, vòng tròn có bán kính R=9,15m -Sử dụng com-pa vẽ đƣờng tròn tâm là vị trí sút bóng đƣợc xác định trƣớc đó, và quy đổi bán kính r = 9,15cm
-Vùng cấm địa trên sân cỏ là khu vực mô hình là hình dạng HCN và có kích thƣớc. Liên quan đến các kiến thức về HCN đã học. Khi thực hiện thiết kế cần lƣu ý đến kích thƣớc của vùng cấm địa: 40,3m x 16,5m. Thiết kế nằm cân đối giữa hai bên của đƣờng biên ngang. - Khung thành nằm trong vùng cấm địa có hình dạng –HCN, có kích
- Nêu đặc điểm vị trí điểm sút quả phạt đền ?
-Trình bày cách xác định “điểm sút quả phạt đền” trên mô hình mẫu.
-Tiêu chuẩn sản phẩm thu đƣợc sau thiết kế
thƣớc 7,32m x 5,5m x 2,44m. Thiết kế nằm tiếp xúc với đƣờng biên ngang, tiếp xúc với vùng cấm địa. -Vị trí trung điểm đƣờng biên ngang, đồng thời là trung điểm một cạnh chiều dài vùng cấm địa, trung điểm một cạnh của khung thành. -Điểm đối diện vị trí chính giữa khung thành, cách trung điểm đƣờng biên ngang 11m.
-Vì vị trí sút quả phạt đền cách trung điểm đƣờng biên ngang 11m, và chiều rộng khung thành là 5,5m . Do đó,“Điểm sút quả phạt
đền”đƣợc lấy đối xứng với trung điểm của một cạnh là chiều dài khung thành- cạnh nằm tiếp xúc với đƣờng biên ngang (trung điểm của đƣờng biên ngang) qua trục đối xứng là chiều dài còn lại của khung thành (trên mặt đất)
-Khung thành hai bên sân có kích thƣớc bằng nhau, đối xứng với nhau qua đƣờng giữa sân
2.2.2. Biện pháp 2.Tổ chức cho HS thảo luận, nghiên cứu các kiến thức nền, đặc biệt có liên quan để tạo ra sản phẩm theo các tiêu chí đã xác thức nền, đặc biệt có liên quan để tạo ra sản phẩm theo các tiêu chí đã xác định để đề xuất giải pháp trong nhóm
Căn cứ:
+ Giai đoạn hai của quá trình dạy học STEM HS cần tìm cách để giải quyết vấn đề đặt ra. Thông qua quá trình tìm kiếm này, HS cần phải bổ sung các kiến thức nền, trong đó có các kiến thức Toán học trong bài học mà GV muốn mang tới cho HS. Trong trƣờng hợp này, nhiệm vụ STEM đƣợc hiểu nhƣ là một tình huống sƣ phạm, để giải quyết tình huống đó HS cần phải chiếm lĩnh đƣợc các kiến thức mới.
+ Chiếm lĩnh thức kiến thức mới Toán học trong cách dạy học này là đặt HS vào một tình huống có vấn đề, sau đó HS huy động các kiến thức đã có, chủ động tìm kiếm các kiến thức mới để giải quyết vấn đề đặt ra. Giai đoạn này thể hiện biểu hiện số 3 của NL giải quyết vấn đề, đó là: “ Sử dụng đƣợc các kiến thức kĩ năng toán học tƣơng thích ( bao gồm các công cụ và thuật toán) để giải quyết vấn đề đặt ra”
Cách thức thực hiện biện pháp
+ Để xác định đƣợc các kiến thức cần thiết, HS cần phải dựa vào các tiêu chí của sản phẩm, phân tích và lựa chọn các kiến thức, trong đó có các kiến thức toán học.
+ Giáo viên giao nhiệm vụ (Nêu rõ yêu cầu đọc/nghe/nhìn/làm để xác định và ghi đƣợc thông tin, dữ liệu, giải thích, kiến thức 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 mới
+ Hỗ trợ HS đề xuất giải pháp/thiết kế mẫu thử nghiệm.
Ví dụ minh hoạ:Gắn với các kiến thức: “Hệ quả của địnhlí Ta-lét, hai tia đối nhau, hai đƣờng thẳng vuông góc, hai đƣờng thẳng song song,” Chủ đề: Thiết kế dụng cụ đo chiều cao.
Nhóm lớp: HS lớp 8
Vấn đề: HS vận dụng kiến thức về mô hình hình toán thực tiễn thành ngôn
ngữ toán học qua việc xây dựng mối liên hệ giữa các kiến thức trong phần hình học về Tam giác đồng dạng . Vận dụng kiến thức đó, xác định vấn đề toán học liên quan, thiết lập kế hoạch giải quyết vấn đề và sau đó quay về vấn đề thực tế
Giải pháp: GV cho HS quan sát trực tiếp bức tƣờng cần đo chiều cao vào
thời điểm ngày nắng có mặt trời chiếu sáng, HS quan sát thực tế và đề xuất các giải pháp. GV dựa vào giải pháp HS đƣa ra, kết hợp với việc vận dụng kiến thức bài học Định lí Ta-lét đƣa ra gợi ý, giúp HS hình thành ý tƣởng thiết kế
dụng cụ .
Định hƣớng phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh :
- HS phát hiện ra các vấn đề liên quan đến toán học: tam giác vuông, hai đƣờng thẳng song song, hai đƣờng thẳng vuông góc, hai tia đối nhau, hệ quả của định lí Ta-lét.
- HS vận dụng kiến thức toán học vào quy trình thiết kế từng chi tiết của sản phẩm đảm bảo đáp ứng tiêu chí sản phẩm .
TT Tiêu chí HS lựa chọn kiến thức
1 Thiết bị (TB) có khả năng đặt thẳng đứng chắc chắn, vuông góc với mặt đất
-Hai đƣờng thẳng vuông góc
2 TB có khả năng chiếu sáng đến hai điểm trong thực nghiệm cùng một lúc sao cho hai tia sáng tạo thành đƣờng truyền trên một đƣờng thẳng với hai hƣớng truyền đối nhau
-Hai tia đối nhau
đất đến vị trí gắn đèn) là đoạn thẳng song song với chiều dài vật cần đo(tƣờng nhà, cột điện, cây,...) cần tiến hành đo chiều cao
song
4 Bật đèn chiếu đến các điểm đƣợc tiến hành thực nghiệm, đảm bảo mô hình thực nghiệm thu đƣợc theo đúng mô hình bản thiết kế, nối các thu đƣợc các tam giác vuông
-Tam giác vuông
5 Đo đạc cẩn thận, đánh dấu vị trí bằng bút sơn rõ gàng, ghi chép số liệu chính xác. Vận dụng kiến thức toán học để tính chiều cao vật đƣợc tiến hành thực nghiệm
-Hệ quả của định lí Ta-lét -Làm tròn số
Tiêu chí sản phẩm và lựa chọn kiến thức nền liên quan
Mục tiêu
Nội dung, kiến thức Yêu cầu cụ thể
Quan sát
Phân tích kiến
-Với bài toán thực tiễn, cần đo chiều cao bức tƣờng có độ dài AB .
thức nền; Giải pháp đƣợc AB ? -Nêu ý tƣởng để dựng đoạn thẳng AC
GV cho HS quan sát chiếc đèn led sự kiện :
-Lƣu ý gì khi thiết kế vị trí hai đèn