PHẦN I ĐẶT VẤN ĐỀ
PHẦN II : NỘI DUNG NGHIÊN CỨU
2.5. Kết quả đạt được về tổ chức hoạt động trải nghiệm chủ đề STEM
2.5.1 Số liệu thực nghiệm sư phạm
Để kiểm tra tính hiệu quả của đề tài, tơi đã điều tra thực nghiệm sư phạm với 4 lớp học khối 12 tại trường THPT Quỳnh Lưu 2, cụ thể như sau:
2.5.1.1. Mục đích thực nghiệm sư phạm
Kiểm tra định tính và định lượng nhằm đánh giá tính hiệu quả của đề tài tổ chức hoạt động trải nghiệm STEM về Máy phát điện xoay chiều- Động cơ không đồng bộ ba pha đã thực hiện đối với học sinh khối 12 Trường THPT Quỳnh Lưu 2
2.5.1.2. Thời gian điều tra
Tháng 5/2021
2.5.1.3. Phương pháp điều tra
- Khảo sát định tính: thơng qua quan sát tìm hiểu thái độ, ý thức học tập của các em học sinh.
- Khảo sát định lượng: so sánh kết quả của bài kiểm tra đánh giá năng lực giữa lớp đối chứng và lớp thực nghiệm.
2.5.1.4. Kết quả điều tra
Ở đây, tôi đã chọn ra một số lớp cùng một giáo viên dạy để điều tra như sau: Lớp đối chứng 1 (ĐC1): 12D4. Sĩ số 39 học sinh
Lớp thực nghiệm 1 (TN1): 12D1. Sĩ số 40 học sinh Lớp đối chứng 2 (ĐC 2): 12A6. Sĩ số 41 học sinh Lớp thực nghiệm 2 (TN2): 12A7 . Sĩ số: 40 học sinh
Bài dạy: Chủ đề bài học: Máy phát điện xoay chiều- Động cơ không đồng bộ ba pha (3 tiết)
a. Kết quả định tính
- Ở lớp đối chứng, tơi thực hiện theo phương pháp dạy học truyền thống, sử dụng phương tiện bài giảng điện tử Powerpoint, dụng cụ dạy học mơ hình máy phát điện xoay chiều ba pha kết hợp với Tivi, sau đó hướng dẫn tự học và ra bài
tập trắc nghiệm, các em vẫn lĩnh hội kiến thức tiếp thu bình thường, thái độ học tập của các em khơng có gì nổi bật, các em vẫn hồn thành các bài tập trắc nghiệm ở mức cơ bản đầy đủ. Tuy nhiên, sau bài học, khá nhiều em học sinh trong lớp đặt ra các câu hỏi với giáo viên. Ví dụ như: em thấy máy phát nổ phát điện ở nhà em chỉ cần đổ xăng vào là hoạt động, có phải máy phát điện chạy bằng xăng không?; nhờ thầy giải thích sự khác nhau trong cấu tạo của máy phát điện xoay chiều và một chiều… Như vậy, nhu cầu tìm hiểu kiến thức thực tiễn của các em là rất lớn, nhưng vì khơng được tổ chức hoạt động trải nghiệm hoặc e ngại việc tự tìm tịi khám phá các thiết bị kĩ thuật cơng nghiệp là khó khăn nên kiến thức của các em cũng chỉ lĩnh hội trong phạm vi sách giáo khoa nên lâu dài sẽ khơng phát huy được tính sáng tạo, ham học của các em về bộ môn vật lý.
- Ở lớp thực nghiệm, tôi đã kết hợp phương pháp dạy học truyền thống với tổ chức hoạt động trải nghiệm và chế tạo sản phẩm STEM, kết quả sau chủ đề bài học, các em hứng thú hơn, cả lớp đều hào hứng và tham gia đầy đủ hoạt động trải nghiệm. Những em học sinh có mức học lực yếu kém đã hiểu rõ vấn đề cấu tạo của máy nổ phát điện gia đình gồm hai phần: máy nổ động cơ đốt trong chạy quay tuabin máy phát điện và nguyên lý để máy phát điện hoạt động là chỉ cần chạy tuabin máy phát điện, động cơ của quạt điện là động cơ không đồng bộ một pha, cầu dao hoặc aptomat ba cực là của dòng điện ba pha, nhận biết roto, stato, phần cảm, phần ứng…Các em đã chủ động sáng tạo trong việc tìm kiếm thơng tin cho bài học, ngồi ra các em cịn rất muốn được tham gia các hoạt động ngoài giờ lên lớp về câu lạc bộ STEM, sáng tạo khoa học kĩ thuật… Về mặt định tính, đề tài đã có hiệu quả lâu dài trong việc gây sự hứng thú, sáng tạo, hăng say học tập, trải nghiệm và u thích bộ mơn vật lý của các em ở lớp thực nghiệm.
b. Kết quả định lượng
Thực hiện việc khảo sát ý kiến về sự hứng thú và yêu thích mơn học Vật lý ở lớp thực nghiệm và lớp đối chứng trước và sau áp dụng đề tài, cho kết quả sau: Các em có thái độ như thế nào về bộ môn Vật lý nếu thầy tiếp tục thường xuyên tổ chức các hoạt động trải nghiệm STEM trong các giờ dạy ở các chủ đề bài học tiếp theo?
Thái độ u thích mơn học Trước thực nghiệm Sau thực nghiệm
Rất thích 10% 23%
Thích 23% 46%
Bình thường 61% 28%
Qua số liệu khảo sát và biểu đồ, có thể thấy từ suy nghĩ vật lý là môn học bình thường, khơng quan tâm đến nhưng khi được tổ chức các hoạt động trải nghiệm STEM vào bài học thì thái độ các em về u thích bộ mơn vật lý đã tăng đáng kể.
Sau khi học xong chủ đề bài học Máy phát điện xoay chiều- động cơ không đồng bộ ba pha, tôi đã thực hiện một bài kiểm tra năng lực (phụ lục 2) của các em để đánh giá kết quả lĩnh hội kiến thức bài học, kết quả như sau:
Kết quả điểm thi bài kiểm tra Lớp Số HS 04,9 56,9 7,07,9 8,110,0 12D4 (Đối chứng) 39 15 12 11 1 12D1 (Thực nghiệm) 40 2 11 21 6 12A6 (Đối chứng) 41 12 14 12 3 12A7 (Thực nghiệm) 40 3 10 20 7
Ở lớp đối chứng, vì phương pháp dạy truyền thống nên chưa khơi dậy niềm đam mê học môn Vật lý của các em, nên nhiều em ngồi trong lớp không chú ý học, không được tự bắt tay vào làm, không được trải nghiệm nên kiến thức quên rất nhanh, các em học ở trên lớp xong về không chịu ôn lại kiến thức nên dẫn tới chất lượng học tập giảm sút.
Ở lớp thực nghiệm, do các em được kết hợp phương pháp học tập truyền thống và hoạt động trải nghiệm khám phá kiến thức, nên các em rất hứng thú, say mê và chủ động tìm tịi kiến thức, được tham gia trực tiếp và tự tay làm chủ mọi hoạt động STEM nên các em lĩnh hội và ghi nhớ kiến thức rất tốt. Từ đó có thể thấy chất lượng học tập của lớp thực nghiệm được nâng cao rất nhiều so với các lớp đối chứng.
Trong học kì 2, năm học 2020-2021, tôi đã cố gắng tiếp tục thực hiện phương pháp dạy học tổ chức các hoạt động trải nghiệm STEM ở một số bài như: bài 23 Nguyên tắc truyền thơng liên lạc bằng sóng vơ tuyến, bài 31 Hiện tượng quang điện trong (STEM về pin Mặt Trời, quang điện trở), bài 28 Tia X (hoạt động trải nghiệm máy chụp X-Quang), bài 33 Mẫu nguyên tử bo ở các lớp thực nghiệm. Sau đó tơi đã dựa trên điểm tổng kết TBM học kì 2 của mơn Vật lý để kiểm tra chất lượng học tập của các em của cả quá trình học kì 2 thì thu được kết quả sau:
Điểm TBM Vật lý học kì 2 Lớp Số HS Yếu Trung bình Khá Giỏi 12D4 (Đối chứng) 39 17,95% 48,72% 25,64% 7,69% 12D1 (Thực nghiệm) 40 5% 30% 47,5% 17,5% 12A6 (Đối chứng) 41 14,63% 51,22% 29,27% 4,88% 12A7 (Thực nghiệm) 40 2,5% 25% 60% 12,5%
Như vậy có thể thấy, chất lượng học tập trong cả một quá trình học kì 2 ở các lớp thực nghiệm cao hơn so với các lớp đối chứng. Về mặt định lượng cho thấy, đề tài về tổ chức hoạt động trải nghiệm STEM của môn học đã phát huy được tính chủ động, sáng tạo, tích cực của thầy và trị trong các hoạt động dạy học, nâng cao chất lượng dạy học tại địa phương.
2.5.2 Một số năng lực và phẩm chất học sinh đã đạt được theo chương trình GDTHPT 2018 khi thực hiện chủ đề hoạt động trải nghiệm STEM
Về các năng lực:
- Tự chủ và tự học: Thông qua hoạt động trải nghiệm STEM, học sinh phát
triển năng lực tự học, tự củng cố kiến thức về máy phát điện xoay chiều- động cơ khơng đồng bộ ba pha. Các em cịn tự tìm kiếm các thơng tin trên internet về biến đổi khí hậu, xu thế sử dụng năng lượng sạch…bổ sung kiến thức cho bản thân.
- Giao tiếp và hợp tác: Thực hiện việc hoạt động nhóm để thiết kế, chế tạo
sản phẩm và báo cáo STEM của chủ đề này đã rèn luyện các em kĩ năng giao tiếp với bạn bè, thầy cơ; kĩ năng thuyết trình, nói trước đám đơng; kĩ năng làm thủ lĩnh nhóm; giúp các em rèn luyện kĩ năng hợp tác và giúp đỡ hỗ trợ nhau để giải quyết cơng việc chung một cách nhanh chóng.
- Giải quyết các vấn đề sáng tạo: Thực hiện chủ đề STEM: “Thiết kế mơ
hình, chế tạo máy phát điện xoay chiều đơn giản sử dụng nguồn năng lượng sạch để thắp sáng ngôi nhà từ các vật liệu tái chế” đã giúp các em hiểu được việc giải quyết vấn đề ô nhiễm môi trường và cạn kiệt nguồn tài nguyên do các nhà máy nhiệt điện gây ra, mở ra một hướng đi mới trong việc sử dụng năng lượng sạch
- Năng lực ngôn ngữ: Rèn luyện và phát triển kĩ năng đọc/hiểu/phân tích dữ
kiện, thơng tin trên internet hoặc sách vở, tài liệu tham khảo. Ngồi ra cịn rèn luyện các em năng lực ngoại ngữ như các thuật ngữ tiếng Anh chuyên ngành kĩ thuật hoặc sử dụng tiếng anh để tìm kiếm thơng tin: máy phát điện/Generator; động cơ điện/Electric motor; 1 pha, 3 pha/1 phase, 3 phase; năng lượng/ Energy; tuabin gió/ wind turbines….
- Năng lực tốn học: Phát triển năng lực tốn học thơng qua việc tính tốn
kích thước sản phẩm, sử dụng vơn kế xoay chiều đo đạc hiệu điện thế, tính số vịng dây của stato máy phát, tính số bóng LED sử dụng…. các bài tập tính tốn tần số máy phát điện, số cặp cực phần cảm…
- Năng lực khoa học: Thơng qua việc lắp mạch điện gồm bóng đèn, diot, tụ
điện với máy phát điện xoay chiều, biết cách chuyển dòng điện xoay chiều sang dòng điện một chiều sẽ giúp các em rèn luyện năng lực khoa học.
- Năng lực công nghệ: Biết thiết kế bản vẽ kĩ thuật. Sử dụng các nguyên vật
liệu dễ tìm, rẻ trên các trang thương mại điện tử, đảm bảo an tồn.
- Năng lực tin học: Biết cách tìm kiếm và sử dụng thông tin trên internet, sử
dụng một số thiết bị hiện đại: smatphone, laptop, tablet và các phần mềm Powerpoint, Word…, trao đổi thông tin qua mạng xã hội Zalo/Facebook phục vụ cho học tập và nghiên cứu.
- Năng lực thẩm mĩ: Thông qua việc thiết kế và chế tạo sản phẩm sao cho
đẹp mắt, vẽ sơ đồ tư duy củng cố kiến thức, trình bày poster trên giấy A0 đã giúp các em phát triển năng lực thẩm mĩ.
Các phẩm chất mà học sinh đã đạt được:
- Yêu nước: Tiết kiệm và sử dụng năng lượng đúng cách, sủ dụng thiết bị
điện tiết kiệm điện năng Quốc gia, tận dụng các vật liệu tái chế để bảo vệ môi trường là thể hiện phẩm chất yêu nước mà thông qua hoạt động trải nghiệm STEM chủ đề này muốn hướng tới các em học sinh.
- Nhân ái: Thơng qua hoạt động nhóm để làm sản phẩm STEM giúp các em
phát triển tính cách hài hồ, cởi mở và hoà nhập với mọi người và giúp đỡ bạn bè.
- Chăm chỉ: Các thành viên trong nhóm chăm chỉ học tập, hăng say học hỏi
bạn bè, thầy cô để thiết kế và cách làm sản phẩm sẽ giúp các em rèn luyện phẩm chất chăm chỉ trong học tập và làm việc để đạt được những thành công lớn lao trong tương lai.
- Trung thực: Qua việc công bố giá thành làm sản phẩm, thiết kế ý tưởng
riêng của mỗi nhóm giúp các em rèn luyện phẩm chất trung thực trong làm việc.
- Trách nhiệm: Các thành viên trong nhóm thực hiện đúng nhiệm vụ được
phân cơng, hồn thành đúng thời gian chính là tinh thần trách nhiệm cao trong cơng việc.
Từ phân tích trên, có thể thấy, đối với bài học Máy phát điện xoay chiều- động cơ không đồng bộ ba pha, nếu giáo viên chỉ dạy theo phương pháp truyền thống, chú trọng đến kiến thức thi cử thì các em chỉ hình thành và phát triển một số năng lực đơn thuần như: năng lực tự học, năng lực toán học, năng lực giải quyết vấn đề bài toán trong đề thi, năng lực tin học. Tuy nhiên, nếu giáo viên đổi mới phương pháp dạy học tổ chức các hoạt động trải nghiệm STEM vào bài học này lồng ghép với phương pháp dạy học truyền thống thì ngồi việc lĩnh hội các kiến thức bài học phục vụ cho thi cử ra, học sinh sẽ phát triển các năng lực và phẩm chất trong chương trình GDTHPT 2018 sắp diễn ra vào các năm tới, góp phần vào công tác hướng nghiệp, giáo dục ý thức bảo vệ môi trường và tiết kiệm năng lượng.
2.5.3. Một số kết quả đạt được khác
Với sự kích thích tị mị, sáng tạo của các em học sinh sau khi tham gia các hoạt động trải nghiệm các hoạt động chủ đề STEM của nhiều bài học do chúng tôi triển khai lồng ghép với phương pháp dạy học truyền thống, các em đã trang bị thêm nhiều kiến thức thực tiễn về Vật lý áp dụng trong cuộc sống, nhiều em đã biết cách tự sửa chữa những hỏng hóc đơn giản của các thiết bị điện trong gia đình như quạt điện, máy bơm nước, quạt thổi bếp lò (lò thổi), bộ đổi nguồn điện máy biến áp, chế tạo máy phát điện gió đơn giản đặt trên ban cơng thắp sáng bóng đèn cơng suất nhỏ khi có sự cố mất điện (phụ lục 1)…. Nhiều em học sinh đã đăng kí tham gia các câu lạc bộ STEM, câu lạc bộ sáng tạo khoa học kĩ thuật trong nhà trường. Như vậy hướng phát triển của đề tài đã giúp các em học sinh có thêm kiến thức, kĩ năng, thái độ và động lực tham gia phát triển các câu lạc bộ STEM và câu lạc bộ sáng tạo khoa học kĩ thuật trong nhà trường.
Ảnh 7: Từ ý tưởng sản phẩm STEM, học sinh chế tạo máy phát điện gió lưu trữ độc lập lắp đặt trên ban cơng thắp sáng bóng đèn cơng suất nhỏ, chạy router wifi, laptop học online…phòng sự cố khi mất điện và sửa chữa những hỏng hóc đơn giản ở quạt điện.