THIẾT KẾ HOẠT ĐỘNG GIÁO DỤC STEM THÔNG QUA THỬ THÁCH LÀM NẾN CHO HỌC SINH LỚP 10 TRUNG HỌC PHỔ THÔNG

LUẬN VĂN SIÊU CẤP CHANNEL

vectorstock.com/22657711

Ths Nguyễn Thanh Tú eBook Collection DẠY KÈM QUY NHƠN DISSERTATION PHÁT TRIỂN NỘI DUNG

THIẾT KẾ HOẠT ĐỘNG GIÁO DỤC STEM THÔNG QUA THỬ THÁCH LÀM NẾN CHO HỌC SINH LỚP 10 TRUNG HỌC PHỔ THÔNG (2019) WORD VERSION | 2019 EDITION ORDER NOW / CHUYỂN GIAO QUA EMAIL TAILIEUCHUANTHAMKHAO@GMAIL.COM

Tài liệu chuẩn tham khảo Phát triển kênh bởi Ths Nguyễn Thanh Tú Đơn vị tài trợ / phát hành / chia sẻ học thuật : Nguyen Thanh Tu Group Hỗ trợ trực tuyến Fb www.facebook.com/DayKemQuyNhon Mobi/Zalo 0905779594

TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM HÀ NỘI 2 KHOA VẬT LÝ

NGUYỄN THỊ PHƢƠNG THẢO

THIẾT KẾ HOẠT ĐỘNG GIÁO DỤC STEM THÔNG QUA THỬ THÁCH LÀM NẾN CHO HỌC SINH LỚP 10 TRUNG HỌC PHỔ THÔNG Chuyên ngành: Lý luận và phƣơng pháp dạy học bộ môn Vật Lý KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

HÀ NỘI, 2019

TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM HÀ NỘI 2 KHOA VẬT LÝ

NGUYỄN THỊ PHƢƠNG THẢO

THIẾT KẾ HOẠT ĐỘNG GIÁO DỤC STEM THÔNG QUA THỬ THÁCH LÀM NẾN CHO HỌC SINH LỚP 10 TRUNG HỌC PHỔ THÔNG Chuyên ngành: Lý luận và phƣơng pháp dạy học bộ môn Vật Lý KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

Ngƣời hƣớng dẫn khoa học

ThS. NGUYỄN ANH DŨNG

HÀ NỘI, 2019

LỜI CẢM ƠN

Khóa luận này là kết quả của quá trình học tập và nghiên cứu của tôi tại trƣờng Đại học Sƣ phạm Hà Nội 2. Với tình cảm chân thành, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới các thầy, cô trong trƣờng Đại học Sƣ phạm Hà Nội 2 đã quan tâm, giúp đỡ và tạo điều kiện cho tôi trong quá trình học tập và nghiên cứu đề tài này.

Xin chân thành cảm ơn tới thầy, cô bên tổ phƣơng pháp dạy học bộ môn Vật lý đã chỉ bảo, giúp đỡ tôi rất tận tình. Đặc biệt, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới thầy – ThS. Nguyễn Anh Dũng đã tận tình hƣớng dẫn, góp ý và động viên tôi trong suốt quá trình hoàn thành khóa luận.

Cuối cùng, tôi xin chân thành cảm ơn gia đình, bạn bè và ngƣời thân đã động viên giúp đỡ tôi hoàn thành chƣơng trình học và hoàn thành khóa luận tốt nghiệp.

Hà Nội, ngày

tháng

năm 2019

Sinh viên

Nguyễn Thị Phƣơng Thảo

LỜI CAM ĐOAN

Em xin cam đoan, dƣới sự hƣớng dẫn tận tình của Th.S Nguyễn Anh Dũng, khóaluận tốt nghiệp đại học chuyên ngành Vật lí với đề tài “THIẾT KẾ HOẠT ĐỘNG GIÁO DỤC STEM THÔNG QUA THỬ THÁCH LÀM NẾN CHO HỌC SINH LỚP 10 TRUNG HỌC PHỔ THÔNG” đƣợc hoàn thành bởi nhận thức của

bản thân em, không trùng khớp với bất kì công trìnhkhoa học nào khác.

Trong quá trình nghiên cứu thực hiện khóa luận này, em đã kế thừa những thành tựu của các nhà khoa học với lòng biết ơn trân trọng.

Hà Nội, ngày ….tháng ….năm 2019

Sinh viên

Nguyễn Thị Phƣơng Thảo

DANH MỤC VIẾT TẮT

CTGDPT

Chƣơng trình giáo dục phổ thông

GQVĐ

Giải quyết vấn đề

GV

Giáo viên

HS

Học sinh

THPT

Trung học phổ thông

MỤC LỤC MỞ ĐẦU ........................................................................................................... 1 1. Đặt vấn đề...................................................................................................... 1 2. Mục đích và nhiệm vụ nghiên cứu. ............................................................... 1 3. Đối tƣợng, khách thể, phạm vi nghiên cứu ................................................... 2 4. Giả thuyết đề tài. ........................................................................................... 2 5. Phƣơng pháp nghiên cứu ............................................................................... 2 6. Cấu trúc đề tài ............................................................................................... 3 Phần nội dung .................................................................................................... 3 NỘI DUNG ....................................................................................................... 4 CHƢƠNG 1: CƠ SỞ LÍ LUẬN VỀ GIÁO DỤC STEM ................................. 4 1.1. Giáo dục STEM là gì? ................................................................................ 4 1.1.1. STEM ...................................................................................................... 4 1.1.2. Giáo dục STEM...................................................................................... 5 1.1.3. Đặc điểm của giáo dục STEM ................................................................ 5 1.1.4. Môn học STEM ...................................................................................... 7 1.1.5. Kỹ năng STEM . .................................................................................... 8 1.2. Vai trò của giáo dục STEM....................................................................... 9 1.3. Giáo dục STEM trên thế giới .................................................................... 9 1.4. Giáo dục STEM tại Việt Nam ................................................................. 12 1.5. Quy trình giáo dục STEM ....................................................................... 13 1.6. Dạy học môn Vật lý theo định hƣớng giáo dục STEM .......................... 19 1.6.1. Mối liên hệ giữa dạy học vật lý và giáo dục STEM ............................. 19 1.6.2. Quy trình dạy học môn Vật lý theo định hƣớng giáo dục STEM ........ 21 1.7. Kiểm tra đánh giá trong giáo dục STEM ................................................ 23

1.7.1. Đánh giá truyền thống .......................................................................... 23 1.7.2. Đánh giá trong giáo dục STEM ........................................................... 24 TỔNG KẾT CHƢƠNG 1................................................................................ 25 CHƢƠNG 2: THIẾT KẾ HOẠT ĐỘNG GIÁO DỤC STEM THÔNG QUATHỬ THÁCH LÀM NẾN CHO HỌC SINH LỚP 10 TRUNG HỌC PHỔ THÔNG .................................................................................................. 26 2.1.Thiết kế hoạt động dạy học theo định hƣớng STEM ........................... 26 2.1.1.Phân tích chuẩn kiến thức kỹ năng của bài học. .................................... 26 2.1.2:Định hƣớng phát triển năng lực STEM trong thử thách làm nến ......... 28 2.2. Kế hoạch dạy học trong thử thách làm nến. ............................................. 29 2.2.1. Mục tiêu dạy học. .................................................................................. 29 2.2.2. Nội dung học tập theo định hƣớng STEM ............................................ 29 2.2.2.1. Tài liệu hƣớng dẫn hoạt động làm nến từ bơ thực vật ....................... 29 2.2.2.2. Thiết kế nhiệm vụ học tập. ................................................................. 38 2.2.2.3. phiếu học tập ...................................................................................... 39 2.2.2.4. Tổ chức dạy học. ................................................................................ 40 2.2.2.5. Tổ chức hoạt động với phần mềm đo cƣờng độ sáng của sản phẩm. 41 2.3. Đề xuất bộ kiến thức môn Vật lý 10 có thể dạy học theo định hƣớng giáo dục STEM. ...................................................................................................... 42 TỔNG KẾT CHƢƠNG 2................................................................................ 44 CHƢƠNG 3: DỰ KIẾN THỰC NGHIỆM SƢ PHẠM.................................. 45 3.1. Mục đích và nhiệm vụ thực nghiệm......................................................... 45 3.1.1. Mục đích thực nghiệm .......................................................................... 45 3.1.2. Nhiệm vụ thực nghiệm .......................................................................... 45 3.2. Đối tƣợng thực nghiệm sƣ phạm.............................................................. 45 3.3. Các phƣơng pháp thực nghiệm sƣ phạm .................................................. 45

3.4. Tiêu chí đánh giá ...................................................................................... 46 3.5. Dự kiến kết quả thực nghiệm sƣ phạm. .................................................. 48 3.6. Thời gian thực nghiệm ............................................................................. 49 TỔNG KẾT CHƢƠNG 3................................................................................ 50 KẾT LUẬN CHUNG ...................................................................................... 51 TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................... 52

DANH MỤC BẢNG Bảng 1.5. Sự khác nhau trong các hoạt động của giáo viên nhất quán và không nhất quán theo mô hình 5E .................................................................. 17 Bảng 2.1.1: Chuẩn kiến thức, kĩ năng Bài 38 ,Tiết 1 “ Sự chuyển thể của các chất phần Sự nóng chảy- sự đông đặc”. .......................................................... 27 Bảng 2.1.2.Định hƣớng phát triển năng lực STEM trong thử thách làm nến. 28 Bảng 3.4.a. Bảng tiêu chí đánh giá sản phẩm ................................................. 46 Bảng 3.4.b. Bảng tiêu chí đánh giá hoạt động nhóm ...................................... 47 Bảng 3.4.c. Bảng tiêu chí tự đánh giá cá nhân. ............................................... 48

DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 : Mô tả thuật ngữ STEM ........................................................................................................ 4 Hình 1.5: Quy trình 5E hướng dẫn dạy học theo định hướng STEM ................................... 14 Hình 1.6: Quy trình dạy học môn Vật lý theo định hướng giáo dục STEM ........................ 21 Hình 2.1. Hình ảnh sản phẩm nến ..................................................................................................... 30 Hình 2.2. Hình ảnh các hình dạng khuôn làm nến ...................................................................... 31 Hình 2.3. Hình ảnh các giai đoạn làm nến ...................................................................................... 32 Hình 2.5. Hình ảnh phần mềm đo cường độ sáng Lux Meter ................................................. 42

MỞ ĐẦU 1. Đặt vấn đề Thế kỉ XXI, cuộc cách mạng 4.0 với sự bùng nổ của công nghệ và khoa học, xã hội phải đối mặt với nhiều thách thức lớn và không thể không kể đến vấn đề đổi mới giáo dục. Đây là vấn đề không chỉ riêng Việt Nam nói riêng mà là vấn đề của cả toàn cầu nói chung. Hiện nay, “Giáo dục STEM” đã trở thành chủ đề quan trọng trong các cuộc hội thảo và các kế hoạch tại các nƣớc phát triển trong những năm gần đây. Phƣơng pháp dạy học STEM theo định hƣớng phát triển năng lực HS không chỉ về hoạt động trí tuệ mà còn chú ý rèn luyện năng lực hoạt động trải nghiệm thực hành, thực tiễn để phát triển năng lực GQVĐ ngƣời học qua sự kết hợp của 4 môn học: công nghệ, khoa học, kĩ thuật, toán học. Việc kết hợp liên môn nhƣ vậy giúp ngƣời học phát triển khả năng sáng tạo, tƣ duy logic, hiệu suất học tập và làm việc vƣợt trội hơn, ngoài ra ngƣời học còn có hội phát triển các kỹ năng mềm toàn diện. Chính vì vậy, giáo dục STEM cần đƣợc quan tâm và nhận thức của toàn xã hội. Bên cạnh đó, bộ môn Vật Lý có nhiều điểm tƣơng đồng với giáo dục STEM bởi đây là bộ môn cung cấp các kiến thức khoa học nền tảng. Do đó, việc nghiên cứu về giáo dục STEM thông qua dạy học Vật Lý là hoàn toàn cần thiết. Với các lí do trên, khóa luận chọn đề tài : “Thiết kế hoạt động giáo dục STEM thông qua dạy học Vật lý lớp 10” 2. Mục đích và nhiệm vụ nghiên cứu.

2.1. Mục đích nghiên cứu: Xây dựng cơ sở lí luận về giáo dục STEM và cơ sở lí luận về hoạt động giáo dục dạy học STEM thông qua dạy học bộ môn Vật lý THPT. Thiết kế các hoạt động dạy học và đánh giá giáo dục STEM thông qua dạy học Vật lý lớp 10.

2.2. Nhiệm vụ nghiên cứu a) Nghiên cứu tổng quan về giáo dục STEM. b) Nghiên cứu về dạy học bộ môn Vật lý theo định hƣớng giáo dục STEM.

1

c) Nghiên cứu bài : “Sự chuyển thể của các chất phần Sự nóng chảy- sự đông đặc” sách giáo khoa Vật lý lớp 10. d) Thiết kế hoạt động dạy học theo định hƣớng giáo dục STEM và bộ công cụ đánh giá dạy học.

3. Đối tƣợng, khách thể, phạm vi nghiên cứu 3.1. Đối tƣợng nghiên cứu Các kiến thức để thiết kế dạy học trong giáo dục STEM thông qua dạy học bộ môn Vật lý lớp 10.

3.2. Khách thể nghiên cứu Vật lý lớp 10, bài Sự chuyển đổi của các chất 3.3. Phạm vi nghiên cứu Chƣơng trình Vật lý 10, cơ bản.

4. Giả thuyết đề tài.

Nếu thiết kế đƣợc hoạt động dạy học theo định hƣớng STEM sẽ đánh giá đƣợc mức độ mục tiêu dạy học và đánh giá đƣợc mức độ phát triển kiến thức, kỹ năng STEM của học sinh, đồng thời tạo hứng thú cho học sinh hoạt động tích cực, chủ động hơn trong các hoạt động học tập.

5. Phƣơng pháp nghiên cứu - Phƣơng pháp nghiên cứu lí luận: Nghiên cứu, phân tích, tổng hợp, hệ thống hóa,…các tài liệu lí luận liên quan nhằm xây dựng cho học sinh tài liệu tự học.

- Phƣơng pháp nghiên cứu thực tiễn: Phỏng vấn trực tiếp GV, HS tại các trƣờng thực nghiệm.

- Phƣơng pháp chuyên gia: Tham khảo, tiếp thu ý kiến của các chuyên gia giáo dục trong lĩnh vực giáo dục về việc phát triển năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo - Thực nghiệm sƣ phạm: với HS khối 10 trƣờng THPT để biết đƣợc tính khả thi của đề tài.

2

- Phƣơng pháp xử lí thông tin: áp dụng phƣơng pháp thống kê toán học để xử lý và phân tích số liệu thực nghiệm sƣ phạm.

6. Cấu trúc đề tài Mở đầu Phần nội dung Chƣơng 1: cơ sở lí luận dạy học chủ đề stem cho học sinh ở trƣờng trung học phổ thông Chƣơng 2: thiết kế hoạt động dạy học và đánh giá giáodục stem thông qua dạy học phần sự nóng chảy- sự đông đặc bài sự chuyển thể của các chất môn vật lý lớp 10.

Chƣơng 3: dự kiến thực nghiệm

3

NỘI DUNG CHƢƠNG 1: CƠ SỞ LÍ LUẬN VỀ GIÁO DỤC STEM 1.1. Giáo dục STEM là gì?

1.1.1. STEM

Hình 1.1 : Mô tả thuật ngữ STEM Theo nguồn: http://victoriaacademy.edu.vn/giao-duc-stem-mo-hinhgiao-duc-cua-thoi-dai-4-0/ STEM là viết tắt của các từ Science (khoa học), Technology (công nghệ), Engineering (kỹ thuật) và Math (toán học). Ngay từ cái tên đó, có thể thấy đƣợc về bản chất STEM mang tính “liên môn”, giúp trang bị cho ngƣời học những kiến thức và kỹ năng cần thiết liên quan đến bốn lĩnh vực trên, các kiến thức và kỹ năng này sẽ luôn đƣợc tích hợp, lồng ghép và bổ trợ cho nhau giúp học sinh không chỉ hiểu biết về nguyên lý mà còn có thể áp dụng để thực hành và tạo ra đƣợc những sản phẩm trong cuộc sống hằng ngày.

Nhƣ vậy, có thể hiểu đơn giản STEM là phƣơng pháp giáo dục “Học thông qua hành”, thay vì chỉ học lý thuyết thì bây giờ trẻ sẽ thực hành sau đó rút ra đƣợc lý thuyết từ kết quả thực tế.

4

1.1.2. Giáo dục STEM Giáo dục STEM hiện nay đƣợc rất nhiều tổ chức,nhà giáo dục trên thế giới quan tâm và nghiên cứu. Do đó, thuật ngữ “Giáo dục STEM” cũng đƣơc định nghĩa theo nhiều cách khác nhau: Giáo dục STEM có thể đƣợc hiểu theo nghĩa là tích hợp của 4 môn Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học. Theo tác giả Tsupros, N. R. Kohler, & Hallinen. (2009) “Giáo dục STEM là một cách tiếp cận liên ngành trong quá trình học, trong đó các khái niệm học thuật mang tính nguyên tắc được lồng ghép với các bài học trong thế giới thực, ở đó học sinh áp dụng các kiến thức trong khoa học, công nghệ, kỹ thuật và toán học vào các bối cảnh cụ thể, giúp kết nối giữa trường học, cộng đồng, nơi làm việc và các tổ chức toàn cầu để từ đó phát triển các năng lực trong lĩnh vực STEM và khả năng cạnh tranh trong nền kinh tế mới” .

Ngoài ra, giáo dục STEM còn đƣợc hiểu theo nghĩa là tích hợp từ hai lĩnh trở lên về Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học. Theo quan niệm này, tác giả Sander M. (2009), định nghĩa “ Giáo dục STEM là phương pháp tiếp cận,khám phá trong giảng dạy và học tập giữa hai hay nhiều hơn các môn học STEM, hoặc giữa một chủ đề STEM và một hoặc nhiều môn học khác nhau trong nhà trường” Không thể có nền kinh tế 4.0 dựa trên nền tảng khoa học công nghệ lạc hậu, cũng nhƣ không thể có nền khoa học công nghệ phát triển dựa trên nền tảng giáo dục đào tạo lạc hậu. Theo chỉ thị số 16 của Thủ tƣớng Chính phủ mới đây có nêu rõ: Bộ Giáo dục và Đào tạo thúc đẩy triển khai giáo dục STEM trong chƣơng trình giáo dục phổ thông, nhằm tăng cƣờng khả năng thích nghi với những yêu cầu của cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ tƣ. Và điều đó cho thấy, giáo dục STEM đóng vai trò rất quan trọng trong cuộc cách mạng này. Vì vậy, để tiếp cận với phƣơng pháp giáo dục STEM cần phải tìm hiểu rõ về bản chất và đặc điểm của phƣơng pháp này một cách chính xác nhất.

1.1.3. Đặc điểm của giáo dục STEM

5

Theo tác giả Nguyễn Thành Hải, Nghiên cứu sinh tiến sĩ ngành Khoa học Giáo dục tại Viện nghiên cứu Giáo dục STEM của Đại học Missouri (Mỹ) đã có bài viết rút ra ba đặc điểm quan trọng khi nói về giáo dục: (http://khoahocphattrien.vn/khoa-hoc/giao-duc-stem-khong-de-bien-hocsinh-thanh-nha-khoa-hoc/20170419034255815p1c160.htm) Thứ nhất đó là cách tiếp cận “liên ngành” khác với “đa ngành”. Mặc dù là cùng có nhiều ngành, nhiều lĩnh vực nhƣng “liên ngành” thể hiện sự liên kết và hỗ trợ giữa các ngành với nhau. Còn “đa ngành” chỉ là sự xuất hiện của nhiều môn học, nhƣng giữa các môn học đó không có sự tƣơng tác, bổ trợ cho nhau để giúp hình thành phẩm chất và năng lực cho học sinh . Do vậy, nếu một chƣơng trình học, một trƣờng học có nhiều môn học khác nhau nhƣng lại đƣợc các giáo viên khác nhau dạy một cách tách biệt, chuyên sâu, mà không có sự kết nối và bổ trợ lẫn nhau thì chƣa đƣợc gọi là giáo dục STEM. Thứ hai là sự lồng ghép giữa các bài học với thế giới thực, thể hiện tính thực tiễn và tính ứng dụng kiến thức cao trong việc giải quyết các vấn đề thực tế. Tức là, khoảng cách giữa lý thuyết và ứng dụng lý thuyết vào thực tế đƣợc rút ngắn lại và không có rào cản giữa chúng. Do vậy, các chƣơng trình giáo dục STEM nhất thiết phải hƣớng đến các hoạt động thực hành và vận dụng kiến thức để tạo ra sản phẩm hoặc giải quyết vấn đề thực tế của cuộc sống.

Thứ ba là sự kết nối từ trƣờng học, xã hội đến các tổ chức toàn cầu thế giới, đó là kỷ nguyên của thế giới phẳng, cách mạng công nghiệp 4.0 nơi mà tự động hóa và điều khiển từ xa thông qua các thiết bị điện tử di động lên ngôi, thông qua đƣờng truyền Internet. Do vậy, quá trình giáo dục STEM không chỉ hƣớng đến các vấn đề cụ thể của địa phƣơng, xã hội quanh môi trƣờng học tập, mà phải đặt trong các vấn đề gắn với bối cảnh kinh tế toàn cầu và các xu hƣớng chung của thế giới, ví dụ nhƣ biến đổi khí hâu, năng lƣợng tái tạo,…

Ngoài ra, đặc điểm của giáo dục STEM có thể hiểu là một quan điểm dạy học tích hợp nhƣng đặc điểm cơ bản của giáo dục STEM là chỉ bàn đến tích hợp các nội dung thuộc các lĩnh vực Khoa học,Công nghệ, Kỹ thuật, Toán học. Các hoạt động định hƣớng thực hành và định hƣớng sản phẩm, 6

trong quá trình tổ chức hoạt động dạy học chi phối bởi những định hƣớng đã đƣợc thỏa thuận giữa ngƣời dạy và ngƣời học. Định hƣớng hứng thú, đây là hoạt động nhằm hình thành xúc cảm tích cực cho ngƣời học, là cơ sở hình thành niềm tin, thái độ, giá trị của ngƣời học.

Là hoạt động dạy học nhằm cho hoạt động trí óc và chân tay kết hợp với nhau một cách chặt chẽ, bên cạnh đó còn giúp giải phóng năng lƣợng, thần kinh, cơ bắp của ngƣời học. Là quan điểm dạy học tích cực hóa học sinh và tiếp cận toàn thể, ngƣời học đƣợc hoạt động, tƣơng tác trực tiếp với các đối tƣợng hoạt động, trong đó các đối tƣợng hoạt động đƣợc thiết kế thành các mô đun định hƣớng năng lực. Đặc điểm quan trọng của giáo dục STEM là nhấn mạnh việc học tập trong những điều kiện phức hợp nhƣng vẫn đảm bảo nắm chắc kiến thức cơ bản, rèn luyện những kĩ năng cơ bản.

1.1.4. Môn học STEM Science (Khoa học): Là môn học nhằm phát triển khả năng sử dụng các kiến thức Khoa học (Vật lý, Hóa học, Sinh học và Khoa học trái đất) của học sinh, không chỉ giúp học sinh hiểu về thế giới tự nhiên mà còn có thể vận dụng kiến thức đó để giải quyết các vấn đề khoa học trong cuộc sống hàng ngày.

Technology (Công nghệ): Là môn học nhằm phát triển khả năng sử dụng, quản lí, hiểu và đánh giá công nghệ của học sinh. Nó cung cấp cho học sinh những cơ hội để hiểu về công nghệ đƣợc phát triển nhƣ thế nào, cung cấp cho học sinh những kĩ năng để có thể phân tích đƣợc sự ảnh hƣởng của công nghệ mới tới cuộc sống hàng ngày của học sinh và của cộng đồng…

Engineering (Kĩ thuật) : Là môn học nhằm phát triển sự hiểu biết ở học sinh về cách công nghệ đang phát triển thông qua quá trình thiết kế kĩ thuật.

Kĩ thuật cung cấp cho học sinh những cơ hội để tích hợp kiến thức của nhiều môn học, giúp cho những khái niệm liên quan trở nên tƣờng minh trong cuộc sống của họ. Kĩ thuật cũng cung cấp cho học sinh những kĩ năng để có thể vận dụng sáng tạo cơ sở Khoa học và Toán học trong quá trình thiết kế các đối tƣợng, các hệ thống hay xây dựng các quy trình sản xuất.

7

Mathematics (Toán học): Là môn học nhằm phát triển ở học sinh khả năng phân tích, biện luận và truyền đạt ý tƣởng một cách hiệu quả thông qua việc tính toán, giải thích,các giải pháp giải quyết các vấn đề toán học trong quá tình huống đặt ra ví dụ: Khi học về chủ đề hệ mặt trời, học sinh sẽ đƣợc tìm hiểu, nghiên cứu về cấu trúc và đặc điểm của hệ mặt trời ( tìm hiểu về Khoa học ), bên cạnh đó học sinh sẽ đƣợc nghiên cứu về những ý tƣởng phát hiện ra kính thiên văn ( tìm hiểu Công nghệ), đƣợc học về cấu tạo, nguyên lí hoạt động của kính thiên văn ( tìm hiểu về Kĩ thuật), và còn đƣợc học cách tính tỉ lệ khoảng cách giữa các ngôi sao hay kích thƣớc của các ngôi sao ( môn Toán học ).

1.1.5. Kỹ năng STEM .

Giáo dục STEM không chỉ giúp ngƣời học có kiến thức liên ngành về Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học, mà còn giúp ngƣời học phát triển các kĩ năng về các lĩnh vực đó để có thể vận dụng vào cuộc sống, đặc biệt là trong thời đại công nghệ hiện đại ngày nay thì các kĩ năng này là không thể thiếu ( Theo bài viết: https://ictnews.vn/cntt/cach-mang-40/stem-la-gi-vatrien-khai-vao-chuong-trinh-giao-duc-pho-thong-nhu-the-nao-163618.ict Kỹ năng khoa học: học sinh đƣợc trang bị kiến thức về các khái niệm, các nguyên lý, các định luật và các cơ sở lý thuyết của giáo dục khoa học.

Mục tiêu quan trọng nhất là thông qua giáo dục khoa học, học sinh có khả năng liên kết các kiến thức này để thực hành và có tƣ duy để sử dụng kiến thức vào thực tiễn để giải quyết các vấn đề trong thực tế.

Với kỹ năng công nghệ: học sinh có khả năng sử dụng, quản lý, hiểu biết, và truy cập đƣợc công nghệ, từ những vật dụng đơn giản nhƣ cái bút, chiếc quạt đến những hệ thống phức tạp nhƣ mạng Internet, máy móc.

Về kỹ năng kỹ thuật: học sinh đƣợc trang bị kỹ năng sản xuất ra đối tƣợng và hiểu đƣợc quy trình để làm ra nó. Vấn đề này đòi hỏi học sinh phải có khả năng tổng hợp và kết hợp để biết cách làm thế nào để cân bằng các yếu tố liên quan (nhƣ khoa học, nghệ thuật, công nghệ, kỹ thuật) để có đƣợc một giải pháp tốt nhất trong thiết kế và xây dựng quy trình. Ngoài ra học sinh còn 8

có khả năng nhìn nhận ra nhu cầu và phản ứng của xã hội trong những vấn đề liên quan đến kỹ thuật.

Và cuối cùng, kỹ năng toán học: là khả năng nhìn nhận và nắm bắt đƣợc vai trò của toán học trong mọi khía cạnh tồn tại trên thế giới. Học sinh có kỹ năng toán học sẽ có khả năng thể hiện các ý tƣởng một cách chính xác, có khả năng áp dụng các khái niệm và kỹ năng toán học vào cuộc sống hằng ngày.

1.2. Vai trò của giáo dục STEM Những học sinh học theo cách tiếp cận giáo dục STEM đều có những ƣu thế nổi bật nhƣ: kiến thức khoa học, kỹ thuật, công nghệ và toán học chắc chắn; khả năng sáng tạo, tƣ duy logic; hiệu suất học tập và làm việc vƣợt trội; và có cơ hội phát triển các kỹ năng mềm toàn diện hơn trong khi không hề gây cảm giác nặng nề, quá tải đối với học sinh.

Với học sinh phổ thông, việc theo học các môn học STEM còn có ảnh hƣởng tích cực tới khả năng lựa chọn nghề nghiệp tƣơng lai. Khi đƣợc học nhiều dạng kiến thức trong một thể tích hợp, học sinh sẽ chủ động thích thú với việc học tập thay vì thái độ e ngại hoặc tránh né một lĩnh vực nào đó, từ đó sẽ khuyến khích các em có định hƣớng tốt hơn khi chọn chuyên ngành cho các bậc học cao hơn và sự chắc chắn cho cả sự nghiệp về sau.

Có thể xét thấy, mục tiêu chung của giáo dục STEM chính là sự tác động tích cực đến ngƣời học, giúp ngƣời học có thể sẵn sàng với các thách thức mới của thế giới thể kỉ XXI. Dƣới góc độ giáo dục và các góc độ khác, giáo dục STEM có ba vai trò cơ bản tác động trực tiếp đến ngƣời học đó là : hình thành và phát triển năng lực ngƣời học; trang bị kiến thức và kĩ năng STEM cho ngƣời học để đáp nguồn nhân lực trong lĩnh vực STEM; thiết lập mối liên hệ tƣơng tác giữa khoa học, công nghệ, kĩ thuật và toán học.

1.3. Giáo dục STEM trên thế giới Tại Pháp Theo tác giả Nationale, giáo dục STEM đƣợc bao phủ ở mọi cấp học.

9

Ở bậc TH, HS đƣợc học về Toán học, Khoa học tự nhiên và Công nghệ. HS đã đƣợc tham gia các hoạt động trải nghiệm nghiên cứu nhằm thúc đẩy sự quan tâm của các em về Khoa học và Công nghệ, bên cạnh đó phát triển tƣ duy phê phán của HS. Mục tiêu là nâng cao sự hiểu biết của HS về thế giới từ cả hai yếu tố tự nhiên và nhân tạo. Ở bậc THCS, HS đƣợc học về Toán học, Khoa học (Vật lí, Hóa học, Khoa học Sự sống và Trái đất), Công nghệ. HS đƣợc tập trung học tập theo định hƣớng giải quyết vấn đề và nghiên cứu nhằm khuyến khích các em có hiểu biết và những suy nghĩ nghiêm túc về thế giới của mình. Hiểu về các nguyên lí của Toán học và giải quyết các vấn đề Toán học. Đặc biệt hiện nay, Pháp đang triển khai một chƣơng trình học tập về tích hợp Khoa học và Công nghệ.

Cung cấp một chƣơng trình bao gồm các nội dung về Vật lí, Hóa học, Khoa học sự sống và trái đất, Công nghệ. Tuy nhiên, các nội dung này đƣợc dạy tích hợp chứ không phải là một môn học riêng biệt. Ở trong chƣơng trình THPT của Pháp, giáo dục STEM đƣợc dành thời lƣợng đáng kể. Trong năm đầu tiên, mỗi tuần HS học Toán học 4 giờ; học Vật lí, Hóa học, Thực hành thể thao, Vũ trụ 3 giờ. Tuy nhiên chỉ có nửa giờ mỗi tuần cho nghiên cứu về Khoa học đời sống và trái đất. Môn học này đƣợc dạy thông qua ba chủ đề: cơ thể con ngƣời và sức khỏe; trái đất và các hành tinh; hành trình tiến hóa của sự sống. Cũng trong năm học đầu tiên HS đƣợc tham gia vào chủ đề khám phá có liên quan đến STEM nhƣ: Công nghệ sinh học; Y tế và xã hội; Phát minh và đổi mới công nghệ, kĩ thuật.

Tại Anh Chƣơng trình hành động của Anh nhằm thúc đẩy giáo dục STEM bao gồm 4 nội dung chính (Mark Windale, 2016): Một là, tuyển dụng GV giảng dạy STEM. Theo đó, dạy tích hợp không phải là một GV dạy nhiều môn học một lúc mà các GV các môn học khác nhau phải hợp tác, cùng xây dựng bài giảng để HS có thể vận dung kiến thức và kĩ năng của nhiều môn để giải quyết một vấn đề.

Hai là, bồi dƣỡng nâng cao trình độ của GV. Ba là, cải tiến và làm phong phú chƣơng trình học cả trong và ngoài lớp học.

10

Bốn là, phát triển cơ sở vật chất hỗ trợ cho việc dạy và học. Điều này không chỉ cần sự đầu tƣ từ ngân sách nhà nƣớc mà còn từ phía khu vực tƣ nhân.

-Kinh nghiệm giáo dục STEM ở Anh là không tách biệt giáo dục STEM với chƣơng trình chính khóa mà lồng ghép những trải nghiệm STEM vào chƣơng trình giảng dạy và sách giáo khoa. Một số cách đƣa giáo dục STEM vào chƣơng trình học tại Anh là: (1) Dự án STEM đƣợc dạy trong một môn học duy nhất, ở đó GV tổ chức cho HS thiết lập vấn đề, thiết kế phƣơng pháp giải quyết vấn đề, thu thập các thông tin, bằng chứng và cuối cùng là rút ra những kết luận.

(2) Dự án STEM đƣợc dạy trong nhiều môn học. Theo cách này, các GV khác nhau sẽ dạy cùng một chủ đề STEM nhƣng tiếp cận theo góc độ chuyên môn của mình.

(3) Dự án STEM phối hợp nhiều môn học, các môn học vẫn tiếp cận chủ đề theo góc độ kiến thức chuyên môn riêng. Những nội dung đƣợc giải quyết trong môn học trƣớc sẽ là tiền đề nối tiếp để dạy ở môn học sau.

(4) Dự án STEM đƣợc thực hiện song song với chƣơng trình học. HS sẽ học các môn học một cách bình thƣờng, tuy nhiên song song với đó HS sẽ tham gia vào một dự án STEM, HS sẽ vận dụng các kiến thức đƣợc học để giải quyết các vấn đề mà dự án đặt ra.

Tại Mỹ Theo thống kê trong một bài viết tại(https://www.livescience.com/43296what-is-stem-education.html) về giáo dục STEM tại Mỹ, những năm gần đây, tỉ lệ học sinh, sinh viên theo học một trong 4 lĩnh vực STEM giảm đi đáng kể trong khi nhu cầu các ngành nghề lĩnh vực STEM gia tăng rõ rệt. Theo Bộ Giáo dục Đạo tạo Hòa Kỳ trƣớc đây chỉ có 16% HS trung học phổ thông quan tâm đến STEM và chứng minh đƣợc sự thành thạo toán học. Năm 2009, chính quyền Obama công bố chiến dịch “Giáo dục để đổi mới” để động viên và khích lệ HS tham gia vào các môn STEM đồng thời chú trọng tới số lƣợng lớn giáo viên có chuyên môn cao trong các lĩnh vực này. Mục đích để đƣa những sinh viên Mỹ ở lĩnh vực khoa học, toán học đạt tới vị trí cao trong đấu trƣờng quốc tế, gia tăng sự tham gia của công chúng và giới trẻ với STEM, 11

nâng cao kinh nghiệm STEM cho sinh viên, nâng cao chuyên môn STEM cho sinh viên đại học, đảm bảo nhu cầu nhân lực STEM và thiết kế giáo dục sau đại học tốt hơn cho lực lƣợng lao động STEM. Ngân sách năm 2014 của chính quyền Obama đầu tƣ 3,1 tỷ đô la vào các chƣơng trình liên bang về giáo dục STEM, với mức tăng 6,7% so với năm 2012. Các khoản đầu tƣ sẽ đƣợc thực hiện để tuyển dụng và hỗ trợ giáo viên STEM, cũng nhƣ hỗ trợ các trƣờng trung học tập trung vào STEM với Mạng lƣới đổi mới STEM. Ngân sách cũng đầu tƣ vào các dự án nghiên cứu tiên tiến cho giáo dục, để hiểu rõ hơn về công nghệ học tập thế hệ tiếp theo.

1.4. Giáo dục STEM tại Việt Nam Theo bài viết tại: (https://ictnews.vn/cntt/cach-mang-40/stem-la-gi-va-trienkhai-vao-chuong-trinh-giao-duc-pho-thong-nhu-the-nao-163618.ict ) Ở Việt Nam các trung tâm giáo dục ngoại khoá đã sớm áp dụng các chƣơng trình đào tạo STEM cho học sinh. Ngày 1/12/2015, Công ty DTT Educspec chính thức ra mắt chuỗi trung tâm Học viện STEM đáp ứng nhu cầu của các bạn học sinh đam mê STEM tại các cơ sở trên toàn quốc với địa chỉ website là hocvienstem.com.

Trong khi đó trƣờng Tiểu học FPT cũng đã có kế hoạch triển khai giáo dục STEM vào chƣơng trình chính khóa bắt buộc từ năm học 2017-2018, với sự kết hợp cùng Trung tâm American STEM. Từ năm 2012, Bộ Giáo dục và Đào tạo hàng năm đã tổ chức cuộc thi “Vận dụng kiến thức liên môn để giải quyết các tình huống thực tiễn dành cho HS trung học” và cuộc thi “Dạy học theo chủ đề tích hợp dành cho GV trung học”. Cuộc thi là cơ hội khuyến khích HS vận dụng kiến thức của các môn học khác nhau để giải quyết các tình huống thực tiễn; tăng cƣờng khả năng vận dụng tổng hợp, khả năng tự học, tự nghiên cứu của HS. Đặc biệt, các cuộc thi Robothon quốc gia hàng năm đƣợc tổ chức, đã vận dụng phƣơng pháp giáo dục Stem một cách rất hiệu quả. Học sinh có thể tự thiết kế, chế tạo các rô-bốt đa dạng, cánh tay máy cầm nâng các vật và hiểu đƣợc nguyên lý hoạt động của các sản phẩm, qua đó trang bị những kiến thức, kỹ năng cần thiết liên quan đến các lĩnh vực khoa học, kỹ thuật, công nghệ và toán học cho 12

học sinh. Các kiến thức, kỹ năng đƣợc tích hợp, lồng ghép và bổ trợ cho nhau, giúp học sinh không chỉ hiểu biết về nguyên lý mà còn có thể áp dụng để thực hành, tạo ra đƣợc những sản phẩm trong cuộc sống hằng ngày nhƣ: thiết kế đèn thông minh trong nhà, hệ thống tƣới cây tự động…

Theo Chỉ thị 16/CT-TTg ngày 4/5/2017 về Tăng cƣờng năng lực tiếp cận cuộc Cách mạng công nghiệp lần thứ tƣ (còn gọi là cách mạng công nghiệp 4.0). Trong đó, Thủ tƣớng Chính phủ có yêu cầu phải thay đổi mạnh mẽ các chính sách, nội dung, phƣơng pháp giáo dục và dạy nghề nhằm tạo ra nguồn nhân lực có khả năng tiếp nhận các xu thế công nghệ sản xuất mới, trong đó cần tập trung vào thúc đẩy đào tạo về STEM bên cạnh ngoại ngữ, tin học trong chƣơng trình giáo dục phổ thông. Bộ Giáo dục và Đào tạo cùng phối hợp với Hội Đồng Anh triển khai chƣơng trình thí điểm về giáo dục STEM cho 15 trƣờng THCS và THPT tại các tỉnh thành nhƣ Hà Nội, Hải Dƣơng, Hải Phòng, Quảng Ninh và Nam Định. Đây là những bƣớc đi quan trọng nhằm phát triển một chƣơng trình giáo dục theo định hƣớng STEM mang tầm quốc gia trong năm học 2016-2017. Mục tiêu chính của dự án này là nhằm : (1) Nâng cao năng lực cho giáo viên, lãnh đạo trƣờng phổ thông về áp dụng phƣơng pháp giáo dục STEM trong công tác giảng dạy của trƣờng nhằm nâng cao năng lực học tập và thực hành của học sinh; (2) Phát triển giáo trình, đổi mới sách giáo khoa và các phƣơng pháp dạy học theo định hƣớng STEM, xây dựng tài liệu giáo dục STEM; (3) Các hoạt động bổ trợ tiếp cận phƣơng pháp giáo dục STEM (câu lạc bộ khoa học, cuộc thi khoa học, đại sứ STEM, nguồn học liệu STEM, trại hè STEM, khuyến khích sự tham gia của các thành phần, tổ chức xã hội vào hoạt động STEM).

Tuy nhiên việc đƣa STEM vào chƣơng trình giáo dục phổ thông cũng sẽ gặp một số khó khăn nhƣ đƣợc nêu ra trong các hội thảo giáo dục, ví dụ nhƣ quy định thi cử, đánh giá chất lƣợng cũng cần thay đổi phù hợp, hay điều kiện cơ sở vật chất sơ sài ở các trƣờng vùng nông thôn, vùng sâu vùng xa.

1.5. Quy trình giáo dục STEM Mô hình giảng dạy 5E ra đời năm 1987. Nó đƣợc phát triển bởi tác giả Rodger W. Bybee cùng cộng sự của mình trong tổ chức giáo dục Nghiên cứu

13

giáo trình dạy Sinh học (BSCS – Biological Sciences Curriculum Study), tại bang Colorado, Mỹ. 5E đƣợc phát triển dựa trên lý thuyết kiến tạo (constructivism) về học tập.

Theo phƣơng pháp 5E, ngƣời học sẽ cùng nhau xây dựng kiến thức, chủ động khám phá các khái niệm mới thông qua các trải nghiệm học tập cụ thể. Lúc đầu, nhóm nghiên cứu xây dựng phƣơng pháp 5E chỉ để nhằm giúp học sinh học môn sinh học thực nghiệm dễ dàng hơn. Sau đó, phƣơng pháp 5E đƣợc áp dụng rộng trong nhiều môn khoa học khác nhƣ toán, công nghệ, kỹ thuật. Nó đƣợc áp dụng phổ biến đến tận ngày nay trong các phƣơng pháp dạy học hiện đại, điển hình nhƣ STEM Mô hình dạy học 5E gồm 5 giai đoạn và có những đặc điểm chính nhƣ sau: https://hocvienkhampha.edu.vn/mo-hinh-day-hoc-5e-trong-giao-duc-stem/

Hình 1.5: Quy trình 5E hƣớng dẫn dạy học theo định hƣớng STEM Engagement (Gắn kết) Trong giai đoạn đầu của chu kỳ học tập, giáo viên làm việc để đạt đƣợc sự hiểu biết về kiến thức sẵn có của học sinh và xác định bất kỳ khoảng trống kiến thức nào. Điều quan trọng là khuyến khích quan tâm đến các khái niệm

14

sắp tới để học sinh có thể sẵn sàng tìm hiểu. Giáo viên có thể làm cho học sinh đặt câu hỏi mở hoặc ghi lại những gì họ đã biết về chủ đề. Thông qua các hoạt động đa dạng, giáo viên thu hút sự chú ý và quan tâm của học sinh, tạo không khí trong lớp học, học sinh cảm thấy có sự liên hệ và kết nối với những kiến thức hoặc trải nghiệm trƣớc đó. Giai đoạn này cho phép học sinh gắn kết, liên hệ lại với các trải nghiệm và quan sát thực tế mà các em đã có trƣớc đó.

Trong bƣớc này, các khái niệm mới cũng sẽ đƣợc giới thiệu cho các em.

Khảo sát (Exploration) Trong giai đoạn này, học sinh đƣợc chủ động khám phá các khái niệm mới thông qua các trải nghiệm học tập cụ thể. Giáo viên cung cấp những kiến thức hoặc những trải nghiệm mang tính cơ bản, nền tảng, dựa vào đó các kiến thức mới có thể đƣợc bắt đầu. Giai đoạn này, học sinh sẽ trực tiếp khám phá và thao tác trên các vật liệu hoặc học cụ đã đƣợc chuẩn bị sẵn. Giáo viên có thể yêu cầu học sinh thực hiện các hoạt động nhƣ quan sát, làm thí nghiệm, thiết kế, thu số liệu.

Giải thích (Explanation) Ở giai đoạn này, giáo viên sẽ hƣớng dẫn học sinh tổng hợp kiến thức mới và đặt câu hỏi nếu họ cần làm rõ thêm. Giáo viên tạo điều kiện cho học sinh đƣợc trình bày, miêu tả, phân tích các trải nghiệm hoặc quan sát thu nhận đƣợc ở bƣớc Khám phá. Ở bƣớc này, giáo viên có thể giới thiệu các thuật ngữ mới, khái niệm mới, công thức mới, giúp học sinh kết nối và thấy đƣợc sự liên hệ với trải nghiệm trƣớc đó. Để giai đoạn này có hiệu quả, giáo viên nên yêu cầu học sinh chia sẻ những gì mà các em đã học đƣợc trong giai đoạn Khám phá trƣớc khi giới thiệu thông tin chi tiết một cách trực tiếp hơn. Áp dụng cụ thể (Elaborate) Giai đoạn này tập trung vào việc tạo cho học sinh có đƣợc không gian áp dụng những gì đã học đƣợc. Giáo viên giúp học sinh thực hành và vận dụng các kiến thức đã học đƣợc ở bƣớc Giải thích, giúp học sinh làm sâu sắc hơn các hiểu biết, khéo léo hơn các kỹ năng, và có thể áp dụng đƣợc trong những tình huống và hoàn cảnh đa dạng khác nhau. Điều này giúp các kiến thức trở nên sâu sắc hơn. Giáo viên có thể yêu cầu học sinh trình bày chi tiết 15

hoặc tiến hành khảo sát bổ sung để củng cố các kỹ năng mới. Giai đoạn này cũng nhằm giúp học sinh củng cố kiến thức trƣớc khi đƣợc đánh giá thông qua các bài kiểm tra. Đánh giá (Evaluation) Mô hình 5E cho phép đánh giá chính thức (dƣới dạng các bài kiểm tra) và phi chính thức (dƣới dạng những câu hỏi nhanh). Trong giai đoạn này, giáo viên có thể quan sát học sinh thông qua các hoạt động nhóm nhỏ hoặc nhóm lớn để xem sự tƣơng tác trong quá trình học. Cũng cần lƣu ý là học sinh tiếp cận các vấn đề theo một cách khác dựa trên những gì họ học đƣợc. Các yếu tố hữu ích khác của Giai đoạn đánh giá bao gồm tự đánh giá, bài tập viết và bài tập trắc nghiệm, hoặc các sản phẩm. Ở đây, giáo viên sẽ linh hoạt sử dụng các kỹ thuật đánh giá đa dạng để nhận biết quá trình nhận thức và khả năng của từng học sinh, từ đó đƣa ra các phƣơng hƣớng điều chỉnh và hỗ trợ học sinh phù hợp, giúp học sinh đạt đƣợc các mục tiêu học tập nhƣ đã đề ra.

Hiểu quả của mô hình dạy học 5E: Đối với các chƣơng trình giáo dục STEM, mô hình 5E trở thành một công cụ hiệu hữu hiệu giúp cho cho cả ngƣời học và ngƣời dạy đều cảm thấy tiếp nhận bài học có tính hệ thống, liền mạch, có cơ hội phát triển theo tâm lý tự khám phá và kiến tạo kiến thức.

Nghiên cứu gần đây cũng cho thấy mô hình 5E đã tạo ra một sự hiểu biết khoa học tốt hơn đáng kể so với cách hƣớng dẫn truyền thống. Ngoài ra, mô hình này còn giúp tăng đáng kể kết quả học tập và duy trì tính kết nối giữa các bài học khoa học Trong giáo dục STEM rất cần sự liên kết giữa các hoạt động với nhau để tạo thành một mục tiêu giáo dục có tính hiệu quả. Do vậy mô hình dạy học 5E mang lại cho giáo viên một cách nhìn hệ thống và toàn diện triển, giúp ích trong việc triển khai các nội dung đa dạng khác nhau. Trong quá trình dạy học các môn khoa học cũng nhƣ các môn kỹ thuật và công nghệ, các bài học thông thƣờng luôn cần các hoạt động về thực hành làm thí nghiệm, ngoài ra cần các khoảng thời gian để vận dụng các kỹ năng về tƣ duy nhƣ giải quyết vấn đề (problem-solving), ra quyết định (decision-making) và tƣ duy phản 16

biện (critical thinking). Do đó việc áp dụng mô hình dạy học 5E sẽ giúp cho giáo viên tìm đƣợc trọng tâm của bài học và dẫn dắt học sinh tiến hành đƣợc các bƣớc một cách có hệ thống.

Bảng 1.5. Sự khác nhau trong các hoạt động của giáo viên nhất quán và không nhất quán theo mô hình 5E Hoạt động của giáo viên

Dạy học theo 5E

Thống nhất với mô hình 5E

Không thống nhất với mô hình 5E Giải thích khái niệm

Tạo hứng thú Gắn kết (Engagment)

Cung cấp các định nghĩa và câu

Kích thích sự tò mò

trả lời

Làm rõ hơn các câu trả lời hoặc Kết luận các phát hiện mà học sinh đã biết Đƣa ra những câu hỏi đóng hoặc suy nghĩ về chủ đề bài học

Khuyến khích học sinh làm việc Cung cấp câu trả lời cùng nhau mà không có sự Nói hoặc giải thích cách làm hƣớng dẫn trực tiếp từ giáo viên việcthông qua vấn đề Quan sát và lắng nghe các học Đƣa ra những kết luận sinh trong quá trình tƣơng tác Trực tiếp nói với học sinh rằng Khảo sát Yêu cầu kiểm tra các câu hỏi để các em là sai chuyển hƣớng khảo sát thí (Exploration) nghiệm của học sinh khi cần thiết Cung cấp thông tin hoặc sự kiện giúp giải quyết vấn đề Cung cấp thời gian cho học sinh Hƣớng dẫn học sinh từng bƣớc để giải quyết các vấn đề tìm ra lời giải Đóng vai trò nhƣ một nhà tƣ vấn cho học sinh

17

Tạo ra danh sách những điều “cần phải biết” tối thiểu Khuyến khích học sinh giải thích các khái niệm và các định nghĩa bằng cách hiểu riêng của mình Đƣa ra các lời giải thích, chứng Chấp nhận những lời giải thích mà minh và làm rõ từ học sinh không cần chứng minh gì thêm Chính thức làm rõ các định Tìm cách phủ nhận để buộc học nghĩa, giải thích,và đƣa ra các Giải thích sinh phải chấp nhận khái niệm mới khi cần thiết (Explanation) Giới thiệu các khái niệm hoặc kỹ Sử dụng kinh nghiệm trƣớc đây năng không liên quan của học sinh làm cơ sở để giải thích các khái niệm Đánh giá sự hiểu biết ngày càng tăng của học sinh

Mong đợi học sinh sử dụng các khái niệm khoa học, định nghĩa Cung cấp câu trả lời dứt khoát và lời giải thích đƣợc cung cấp Trực tiếp nói với học sinh rằng trƣớc đây các em là sai Khuyến khích học sinh áp dụng hoặc mở rộng các khái niệm và Tiếp tục bài giảng Áp dụng cụ thể kỹ năng trong các tình huống Dạy học sinh từng bƣớc một để (Elaboration) mới tìm ra lời giải ngay Nhắc nhở học sinh tìm cách giải Giải thích làm thế nào để làm thích việc thông qua vấn đề Đề cập đến học sinh dữ liệu hiện có và bằng chứng và hỏi: “các em đã biết gì rồi? “, ” Tại sao các

18

em lại nghĩ …? “(Chiến lƣợc khám phá khoa học cũng áp dụng ở đây.)

Quan sát học sinh khi áp dụng các khái niệm và kỹ năng mới Đánh giá kiến thức và kỹ năng của học sinh Tìm kiếm bằng chứng rằng học Kiểm tra từ vựng, thuật ngữ và sinh có thay đổi suy nghĩ hoặc các sự kiện một cách rời rạc hành vi trong quá trình học Cho phép học sinh đánh giá bài Đặt toàn bộ những câu hỏi Đánh giá học của mình và kỹ năng nhóm- đóng, chỉ trả lời đúng/sai (Evaluation) quá trình Thúc đẩy thảo luận mở mà hông Đặt những câu hỏi mở nhƣ “Các gắn kết đến khái niệm hoặc kỹ em nghĩ điều gì sẽ xảy ra nếu…? năng đang đƣợc học “, “Các em có bằng chứng/chứng cứ gì ở trong tình huống này?”, ” Các em đã biết gì về …? “, ” Các em thử giải thích hiện tƣợng này đƣợc không?”

1.6. Dạy học môn Vật lý theo định hƣớng giáo dục STEM 1.6.1. Mối liên hệ giữa dạy học vật lý và giáo dục STEM Môn Vật lý trong chƣơng trình giáo dục phổ thông Việt Nam là môn học thuộc nhóm môn Khoa học là một yếu tố trong giáo dục STEM. Yếu tố Khoa học đƣợc thể hiện ở môn học cung cấp cho HS những kiến thức nền 19

tảng về thế giới nhƣ: các khái niệm, đại lƣợng, định luật, định lý, các thuyết,... và ứng dụng vào đời sống , yếu tố Toán học trong STEM cũng đƣợc thể hiện trong môn học với vai trò là công cụ hỗ trợ cho sự phát triển của Khoa học Vật lý. Ngoài mối liên hệ giữa Khoa học và Toán học nhƣ đã nói ở trên, không thể không kể đến mối liên hệ giữa Khoa học với Công nghệ và Kỹ thuật. Công nghệ là phƣơng tiện và công cụ giúp hình thành các lý thuyết khoa học mới, ví dụ nhƣ việc giáo sƣ Galileo sử dụng kính viễn vọng – sản phẩm của công nghệ tao ra để quan sát thiên văn vào năm 1610 và đã tạo ra cuộc cách mạng thực sự trong khoa học. Đồng thời Công nghệ cũng tạo ra các thách thức Khoa học mới, tƣơng tác này đƣợc thể hiện rõ nét trong lĩnh vực công nghệ vật liệu. Khoa học cũng chính là khởi nguồn trực tiếp của các ý tƣởng công nghệ mới; các kỹ thuật, phƣơng pháp thí nghiệm và phân tích khoa học là khởi nguồn của các thiết bị, quy trình công nghệ đang sử dụng trong công nghiệp.

Trong chƣơng trình giáo dục phổ trông mới tại Việt Nam:PGS.TS Nguyễn Văn Khánh, Chủ biên Chƣơng trình môn Vật Lý trong Chƣơng trình giáo dục phổ thông mới cho biết, chƣơng trình môn Vật Lý trong chƣơng trình giáo dục phổ thông mới có những đặc điểm quan trọng: (https://dantri.com.vn/giao-duc-khuyen-hoc/8-dac-diem-cua-mon-vat-lytrong-chuong-trinh-giao-duc-pho-thong-20180113143530597.htm ) -Tích hợp ở giai đoạn giáo dục cơ bản, phân hóa ở trung học phổ thông - Giúp phát triển năng lực học sinh, có tính hƣớng nghiệp - Kiến thức đƣợc tiếp cận theo quan điểm mới - Chú ý thích đáng đến việc phát triển năng lực thông qua thực hành - Ngoài nội dung giáo dục cốt lõi còn có các chuyên đề - Đổi mới phƣơng pháp giáo dục là yếu tố quyết định để phát triển năng lực học sinh - Đánh giá kết quả giáo dục là một khâu then chốt trong phát triển năng lực học sinh - Có tính đến các đối tƣợng và khu vực khác nhau.

20

1.6.2. Quy trình dạy học môn Vật lý theo định hƣớng giáo dục STEM

Xây dựng chủ đề

Xây dựng nội dung học tập theo định hƣớng STEM

Thiết kế nhiệm vụ học tập

Tổ chức thực hiện

Đánh giá, điều chỉnh

Hình 1.6: Quy trình dạy học môn Vật lý theo định hƣớng giáo dục STEM Bƣớc 1: Xây dựng chủ đề Đây là bƣớc đầu tiên và là bƣớc cho thấy tính phù hợp, khả thi của chủ đề với định hƣớng giáo dục STEM, để đạt đƣợc hiệu quả GV (hoặc nhóm GV cùng chuyên môn hoặc thuộc các chuyên môn liên quan đến lĩnh vực STEM) cần xác định mục tiêu, chuẩn kiến thức kỹ năng của nội dung môn Vật lý rồi đối chiếu với mục tiêu và nội dung giáo dục STEM nhằm tìm ra những điểm tƣơng đồng. Tìm hiểu mối quan hệ ( thƣờng là mối quan hệ nhân quả) giữa các kiến thức với kỹ năng STEM. Thông qua đó, tìm ra các vấn đề, các thách 21

thức trong thực tế có liên quan đến nội dung học, để từ đó xây dựng thành các chủ đề học tập môn Vật lý theo định hƣớng giáo dục STEM. Nội dung kiến thức trong chủ đề có thể là một nhóm bài, một chƣơng hay một phần kiến thức Vật lý nào đó. Không phải nội dung nào cũng hiệu quả hay phù hợp khi dạy theo định hƣớng STEM, bởi vậy nội dung chủ đề đƣợc lựa chọn cần đảm bảo rằng các kiến thức sẽ đƣợc gắn với một vấn đề thực tiễn hoặc sẽ đƣợc áp dụng để giải quyết những vấn đề thực tiễn liên quan đến lĩnh vực STEM. Bƣớc 2 : Xây dựng nội dung học tập theo định hƣớng STEM Đây là giai đoạn GV cụ thể hóa mục tiêu kiến thức của chủ đề học tập, hƣớng tới hình thành các năng lực chung và năng lực chuyên biệt. Căn cứ vào thời gian dự kiến, mục tiêu và có thể là đặc điểm tâm sinh lí, yếu tố vùng miền để xây dựng nội dung cho phù hợp. Ở đây, cần trả lời các vấn đề: Chủ đề có các hoạt động gì? Các hoạt động đó nhằm đạt tới mục tiêu gì? Nội dung dạy học có liên quan nhƣ thế nào với các mục tiêu và nội dung môn Vật lý và giáo dục STEM? Biểu hiện thực tế của mối liên hệ đó?

Bƣớc 3: Thiết kế nhiệm vụ học tập Trên cơ sở nội dung của chủ đề, xây dựng các nhiệm vụ học tập tƣơng ứng. Cần xác định rõ ngƣời thực hiện nhiệm vụ, làm cá nhân hay nhóm, nhiệm vụ đƣợc thực hiện trong giai đoạn nào, thời gian bao lâu… Một số loại hình nhiệm vụ nhƣ: thu thập thông tin, tiến hành thí nghiệm, thiết kế, trình bày….

Bƣớc 4: Tổ chức thực hiện Đây là giai đoạn triển khai nội dung học tập tới toàn thể HS. Giai đoạn này cần xây dựng môi trƣờng học tập, gợi nhu cầu khám phá, giao tiếp, hợp tác và chia sẻ giữa HS trong quá trình thực hiện các nhiệm vụ. GV đóng vai trò là ngƣời tổ chức, hƣớng dẫn và tƣ vấn…

Bƣớc 5: Đánh giá và điều chỉnh Bƣớc đánh giá đƣợc hiểu trên hai khía cạnh. Thứ nhất, GV đánh giá sự hiểu biết của HS thông qua việc thực hiện nhiệm vụ (đánh giá tiến trình và sản phẩm của HS), đánh giá năng lực HS nhƣ năng lực giải quyết vấn đề,

22

năng lực sáng tạo và năng lực hợp tác. Thứ hai, GV đánh giá tính khả thi, tính thực tiễn, tính vừa sức, mức độ hấp dẫn… của chủ đề trên cơ sở đó có những điều chỉnh phù hợp tƣơng ứng từng bƣớc nhằm hoàn thiện chủ đề và nội dung học tập.

1.7. Kiểm tra đánh giá trong giáo dục STEM 1.7.1. Đánh giá truyền thống +Phương pháp dùng lời (vấn đáp, kiểm tra miệng) Phƣơng pháp dùng lời là cách thức GV đƣa ra cho HS lần lƣợt một số câu hỏi và HS trả lời trực tiếp với GV. Thông qua câu trả lời, GV đánh giá mức độ lĩnh hội tài liệu học tập của HS. Phƣơng pháp dùng lời giúp GV dễ dàng nắm bắt đƣợc tƣ tƣởng, cách suy luận của HS để kịp thời uốn nắn những sai sót, đồng thời giúp HS nhớ lâu tài liệu nhờ trình bày qua ngôn ngữ của mình, mạnh dạn phát biểu ý kiến, luyện tập khả năng diễn đạt ý tƣởng đƣợc chính xác +Phương pháp dùng giấy bút (kiểm tra viết) Phƣơng pháp dùng giấy bút là cách thức HS làm những bài kiểm tra viết trong những khoảng thời gian khác nhau tùy theo yêu cầu của môn học.

Phƣơng pháp dùng giấy bút giúp GV trong một thời gian ngắn có thể kiểm tra toàn thể HS trong lớp về một số nội dung môn học, do đó đánh giá đƣợc trình độ chung của HS trong lớp và từng HS, để kịp thời điều chỉnh hoạt động dạy. Đồng thời giúp HS có đủ thời gian suy nghĩ để trả lời và biểu đạt bằng ngôn ngữ của chính mình. +Phương pháp kiểm tra thực hành Phƣơng pháp kiểm tra thực hành là cách thức HS làm những bài kiểm tra có tính chất thực hành nhƣ: đo đạc, làm thí nghiệm, chế tạo các mô hình, thiết bị kĩ thuật… ở trên lớp, trong phòng thí nghiệm.

Phƣơng pháp kiểm tra thực hành là phƣơng pháp hữu hiệu để dánh giá kĩ năng, kĩ xảo về thí nghiệm và vận dụng kiến thức vật lí vào cuộc sống. Tuy nhiên, khi áp dụng hạn chế của phƣơng pháp này là thiếu cơ sở vật chất, thiết bị thí nghiệm và nguồn nhân lực (GV) tham gia kiểm tra đánh giá HS. 23

1.7.2. Đánh giá trong giáo dục STEM +Đánh giá quá trình: là hoạt động đánh giá diễn ra trong tiến trình thực hiện hoạt động giảng dạy môn học/khóa học, cung cấp thông tin phản hồi cho giáo viên nhằm mục tiêu cải thiện hoạt động hƣớng dẫn, giảng dạy. Đánh giá quá trình có thể do giáo viên hoặc đồng nghiệp hay do ngƣời học cùng thực hiện, cung cấp thông tin phản hồi về hoạt động học tập của ngƣời học và không nhất thiết đƣợc sử dụng cho mục đích xếp hạng, phân loại. +Đánh giá tổng kết :hay còn gọi là đánh giá kết quả là đánh giá có tính tổng hợp, bao quát nhằm cung cấp thông tin về sự tinh thông/thành thạo của học sinh ở các mặt nội dung kiến thức, kĩ năng và thái độ sau khi kết thúc một khóa/lớp học hoặc một môn học/học phần/chƣơng trình. Đây là hình thức đánh giá bằng cách cho điểm và có thể dùng điểm để so sánh với những học sinh khác trong cùng nhóm đối tƣợng, nhằm xếp loại ngƣờ i hoc. Đánh giá tổng kết thƣờng đƣợc thực hiện vào cuối một khóa/lớp học (khi kết thúc môt khóa/lớp học) hoặc cuối kì (khi kết thúc một học trình, hay một học kỳ, một dự án...). Đánh giá theo tiêu chí: Ngƣời học đƣợc đánh giá dựa trên các tiêu chí đã đƣợc xác định rõ ràng về thành tích đạt đƣợc so với chuẩn đầu ra hay mục tiêu đã đề ra, thay vì đƣợc xếp hạng trên cơ sở kết quả thu đƣợc của những học sinh thuộc mẫu khảo sát. Phiếu đánh giá( Rubric đánh giá) là công cụ thƣờng đƣợc sử dụng cho phƣơng pháp này và đạt hiệu quả cao.

Xây dựng Rubric đánh giá chính là bảng thang điểm chi tiết mô tả đầy đủ các tiêu chí mà ngƣời học cần phải đạt đƣợc. Nó là một công cụ đánh giá chính xác mức độ đạt chuẩn của HS và cung cấp thông tin phản hồi để HS tiến bộ không ngừng. Một tiêu chí tốt cần có những đặc trƣng: đƣợc phát biểu rõ ràng; ngắn gọn; quan sát đƣợc; mô tả hành vi; đƣợc viết sao cho HS hiểu đƣợc. Hơn nữa phải chắc chắn rằng mỗi tiêu chí là riêng biệt, đặc trƣng cho dấu hiệu của bài kiểm tra.

24

Tổng kết chƣơng 1 Trong chƣơng này nghiên cứu đã trình bày tổng quan cơ sở lí luận về giáo dục STEM, dạy học môn Vật lý theo định hƣớng giáo dục STEM, các hình thức đánh giá trong giáo dục STEM. Chỉ ra mối liên hệ giữa dạy học môn Vật lý trong chƣơng trình mới với giáo dục STEM và đã đề xuất quy trình dạy học môn Vật lý theo định hƣớng giáo dục STEM, nghiên cứu về các công cụ đánh giá giáo dục STEM.

25

CHƢƠNG 2: THIẾT KẾ HOẠT ĐỘNG GIÁO DỤC STEM THÔNG QUATHỬ THÁCH LÀM NẾN CHO HỌC SINH LỚP 10 TRUNG HỌC PHỔ THÔNG 2.1.Thiết kế hoạt động dạy học theo định hƣớng STEM Bài 38: “ Sự chuyển thể của các chất phần Sự nóng chảy-Sự đông đặc” Vật lý 10 và công cụ đánh giá sử dụng trong bài dạy.

2.1.1.Phân tích chuẩn kiến thức kỹ năng của bài học.

Chuẩn kiến thức, kỹ năng của chƣơng trình môn học là yêu cầu cơ bản, tối thiểu về kiến thức, kỹ năng của môn học mà HS cần phải và có thể đạt đƣợc sau mỗi đơn vị kiến thức (mỗi bài, chủ đề,…). Chuẩn kiến thức, kỹ năng của một đơn vị kiến thức là các yêu cầu cơ bản, tối thiểu về kiến thức, kỹ năng của đơn vị kiến thức mà HS cần phải và có thể đạt đƣợc. Yêu cầu về kiến thức, kỹ năng thể hiện mứcđộ cần đạt về kiến thức, kỹ năng. Mỗi yêu cầu về kiến thức, kỹ năng có thể đƣợc chi tiết hóa hơn bằng những yêu cầu về kiến thức, kỹ năng cụ thể, tƣờng minh hơn; đƣợc minh chứng bằng những ví dụ thể hiện đƣợc cả nội dung kiến thức, kỹ năng và mức độ cần đạt đƣợc về kiến thức, kỹ năng.

-Về kiến thức: Yêu cầu HS phải hiểu rõ và nắm vững các kiến thức cơ bản trong chƣơng trình, sách giáo khoa để từ đó có thể phát triển năng lực nhận thức ở cấp cao hơn.

-Về kỹ năng: Yêu cầu HS phải biết vận dụng các kiến thức đã học để trả lời các câu hỏi, giải bài tập,làm thực hành; có kỹ năng tính toán, vẽ hình, dựng biểu đồ,…

26

Bảng 2.1.1: Chuẩn kiến thức, kĩ năng Bài 38 ,Tiết 1 “ Sự chuyển thể của các chất phần Sự nóng chảy- sự đông đặc”.

Đơn vị

Chuẩn KT, KN

Mức độ thể hiện cụ thể của chuẩn KT, KN

kiến thức

Sự chuyển thể -Phát biểu đƣợc định nghĩa và của các chất. các đặc điểm của sự nóng Sự nóng chảy- chảy- sự đông đặc. sự đông đặc

Nhận biết: Quá trình chuyển từ thể rắn sang thể lỏng gọi là sự nóng chảy. Quá trình chuyển ngƣợc lại từ thể lỏng sang thể rắn gọi là sự đông đặc

Viết đƣợc công

Thông hiểu:

thức tính nhiệt nóng chảy của vật rắn

Nhiệt nóng chảy Q tỉ lệ thuận với khối lƣợng m

Q = .m

của chất rắn : Q=

m

trong đó, m là khối lƣợng của vật, hệ số tỉ lệ

gọi

là nhiệt nóng chảy riêng.

27

Vận dụng: Vận dụng đƣợc công thức Q = . m, để giải các bài tập đơn giản

-Biết cách tính nhiệt nóng chảy và các đại lƣợng trong công thức.

-Vận dụng kiến thức sự nóng chảy, sự đông đặc giải thích một số hiện tƣợng, ứng dụng trong cuộc sống

2.1.2:Định hƣớng phát triển năng lực STEM trong thử thách làm nến Bảng 2.1.2.Định hƣớng phát triển năng lực STEM trong thử thách làm nến.

Kiến thức Khoa học

Sự nóng chảy và sự đông đặc của chất rắn

Công nghệ

Kỹ thuật

Toán học

Sản phẩm

(Science)

(Technology) (Engineering)

(Maths)

định hƣớng

Vận dụng kiến thức vật lý về sự nóng chảy, sự đông đặc, chất rắn vô định hình để giải thích

Sử dụng đèn cồn, thìa để làm nến từ bơ thực vật; sử dụng một lọ thủy tinh làm

Tính toán đƣợc nhiệt nóng chảy của chất rắn dựa vào mối quan hệ giữa nhiệt nóng chảy và khối lƣợng chất rắn.

Báo cáo sơ đồ tiến trình làm nến từ bơ thực vật và các giai đoạn diễn ra sự nóng chảy và sự đông đặc.

khuôn đúc.

Thiết kế đƣợc sơ đồ tiến trình làm nến từ bơ thực vật dựa vào tài liệu hƣớng dẫn

quá trình làm nến.

28

2.2. Kế hoạch dạy học trong thử thách làm nến.

2.2.1. Mục tiêu dạy học.

1.Kiến thức.

-Phát biểu đƣợc định nghĩa sự nóng chảy và sự đông đặc.

-Nêu đƣợc đặc điểm của nhiệt độ nóng chảy, nhiệt độ đông đặc của chất rắn kết tinh và chất vô định hình.

-Nêu đƣợc sự phụ thuộc của nhiệt nóng chảy và khối lƣợng của chất rắn.

2.Kỹ năng -Thiết kế đƣợc sơ đồ tiến trình làm nến dựa vào tài liệu hƣớng dẫn.

-Tự làm đƣợc nến bằng bơ thực vật.

-Thuyết trình đƣợc tiến trình làm nến và các quá trình biến đổi trạng thái của quá trình làm nến.

-Vận dụng kiến thức đã học giải thích một số hiện tƣợng, ứng dụng trong cuộc sống.

3.Thái độ - Có hứng thú với nội dung học tập.

-Tích cự trong việc tham gia hoạt động nhóm.

-Tuân thủ các quy tắc an toàn trong quá trình làm nến.

2.2.2. Nội dung học tập theo định hƣớng STEM 2.2.2.1. Tài liệu hướng dẫn hoạt động làm nến từ bơ thực vật 1.Nến -Nến là đồ dùng để cung cấp ánh sáng, nhiệt lƣợng trong cuộc sống hàng ngày. Ngoài ra nến còn đƣợc sử dụng nhƣ một đồ dùng trang trí, tạo mùi thơm dễ chịu,thoải mái cho không gian phòng của bạn.

29

Hình 2.1. Hình ảnh sản phẩm nến Nguồn:https://dothobattrang.vn/cac-buoc-don-gian-lam-nen-thom-khong-candung-sap/ 2. Kiến thức -Thành phần chính khi làm nến là bơ thực vật.

- Bơ thực vật là hidrocacbon no có số chẵn nguyên tử cacbon ( thƣờng từ 12C đến 24C), ở dạng rắn.

-Bơ thực vật là chất rắn vô định hình, không có dạng hình học xác định, hình dạng phụ thuộc vào khuôn đúc.

-Sự nóng chảy của bơ là quá trình chuyển từ bơ rắn thành lỏng. Bơ là chất rắn vô định hình nên không có nhiệt độ nóng chảy xác định (bơ nóng chảy ở nhiệt độ khoảng 32-35 ).

-Sự đông đặc của bơ thực vật là quá trình chuyển từ thể lỏng sang thể rắn. Bơ không có nhiệt độ đông đặc xác định và có thể tích giảm khi đông đặc.

3. Nguyên vật liệu để làm nến

30

- Một lọ đựng thủy tinh - Một bát thủy tinh cỡ nhỏ.

- Bơ thực vật - Một hộp sáp màu - Hƣơng tinh dầu 100% nguyên chất - Sợi cotton 100% (một cuộn) - Một đèn cồn -Một chiếc Kéo - Ốc vít - Que ngang 4. Các bƣớc thực hiện Bƣớc 1: chuẩn bị một lọ sạch để làm khuôn đựng nến.

Có thể lựa chọn khuôn làm nến theo sở thích của bạn để tạo nhiều mẫu nến đa dạng.

Hình 2.2. Hình ảnh các hình dạng khuôn làm nến

31

Nguồn: https://dothobattrang.vn/cac-buoc-don-gian-lam-nen-thom-khongcan-dung-sap/

Bƣớc 2: Đổ đầy bơ thực vật cách miệng lọ khoảng 3cm Cho bơ thực vật vào cho đến khi gần đầy miệng lọ. Bơ sẽ đƣợc làm tan chảy ngay sau đó và khối lƣợng sẽ giảm đi rất nhiều do đó bơ sẽ không thể tràn ra ngoài miệng lọ trừ khi bạn cho một lƣợng vƣợt quá mức yêu cầu.

Hình 2.3. Hình ảnh các giai đoạn làm nến Nguồn: https://dothobattrang.vn/cac-buoc-don-gian-lam-nen-thom-khongcan-dung-sap/ Bƣớc 3: Làm tan chảy bơ thực vật bằng cách hơ lọ thủy tinh trên đèn cồn.

-Khi hơ lọ thủy tinh để làm nóng chảy bơ thực vật trên đèn cồn cần tiến hành cẩn thận tránh bị bỏng trong khi thực hiện ( có thể dùng dụng cụ đỡ lọ thủy tinh bằng kim loại khi hơ trên đền cồn).

-Khi bơ tan chảy hoàn toàn , nhƣ bạn thấy khối lƣợng bơ thực vật giảm đi khá nhiều sau khi đƣợc làm nóng. Hãy cẩn trọng khi lấy chiếc lọ ra nhé, nó sẽ rất nóng. Tiếp theo hãy khuấy đều hỗn hợp bằng một thanh gỗ.

32

Nguồn: https://dothobattrang.vn/cac-buoc-don-gian-lam-nen-thom-khongcan-dung-sap/ Bƣớc 4: Tiếp tục làm tan chảy sáp chì màu bằng đèn cồn.

Hãy chọn loại bút chì màu yêu thích của bạn, đập vỡ nó ra một chút để dễ nung chảy trên đèn cồn hơn. Mỗi màu bút chì sáp cần một khoảng thời gian khác nhau để tan chảy, bạn nên thử khoảng thời gian cỡ 2-3 phút một lần để kiểm tra mức độ tan chảy.

33

Bƣớc 5: Đổ bút chì sáp đã tan chảy vào lọ để tạo màu cho nến Nhẹ nhàng trộn đều hỗn hợp gồm sáp chì màu và bơ thực vật đã tan chảy trong lọ đựng nến

Nguồn hình ảnh: https://dothobattrang.vn/cac-buoc-don-gian-lam-nenthom-khong-can-dung-sap/

34

(Bƣớc tùy chọn) thêm tinh dầu để tạo mùi hƣơng Thêm một nửa muỗng canh mùi hƣơng tinh dầu mà bạn yêu thích vào lọ (ở đây chúng tôi chọn mùi táo). Sau đó khuấy đều cho đến khi tinh dầu trộn lẫn hoàn toàn vào hỗn hợp nến màu trong lọ.

Bƣớc 6: Cắt một đoạn dây cotton dài khoảng 40 cm và buộc một đầu dây vào một con ốc Để tạo ra một ngọn bấc, bạn không cần đến một loại sợi đặc biệt nào hết, bạn có thể dùng bất kỳ sợi nào đƣợc làm bằng bông 100%. Hãy nhớ rằng điều quan trọng là chọn loại sợi đƣợc làm bằng cotton 100%, nếu không ngọn nến sẽ không cháy đúng cách. Để đặt đƣợc sợi bấc xuống tận đáy lọ, bạn có thể buộc sợi bấc vào một cây đinh hoặc một con ốc vít. Điều quan trọng duy nhất là trọng lƣợng của thứ mà bạn chọn để buộc vào phải đủ nặng để sợi bấc có thể xuyên từ đáy đến miệng lọ nến.

35

Bƣớc 7: Bỏ con ốc vào giữa đáy lọ rồi vòng dây vào một thanh gỗ đặt ngang trên miệng lọ để cố định sợi bấc.

Cột đầu còn lại của sợi bấc vào giữa một thanh gỗ (bạn có thể sử dụng cùng loại que dùng để khuấy hỗn hợp lúc ban đầu) để giữ cho ngọn bấc đứng thẳng lên trong khi chờ hỗn hợp nến đông lại.

36

Bƣớc 8: Để đông nến Chờ cho đến khi lọ nến đông lại Sau đó lấy ra, thế là nến của bạn gần nhƣ đã xong rồi đấy! Tiếp theo đơn giản chỉ cần cắt ngắn sợi bấc, chừa một đoạn đủ để ngọn nến có thể bắt lửa tốt.

Bƣớc 9: Trang trí đơn giản và dễ dàng Trang trí sản phẩm của bạn theo sở thích của chính mình và thắp sáng thành quả của bạn.

37

2.2.2.2. Thiết kế nhiệm vụ học tập.

-Nhiệm vụ 1: Sử dụng các nguyên vật liệu nhƣ: bơ thực vật, sáp màu, đèn cồn, khuôn đúc thủy tinh, sợi cotton, kéo, que gỗ, ốc vít,…Hãy nghiên cứu tài liệu hƣớng dẫn và tự làm một cây nến.

-Nhiệm vụ 2:Tìm hiểu và thiết kế sơ đồ tiến trình làm nến ( hoàn thành phiếu học tập số 1).

38

2.2.2.3. phiếu học tập PHIẾU HỌC TẬP TRẢI NHIỆM HOẠT ĐỘNG LÀM NẾN Nhóm:…………………

Lớp:……………………

1.Nguyên liệu làm nến.

-Bơ thực vật thuộc loại chất rắn gì? Nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ đông đặc của bơ thực vật có đặc điểm gì? ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ……………….

2.Quy trình làm nến -Hãy thiết kế sơ đồ quy trình làm nến từ bơ thực vật. ……………………………………………………………………..................... ........……………………………………………………………………………

-Trong quá trình làm nến, sự nóng chảy diễn ra ở giai đoạn nào? Sự đông đặc diễn ra ở giai đoạn nào? ............................................................................................................................ ...................................................................................................................

39

2.2.2.4. Tổ chức dạy học.

HOẠT ĐỘNG CỦA GIÁO VIÊN

HOẠT ĐỘNG CỦA HỌC SINH

Hoạt động 1: Đặt vấn đề và giao nhiệm vụ (5 phút) Đặt vấn đề: Để có ánh sáng khi bị mất Tiếp nhận nhiệm vụ điện, chúng ta phải làm nhƣ thế nào?

Giới thiệu về nến.

Chia nhóm và giao nhiệm vụ: Yêu cầu các nhóm đọc tài liệu hƣớng dẫn, thực hiện 2 nhiệm vụ làm nến và thiết kế quy trình làm nến.

Hoạt động 2: Thực hiện nhiệm vụ (15 phút) Giới thiệu các nguyên vật liệu để làm Đại diện các nhóm kiểm tra và nhận nến và bàn giao nguyên liệu cho các nguyên vật liệu. nhóm. Đọc tài liệu hƣớng dẫn và thực hiện Phát phiếu học tập cho các nhóm thử thách làm nến.

Tổ chức cho học sinh làm việc nhóm

Thiết kế sơ đồ quy trình làm nến, hoàn thành phiếu học tập và chuẩn bị bài báo cáo.

Hoạt động 3: Thực hiện báo cáo nhiệm vụ (15 phút) Yêu cầu các nhóm cử đại diện lên báo Đại diện các nhóm lên báo cáo. cáo sản phẩm của nhóm.

Lắng nghe ý kiến, bổ sung và góp ý Tổ chức cho học sinh thảo luận, góp ý cho các nhóm khác. các sản phẩm của mỗi nhóm.

Nhận xét quá trình làm việc và kết quả của các nhóm.

Hoạt động 4: Tìm hiểu sự nóng chảy của chất rắn kết tinh và chất rắn vô định hình (5 phút)

40

Dựa vào đồ thị hình 38.2, SGK trang Đƣa ra nhận xét: Thiếc có nhiệt độ 204, hãy nhận xét nhiệt độ nóng chảy nóng chảy xác định ở 232 . của thiếc.

Ghi nhận các thông báo từ GV Thông báo: -Mỗi chất rắn kết tinh có một nhiệt độ nóng chảy không đổi xác định ở mỗi áp suất cho trƣớc.

-Các chất rắn vô định hình không có nhiệt độ nóng chảy xác định Hoạt động 5: Tìm hiểu nhiệt nóng chảy Thông báo: Nhiệt nóng chảy là nhiệt Ghi nhận lƣợng cung cấp cho chất rắn trong quá trình nóng chảy. biểu thức: Q= m trong đó: là nhiệt nóng chảy riêng.

Từ biểu thức hãy rút ra nhận xét về Nhiệt nóng chảy Q tỉ lệ thuận với nhiệt nóng chảy và khối lƣợng riêng khối lƣợng riêng chất rắn. của chất rắn.

Tổng kết kiến thức trọng tâm của bài.

2.2.2.5. Tổ chức hoạt động với phần mềm đo cường độ sáng của sản phẩm. Để tạo sự hứng thú cho giờ học, GV sẽ tổ chức một cuộc thi đo cƣờng độ sáng của mỗi sản phẩm mà các nhóm vừa hoàn thành nhờ vào phần mềm Lux Meter đƣợc cài đặt trên điện thoại.

Lux Meter đƣợc coi nhƣ một đồng hồ đơn giản để đo cƣờng độ của ánh sáng. Kiểm tra và so sánh độ sáng của nguồn ánh sáng khác nhau. Đơn vị đo độ sáng dùng trong phần mềm là lux (kí hiệu: lx đơn vị đo trong hệ SI). Phần mềm có thể cho ta biết các giá trị cƣờng độ ánh sáng tối đa, trung bình và tối thiểu.

41

Tổ chức đo cƣờng độ sáng cho mỗi sản phẩm: Đặt điện thoại đã mở sẵn phần mềm Lux Meter với khoảng cách nhất định, gần với sản phẩm đang đƣợc thắp sáng. Giá trị cƣờng độ sáng của sản phẩm sẽ đƣợc hiện ngay trên màn hình điện thoại. Kết quả của các nhóm sẽ đƣợc đánh giá trong bảng tiêu chí đánh giá sản phẩm(3.4.a)

Hình 2.5. Hình ảnh phần mềm đo cƣờng độ sáng Lux Meter 2.3. Đề xuất bộ kiến thức môn Vật lý 10 có thể dạy học theo định hƣớng giáo dục STEM. Sau khi tìm hiểu các tài liệu tham khảo, em đã tập hợp các kiến thức môn Vật lý có thể dạy học theo định hƣớng giáo dục STEM. Trong đó, bộ kiến thức đƣợc lựa chọn để dạy học theo định hƣớng giáo dục STEM, đƣợc tham khảo từ nghiên cứu của nhóm tác giả Hoàng Phƣớc Muội, Nguyễn Thanh Nga, trƣờng Đại học sƣ phạm TP. Hồ Chí Minh.

Một số kiến thức đƣợc đề xuất có thể tổ chức dạy học theo định hƣớng giáo dục STEM: - Định luật III Newton với hoạt động dạy học chủ đề STEM “ xe bong bóng” 42

- Định luật Húc với hoạt động chế tạo lực kế lò xo từ giấy foam.

- Lực ma sát trƣợt với hoạt động thiết kế “ máy mài cầm tay” - Động lƣợng. Định luật bảo toàn động lƣợng với hoạt động thiết kế “ tên lửa” - Nguyên lí II nhiệt động lực học với hoạt động chế tạo “máy lạnh từ thùng xốp” - Hiện tƣợng mao dẫn với hoạt động thiết kế “ mô hình trồng rau thủy canh” - Quán tính với hoạt động chế tạo “ xe ô tô từ vỏ lon bia, bánh xe nhựa” - Cơ năng với dạy học chủ đề STEM “trò chơi thả bi”

43

Tổng kết chƣơng 2 Vận dụng cơ sở lí luận ở chƣơng 1, nghiên cứu đã phân tích nội dung chƣơng trình Vật lý 10 và lựa chọn những kiến thức phù hợp, lựa chọn để tổ chức dạy học theo định hƣớng STEM. Kết quả của chƣơng 2 đƣợc tóm tắt nhƣ sau: Xây dựng chủ đề dạy học theo định hƣớng giáo dục STEM qua bài “Sự chuyển thể của các chất” Xây dựng kiến thức đƣợc lựa chọn trong chƣơng trình Vật lý 10 có thể tổ chức dạy học theo định hƣớng giáo dục STEM. Đề xuất bộ kiến thức môn Vật lý 10 có thể dạy học theo định hƣớng giáo dục STEM

44

CHƢƠNG 3: DỰ KIẾN THỰC NGHIỆM SƢ PHẠM 3.1. Mục đích và nhiệm vụ thực nghiệm 3.1.1. Mục đích thực nghiệm Trên cơ sở những nội dung đã đề xuất, tiến hành thực nghiệm sƣ phạm (TNSP) nhằm mục đích: - Khẳng định tính đúng đắn, cần thiết của đề tài nghiên cứu và sự phù hợp với thực tiễn dạy môn Vật lý ở trƣờng THPT. - Đánh giá tính khoa học, hiệu quả và khả thi của nội dung đã đề xuất trong việc phát triển năng lực GQVĐ cho học sinh phổ thông. Từ đó điều chỉnh, bổ sung, sửa đổi nội dung và tiến trình dạy học đã soạn thảo cho phù hợp và hiệu quả hơn.

- Kết quả thực nghiệm sẽ đánh giá năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh, thông qua giáo dục khoa học, học sinh có khả năng liên kết các kiến thức này để thực hành và có tƣ duy để sử dụng kiến thức vào thực tiễn để giải quyết các vấn đề trong thực tế.

3.1.2. Nhiệm vụ thực nghiệm - Xây dựng tài liệu để thiết kế giáo án dạy học, phiếu học tập, phiếu đánh giá cho học sinh - Tổ chức hoạt động dạy học, trao đổi với học sinh, nghiên cứu vở ghi, phiếu học tập của học sinh để thu thập thông tin về kết quả thực tế của nghiên cứu.

- Phân tích kết quả thực nghiệm sƣ phạm để rút ra kết luận.

3.2. Đối tƣợng thực nghiệm sƣ phạm Tiến hành thực nghiệm sƣ phạm trên đối tƣợng là học sinh lớp 10 Trung học phổ thông trong quá trình dạy học theo định hƣớng giáo dục STEM. 3.3. Các phƣơng pháp thực nghiệm sƣ phạm - Quan sát trực tiếp HS trong các giờ thực nghiệm sƣ phạm.

- Tiến hành dự giờ, ghi chép, theo dõi, nhận xét cách tổ chức hoạt động học

45

của học sinh học trên lớp.

- Trao đổi với GV giảng dạy về khả năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn của HS qua các giờ thực nghiệm sƣ phạm.

- Thực hiện phỏng vấn GV và HS qua mỗi giờ dạy để rút ra kinh nghiệm.

3.4. Tiêu chí đánh giá Bảng 3.4.a. Bảng tiêu chí đánh giá sản phẩm Tiêu chí

Sản phẩm

Cấp độ Mức 1

Mức 2

Mức 3

(1 điểm)

(2 điểm)

(3 điểm)

Sản phẩm phải Hoàn thiện sản Hoàn thiện sản đƣợc hoàn thiện phẩm nhƣng vẫn phẩm, có tính tiếp. còn hạn chế về thẩm mĩ cao. tính thẩm mĩ.

Sản phẩm có độ Cƣờng độ sáng sáng kém nhất so với các nhóm của sản phẩm khác

Sản phẩm có độ sáng trung bình so với các nhóm khác

Sản phẩm có độ sáng lớn nhất so với các nhóm khác

Trình bày sản Trình bày dài Trình bày logic, Trình bày logic, dòng, lan man, ngắn gọn, đầy đủ ngắn gọn, đầy đủ phẩm gây khó nội dung của bài nội dung của bài.

Tìm hiểu thêm hiểu cho ngƣời đƣợc cách làm nghe nến từ những nguyên vật liệu khác.

46

Bảng 3.4.b. Bảng tiêu chí đánh giá hoạt động nhóm Tiêu chí

Cấp độ Mức I

Mức II

(1 điểm)

(2 diểm)

Tham gia hoạt tham gia hoạt động nhóm động nhóm

Tham gia một số hoạt động

nhƣng chƣa

nhóm.

tích cực và còn hay làm việc riêng.

Thảo luận trong Chƣa chú ý đến Có lắng nghe nhóm nhiệm vụ của cẩn thận nhƣng nhóm nên chƣa đƣa ra có đóng góp ý đƣợc ý kiến cá kiến nhƣng nhân. không liên

Mức III (3 điểm) Có thái độ tự giác và tích cực tham gia đầy đủ mọi hoạt động của nhóm.

Lắng nghe cẩn thận và có đƣa ra đƣợc nhiều ý kiến hay cho cả nhóm

quan đến vấn đề thảo luận.

Báo cáo nhiệm Chƣa có bài báo Hoàn thành bài Hoàn thành bài vụ nhóm cáo kết quả báo cáo kết quả báo cáo một cách nhiệm vụ của nhƣng chƣa logic, đầy đủ. nhóm. logic,còn nhiều thiếu sót cần bổ sung.

47

Bảng 3.4.c. Bảng tiêu chí tự đánh giá cá nhân.

Tiêu chí Tên thành viên

Nhiệt tình Đƣa ra ý Tạo môi tham gia kiến và ý trƣờng công việc tƣởng mới hợp tác thân thiện

Tổ chức và hƣớng dẫn cả nhóm

Hoàn thành nhiệm vụ hiệu quả

Học sinh A Học sinh B Học sinh C Học sinh D …

Chú ý: Mỗi học sinh tự đánh giá các thành viên trong nhóm bằng cách sử dụng bảng 3.4.c. Ứng với mỗi tiêu chí là 2 điểm.

3.5. Dự kiến kết quả thực nghiệm sƣ phạm. Ở lớp thực nghiệm: + GV tiến hành dạy học theo định hƣớng giáo dục STEM và đóng vai trò tổ chức định hƣớng, đánh giá là chính. HS đƣợc tạo điều kiện để tham gia các hoạt động học tập cá nhân hoặc theo nhóm và thực hiện kế hoạch tạo ra sản phẩm học tập. Do đó ở các lớp thực nghiệm nhiều HS tích cực hoạt động hơn và đƣợc phát triển hơn về năng lực GQVĐ qua các hoạt động thực tế. Thông qua các hoạt động, HS cảm thấy thích thú hơn khi đƣợc học tập hợp tác theo nhóm, tạo cho HS sự ham học, hình thành kĩ năng, khơi gợi khả năng tiềm ẩn ở mỗi HS, đồng thời tạo không khí học tập sôi nổi, vui vẻ, thoải mái, năng động cho HS trong giờ học. Học sinh chủ động trong việc lĩnh hội kiến thức, khả năng GQVĐ. Ở lớp học truyền thống: + Giờ học đƣợc tổ chức theo phƣơng pháp truyền thống, giáo viên đóng vai trò thuyết trình nhiều, rất vất vả, nhƣng không khí lớp học lại căng thẳng, 48

học sinh ít phát biểu xây dựng bài, tiếp thu kiến thức một cách thụ động, ghi chép một cách máy móc, các hoạt động học tập rời rạc, nhiều HS có biểu hiện mệt mỏi, buồn ngủ…

Căn cứ vào phiếu học tập, bảng đánh giá và quá trình quan sát của GV và kết quả tự đánh giá của HS, kết quả thu đƣợc mỗi giờ học đã tạo đƣợc hứng thú và phát huy đƣợc tính tích cực, tự chủ trong nhận thức của học sinh và đáp ứng đƣợc mục đích của đề tài.. Điều đó chứng tỏ, thông qua việc sử dụng phƣơng pháp dạy học theo định hƣớng giáo dục STEM đã có tác dụng tích cực đến sự phát triển năng lực GQVĐ vào thực tiễn cho HS đồng thời làm cho HS hứng thú đối với môn Vật lý 3.6. Thời gian thực nghiệm - Kì 2 năm học 2019 – 2020.

49

Tổng kết chƣơng 3 Trong chƣơng này đã trình bày dự kiến thực nghiệm sƣ phạm gồm có nội dung sau: Mục đích, đối tƣợng và thời gian thực nghiệm sƣ phạm,. Tuy chƣa có điều kiện đƣợc thực nghiệm sƣ phạm nhƣng chúng tôi tin rằng thực nghiệm sẽ khẳng định đƣợc giả thuyết khoa học của đề tài. Nếu xây dựng và tổ chức dạy học theo chủ đề giáo dục STEM trong trƣờng THPT thì sẽ phát triển năng lực giải quyết vấn đề thực tiễn cho học sinh.

50

KẾT LUẬN CHUNG Nghiên cứu đã thực hiện đúng mục đích và nhiệm vụ nghiên cứu đề ra: làm sáng tỏ cơ sở lý luận về giáo dục STEM. Vận dụng quy trình để thiết kế hoạt động dạy học và đánh giá theo chủ đề giáo dục STEM. Đề xuất bộ kiến thức đƣợc lựa chọn trong chƣơng trình Vật lý 10 có thể tổ chức dạy học theo định hƣớng giáo dục STEM. Đề tài đã bƣớc đầu nghiên cứu đƣợc cơ lí luận về dạy học môn Vật lý theo định hƣớng STEM và các hình thức, phƣơng pháp, công cụ đánh giá phù hợp trong đánh giá giáo dục STEM, xâydựng đƣợc chủ đề dạy học theo định hƣớng giáo dục STEM. Dự kiến thực nghiệm sƣ phạm đã nêu đƣợc mục đích, đối tƣợng và thời gian thực nghiệm sƣ phạm. Tuy chƣa có điều kiện đƣợc thực nghiệm sƣ phạm nhƣng chúng tôi tin rằng thực nghiệm sẽ khẳng định đƣợc giả thuyết khoa học của đề tài. Nếu xây dựng và tổ chức dạy học theo chủ đề giáo dục STEM trong trƣờng THPT thì sẽ phát triển năng lực giải quyết vấn đề thực tiễn cho học sinh.

51

TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. TS. Nguyễn Thanh Nga (chủ biên), Ths. Hoàng Phƣớc Muội, TS. Phùng Việt Hải, TS Nguyễn Quang Linh, Ths. Nguyễn Anh Dũng, Ths. Ngô Trọng Tuệ, Dạy học chủ đề STEM cho học sinh trung học cơ sở và trung học phổ thông.

2. Hoàng Phƣớc Muội, Nguyễn Thanh Nga (2017), Tổ chức dạy học một số kiến thức chương động lực học chất điểm Vật lý 10 theo định hướng giáo dục STEM. 3. Ngô Công Khanh (chủ biên), Đào Thị Oanh, Kiểm tra đánh giá trong giáo dục.

4. Lê Xuân Quang (2017), Dạy học môn công nghệ phổ thông theo định hướng giáo dục STEM 5.https://dantri.com.vn/giao-duc-khuyen-hoc/8-dac-diem-cua-mon-vat-lytrong-chuong-trinh-giao-duc-pho-thong-20180113143530597.htm 6.https://dothobattrang.vn/cac-buoc-don-gian-lam-nen-thom-khong-can-dungsap/ 7. https://hocvienkhampha.edu.vn/mo-hinh-day-hoc-5e-trong-giao-duc-stem/ 8.https://ictnews.vn/cntt/cach-mang-40/stem-la-gi-va-trien-khai-vao-chuongtrinh-giao-duc-pho-thong-nhu-the-nao-163618.ict 9.http://khoahocphattrien.vn/khoa-hoc/giao-duc-stem-khong-de-bien-hocsinh-thanh-nha-khoa-hoc/20170419034255815p1c160.htm 10.https://www.livescience.com/43296-what-is-stem-education.html

52