SÁNG KIẾN DẠY HỌC MÔN CÔNG NGHỆ 11 VÀ 12 THEO ĐỊNH HƯỚNG GIÁO DỤC STEM

DẠY HỌC THEO ĐỊNH HƯỚNG GIÁO DỤC STEM

vectorstock.com/10212115

Ths Nguyễn Thanh Tú eBook Collection

DẠY HỌC MÔN CÔNG NGHỆ 11 VÀ 12 THEO STEM (CHẾ TẠO TÊN LỬA NƯỚC, THIẾT KẾ ĐÈN KÉO QUÂN, HỘP ĐỰNG ĐỒ DÙNG HỌC TẬP, XÂY DỰNG BỘ CHIA ĐIỆN ÁP, BỘ NGUỒN MỘT CHIỀU ĐƠN GIẢN) WORD VERSION | 2021 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

BÁO CÁO SÁNG KIẾN DẠY HỌC MÔN CÔNG NGHỆ 11 VÀ 12 THEO ĐỊNH HƯỚNG GIÁO DỤC STEM I. ĐIỀU KIỆN HOÀN CẢNH TẠO RA SÁNG KIẾN Trong bối cảnh cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ tư đã và đang tác động ngày càng mạnh mẽ đến tất cả các lĩnh vực của đời sống kinh tế, xã hội đất nước; trước yêu cầu đòi hỏi ngày càng cao về chất lượng nguồn nhân lực, ngày 04/5/2017 Thủ tướng Chính phủ đã ban hành chỉ thị 16/CT-TTg về việc tăng cường năng lực tiếp cận cuộc Cách mạng công nghiệp lần thứ tư. Trong đó, một trong các giải pháp được nêu ra trong chỉ thị này là cần “thay đổi mạnh mẽ các chính sách, nội dung, phương pháp giáo dục và dạy nghề nhằm tạo ra nguồn nhân lực có khả năng tiêp nhận các xu thế công nghệ sản xuất mới, trong đó cần tập trung vào thúc đẩy đào tạo về khoa hoc, công nghệ, kỹ thuật và toán hoc (STEM)”.

Tiêp đó, trong Chương trình giáo dục phổ thông - Chương trình tổng thể được công bố vào tháng 7/2017, Bộ Giáo dục và Đào tạo cũng đã xác định: “Cùng với Toán học, Khoa học tự nhiên và Tin học, môn học Công nghệ góp phần thúc đẩy giáo dục STEM, một trong những xu hướng giáo dục đang được coi trọng ở nhiều quốc gia trên thế giới và được quan tâm thích đáng trong đổi mới giáo dục phổ thông lần này của Việt Nam”. Đến ngày 14/8/2020, Bộ Giáo dục và đào tạo đã có công văn 3089/BGDĐTGDTrH về việc triển khai thực hiện giáo dục STEM trong giáo dục trung học, đã hướng dẫn một số nội dung nhằm hỗ trợ các trường phổ thông triển khai thực hiện có hiệu quả giáo dục STEM, với mục đích tăng cường áp dụng giáo dục STEM trong giáo dục trung học nhằm góp phần thực hiện mục tiêu của Chương trình giáo dục phổ thông năm 2018. Đánh giá cao tính hiệu quả của dạy học theo định hướng giáo dục STEM, Sở Giáo dục và đào tạo đã có công văn số 1303/SGDĐT-GDTrH ngày 08/09/2020 về việc triển khai thực hiện giáo dục STEM trong giáo dục trung học từ năm 20202021. Trong đó chỉ rõ: đưa nội dung Hội giảng tiết học STEM, hoạt động trải nghiệm STEM, hội thảo STEM, ngày hội STEM, hoạt động nghiên cứu khoa học, ... vào các hoạt động chuyên môn của các nhà trường.

Bên cạnh đó, như các môn học và hoạt động giáo dục khác, môn Công nghệ là môn học có vai trò quan trọng trong giáo dục phổ thông tại Việt Nam và nhiều quốc gia trên thế giới. Chương trình môn Công nghệ phản ánh những tri thức phổ

2

thông, thiết thực, gắn với thực tiễn mà học sinh cần phải có, nhiều nội dung công nghệ thật sự hấp dẫn, bổ ích, đồng thời bảo đảm tính mở nhằm đáp ứng sự đa dạng, phong phú của công nghệ, nhu cầu, sở thích của học sinh, phù hợp với đặc điểm của từng địa phương và gắn với hoạt động sản xuất kinh doanh tại địa phương; phản ánh được tinh thần cơ bản của cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ tư. Hơn nữa, môn công nghệ có mối quan hệ với nhiều lĩnh vực giáo dục khác, đặc biệt là với toán học và các môn khoa học tự nhiên bởi cùng với toán học, các môn khoa học tự nhiên, môn công nghệ góp phần thúc đẩy giáo dục STEM – một trong những xu hướng giáo dục đang được coi trọng ở nhiều quốc gia trên thế giới, trong đó có Việt Nam. Với những điều kiện trên và qua việc vận dụng dạy học môn Công nghệ theo định hướng giáo dục STEM tại trường THPT A Hải Hậu, chúng tôi đề xuất sáng kiến kinh nghiệm “Dạy học môn Công nghệ 11 và 12 theo định hướng giáo dục STEM”.

II. MÔ TẢ GIẢI PHÁP 1. Mô tả giải pháp trước khi tạo ra sáng kiến Chương trình môn Công nghệ gắn với thực tiễn cuộc sống, khoa học công nghệ phát triển từng ngày từng giờ đòi hỏi giáo viên ngoài việc nắm vững chuyên môn phải luôn luôn tích cực cập nhật kiến thức mới và vận dụng trong bài giảng.

Trong thực tế không nhiều giáo viên quan tâm và chú trọng đến việc cập nhật sự phát triển của các công nghệ hiện đại, các máy móc hiện đại, …vào trong bài giảng mà chỉ dạy theo nội dung đã có trong sách giáo khoa.

Bên cạnh đó, năng lực của giáo viên công nghệ chưa thực sự đồng đều, kỹ năng sử dụng thiết bị dạy học và ứng dụng công nghệ thông tin trong tổ chức hoạt động dạy học ở một số giáo viên chưa tốt. Khả năng ứng dụng công nghệ thông tin vào trong hoạt động dạy học đã tăng về số lượng song còn hạn chế về chất lượng các tiết học. Đặc biệt, năng lực thực hành của giáo viên chưa cao vì vậy một số tiết dạy thực hành chưa thực sự thuyết phục được người học. Nhiều giáo viên vẫn đang có thói quen dạy theo phương pháp truyền thống, truyền đạt một chiều và thiếu năng lực thiết kế các hoạt động sáng tạo của học sinh. Khi thiết kế bài học, giáo viên chủ yếu dựa vào thông tin sách giáo khoa mà chưa chú trọng đến các hoạt động vận dụng, tìm tòi mở rộng. Đó là chưa nói đến trang thiết bị cơ sở vật chất phục vụ giảng dạy môn công nghệ còn thiếu thốn nhiều.

3

Trong những năm học gần đây, nhận thức của các cấp quản lý giáo dục, của các nhà trường và xã hội đã có nhiều thay đổi, đã có nhiều đổi mới trong dạy học nhằm phát triển năng lực và phẩm chất của người học theo hướng dạy học theo chủ đề tích hợp liên môn, dạy học gắn với sản xuất kinh doanh tại địa phương. Trong đó, dạy học theo chủ đề tích hợp liên môn là dạy học những nội dung kiến thức liên quan đến hai hay nhiều môn học. Chủ đề tích hợp liên môn là những chủ đề có nội dung kiến thức liên quan đến hai hay nhiều môn học, thể hiện ở sự ứng dụng của chúng trong cùng một hiện tượng, quá trình trong tự nhiên hay xã hội. Ví dụ: Kiến thức Vật lý và Công nghệ trong động cơ, máy phát điện,... Đối với học sinh, các chủ đề tích hợp liên môn có tính thực tiễn nên sinh động, hấp dẫn đối với học sinh, có ưu thế trong việc tạo ra động cơ, hứng thú học tập cho học sinh. Học các chủ đề tích hợp liên môn, học sinh được tăng cường vận dụng kiến thức tổng hợp vào giải quyết các tình huống thực tiễn, ít phải ghi nhớ kiến thức một cách máy móc, nhờ đó năng lực và phẩm chất của học sinh được hình thành và phát triển.

Song số tiết dạy theo hướng tích hợp liên môn không nhiều và phần lớn giáo viên chỉ đảm bảo về số lượng tiết dạy theo yêu cầu mà chưa thực sự chú ý đến chất lượng dạy học Ba năm trở lại đây, định hướng dạy học môn Công nghệ gắn với sản xuất kinh doanh tại địa phương là phương thức dạy học đã được Bộ Giáo dục và đào tạo quan tâm, đẩy mạnh, đồng thời các trường vận dụng ở nhiều bộ môn. Dưới dạng công cụ, thiết bị dạy học, các thành tố của hoạt động sản xuất, kinh doanh sẽ giúp cho quá trình học tập của học sinh trở lên hấp dẫn, hứng thú hơn, giúp học sinh hiểu bài sâu sắc hơn, giúp học sinh được trải nghiệm thực tiễn cuộc sống và sản xuất kinh doanh. Tuy nhiên, phương thức dạy học này thường chỉ được giáo viên vận dụng ở hình thức tham quan, nhiều giáo viên còn lúng túng về tổ chức dạy học tích hợp, dạy học gắn với sản xuất kinh doanh tại địa phương, họ vẫn quen dạy học từng đơn vị nội dung rời rạc. Điều này làm cho học sinh tiếp thu được những nội dung rời rạc, ít có ý nghĩa đối với học sinh.

Mặt khác, trong giáo dục truyền thống bốn lĩnh vực quan trọng: Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học được xây dựng và giảng dạy một cách độc lập.

Mặc dù dạy theo cách này vẫn giữ một vai trò quan trọng trong việc cung cấp những kiến thức cơ bản thuộc các lĩnh vực trên. Nhưng sự tách rời này cũng sẽ đem đến một khoảng cách lớn giữa học và thực hành, giữa nhà trường và doanh nghiệp bởi nhà trường dạy theo các môn học nhưng cuộc sống thực tiễn thì lại

4

không tồn tại theo các môn độc lập như trong nhà trường mà là những vấn đề mang tính phức hợp. Học sinh được đào tạo theo mô hình truyền thống sẽ cần thời gian để thích nghi, để hiểu được làm thế nào để từ cơ sở lí thuyết, nguyên lí, những kiến thức được học trong trường chuyển thành các ứng dụng thực tế. Hơn nữa, tư duy liên kết các sự vật, hiện tượng với các ứng dụng và kĩ thuật cũng rất hạn chế bởi trong chính quá trình giảng dạy định hướng nội dung, Học sinh không có điều kiện để thấy được những biểu hiện thực tiễn của kiến thức trong cuộc sống…

Mặt khác, ngành Giáo dục chuẩn bị triển khai chương trình giáo dục phổ thông mới. Sự thay đổi này vừa là động lực, thách thức, nhưng cũng là yêu cầu đội ngũ giáo viên phải đổi mới mình để thích ứng, làm nên thành công cho sự nghiệp trồng người. Việc đổi mới chương trình giáo dục phổ thông đặt ra các yêu cầu về chuyên môn, nghiệp vụ sư phạm, phong cách, phẩm chất nghề nghiệp đối với đội ngũ giáo viên trong việc đổi mới nội dung, phương pháp, hình thức tổ chức dạy học và đánh giá kết quả dạy học theo năng lực, hướng tới phát triển năng lực và phẩm chất người học. Để đáp ứng chương trình môn học 2018, bên cạnh việc nắm vững nội dung chương trình môn học, giáo viên cần thiết phải đổi mới đồng bộ phương pháp dạy học và kiểm tra đánh giá theo định hướng phát triển năng lực và phẩm chất người học. Và giáo dục STEM trở thành một xu hướng giáo dục mang tính toàn cầu và là một phương thức giáo dục cần được phát huy bởi giáo dục STEM nhằm trang bị cho học sinh những kiến thức khoa học gắn liền với ứng dụng của chúng trong thực tiễn. Nội dung bài học theo chủ đề (bài học) STEM gắn với việc giải quyết tương đối trọn vẹn một vấn đề, trong đó học sinh được tổ chức tham gia học tập một cách tích cực, chủ động và biết vận dụng kiến thức vừa học để giải quyết vấn đề đặt ra; thông qua đó góp phần hình thành phẩm chất năng lực cho học sinh.

Có thể thấy, về cơ bản dạy học tích hợp liên môn và dạy học gắn với sản xuất kinh doanh là một hình thức của giáo dục STEM, nhưng trong dạy học tích hợp liên môn và dạy học gắn với sản xuất kinh doanh chưa chú ý phát triển các môn thuộc thành phần STEM mà thường chỉ hai hay ba hay bốn môn hoặc nội môn. Đặc biệt, vai trò của giáo dục STEM như là một giải pháp quan trọng và hiệu quả nhằm phát triển toàn diện cho học sinh. Trong khi đó quá trình dạy học hiện nay với mục tiêu giáo dục nhằm phát triển năng lực cho học sinh hình thành những kĩ năng học tập và lao động trong thế kỉ 21 của Bộ Giáo dục và Đào tạo và đây cũng là mục tiêu mà giáo dục STEM hướng tới.

5

Môn Công nghệ (Chương trình Giáo dục phổ thông 2018) tiếp thu được những xu hướng lớn về giáo dục công nghệ như: Mô hình năng lực công nghệ, chuẩn hiểu biết công nghệ phổ thông; một số mô hình giáo dục kỹ thuật như mô hình định hướng thủ công; mô hình định hướng thiết kế; mô hình công nghệ đại cương…; định hướng nghề nghiệp ở trung học phổ thông; tiếp cận giáo dục STEM và cuộc cách mạng công nghiệp 4.0. Tuy nhiên ở các nhà trường chưa được trang bị đầy đủ các phương tiện, thiết bị dạy học tối thiểu theo yêu cầu; có rất ít trường THPT có phòng học bộ môn Công nghệ theo định hướng thực hành và trải nghiệm, kết nối và hỗ trợ với hoạt động giáo dục STEM, nghiên cứu khoa học kĩ thuật dành cho học sinh trung học, vận dụng kiến thức liên môn để giải quyết các vấn đề thực tiễn. Và mặc dù người giáo viên khá quen thuộc với dạy học theo chủ đề tích hợp liên môn hay dạy học môn Công nghệ gắn với sản xuất kinh doanh nhưng dạy học theo định hướng giáo dục STEM lại là mới mẻ với giáo viên và gây nhiều lúng túng cho giáo viên, bởi nhiều giáo viên còn chưa nắm được việc sử dụng các hình thức tổ chức giáo dục STEM như thế nào? Làm thế nào để xây dựng được các bài học STEM phù hợp với chương trình môn Công nghệ hiện hành, đảm bảo phù hợp với điều kiện hiện tại của nhà trường mà đáp ứng tiếp cận chương trình giáo dục phổ thông 2018. Đó là những vấn đề chưa được làm sáng tỏ, và những vấn đề này sẽ được làm rõ trong phần mô tả giải pháp sau khi có sáng kiến của đề tài.

2. Mô tả giải pháp sau khi có sáng kiến CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÝ LUẬN I. TÌNH HÌNH GIÁO DỤC STEM TRÊN THẾ GIỚI VÀ VIỆT NAM 1. Trên thế giới STEM là cơ sở cho những chính sách quan trọng của các quốc gia trong việc phát triển nguồn nhân lực chất lượng cao, phục vụ mục tiêu phát triển và cạnh tranh kinh tế giữa các quốc gia trên thế giới. Giáo dục STEM đang dần trở thành một xu hướng giáo dục mang tính toàn cầu và ở một số nước giáo dục STEM đang phát triển mạnh mẽ như Mỹ, Pháp, Anh, Malaysia, ...

Tại Mỹ, giáo dục STEM đã được quan tâm từ rất sớm, dưới thời tổng thống Barack Obama, Chính phủ Mỹ khuyến khích các trường phổ thông xây dựng các lớp học về STEM, hợp tác với các trường Đại học, các doanh nghiệp giúp phát triển giáo dục STEM trong nhà trường.

Tại Pháp, giáo dục STEM được bao phủ ở mọi cấp học. Ở cấp Trung học phổ thông của Pháp, giáo dục STEM được dành thời lượng đáng kể. Trong năm

6

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 ½ giờ mỗi tuần cho nghiên cứu về Khoa học đời sống và trái đất. Môn học này được dạy thông qua ba chủ đề: cơ thể con người và sức khỏe; trái đất và các hành tinh; hành trình tiến hóa của sự sống. Cũng trong năm học đầu tiên HS được tham gia vào chủ đề khám phá có liên quan đến STEM như: Công nghệ sinh học; Y tế và xã hội; Phát minh và đổi mới công nghệ, kĩ thuật…

Tại Anh, giáo dục STEM đã được phát triển thành một chương trình quốc gia ở Anh với mục tiêu tạo ra nguồn nhân lực nghiên cứu khoa học chất lượng cao.

Một số cách đưa giáo dục STEM vào chương trình học tại Anh là [10]: (1) Dự án STEM được dạy trong một môn học duy nhất, ở đó giáo viên tổ chức cho học sinh thiết lập vấn đề, thiết kế phương 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 được dạy trong nhiều môn học. Theo cách này, các giáo viên khác nhau sẽ dạy cùng một chủ đề STEM nhưng 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 được giải quyết trong môn học trước sẽ là tiền đề nối tiếp để dạy ở môn học sau. (4) Dự án STEM được thực hiện song song với chương trình học. Học sinh sẽ học các môn học một cách bình thường, tuy nhiên song song với đó học sinh sẽ tham gia vào một dự án STEM, học sinh sẽ vận dụng các kiến thức được học để giải quyết các vấn đề mà dự án đặt ra.

Tại Malaysia, các nhà lãnh đạo quan tâm và nhấn mạnh vai trò giáo dục STEM trong chiến lược phát triển giáo dục của quốc gia. Vào tháng 9/2013, Thủ tướng Malaysia ông Datuk Seri Najib Razak phát biểu: Malaysia dự kiến 60% trẻ em và thanh thiếu niên tham gia chương trình giáo dục về khoa học, công nghệ, kỹ thuật và toán học (STEM) và sự nghiệp cho một tương lai tốt đẹp hơn của đất nước. Najib cho biết trẻ em và thanh thiếu niên có thể bị cuốn hút bởi khoa học thông qua một phương pháp giảng dạy và học tập thú vị hơn. Đó là hãy cho họ tham gia vào các dự án thực tế và cung cấp cho họ một số dự án đầy thách thức để tìm giải pháp so với cách tiếp cận từ trên xuống mà ông cảm thấy khá là nhàm chán.

Cho đến nay, giáo dục STEM đã và đang phát triển mạnh mẽ ở nhiều nước trên thế giới như Mỹ, Úc, Canada, Thổ Nhĩ Kỳ, ... Có thể dễ nhận thấy giáo dục

7

STEM như là một giải pháp trong cải cách giáo dục của các quốc gia nhằm hướng tới phát triển con người nhằm đáp ứng các mục tiêu phát triển kinh tế, phát triển của quốc gia trong thời đại toàn cầu hóa đầy cạnh tranh.

2. Ở Việt Nam Mặc dù mới xuất hiện ở Việt Nam trong những năm gần đây, song Giáo dục STEM bước đầu đã dành được sự quan tâm của cộng đồng và các cơ quan chức năng đặc biệt là từ phía Bộ Giáo dục và Đào tạo.

Trong hướng dẫn thực hiện nhiệm vụ Giáo dục Trung học năm học 2014 – 2015, Bộ Giáo dục và Đào tạo đã nhấn mạnh việc vận dụng dạy học giải quyết vấn đề, các phương pháp thực hành, dạy học theo dự án trong các môn học; tích cực ứng dụng công nghệ thông tin phù hợp với nội dung bài học. Quán triệt tinh thần giáo dục tích hợp giáo dục STEM trong việc thực hiện chương trình giáo dục phổ thông ở những môn học liên quan.

Năm học 2015-2016, Bộ Giáo dục và Đào tạo đã khuyến khích các giáo viên vận dụng nội dung STEM trong chương trình giáo dục đào tạo. Và tháng 1 năm 2016 Dự án thí điểm “Áp dụng phương pháp giáo dục STEM của Vương quốc Anh vào bối cảnh Việt Nam 2016- 2017” được triển khai. Đến nay (năm học 2020-2021), Bộ Giáo dục và Đào tạo đã triển khai công văn số 3089/BGDĐT-GDTrH về việc triển khai thực hiện giáo dục STEM trong giáo dục trung học với mục đích nâng cao nhận thức cho cán bộ quản lí và giáo viên về vị trí, vai trò và ý nghĩa của giáo dục STEM trong trường trung học; thống nhất nội dung, phương pháp và các hình thức tổ chức thực hiện giáo dục STEM trong nhà trường. Tăng cường áp dụng giáo dục STEM trong giáo dục trung học nhằm góp phần thực hiện mục tiêu của Chương trình giáo dục phổ thông năm 2018. Nâng cao năng lực cho cán bộ quản lí và giáo viên về việc tổ chức, quản lý, xây dựng và thực hiện dạy học theo phương thức giáo dục STEM. Đầu năm học này, nhiều trường học trong cả nước đã tổ chức bồi dưỡng đào tạo về giáo dục STEM với hàng ngàn lượt giáo viên tham gia. Đây là bước đi quan trọng nhằm phát triển một chương trình giáo dục theo định hướng STEM mang tầm quốc gia.

Môn Công nghệ trong chương trình giáo dục phổ thông Việt Nam đã bao hàm cả yếu tố Công nghệ và Kĩ thuật là hai trong bốn yếu tố trong giáo dục STEM. Yếu tố Công nghệ thể hiện ở môn học cung cấp cho học sinh những kiến thức hiểu biết về sự phát triển của Công nghệ, hiểu được những tác động của Công nghệ tới cuộc sống hàng ngày. Yếu tố Kĩ thuật thể hiện ở môn học

8

vận dụng các kiến thức Khoa học tự nhiên, Toán học trong việc thiết kế các quy trình, các hệ thống.

Công nghệ là một môn khoa học ứng dụng, tính tích hợp các kiến thức của các lĩnh vực khác trong Công nghệ đã được thể hiện. Đặc biệt, Công nghệ luôn gắn với thực tiễn, học tập môn Công nghệ luôn được tiếp cận theo định hướng sản phẩm, yếu tố thiết kế trong Công nghệ được nhấn mạnh. Do vậy, có nhiều điểm thuận lợi khi dạy học môn Công nghệ theo định hướng giáo dục STEM. Như vậy, hiện nay trên thế giới và Việt Nam, giáo dục STEM được hiểu dưới nhiều góc độ khác nhau; giáo dục STEM nhằm đào tạo nguồn nhân lực lao động chất lượng cao. Theo nghĩa hẹp có thể hiểu giáo dục STEM bản chất là dạy học tích hợp của các lĩnh vực là Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học.

II. MỘT SỐ KHÁI NIỆM 1. Khái niệm về giáo dục STEM STEM là thuật ngữ viết tắt của các từ Science (Khoa học), Technology (Công nghệ), Engineering (Kĩ thuật) và Mathematics (Toán học). Giáo dục STEM là những hoạt động giáodục có tính chất liên ngành khi đề cập từ hai trong các lĩnh vực/môn học Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học trở lên. Trong đó nội dung học tập được gắn với thực tiễn, phương pháp dạy học định hướng hành động”.

Thuật ngữ STEM được dùng trong hai ngữ cảnh khác nhau đó là ngữ cảnh giáo dục và ngữ cảnh nghề nghiệp: Trong ngữ cảnh giáo dục, STEM được hiểu với nghĩa là giáo dục STEM trong đó [12]: Science (Khoa học): Là môn học nhằm phát triển khả năng sử dụng các kiến thức Khoa học (Vật lí, 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 được phát triển như thế nào, cung cấp cho HS những kĩ năng để có thể phân tích được sự ảnh hưởng của công nghệ mới tới cuộc sống hàng ngày của học sinh và của cộng đồng…

9

Engineering (Kĩ thuật): Là môn học nhằm phát triển sự hiểu biết ở học sinh vềcách 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 tường 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 tượng, các hệ thống hay xây dựng các quy trình sản xuất.

Mathematics (Toán học): Là môn học nhằm phát triển ở học sinh khả năng phân tích, biện luận và truyền đạt ý tưởng một cách hiệu quả thông qua việc tính toán, giải thích, các giải pháp giải quyết các vấn đề toán học trong các tình huống đặt ra.

Với nội hàm các môn học như trên, liên hệ với chương trình giáo dục phổ thông Việt Nam hiện hành ta dễ dàng nhận thấy môn Khoa học tương ứng với các môn Khoa học tự nhiên ở Việt Nam như: Vật lí, Hóa học, Sinh học. Ở Việt Nam môn Công nghệ đã bao hàm cả yếu tố Công nghệ và Kĩ thuật, do vậy Môn Công nghệ và môn Kĩ thuật trên thế giới tương ứng với môn Công nghệ và môn Tin học ở Việt Nam. Vì vậy, trong đề tài này vận dụng vào bối cảnh giáo dục Việt Nam nội dung giáo dục STEM sẽ bao hàm nội dung của các môn học là Vật lí, Hóa học, Sinh học, Công nghệ, Tin học và Toán.

Có thể thấy giáo dục STEM là mô hình giáo dục dựa trên cách tiếp cận liên môn, giúp học sinh áp dụng các kiến thức khoa học, công nghệ, kĩ thuật và toán học vào giải quyết một số vấn đề thực tiễn trong bối cảnh cụ thể. Nội dung chủ đề STEM gắn với việc giải quyết tương đối trọn vẹn một vấn đề, trong đó học sinh được tổ chức tham gia học tập một cách tích cực, chủ động và biết vận dụng kiến thức vừa học để giải quyết vấn đề đặt ra, thông qua đó giúp hình thành, phát triển phẩm chất và năng lực cho học sinh.

- Đối với ngữ cảnh nghề nghiệp, STEM được hiểu là nghề nghiệp thuộc các lĩnh vực Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật và Toán học.

Tác giả Nguyễn Thị Nga và cộng sự của khoa Toán – Tin học trường Đại học Sư phạm thành phố Hồ Chí Minh chia sẻ: [11] 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 trong nhà trường.

2. Các năng lực và phẩm chất được phát triển thông qua dạy học STEM

10

Giáo dục STEM đề cao đến việc hình thành và phát triển các năng lực và phẩm chất người học. Khi triển khai các dự án học tập STEM, học sinh hợp tác với nhau, chủ động và tự lực thực hiện các nhiệm vụ học; được làm quen hoạt động có tính chất nghiên cứu khoa học. Các hoạt động nêu trên góp phần tích cực vào hình thành và phát triển phẩm chất, năng lực cho học sinh.

- Năng lực chung: năng lực tự chủ và tự học; giao tiếp và hợp tác, giải quyết vấn đề và sáng tạo. Theo chủ đề (bài học) STEM, học sinh được đặt trước một tình huống có vấn đề thực tiễn cần giải quyết liên quan đến các kiến thức khoa học. Để giải quyết vấn đề đó, học sinh phải tìm tòi, nghiên cứu những kiến thức thuộc các môn học có liên quan đến vấn đề (qua sách giáo khoa, học liệu, thiết bị thí nghiệm, thiết bị công nghệ) và sử dụng chúng để giải quyết vấn đề đặt ra. Do đó đã phát triển năng lực giải quyết vấn đề. Đồng thời, phát triển năng lực sáng tạo cho học sinh bởi qua các chủ đề STEM học sinh tự lực phát hiện vấn để mới, tình huống mới từ những tình huống quen thuộc liên quan đến kỹ thuật; từ đó đề xuất giải pháp kỹ thuật mới, tối ưu trên cơ sở kế thừa các giải pháp kỹ thuật đã có, hay tự đề xuất được giải pháp kỹ thuật phù hợp đem lại hiệu quả cao mà không tham khảo các giải pháp đã có. Hoặc trong những điều kiện cho trước có thể hình thành mô hình đề xuất hoặc dự đoán hệ quả suy ra từ giả thuyết hay đưa ra phương án kiểm tra giả thuyết và hệ quả suy ra từ giả thuyết với hiệu quả cao nhất. Mặt khác qua các chủ đề STEM, học sinh theo nhóm hoàn thành nhiệm vụ được giao, nhờ đó phát triển năng lực giao tiếp và hợp tác, năng lực tự chủ và tự học.

- Qua các bài học STEM giúp phát triển được cho học sinh phẩm chất yêu nước, nhân ái, chăm chỉ, trung thực, trách nhiệm.

- Các năng lực chuyên môn tương ứng với 4 thành tố của STEM theo đó cũng được hình thành như năng lực công nghệ (với 5 năng lực thành phần: nhận biết công nghệ, giao tiếp công nghệ, sử dụng công nghệ, đánh giá công nghệ và thiết kế công nghệ, biểu hiện thông qua việc: sử dụng được và hiểu bản chất của ngôn ngữ kỹ thuật, hoạt động thử - tìm tòi, kiểm tra bảo dưỡng khảo sát, đo đạc,...; hoạt động thiết kế kỹ thuật, vẽ sơ đồ nguyên lý,...); năng lực khoa học và năng lực toán học. Trong đó năng lực khoa học biểu hiện thông qua kỹ năng khoa học (là khả năng liên kết các khái niệm, nguyên lý, định luật và cáccơ sở lý thuyết của giáo dục khoa học để thực hành và sử dụng kiến thức này để giải quyết các vấn đề trong thực tế) và năng lực toán học được biểu hiện qua kĩ năng toán học (khả năng nhìn nhận và nắm bắt được vai trò của toán học trong mọi khía cạnh tồn tại trên thế

11

giới; học sinh có kỹ năng toán học sẽ có khả năng thể hiện các ý tưởng một cách chính xác, áp dụng các khái niệm và kĩ năng toán học vào cuộc sống hằng ngày).

3. Một số phương pháp và kĩ thuật tổ chức dạy học theo định hướng giáo dục STEM Trong dạy học theo định hướng giáo dục STEM, các phương pháp và kĩ thuật dạy học tích cực được sử dụng để tạo động cơ, thúc đẩy nhu cầu khám phá và hỗ trợ xây dựng, tổ chức các hoạt động nhận thức tích cực ở người học. Một số phương pháp dạy học tích cực thường được sử dụng trong dạy học môn Công nghệ theo định hướng giáo dục STEM là: dạy học giải quyết vấn đề, dạy học dự án, dạy học khám phá; các kĩ thuật dạy học: công não, khăn trải bàn, sơ đồ tư duy, phòng tranh, ...

3.1. Một số phương pháp dạy học tích cực * Dạy học giải quyết vấn đề - Bản chất: Dạy học giải quyết vấn đề là một quan điểm dạy học mà bản chất là đặt ra trước học sinh một hệ thống các vấn đề nhận thức có chứa đựng mâu thuẫn giữa cái đã biết và cái chưa biết, chuyển học sinh vào tình huống có vấn đề, kích thích học sinh tự giác, có nhu cầu mong muốn giải quyết vấn đề, kích thích hoạt động tư duy tích cực của học sinh trong quá trình giải quyết vấn đề, điều này làm cho học sinh tích cực tự giác trong việc giành lấy kiến thức một cách chủ động để ‘giải quyết vấn đề’ được hiểu là cách thức cá nhân sử dụng kiến thức đã có, những kĩ năng, và sự hiểu biết của mình để đáp ứng nhu cầu của một tình huống không quen thuộc. Người học phải tổng hợp những gì đã học được và áp dụng vào một hoàn cảnh mới và khác nhau.

- Điều kiện sử dụng: Cần tạo ra tình huống có vấn đề phù hợp, hiệu quả; thời gian phù hợp. Cần đảm bảo một số phương tiện thực hiện giải quyết vấn đề nhất là với các vấn đề cần khảo sát, thí nghiệm...

- Cách tiến hành: Bước 1. Nhận biết vấn đề: Tạo tình huống có vấn đề; phát hiện và nhận dạng vấn đề nảy sinh; phát biểu vấn đề cần giải quyết.

Bước 2. Lập kế hoạch giải quyết vấn đề: Đề xuất các giả thuyết; đưa ra các phương án và lập kế hoạch giải quyết vấn đề.

Bước 3. Thực hiện kế hoạch: cần đánh giá việc thực hiện giả thuyết đặt ra đã đúng chưa, nếu đúng thì chuyển sang bước tiếp theo, nếu chưa đúng thì quay lại bước 2 để chọn giả thuyết khác.

12

Bước 4. Kiểm tra, đánh giá và kết luận: Thảo luận kết quả và đánh giá; khẳng định hay bác bỏ giả thuyết đã nêu; phát biểu kết luận; đề xuất vấn đề mới. * Dạy học dự án - Bản chất: Dạy học theo dự án theo nghĩa rộng là một phương pháp dạy học, trong đó người học thực hiện một nhiệm vụ học tập phức hợp, có sự kết hợp giữa lí thuyết và thực hành. Dưới sự chỉ đạo của giáo viên, nhiệm vụ này được người học thực hiện với tính tự lực cao trong toàn bộ quá trình: từ việc xác định mục đích học tập, lập kế hoạch, đến việc thực hiện dự án, kiểm tra, điều chỉnh, đánh giá quá trình và kết quả thực hiện. Kết quả dự án học tập là những sản phẩm có thể trình bày, giới thiệu.

- Điều kiện sử dụng: Chủ đề dự án xuất phát từ những tình huống thực tiễn, có nhiều nội dung thực hành; thời gian phù hợp; mang tính liên môn.

- Cách tiến hành: Bước 1: Xác định chủ đề và mục tiêu của dự án học tập mà giáo viên và học sinh cùng nhau đề xuất, xác định chủ đề và mục tiêu của dự án học tập; trong đó giáo viên có thể giới thiệu một số hướng đề tài để học sinh lựa chọn và cụ thể hóa.

Xây dựng nội dung và kế hoạch thực hiện dự án: công việc, phương tiện, điều kiện, thời gian dự kiến, cách tiến hành và phân công công việc cụ thể.

Bước 2: Thực hiện dự án: học sinh thực hiện các hoạt động cụ thể (lí thuyết, thực hành, điều tra, quan sát, thu thập số liệu, thông tin, phân tích, xử lí…) và tạo ra sản phẩm. Trong bước này, học sinh thường tiến hành các điều tra, quan sát cá nhân hoặc theo nhóm.

Bước 3: Báo cáo và đánh giá dự án: Học sinh (đại diện nhóm) báo cáo quá trình thực hiện và kết quả có đối sánh với mục tiêu ban đầu, giới thiệu sản phẩm (báo cáo tổng hợp số liệu, kết luận hoặc sản phẩm cụ thể) và tự đánh giá. Giáo viên nhận xét và đánh giá. * Dạy học khám phá - Bản chất: Là cách thức tổ chức dạy học, trong đó học sinh tự tìm tòi, khám phá phát hiện ra tri thức mới thông qua các hoạt động dưới sự định hướng của giáo viên.

- Điều kiện sử dụng: Đa số học sinh phải có kiến thức, kĩ năng thực hiện các hoạt động khám phá được tổ chức. Giáo viên cần hiểu rõ khả năng khám phá của học sinh; từ đó, có sự hướng dẫn cần thiết, vừa đủ và phù hợp.

- Cách tiến hành:

13

+ Giai đoạn 1. Chuẩn bị: Giáo viên cần xác định mục đích về phẩm chất, năng lực cần hình thành ở người học qua các hoạt động học; xác định vấn đề cần khám phá (thường chứa đựng thông tin mới đặt dưới dạng câu hỏi hoặc bài tập nhỏ và đảm bảo vừa sức với học sinh); xác định nội dung vấn đề học tập mà học sinh cần đạt được trong quá trình khám phá; xác định cách thức báo cáo và đánh giá kết quả hoạt động khám phá. + Giai đoạn 2. Tổ chức học tập khám phá: Bước 1: Giao nhiệm vụ học tập.

Bước 2: Thực hiện nhiệm vụ học tập khám phá Bước 3: Trình bày và đánh giá kết quả của hoạt động 3.2. Một số kĩ thuật dạy học * Kĩ thuật công não - Khái niệm: Là kĩ thuật tổ chức phát triển nhiều giải đáp sáng tạo cho một vấn đề bằng cách nêu các ý tưởng tập trung trên vấn đề, từ đó, rút ra rất nhiều đáp án căn bản.

- Cách tổ chức: Bước 1. Chọn nhóm phát ý tưởng Bước 2. Chọn nhóm phê bình, tư duy sắc bén Bước 3. Chọn nhóm trưởng để điều phối phát ý tưởng Bước 4. Nhóm phát ý tưởng làm việc Bước 5. Nhóm phê bình làm việc Bước 6. Tổng hợp đánh giá - Ưu điểm: dễ thực hiện, không tốn kém, huy động nhiều ý kiến, tạo cơ hội cho tất cả học sinh.

- Hạn chế: Có thể một số HS quá tích cực, hay đi lạc đề, mất thời gian chọn ý kiến thích hợp. * Kĩ thuật khăn trải bàn - Khái niệm: Là kĩ thuật tổ chức học tập mang tính hợp tác, kết hợp giữa hoạt động cá nhân và nhóm. Học sinh sử dụng giấy khổ lớn để ghi nhận ý kiến cá nhân và ý kiến chung của nhóm vào các phần được bố trí như khăn trải bàn.

- Cách tổ chức: Bước 1. Chia HS thành nhóm nhỏ Bước 2. Học sinh chia tờ giấy thành các phần, gồm phần trung tâm và các phần xung quanh có số lượng bằng số thành viên trong nhóm.

14

Bước 3. Mỗi học sinh ngồi vào vị trí tương ứng, độc lập suy nghĩ, viết ý tưởng Bước 4. Nhóm thảo luận thống nhất câu trả lời ghi vào phần trung tâm.

- Ưu điểm: thúc đẩy học sinh tham gia tích cực, tăng tính trách nhiệm mỗi cá nhân, huy động được trí tuệ tập thể, kết quả làm việc nhóm rõ ràng.

- Hạn chế: yêu cầu về không gian lớp học, vật dụng và dụng cụ, đòi hỏi về thời gian phù hợp để học sinh hoạt động cá nhân và nhóm * Kĩ thuật sơ đồ tư duy - Khái niệm: Là kĩ thuật tổ chức học tập dưới hình thức trình bày thông tin trực quan, thông tin được sắp theo thứ tự ưu tiên và biểu diễn bằng các từ khoá, hình ảnh…

- Cách tổ chức: Bước 1. Viết tên chủ đề ở trung tâm. Vẽ các nhánh chính từ chủ đề trung tâm. Trên mỗi nhánh viết một khái niệm ứng với nội dung lớn của chủ đề.

Bước 2. Từ nhánh chính vẽ tiếp các nhánh phụ, viết tiếp nội dung ngắn thuộc nhánh chính đó....

- Ưu điểm: kích thích sự sáng tạo, tăng hiệu quả tư duy; dễ bổ sung, cấu trúc lại; tăng khả năng ghi nhớ - Hạn chế: vật liệu, dụng cụ chuẩn bị. * Kĩ thuật phòng tranh - Khái niệm: Là kĩ thuật tổ chức học sinh nhiệm vụ học tập được trưng bày như một phòng triển lãm tranh. Học sinh di chuyển, quan sát các sản phẩm của học sinh khác, đặt câu hỏi và nêu ra nhận xét hoặc ý kiến góp ý và giáo viên nhận xét, đánh giá.

- Cách tổ chức: Bước 1. Giáo viên giao nhiệm vụ học tập cho cá nhân hoặc nhóm.

Bước 2. Học sinh thực hiện nhiệm vụ và trưng bày các sản phẩm như một phòng triển lãm tranh.

Bước 3. Học sinh di chuyển tham quan phòng tranh, HS đưa ra các ý kiến cho các sản phẩm.

Bước 4. Học sinh về vị trí, hoàn thành nhiệm vụ học tập Bước 5. Giáo viên đánh giá - Ưu điểm: có cơ hội học hỏi nhau; phát triển NL giải quyết vấn đề.

- Hạn chế: Cần không gian phòng học phù hợp, vật liệu dụng cụ chuẩn bị.

15

* Kĩ thuật KWL - Khái niệm: là một hình thức tổ chức dạy học hoạt động đọc hiểu.

- Cách tổ chức: + Giáo viên vẽ một bảng lên bảng, ngoài ra, mỗi học sinh cũng có một mẫu bảng của các em. Có thể sử dụng mẫu sau.

K

W

L

……

…...

……

+ Học sinh động não nhanh và nêu ra các từ, cụm từ có liên quan đến chủ đề. Cả giáo viên và học sinh cùng ghi nhận hoạt động này vào cột K. Hoạt động này kết thúc khi học sinh đã nêu ra tất cả các ý tưởng. Tổ chức cho học sinh thảo luận về những gì học sinh đã ghi nhận. Sau đó học sinh nêu lên danh sách các câu hỏi về những điều các em muốn biết thêm trong chủ đề này. Những câu hỏi đó sẽ được ghi nhận vào cột W của biểu đồ. Trong quá trình đọc hoặc sau khi đọc xong, các học sinh sẽ tự trả lời cho các câu hỏi ở cột W. Những thông tin này sẽ được ghi nhận vào cột L. - Ưu điểm: Kỹ thuật KWL phục vụ cho các mục đích sau: Tìm hiểu kiến thức có sẵn của học sinh về bài đọc; đặt ra mục tiêu cho hoạt động đọc; giúp học sinh tự giám sát quá trình đọc hiểu của học sinh; học sinh đánh giá quá trình đọc hiểu của mình; tạo cơ hội cho học sinh diễn tả ý tưởng của các em vượt ra ngoài khuôn khổ bài đọc. Phương pháp này đặc biệt có hiệu quả với các bài đọc mang ý nghĩa gợi mở, tìm hiểu, giải thích.

Ví dụ Phụ lục 1 – Bảng ghi chép biết – thắc mắc – hiểu cho chủ đề Nguồn một chiều.

4. Hình thức và mức độ tổ chức dạy học theo định hướng giáo dục STEM Hiện nay, giáo dục STEM đã xuất hiện ở nhiều quốc gia trên thế giới, tuy nhiên ở những bối cảnh khác nhau thì mục tiêu cho giáo dục STEM cũng khác nhau, hình thức tổ chức dạy học theo định hướng giáo dục STEM cũng khác nhau.

Tùy thuộc vào đặc thù từng môn học và điều kiện cơ sở vật chất, các trường có thể áp dụng linh hoạt các hình thức tổ chức giáo dục STEM như sau: 4.1. Dạy học các môn khoa học theo bài học STEM Mô hình giáo dục STEM qua dạy học các môn khoa học tự nhiên khá phổ biến trên thế giới, đặc biệt là ở nước Anh trong đó nội dung học tập của môn học được thiết kế thành các bài học STEM và được giảng dạy theo các cách khác nhau. Điều này được hiểu là dạy học các môn học thuộc lĩnh vực STEM, đây là hình

16

thức tổ chức giáo dục STEM chủ yếu trong nhà trường. Theo hình thức này, người giáo viên thiết kế các bài học STEM để triển khai trong quá trình dạy học các môn học thuộc chương trình giáo dục phổ thông theo hướng tiếp cận tích hợp nội môn hoặc tích hợp liên môn. Nội dung bài học STEM bám sát nội dung chương trình của các môn học thành phần nhằm thực hiện chương trình giáo dục phổ thông theo thời lượng quy định của các môn học trong chương trình. Dưới sự hướng dẫn của giáo viên, học sinh thực hiện bài học STEM được chủ động nghiên cứu sách giáo khoa, tài liệu học tập để tiếp nhận và vận dụng kiến thức thông qua các hoạt động: lựa chọn giải pháp giải quyết vấn đề; thực hành thiết kế, chế tạo, thử nghiệm mẫu thiết kế; chia sẻ, thảo luận, hoàn thiện hoặc điều chỉnh mẫu thiết kế.

4.2. Tổ chức hoạt động trải nghiệm STEM - Trong hoạt động trải nghiệm STEM, học sinh được khám phá các thí nghiệm, ứng dụng khoa học, kỹ thuật trong thực tiễn đời sống. Từ đó học sinh nhận biết được ý nghĩa của khoa học, công nghệ, kỹ thuật và toán học đối với đời sống con người, nâng cao hứng thú học tập các môn học STEM - Hoạt động trải nghiệm STEM được tổ chức theo kế hoạch giáo dục hàng năm của nhà trường; nội dung mỗi buổi trải nghiệm được thiết kế thành bài học cụ thể, mô tả rõ mục đích, yêu cầu, tiến trình trải nghiệm và dự kiến kết quả. Ưu tiên những hoạt động liên quan, hoạt động tiếp nối ở mức vận dụng (thiết kế, thử nghiệm, thảo luận và chỉnh sửa) của các hoạt động trong bài học STEM theo kế hoạch dạy học của nhà trường.

- Hoạt động trải nghiệm STEM được tổ chức thực hiện theo sở thích, năng khiếu và lựa chọn của học sinh một cách tự nguyện thông qua hình thức câu lạc bộ hoặc các hoạt động trải nghiệm thực tế hay tổ chức ngày hội STEM. + Các trường phổ thông có thể triển khai giáo dục STEM thông qua hình thức câu lạc bộ. Tham gia câu lạc bộ STEM, học sinh được học tập nâng cao trình độ, triển khai các dự án nghiên cứu, tìm hiểu các ngành nghề thuộc lĩnh vực STEM. Đây là hoạt động theo sở thích, năng khiếu của học sinh, diễn ra định kỳ, trong cả năm học. Tổ chức tốt hoạt động câu lạc bộ STEM cũng là tiền đề triển khai các dự án nghiên cứu trong khuôn khổ cuộc thi khoa học kỹ thuật dành cho học sinh trung học. Bên cạnh đó, tham gia câu lạc bộ STEM còn là cơ hội để học sinh thấy được sự phù hợp về năng lực, sở thích, giá trị của bản thân với nghề nghiệp thuộc các lĩnh vực STEM. Tuy nhiên, với hình thức này thường chỉ áp dụng cho một khối lớp với môn học cụ thể nên số lượng học sinh tham gia không nhiều.

17

+ Bên cạnh đó, nhà trường có thể tổ chức các hoạt động trải nghiệm thực tế ở không gian trải nghiệm STEM trong nhà trường; thí nghiệm ảo, mô phỏng, phần mềm học tập để học sinh tìm hiểu, khám phá các thí nghiệm, ứng dụng khoa học, kỹ thuật trong thực tiễn đời sống. + Ngoài ra, tổ chức ngày hội STEM cũng là một hình thức hoạt động trải nghiệm STEM. Với mô hình giáo dục này, việc tổ chức Ngày hội STEM là việc làm cần thiết tại các trường phổ thông bởi đây là cơ hội tốt nhất để các em học sinh làm quen với việc phát triển ý tưởng sáng tạo và hướng nghiệp ngay từ khi còn ngồi trên ghế nhà trường.

- Để tổ chức thành công các hoạt động trải nghiệm STEM, cần có sự tham gia, hợp tác của các bên liên quan như nhà trường, cơ sở giáo dục nghề nghiệp, các trường đại học, cơ sở nghiên cứu, doanh nghiệp, hộ kinh doanh, các thành phần kinh tế - xã hội khác và gia đình để tổ chức có hiệu quả các hoạt động trải nghiệm STEM phù hợp với các quy định hiện hành. Theo cách này, sẽ kết hợp được thực tiễn phổ thông với ưu thế về cơ sở vật chất của cơ sở giáo dục nghề nghiệp, các trường đại học, cơ sở nghiên cứu, doanh nghiệp, hộ kinh doanh, các thành phần kinh tế - xã hội khác. Đây cũng là cách thức để thu hút sự quan tâm của xã hội tới giáo dục STEM. 4.3. Tổ chức hoạt động nghiên cứu khoa học, kĩ thuật - Giáo dục STEM có thể được triển khai thông qua hoạt động nghiên cứu khoa học và tổ chức các cuộc thi sáng tạo khoa học kỹ thuật với nhiều chủ đề khác nhau thuộc các lĩnh vực robot, năng lượng tái tạo, môi trường, biến đổi khí hậu, nông nghiệp công nghệ cao… Hoạt động nghiên cứu khoa học, kĩ thuật được thực hiện dưới dạng một đề tài/dự án nghiên cứu bởi một cá nhân hoặc nhóm hai thành viên, dưới sự hướng dẫn của giáo viên hoặc nhà khoa học có chuyên môn phù hợp.

- Học sinh tham gia hoạt động nghiên cứu khoa học trên cơ sở tự nguyện, không mang tính đại trà mà dành cho những học sinh có năng lực, sở thích và hứng thú với các hoạt động tìm tòi, khám phá khoa học, kỹ thuật giải quyết các vấn đề thực tiễn. Qua quá trình tổ chức dạy học các bài học STEM và hoạt động trải nghiệm STEM phát hiện các học sinh có năng khiếu để bồi dưỡng, tạo điều kiện thuận lợi học sinh tham gia nghiên cứu khoa học, kĩ thuật.

- Dựa trên tình hình thực tiễn của từng nhà trường, có thể định kỳ tổ chức cuộc thi khoa học, kỹ thuật cấp trường, từ đó có thể lựa chọn các đề tài/dự án nghiên cứu gửi tham gia Cuộc thi khoa học, kỹ thuật cấp trên.

18

5. Tiêu chí xây dựng bài học STEM Mỗi bài học STEM cần phải được xây dựng theo 6 tiêu chí sau [3]: Tiêu chí 1: Chủ đề bài học STEM tập trung vào các vấn đề của thực tiễn Trong các bài học STEM, học sinh được đặt vào các vấn đề thực tiễn xã hội, kinh tế, môi trường và yêu cầu tìm các giải pháp.

Tiêu chí 2: Cấu trúc bài học STEM theo quy trình thiết kế kĩ thuật Theo quy trình này, học sinh thực hiện: (1) xác định mục đích vấn đề hoặc nhu cầu thực tiễn, (2) nghiên cứu kiến thức nền, (3) đề xuất các giải pháp thực hiện, (4) lựa chọn giải pháp tối ưu, (5) chế tạo một mô hình thử nghiệm, (6) thử nghiệm và đánh giá, (7) chia sẻ và thảo luận, (8) điều chỉnh thiết kế.

Tiêu chí 3: Phương pháp dạy học bài học STEM đưa học sinh vào hoạt động tìm tòi và khám phá, định hướng hành động, trải nghiệm và sản phẩm Trong các bài học STEM, hoạt động học của học sinh được thực hiện theo hướng mở có "khuôn khổ" về các điều kiện mà học sinh được sử dụng (chẳng hạn các vật liệu khả dụng). Hoạt động học của học sinh là hoạt động được chuyển giao và hợp tác; chính học sinh đưa ra các quyết định về giải pháp giải quyết vấn đề.

Học sinh thực hiện các hoạt động trao đổi thông tin để chia sẻ ý tưởng và tái thiết kế nguyên mẫu của mình nếu cần. Học sinh tự điều chỉnh các ý tưởng của mình và thiết kế hoạt động khám phá của bản thân.

Tiêu chí 4: Hình thức tổ chức bài học STEM lôi cuốn học sinh vào hoạt động nhóm kiến tạo Giúp học sinh làm việc cùng nhau như một nhóm kiến tạo không bao giờ là một việc dễ. Làm việc nhóm trong thực hiện các hoạt động của bài học STEM là cơ sở phát triển năng lực giao tiếp và hợp tác.

Tiêu chí 5: Nội dung bài học STEM áp dụng chủ yếu từ nội dung khoa học và toán mà học sinh đã và đang học Trong các bài học STEM, giáo viên cần kết nối và tích hợp một cách có mục đích nội dung từ các chương trình khoa học, công nghệ và toán. Từ đó, học sinh dần thấy rằng khoa học, công nghệ và toán không phải là các môn học độc lập, mà chúng liên kết với nhau để giải quyết các vần đề.

Tiêu chí 6: Tiến trình bài học STEM tính đến có nhiều đáp án đúng và coi sự thất bại như là một phần cần thiết trong học tập Một câu hỏi nghiên cứu đặt ra, có thể đề xuất nhiều giả thuyết khoa học; một vấn đề cần giải quyết, có thể đề xuất nhiều phương án và lựa chọn phương án tối

19

ưu. Trong các giả thuyết khoa học, chỉ có một giả thuyết đúng. Ngược lại, các phương án giải quyết vấn đề đều khả thi, chỉ khác nhau ở mức độ tối ưu khi giải quyết vấn đề. Tiêu chí này cho thấy vai trò quan trọng của năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo trong dạy học STEM. 6. Quy trình xây dựng bài học STEM Bước 1: Lựa chọn nội dung dạy học (chủ đề/ bài học) Đây là bước khó khăn nhất trong quy trình xây dựng bài học STEM. Tác giả Lê Xuân Quang đã đề xuất quy trình thể hiện phương pháp xác định chủ đề giáo dục STEM như sau: [12] Lựa chọn nội dung cụ thể trong môn học

Kết nối Chỉ ra các với Phân tích kiến thức Hình những ứng dụng liên quan thành sản phẩm, trong chủ đề vật phẩm các môn ứng dụng thuộc lĩnh Quy trình xác định chủ đề STEM trong vực - Lựa chọn nộithực dung cụ thể trong môn học: Cần căn cứ vào nội dung kiến tế STEM thức trong chương trình môn Công nghệ 11 và 12, lựa chọn nội dung cụ thể để dạy theo định hướng giáo dục STEM, nội dung này có thể ở một bài, hay một nhóm bài hay một chương nhưng phải đảm bảo nội dung bài học STEM đuợc gắn kết với các vấn đề thực tiễn đời sống xã hội, khoa học, công nghệ và học sinh đuợc yêu cầu tìm các giải pháp đế giải quyết vấn đề, chiếm lĩnh kiến thức, đáp ứng yêu cầu cần đạt của bài học. Nội dung kiến thức của các bài học thuộc một môn học hoặc một số môn học trong chương trình; bảo đảm giải quyết được vấn đề đặt ra một cách tương đối trọn vẹn.

Tuy nhiên không phải nội dung nào, bài nào khi dạy theo định hướng STEM cũng hiệu quả hay phù hợp.

- Kết nối với những sản phẩm, vật phẩm ứng dụng trong thực tế: Sau khi lựa chọn nội dung, giáo viên nghiên cứu và xem xét nội dung đó đã được ứng dụng trong thực tiễn như thế nào? Nội dung đó đã được ứng dụng vào thiết bị gì? Sản phẩm gì? Hệ thống nào? Quy trình nào? Lĩnh vực nào?... Đây chính là cơ sở hình hành ý tưởng cho chủ đề giáo dục STEM. - Phân tích ứng dụng: Giáo viên cần phân tích ứng dụng để tìm hiểu các quy trình, giai đoạn và các kiến thức được sử dụng để tạo ra ứng dụng/ sản phẩm. Đây là cơ sở để giáo viên xây dựng những hoạt động, nhiệm vụ học tập trong chủ đề

20

sao cho đảm bảo tính vừa sức với học sinh. Từ đó xác định rõ những thách thức mà học sinh sẽ phải giải quyết.

- Chỉ ra các kiến thức liên quan trong các môn học thuộc lĩnh vực STEM: Giáo viên cần xem xét những kiến thức cần có để tạo ra các ứng dụng trên thuộc các lĩnh vực nào đặc biệt là với các môn học thuộc lĩnh vực STEM. Do vậy, giáo viên cần liên hệ với các thầy cô bộ môn có liên quan để hoàn thiện hồ sơ. Đây là cơ sở để lựa chọn được những kiến thức phù hợp với chương trình học tập của HS. - Hình thành chủ đề: Từ các phân tích ở trên, hình thành chủ đề (bài học STEM) với thông tin chung gồm tên chủ đề, mục tiêu, liên hệ chương trình.

Ví dụ: Với nội dung thiết kế bản vẽ kĩ thuật, có thể lựa chọn chủ đề: Thiết kế hộp đựng đồ dùng học tập. Với nội dung máy điện xoay chiều ba pha – máy biến áp ba pha, có thể lựa chọn chủ đề bài học STEM: Chế tạo máy biến áp ba pha.

Bước 2: Xác định vấn đề cần giải quyết Giáo dục STEM nhằm mục tiêu vận dụng kiến thức giải quyết các vấn đề mang tính thực tiễn. Do vậy, phải xác định được vấn đề cần giải quyết đó vận dụng kiến thức thuộc các lĩnh vực nào (Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học), mức độ chuyên sâu về kiến thức của các môn học nói trên trong việc giải quyết vấn đề như thế nào? Từ đó, xác định vấn đề cần giải quyết để giao cho học sinh thực hiện sao cho khi giải quyết vấn đề đó, học sinh phải học được những kiến thức, kĩ năng cần dạy trong chương trình môn khoa học tự nhiên đã được lựa chọn hoặc vận dụng những kiến thức, kỹ năng đã biết để xây dựng bài học. Đây là bước định hướng các nội dung cần có trong bài học STEM. Từ đó xác định được các câu hỏi mà học sinh có thể trả lời được khi thực hiện chủ đề (bài học) STEM. Bước 3: Xây dựng tiêu chí của thiết bị (sản phẩm)/ giải pháp giải quyết vấn đề Xác định rõ tiêu chí của giải pháp/sản phẩm làm căn cứ quan trọng để đề xuất giả thuyết khoa học/ giải pháp giải quyết vấn đề/ thiết kế mẫu sản phẩm.

Bước 4: Thiết kế tiến trình tổ chức hoạt động dạy học.

- Tiến trình tổ chức hoạt động dạy học được thiết kế theo các phương pháp và kĩ thuật dạy học tích cực với các hoạt động học bao hàm các bước của quy trình kĩ thuật. Cấu trúc bài học STEM thể hiện rõ 8 bước của quy trình thiết kế kĩ thuật như sau:

21

Trong đó, các bước trong quy trình có thể không cần thực hiện một cách tuần tự mà có thể thực hiện song song, tương hỗ lẫn nhau như hoạt động nghiên cứu lý thuyết nền có thể được tổ chức thực hiện đồng thời với việc đề xuất giải pháp; hoạt động chế tạo mô hình thử nghiệm có thể được thực hiện đồng thời với việc thử nghiệm và đánh giá; mặt khác bước này vừa là mục tiêu vừa là điều kiện để thực hiện bước kia. Và hoạt động chọn giải pháp tốt nhất với hoạt động chế tạo mô hình hoặc mẫu thử nghiệm có thể được tổ chức thực hiện một cách linh hoạt ở trong và ngoài lớp học theo nội dung và phạm vi kiến thức của từng bài học.

Xác định vấn đề hoặc nhu cầu thực tiễn Nghiên cứu kiến thức nền Đề xuất các giải pháp thực hiện Chọn giải pháp khả thi nhất Chế tạo mô hình hoặc mẫu thử nghiệm Thử nghiệm và đánh giá Chia sẻ và thảo luận

Điều chỉnh thiết kế Cấu trúc bài học STEM - Với mỗi hoạt động, cần thể hiện rõ mục đích, nội dung, dự kiến sản phẩm hoạt động của học sinh và cách thức tổ chức hoạt động. + Hoạt động 1: Xác định vấn đề hoặc yêu cầu chế tạo một sản phẩm ứng dụng gắn với nội dung bài học với các tiêu chí cụ thể.

Giáo viên giao cho học sinh nhiệm vụ học tập chứa đựng vấn đề. Trong đó, học sinh phải hoàn thành một sản phẩm học tập hoặc giải quyết một vấn đề cụ thể

22

với các tiêu chí đòi hỏi học sinh phải sử dụng kiến thức mới trong bài học để để xuất, xây dựng giải pháp. Tiêu chí của sản phẩm là yêu cầu hết sức quan trọng, buộc học sinh phải nắm vững kiến thức mới thiết kế, giải thích được thiết kế cho sản phẩm cần làm. + Hoạt động 2: Nghiên cứu kiến thức nền Kiến thức nền bao gồm kiến thức trong bài học cần sử dụng để giải quyết vấn đề hoặc chế tạo sản phẩm theo yêu cầu và đề xuất các giải pháp thiết kế đáp ứng các tiêu chí đã nêu.

Hoạt động này cần tổ chức cho học sinh thực hiện hoạt động học tích cực, tăng cường mức độ tự lực tuỳ thuộc từng đối tượng học sinh dưới sự hướng dẫn một cách linh hoạt của giáo viên. Khuyến khích học sinh hoạt động tự tìm tòi, chiếm lĩnh kiến thức để sử dụng vào việc đề xuất, thiết kế sản phẩm. + Hoạt động 3: Đề xuất các giải pháp thực hiện.

Học sinh trình bày và thảo luận phương án thiết kế, sử dụng kiến thức nền để giải thích, chứng minh và đề xuất các giải pháp thực hiện. + Hoạt động 4: Chọn giải pháp khả thi nhất.

Tổ chức cho học sinh trình bày, giải thích và bảo vệ bản thiết kế; giáo viên tổ chức góp ý, chú trọng việc chỉnh sửa và xác thực các thuyết minh của học sinh để học sinh nắm vững kiến thức mới và tiếp tục hoàn thiện bản thiết kế trước khi tiến hành chế tạo, thử nghiệm. + Hoạt động 5: Chế tạo mô hình hoặc mẫu thử nghiệm.

Tổ chức cho học sinh tiến hành chế tạo mẫu theo bản thiết kế. Sản phẩm theo phương án thiết kế đã đuợc lựa chọn; thử nghiệm và đánh giá trong quá trình chế tạo. + Hoạt động 6: Thử nghiệm và đánh giá Cần tiến hành thử nghiệm trong quá trình chế tạo, hướng dẫn học sinh đánh giá mẫu và điều chỉnh thiết kế ban đầu để bảo đảm mẫu chế tạo là khả thi. + Hoạt động 7: Chia sẻ và thảo luận Học sinh trình bày và thảo luận về sản phẩm đã chế tạo; điều chỉnh, hoàn thiện thiết kế ban đầu. + Hoạt động 8: Điều chỉnh thiết kế: tổ chức cho học sinh trình bày sản phẩm học tập đã hoàn thành; trao đổi, thảo luận, đánh giá để tiếp tục điều chỉnh, hoàn thiện.

23

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ THỰC TIỄN I. HÌNH THỨC TỔ CHỨC DẠY HỌC THEO ĐỊNH HƯỚNG GIÁO DỤC STEM Ở TRƯỜNG THPT A HẢI HẬU 1. Dạy học các môn khoa học theo bài học STEM ở trường THPT A Hải Hậu Thiết kế một chủ đề (bài học) STEM đòi hỏi phải huy động kiến thức của nhiều lĩnh vực khác nhau. Trong điều kiện hiện nay, nếu một giáo viên tự soạn một chủ đề (bài học) theo định hướng giáo dục STEM thì sẽ mất nhiều thời gian và có thể làm được, nhưng rất khó có thể khẳng định giáo viên đó đủ kiến thức để đảm bảo sự chính xác khoa học của nội dung các môn học khác. Do đó, việc hợp tác giữa các giáo viên bộ môn với nhau là thật sự cần thiết để tổ chức dạy học STEM. Từ năm học 2018-2019 đến nay, các giáo viên trường THPT A Hải Hậu đã tích cực xây dựng các chủ đề STEM (bài học STEM) theo hình thức dạy các môn khoa học theo bài học STEM. Tuy nhiên giáo viên các môn học khác nhau sẽ có cách lựa chọn chủ đề STEM khác nhau theo đặc điểm bộ môn của mình. Và có sự phối hợp của các giáo viên các bộ môn liên quan. Trong đó, giáo viên dạy công nghệ đã phối hợp với giáo viên các bộ môn khác để xây dựng các chủ đề STEM đó. Song các chủ đề STEM cần thể hiện các nội dung cụ thể như sau: TÊN CHỦ ĐỀ I. PHẦN 1: MỤC ĐÍCH, YÊU CẦU 1. Mục đích 2. Yêu cầu 3. Giới thiệu chủ đề Lứa tuổi học sinh Mức độ tiếp thu Vấn đề cần tập trung Bối cảnh thực tế Liên kết với các môn học Các nội dung kiến thức liên quan đến chủ đề trong chương trình phổ thông Vật liệu học sinh một nhóm cần chuẩn bị Học sinh tiếp cận và giải quyết vấn đề như thế nào?

II. PHẦN 2: TIẾN TRÌNH THỰC HIỆN Hoạt động 1: Xác định mục đích vấn đề hoặc nhu cầu thực tiễn Hoạt động 2: Nghiên cứu kiến thức nền Hoạt động 3: Đề xuất các giải pháp thực hiện

24

Hoạt động 4: Chọn giải pháp tốt nhất Hoạt động 5: Chế tạo mô hình thử nghiệm Hoạt động 6: Thử nghiệm và đánh giá Hoạt động 7: Chia sẻ và thảo luận Hoạt động 8: Điều chỉnh thiết kế Mỗi hoạt động đều thể hiện được: a. Mục đích của hoạt động b. Nội dung hoạt động c. Dự kiến sản phẩm d. Cách thức tổ chức hoạt động III. CÁC TÀI LIỆU KÈM THEO Sau đây là ví dụ về 2 chủ đề đã được học sinh trường THPT A Hải Hậu thực hiện thành công với kết quả được đánh giá cao.

1.1. Chủ đề STEM: Chế tạo tên lửa nước CHỦ ĐỀ: CHẾ TẠO TÊN LỬA NƯỚC Giáo vên hướng dẫn: Thầy Vũ Văn Đạm (Môn Vật lý) Cô Nguyễn Thanh Huyền (Môn Công nghệ) I. Mục đích, yêu cầu 1. Mục đích - Học sinh được trải nghiệm việc phối hợp vận dụng các kiến thức của các môn học như vật lý, toán học, công nghệ (KTCN) để thực hiện một nhiệm cụ thể thiết kế tên lửa nước.

- Học sinh thấy được ý nghĩa và sự gắn kết các kiến thức của các môn học trong nhà trường trong khi giải quyết các vấn đề của thực tiễn.

2. Yêu cầu - Đảm bảo tính trải nghiệm của người học trong các giai đoạn: + Tìm hiểu các kiến thức cần thiết để thiết kế tên lửa nước + Xây dựng bản kế hoạch để chế tạo tên lửa nước + Thực hiện bản kế hoạch để tạo ra sản phẩm theo yêu cầu.

- Đảm bảo tính tự học, hợp tác trong quá trình giải quyết vấn đề của người học.

3. Giới thiệu chủ đề CHẾ TẠO TÊN LỬA NƯỚC

25

Lứa tuổi học sinh

lớp 10

Mức độ tiếp thu

Trung bình – Giỏi

Vấn đề cần tập trung

Trong chủ đề này, học sinh vận dụng kiến thức các môn học như: Toán học, vật lý, công nghệ, … để hiểu được nguyên lý hoạt động của tên lử nước thông qua việc chế tạo được tên lửa nước

Bối cảnh thực tế

Đối với việc dạy học trong trường phổ thông, nhiệm vụ của người giáo viên không chỉ truyền thụ cho học sinh những kiến thức cơ bản của khoa học, xã hội mà còn cần tạo điều kiện cho học sinh nghiên cứu, tìm hiểu và thực hiện ứng dụng các kiến thức đã học ấy vào đời sống. Tìm hiểu và chế tạo tên lửa nước đáp ứng được nhiệm vụ ấy.

Qua truyền hình (đặc biệt qua các chương trình thời sự) học sinh biết được các loại tên lửa chuyển động với vận tốc lớn có tầm bay rất xa, hoặc cao phục vụ cho mục đích vận chuyển vệ tinh lên quỹ đạo, hoặc sử dụng cho mục đích quốc phòng. Vậy các loại tên lửa ấy chuyển động như thế nào và dựa trên nguyên lý gì?

- Vật lý Liên kết với các môn - Kỹ thuật học - Toán học - Công nghệ Các nội dung kiến Vật lý:

26

thức liên quan đến - Định luật bảo toàn vectơ động lượng: chủ đề trong chương - Áp suất chất khí tăng lên khi thể tích bình không đổi, trình phổ thông tăng lượng chất.

- Chuyển động của vật bị ném: Quỹ đạo của vật được ném xiên, tầm bay cao, tầm bay xa.

Toán học: - Quỹ đạo chuyển động của vật: đường parabol, liên quan đến đồ thị của hàm số bậc hai.

- Phép toán cộng vectơ và phép chiếu vectơ lên trục tọa độ.

Kĩ thuật: Quy trình thiết kế kĩ thuật - Bản vẽ kĩ thuật Công nghệ: Sử dụng dụng cụ gia công cơ khí + Vật liệu: - Hai chai nhựa loại 1,5 lít, đường kính miệng chai 21mm - Giấy bìa cứng - 1m25 ống nước PVC đường kính 21mm: cắt thành 7 đoạn, 6 đoạn dài 25cm, 1 đoạn dài 35cm - 1 đoạn ống PVC 42mm dài 5cm - 4 đầu bịt ống 21mm - 3 nối ống 21mm chữ T Vật liệu học sinh một - 10 sợi dây rút nhựa (lạt nhựa) nhóm cần chuẩn bị - 1 van xe máy (hoặc van xe đạp) - 1 miếng săm xe - Keo dán ống PVC1 cuộn keo lụa quấn ống nước.

- Băng keo màu - Keo lụa quấn ống nước + Dụng cụ: - 1 bơm xe đạp có đồng hồ đo áp suất - 1 cưa cầm tay, 1 kìm, 1 Kéo, 1 Dao rọc giấy - 1 Súng bắn keo nến, 1 Thước, - Khoan cầm tay Học sinh tiếp cận và giải quyết vấn đề

Học sinh vận dụng quy trình thiết kế kĩ thuật gồm 8 bước (3 hoạt động) để giải quyết vấn đề đặt ra:

27

như thế nào?

1.

2.

3.

4.

5.

6.

7.

8.

Tìm hiểu thực tiễn, xác định vấn đề Nghiên cứu kiến thức nền Đề xuất các giải pháp thực hiện Lựa chọn giải pháp khả thi Thiết kế - chế tạo mẫu thử nghiệm Thử nghiệm và đánh giá mẫu thiết kế Chia sẻ và thảo luận kết quả Đánh giá và thiết kế lại

II. Tiến trình thực hiện Hoạt động 1: Xác định mục đích vấn đề hoặc nhu cầu thực tiễn a. Mục đích của hoạt động - Xuất phát từ nhu cầu thực tiễn: Qua truyền hình (đặc biệt qua các chương trình thời sự) học sinh biết được các loại tên lửa chuyển động với vận tốc lớn có tầm bay rất xa, hoặc cao phục vụ cho mục đích vận chuyển vệ tinh lên quỹ đạo, hoặc sử dụng cho mục đích quyốc phòng. Vậy các loại tên lửa ấy chuyển động như thế nào và dựa trên nguyên lý gì?

- Chế tạo tên lửa nước là một loại trò chơi sáng tạo khá phổ biến ở các nước phát triển, và đang dần phổ biến ở giới học sinh tại Việt Nam. - Tạo điều kiện cho học sinh sáng tạo và hứng thú giải quyết vấn đề. b. Nội dung hoạt động - Tên lửa nước là một loại mô hình tên lửa sử dụng nhiên liệu là nước để làm lực đẩy. Bộ phận chính để chế tạo tên lửa nước thường là những chai nước giải khát. Khi tạo một áp suất lớn trong chai sẽ tạo một nên lực đẩy hướng xuống mặt đất để phát sinh thêm một phản lực hướng lên trên giúp tên lửa nước bay lên khỏi mặt đất. Lực này được hiểu là phản lực, áp dụng theo nguyên lý định luật ba Newton. (Giáo viên chuẩn bị tài liệu: Video Giới thiệu về cuộc thi làm tên lửa nước dành cho học sinh năm 2018 https://www.youtube.com/watch?v=N7BLhC6o9pw) - Học sinh tìm hiểu nguyên lý hoạt động của tên lửa nước và nghiên cứu thiết kế, chế tạo tên lửa nước. c. Dự kiến sản phẩm - Báo cáo của các nhóm về nội dung thảo luận d. Cách thức tổ chức hoạt động - HĐ 1: Học sinh xem video về phóng tên lửa, xem video giới thiệu về cuộc thi

28

làm tên lửa nước dành cho học sinh.

- HĐ 2: Học sinh theo nhóm thảo luận một số nội dung sau: + Tại sao tên lửa bay về phía trước được? + Khi chế tạo tên lửa nước ta cần chuẩn bị các vật liệu và dụng cụ gì? + Nước được cho vào tên lửa nhằm mục đích gì?

- HĐ 3: Đại diện các nhóm báo cáo thảo luận.

Hoạt động 2: Nghiên cứu kiến thức nền a. Mục đích của hoạt động: - Học sinh ôn tập và củng cố lại các kiến thức đã học liên quan đến chủ đề - Học sinh xác định được sự liên kết của các kiến thức các môn học trong việc giải quyết cấn đề đặt ra: Nghiên cứu các kiến thức liên quan để chế tạo được tên lửa nước. Giải thích tại sao với chế tạo như thế thì đẩy được tên lửa bay về phía trước. b. Nội dung hoạt động Để chế tạo được tên lửa nước, học sinh phải nắm được các kiến thức về các nội dung sau: * Toán học: (Mathematics):

Xác định quỹ đạo chuyển động của vật tuân theo một hàm số bậc hai: y = ax2 + bx + c (a ≠ 0). Đồ thị của hàm số là một parabol. − −b Đồ thị của hàm số có đỉnh là điểm có tọa độ: x = ;y= 4a 2a * Khoa học (science): Áp suất của chất khí p: tạo ra do sự va chạm của các phần tử khí vào thành bình truyền động lượng cho thành bình tạo ra lực đẩy vào thành bình, lực này gây ra áp suất của chất khí. Theo phương trình Cla-pê-rôn _ Men-đê-lê-ep thì áp suất

29

của chất khí: p =

m RT , nên khi ta dùng bơm tăng khối lượng khí m thì áp suất V

khí tăng lên. Định luật bảo toàn động lượng: p = p ' trong đó p là vectơ động lượng, đo bằng tích của khối lượng và vectơ vận tốc.

Nguyên tắc chuyển động bằng phản lực: Trong một hệ kín đứng yên, nếu có một phần của hệ chuyển động theo một hướng, thì theo định luật bảo toàn động lượng, phần còn lại của hệ phải chuyển động theo hướng ngược lại.

Chuyển động của một vật được ném xiên thì quỹ đạo của vật là một parabol. * Công nghệ (Technology): Dụng cụ và cách sử dụng một số dụng cụ cơ khí phổ biến * Kỹ thuật (Engineeering): Quy trình thiết kế kỹ thuật – Bản vẽ kỹ thuật. c. Dự kiến sản phẩm: Học sinh các nhóm trình bày về nguyên lý hoạt động của tên lửa nước. d. Cách thức tổ chức hoạt động - Học sinh vận dụng các kiến thức đã học để giải thích các kiến thức liên quan đến bài học dưới sự hướng dẫn của giáo viên - Học sinh các nhóm thảo luận về nguyên lý hoạt động của tên lửa nước.

Hoạt động 3: Đề xuất các giải pháp thực hiện a. Mục đích của hoạt động - Học sinh thảo luận nhóm đề xuất các ý tưởng thiết kế (có tính toán, giải thích); sau đó chọn 1 thiết kế để thử nghiệm.

- Học sinh các nhóm ghi chép lại thông tin cần thiết vào phiếu hoạt động nhóm. b. Nội dung hoạt động - Từ quan sát qua video, học sinh xác định các nguyên vật liệu và dụng cụ phù hợp để tiến hành chế tạo tên lửa.

- Học sinh lên ý tưởng các mô hình thiết kế c. Dự kiến sản phẩm - Ý tưởng các mô hình thiết kế và đề xuất vật liệu và dụng cụ cần thiết. d. Cách thức tổ chức hoạt động - HĐ 1: Học sinh theo nhóm tập hợp vật liệu và dụng cụ cần thiết - HĐ 2: Học sinh xây dựng và lắp đặt mẫu thử; học sinh ghi lại quá trình có kết hợp với hình ảnh hoặc video.

- HĐ 3: Học sinh từng nhóm lựa chọn mô hình thiết kế.

30

Hoạt động 4: Chọn giải pháp tối ưu nhất a. Mục đích của hoạt động - Tập hợp các nguyên vật liệu cần thiết. Xây dựng và lắp đặt mẫu thử. Lưu lại quá trình làm việc bằng ghi chép, hình ảnh hoặc video. b. Nội dung hoạt động - Từ các mô hình đã thiết kế, giáo viên hướng dẫn học sinh chọn ra một mô hình mà tối ưu nhất, tiết kiệm được các nguyên vật liệu và chi phí lắp đặt. c. Dự kiến sản phẩm - Bản vẽ thiết kế mô hình của các nhóm sau khi lựa chọn ra được mẫu thử nghiệm tối ưu. d. Cách thức tổ chức hoạt động: - HĐ 1: Các nhóm thảo luận về ưu nhược điểm của các giải pháp đã được đề xuất - HĐ 2: Các nhóm cử đại diện thuyết minh về một phương án thiết kế tối ưu nhất do nhóm chọn - HĐ 3: Học sinh theo nhóm vẽ các bản mô hình, tính toán vật liệu cần thiết.

Hoạt động 5: Chế tạo mô hình thử nghiệm a. Mục đích của hoạt động - Học sinh phải hiểu được các kiến thức nền về cách tăng áp suất trong một bình kín có thể tích không đổi; bảo toàn vectơ động lượng trong một hệ kín; chuyển động của một vật bị ném. b. Nội dung hoạt động - Vật liệu và dụng cụ cần chuẩn bị:

Vật liệu

+ Vật liệu cần chuẩn bị: - Hai chai nhựa loại 1,5 lít, đường kính miệng chai 21mm

+ Dụng cụ cần chuẩn bị: - 1 bơm xe đạp có đồng hồ đo áp suất - 1 cưa cầm tay

31

- Giấy bìa cứng - 1m25 ống nước PVC đường kính 21mm: cắt thành 7 đoạn, 6 đoạn dài 25cm, 1 đoạn dài 35cm - 1 đoạn ống PVC 42mm dài 5cm - 4 đầu bịt ống 21mm - 3 nối ống 21mm chữ T - 10 sợi dây rút nhựa (lạt nhựa) - 1 van xe máy (hoặc van xe đạp) - 1 miếng săm xe - Keo dán ống PVC1 cuộn keo lụa quấn ống nước.

- Băng keo màu - Keo lụa quấn ống nước

- 1 kìm - 1 Kéo - 1 Dao rọc giấy - 1 Súng bắn keo nến - 1 Thước - Khoan cầm tay

- Các bước tiến hành: Bước 1: Chế tạo phần thân tên lửa Sử dụng 1 vỏ chai nước ngọt loại 1,5l để làm thân tên lửa Bước 2: Chế tạo phần chóp tên lửa + Cắt phần đầu vỏ chai nước ngọt 1,5l còn lại + Dùng 01 miếng đất sét hoặc chì câu cá cố định vào đầu nắp chai của phần đầu chóp tên lửa (dùng keo nến giữ cố định). + Sau đó ghép phần đầu vào phần thân tên lửa trên + Dùng keo nến và băng keo màu cố định phần đầu chóp tên lửa Bước 3: Chế tạo phần cánh tên lửa + Cắt tiếp chai nhựa đã được cắt phần chóp để lấy phần giữa của chai + Dán chặt vào thân tên lửa nước bằng keo nến và băng keo + Dùng giấy bìa cứng hoặc nhựa dẻo cắt cánh tên lửa + Dùng keo nến cố định cánh trực tiếp vào thân tên lửa Bước 4: Chế tạo dàn phóng Với mục tiêu bắn xa, chúng ta làm dàn phóng có ống phóng nghiêng 450 + Chế tạo phần van bơm để bơm khí: Chuẩn bị 1 đầu bịt ống khoan hoặc đục 1 lỗ nhỏ; 2 miếng săm xe đạp đã được cắt và van xe đạp + Lắp các đoạn ống nước, đầu bịt ống và các ống nối chữ T làm bệ phóng + Lắp thanh phóng tên lửa

32

+ Chế tạo khóa tên lửa c. Dự kiến sản phẩm - Mô hình tên lửa nước của các nhóm d. Cách thức tổ chức hoạt động: - Hoạt động 1: Học sinh theo nhóm lắp đặt mô hình tên lửa nước của nhóm mình tại nhà.

- Hoạt động 2: Các nhóm tập hợp sản phẩm tại trường để thử nghiệm bắn tên lửa nước.

Hoạt động 6: Thử nghiệm và đánh giá a. Mục đích của hoạt động - Kiểm tra khả năng bắn tên lửa nước của các nhóm - Học sinh lựa chọn ra cách chế tạo mô hình tên lửa nước tối ưu.

- Giáo viên đánh giá kỹ năng làm việc nhóm qua sự tổ chức thử nghiệm bắn tên lửa nước của các nhóm. b. Nội dung hoạt động - Giáo viên tổ chức cho học sinh các nhóm tiến hành bắn thử nghiệm tên lửa nước. Học sinh các nhóm phân tích kết quả thử nghiệm và rút ra kết luận. c. Dự kiến sản phẩm - Mô hình tối ưu nhất d. Cách thức tổ chức hoạt động: - HĐ 1: Học sinh các nhóm bắn thử nghiệm tên lửa nước của nhóm mình tại sân thể dục của nhà trường - HĐ 2: Các nhóm thảo luận và rút ra ưu điểm và nhược điểm tên lửa nước của nhóm mình.

Các nhóm cùng mô hình thử nghiệm bắn tên lửa nước

Hoạt động 7: Chia sẻ và thảo luận a. Mục đích của hoạt động - Học sinh báo cáo về mẫu thiết kế của nhóm mình, chia sẻ các vướng mắc và

33

khó khăn gặp phải trong quá trình thiết kế. b. Nội dung hoạt động - Giáo viên tổ chức cho học sinh các nhóm báo cáo kết quả bắn tên lửa nước của nhóm mình và thảo luận.

- Giáo viên chuẩn bị một số câu hỏi dự kiến hỏi học sinh: + Làm thế nào để tăng được áp suất khí trong chai? + Làm thế nào để tăng được vận tốc bắn ban đầu của tên lửa? + Làm thế nào để tên lửa nước khi bắn không bị lệch hướng? + Muốn điều chỉnh vận tốc ban đầu của tên lửa nước thì làm như thế nào? c. Dự kiến sản phẩm - Các ghi chép thảo luận của học sinh. d. Cách thức tổ chức hoạt động: - Hoạt động 1: Học sinh các nhóm lần lượt chia sẻ về mô hình của nhóm mình dưới sự điều hành của giáo viên.

- Hoạt động 2: Giáo viên hỗ trợ đánh giá sản phẩm của các nhóm.

Hoạt động 8: Điều chỉnh thiết kế a. Mục đích của hoạt động - Ghi nhận các kết quả các nhóm đã thực hiện được. Đồng thời hướng dẫn học sinh chỉnh sửa, bổ sung, hoàn thiện sản phẩm. b. Nội dung hoạt động - Trên cơ sở sản phẩm của các nhóm, giáo viên nhận xét, tổng kết buổi học. c. Dự kiến sản phẩm - Các ghi chép thảo luận của học sinh. d. Cách thức tổ chức hoạt động: - Giáo viên hỏi và phân tích các vấn đề kỹ thuật của các nhóm. Từ đó, hướng dẫn học sinh điều chỉnh hoàn thiện sản phẩm; riêng với sản phẩm đã hoạt động tốt thì lưu ý với học sinh về tính thẩm mỹ.

III. CÁC TÀI LIỆU KÈM THEO 1. Một số kiến thức liên quan tới chuyển động ném xiên và định luật bảo toàn động lượng a. Khảo sát chuyển động của vật ném xiên Xét vật M bị ném xiên từ một điểm O tại mặt đất theo phương hợp với phương  ngang một góc  , với vận tốc ban đầu v 0 bỏ qua sức cản của không khí.

Chọn hệ toạ độ Oxy có gốc tại O, trục hoành Ox hướng theo phương ngang,

34

trục tung Oy hướng theo phương thẳng đứng từ dưới lên trên.

Thực hiện các bước theo phương pháp toạ độ thu được kết quả sau: Ox : x = (vo cos  )t (m )

- Phương trình chuyển động: - Phương trình quỹ đạo: y =

1 .

Oy : y = (v0 sin  )t − gt 2 (m ) 2

−g x 2 + (tan  )x .

2 2 2v0 cos 

Ox : v x = v o cos 

-Vận tốc của vật tại thời điểm t: Oy : v = v sin  − gt y 0

v = v 2x + v 2y =

(v0 cos  )2 + (v0 sin  − gt )2

Góc lệch của vectơ vận tốc so với phương ngang: tan  = - Thời gian chuyển động: t =

vy vx

=

v0 sin  − gt . v0 cos 

2 v0 sin  . g

- Độ cao cực đại mà vật đạt được: v y = 0 : H = ymax Tầm xa (L) tính theo phương ngang: L = x max

v02 sin 2  = .

2g

2v02 sin  cos  v02 sin 2 = = . g g

b. Định luật bảo toàn động lượng Hệ kín: Một hệ vật gọi là hệ kín nếu chỉ có các vật trong hệ tương tác lẫn nhau (gọi là nội lực)mà không có tác dụng của những lực từ bên ngoài (gọi là ngoại lực), hoặc nếu có thì phải triệt tiêu lẫn nhau. Định luật bảo toàn động lượng Động lượng"động lượng của một vật chuyển động là đại lượng được đo bằng   tích của khối lượng và vận tốc của vật. p = mv Định luật bảo toàn động lượng: Vectơ tổng động lượng của một hệ kín được   bảo toàn p = p' c. Nguyên tắc chuyển động bằng phản lực Chuyển động bằng phản lực là chuyển động của một vật tự tạo ra phản lực bằng cách phụt về một hướng một phần khối lượng của chính nó, để phần kia chuyển động theo hướng ngược lại.

35

2. Tài liệu Chế tạo mô hình tên lửa nước (Hoạt động 5) * Vật liệu và dụng cụ cần chuẩn bị:

+ Vật liệu cần chuẩn bị: - Hai chai nhựa loại 1,5 lít, đường kính miệng chai 21mm - Giấy bìa cứng - 1m25 ống nước PVC đường kính 21mm: cắt thành 7 đoạn, 6 đoạn dài 25cm, 1 đoạn dài 35cm - 1 đoạn ống PVC 42mm dài 5cm - 4 đầu bịt ống 21mm - 3 nối ống 21mm chữ T - 10 sợi dây rút nhựa (lạt nhựa) - 1 van xe máy (hoặc van xe đạp) - 1 miếng săm xe - Keo dán ống PVC1, cuộn keo lụa quấn ống nước. Băng keo màu * Các bước tiến hành: Bước 1: Chế tạo phần thân tên lửa Sử dụng 1 vỏ chai nước ngọt loại 1,5l để làm thân tên lửa

+ Dụng cụ cần chuẩn bị: - 1 bơm xe đạp có đồng hồ đo áp suất - 1 cưa cầm tay - 1 kìm - 1 Kéo - 1 Dao rọc giấy - 1 Súng bắn keo nến - 1 Thước - Khoan cầm tay

36

Bước 2: Chế tạo phần chóp tên lửa .

Cắt phần đầu vỏ chai nước ngọt 1,5l Dùng 01 miếng đất sét hoặc chì câu cá còn lại cố định vào đầu nắp chai của phần đầu chóp tên lửa (dùng keo nến giữ cố định).

Sau đó ghép phần đầu vào phần thân Dùng keo nến và băng keo màu cố định tên lửa trên phần đầu chóp tên lửa

Bước 3: Chế tạo phần cánh tên lửa Cắt tiếp chai nhựa đã được cắt phần Dán chặt vào thân tên lửa nước bằng chóp để lấy phần giữa của chai keo nến và băng keo

37

Dùng giấy bìa cứng hoặc nhựa dẻo cắt Thông thường ta làm tên lửa nước có 3 cánh tên lửa theo bất cứ hình dạng nào cánh, sau đó cắt và gấp lại như ví dụ mà bạn thích (3 cánh tên lửa) sau

Dùng keo nến cố định cánh trực tiếp Đảm bảo cánh được dán vào thân tên lửa chắc chắn và cách đều nhau

thật

Bước 4: Chế tạo dàn phóng Với mục tiêu bắn xa, chúng ta làm dàn phóng có ống phóng nghiêng 450

Chế tạo phần van bơm để bơm khí: Dùng kìm vặn chặt để tránh rò khí giữa Chuẩn bị 1 đầu bịt ống khoan hoặc đục van và ống nước.

1 lỗ nhỏ; 2 miếng săm xe đạp đã được

38

cắt và van xe đạp

Lắp các đoạn ống nước, đầu bịt ống và Làm thanh phóng tên lửa: Sử dụng lạt các ống nối chữ T theo hình trên và nhựa cắt bằng nhau dùng keo dán ống nước PVC dán c ặt các mối đã nối trên

Chế tạo khóa tên lửa: Xếp các lạt nhựa Chế tạo khóa tên lửa: Cố định lại bằng cách đều nhau lê băng keo màu và cách dùng lạt nhựa buộc lại sao cho quấn quanh ống nhựa dài 35m chắc chắn rồi dùng băng keo màu quấn ra ngoài.

Lắp thanh phóng tên lửa vào bệ phóng, Luồn ống 42mm vào để các điều chỉnh góc bắn 450 so với mặt đất khóa ngàm dây rút vào ngạnh ở cổ

39

và cố định lại bằng keo dán ống nước

chai.

Quấn keo lụa quấn ống nước phần vào Ta có tên lửa và bệ phóng đã sẵn sàng phía trong khóa ngàm 1.2. Chủ đề STEM: Thiết kế đèn kéo quân CHỦ ĐỀ STEM: THIẾT KẾ ĐÈN KÉO QUÂN Giáo viên hướng dẫn: Cô Trần Thị Chăm (Môn Toán – Phụ trách chính) Thầy Đoàn Kim Cương (Môn Vật lý) Cô Nguyễn Thanh Huyền (Môn Công nghệ) I. Mục đích, yêu cầu 1. Tên chủ đề: Thiết kế đèn kéo quân 2. Mô tả chủ đề Hiện nay, toàn cầu hóa là một xu thế khách quan, đã và đang tác động mạnh mẽ đến mọi mặt trong đời sống xã hội của các quốc gia, dân tộc. Xét về lĩnh vực văn hóa, toàn cầu hóa không chỉ tạo cơ hội cho các quốc gia, dân tộc mở rộng giao lưu, hiểu biết và xích lại gần nhau, mà còn đặt những giá trị văn hóa truyền thống của mỗi dân tộc trước nhiều thách thức to lớn. Những mặt trái, những tác động tiêu cực của toàn cầu hóa đã và đang làm chao đảo nhiều giá trị tinh thần nói chung, nhân cách con người nói riêng. Đặc biệt, một số giá trị đạo đức tốt đẹp, thiêng liêng,… vốn có vị trí quan trọng trong hệ giá trị tuyền thống của dân tộc Việt Nam đang có nguy cơ bị mai một và tha hóa. Để giữ gìn và phát huy các giá trị truyền thống văn hóa bên cạnh việc đẩy mạnh tuyền truyền trong quần chúng nhân dân thì việc tăng cường giáo dục truyền thống lịch sử và truyền thống cách mạng, văn hóa của dân tộc cho thế hệ trẻ đặc biệt là học sinh khi đang ngồi trên ghế nhà trường là việc làm cần thiết.

40

Đối với việc dạy học trong trường phổ thông, nhiệm vụ của người giáo viên không chỉ truyền thụ cho học sinh những kiến thức cơ bản của khoa học, xã hội mà còn cần tạo điều kiện cho học sinh nghiên cứu, tìm hiểu và thực hiện ứng dụng các kiến thức đã học ấy vào đời sống. Việc thiết kế đèn kéo quân đáp ứng được các yêu cầu ấy.

Trong chủ đề này, học sinh sẽ thực hiện dự án thiết kế và chế tạo Đèn kéo quân. Để thực hiện dự án, học sinh cần tìm hiểu và chiếm lĩnh các kiến thức mới: - Môn Toán 11: Bài Phép vị tự (Bài 6).

- Môn Toán 12: Phép vị tự và sự đồng dạng của các khối đa diện. Các khối đa diện đều (Bài 3).

- Đồng thời, học sinh phải vận dụng các kiến thức liên môn về Vật lí, Công nghệ, Toán như: Môn Vật lí 8: Định luật Ác-si-mét (Bài 10), Sự nổi (Bài 12), Đối lưu – Bức xạ nhiệt (Bài 23).

Môn Vật lí 10: Tổng hợp và phân tích lực – Điều kiện cân bằng của chất điểm (Bài 9).

Môn Toán 10: Tổng và hiệu hai vectơ (Bài 2 – Bài 3).

Môn Công nghệ 11: Thiết kế bản vẽ kĩ thuật (Bài 8).

3. Mục tiêu: Sau khi hoàn thành chủ đề, học sinh có khả năng: a. Kiến thức, kĩ năng - Nắm được định nghĩa phép vị tự và các tính chất của phép vị tự (ảnh của một hình qua phép vị tự).

- Tính toán, thiết kế, vẽ và trình bày được ý tưởng chế tạo ra đèn kéo quân.

- Vận dụng được các kiến thức trong chủ đề và kiến thức đã biết để thiết kế, chế tạo ra đèn kéo quân và giải thích được vì sao đèn kéo quân không cần sức gió mà cánh quạt vẫn có thể quay được.

- Trình bày, bảo vệ được ý kiến của mình và phản biện ý kiến của người khác.

- Hợp tác trong nhóm để cùng thực hiện nhiệm vụ học tập. b. Phát triển phẩm chất: - Có thái độ tích cực, tinh thần trách nhiệm, hợp tác trong làm việc nhóm.

- Yêu thích môn học, thích khám phá, tìm tòi và vận dụng các kiến thức đã học vào giải quyết các vấn đề thực tiễn cuộc sống.

41

- Có ý thức bảo tồn các truyền thống văn hóa dân tộc. c. Định hướng phát triển năng lực: - Năng lực tự chủ và tự học.

- Năng lực nghiên cứu kiến thức khoa học, năng lực giải quyết vấn đề một cách sáng tạo, cụ thể là đưa ra phương án hợp lí để đèn kéo quân vừa đẹp, bền, lại không tốn kém.

- Năng lực giao tiếp và hợp tác nhóm để thống nhất bản thiết kế và phân công thực hiện từng phần nhiệm vụ cụ thể.

- Năng lực ngôn ngữ, tính toán, tìm hiểu tự nhiên và xã hội.

4. Thiết bị Tổ chức dạy học chủ đề , GV hướng dẫn học sinh sử dụng một số thiết bị sau: - Dụng cụ đo thời gian, đo đạc kích thước vật liệu.

- Chọn loại khung đảm bảo cứng và nhẹ.

- Cách sử dụng motor, …

II. Tiến trình thực hiện Hoạt động 1: Xác định mục đích vấn đề hoặc nhu cầu thực tiễn a. Mục đích: - Xác định được vấn đề thực tế trong cuộc sống: Cứ vào mỗi dịp trung thu, người ta thường thấy hình ảnh những em bé cầm trên tay những chiếc lồng đèn sặc sỡ, những chiếc đèn kéo quân trong những trại đêm rằm. Nếu như diều giấy hay chong chóng phải có sức gió thì mới có thể chuyển động theo ý muốn thì đèn kéo quân lại khác. Chỉ cần đốt ngọn nến bên trong là đèn tự động quay tròn mà không cần đến gió. Vì sao lại như vậy? Cơ chế gì khiến đèn kéo quân vẫn có thể quay mà không cần đến gió?

- Ngoài việc giúp học sinh củng cố và hiểu sâu hơn về kiến thức đã học, thông qua hoạt động này còn giáo dục các em các giá trị văn hóa, truyền thống của dân tộc. Từ đó biết trân trọng, gìn giữ, bảo tồn và phát huy những giá trị văn hóa, truyền thống đó; - Học sinh nêu được nguyên lí hoạt động của đèn kéo quân; - Xác định được nhiệm vụ dự án là chế tạo ra đèn kéo quân với các yêu cầu: (1) Hoạt động của đèn kéo quân là vận dụng kiến thức nào?

(2) Chế tạo từ những vật liệu dễ kiếm, bền, đẹp và không tốn kém; (3) Có đủ thông số kĩ thuật như: loại vật liệu, kích thước, các vật liệu thay

42

thế; (4) Sản phẩm có ưu nhược điểm so với những cái đã có, có sự sáng tạo gì trong sản phẩm hay không? b. Nội dung: - Cho học sinh xem video: Video so sánh tết trung thu xưa và nay và Video đèn kéo quân – Nghệ nhân giữ ngọn lửa truyền thống, từ đó hình thành ý tưởng ban đầu về sản phẩm dự án.

Video 1: https://www.youtube.com/watch?v=cYfrqW8TNvo Video 2: https://www.youtube.com/watch?v=mvRFNa77hmw - Giáo viên tổ chức cho học sinh thảo luận về các khả năng tạo ra nhiệt để làm cánh quạt quay và cả khả năng không cần nguồn nhiệt mà vẫn làm quay trục.

Các học sinh thảo luận, đưa ra ý kiến cá nhân, phản biện để đưa ra các phương án, ý tưởng cho sản phẩm.

- Giáo viên thông báo, phân tích và thống nhất với học sinh các tiêu chí đánh giá sản phẩm của dự án.

- Giáo viên hướng dẫn học sinh về tiến trình dự án và yêu cầu học sinh ghi nhận vào nhật kí học tập: +) Bước 1: Nhận nhiệm vụ +) Bước 2: Tìm hiểu kiến thức liên quan +) Bước 3: Lập bản phương án thiết kế và báo cáo +) Bước 4: Làm sản phẩm +) Bước 5: Báo cáo và đánh giá sản phẩm c. Dự kiến sản phẩm Kết thúc hoạt động, học sinh cần đạt được các sản phẩm sau: - Bản tổng kết nguyên lí hoạt động của đèn kéo quân; - Bảng tiêu chí đánh giá đèn kéo quân; - Bảng mô tả nhiệm vụ, kế hoạch dự án, phân công công việc và thời gian thực hiện dự án. d. Cách thức tổ chức hoạt động: - Hoạt động 1: Tổ chức nhóm học tập: Giáo viên tổ chức cho học sinh hoạt động theo nhóm dự án từ 10-13 học sinh. Mỗi nhóm bầu nhóm trưởng, thư kí.

- Hoạt động 2: Đặt vấn đề và chuyển giao nhiệm vụ Cho học sinh xem hai video để học sinh nhận thấy được nhiệm vụ của mình.

43

Giáo viên đặt vấn đề: Qua xem video các em thấy, nếu như diều giấy hay chong chóng phải có sức gió thì mới có thể chuyển động theo ý muốn thì đèn kéo quân lại khác. Chỉ cần đốt ngọn nến bên trong là đèn tự động quay tròn mà không cần đến gió. Vì sao lại như vậy? Cơ chế gì khiến đèn kéo quân vẫn có thể quay mà không cần đến gió?

Học sinh thảo luận và dự đoán do nguồn nhiệt từ nến sinh ra làm cho cánh quạt quay?

- Hoạt động 3: Tìm hiểu sơ lược về nguyên lí hoạt động của đèn kéo quân Giáo viên đặt vấn đề: Như vậy qua video trên các em dự đoán do nguồn nhiệt từ nến sinh ra làm cho cánh quạt quay? Vậy có những vật liệu gì có thể sinh ra được nhiệt? Và lượng nhiệt nó sinh ra được là bao nhiêu? Thời gian bao lâu để cho cánh quạt quay được.

(1) Liệt kê các vật liệu có thể sinh ra nhiệt? Ưu, nhược điểm của các vật liệu (2) Nghiên cứu nguyên lí hoạt động của đèn kéo quân.

- Hoạt động 4: Giao nhiệm vụ cho học sinh và xác lập tiêu chí đánh giá sản phẩm Giáo viên và học sinh thống nhất tiêu chí đánh giá và tỉ lệ điểm (phụ lục 2).

- Hoạt động 5: Giáo viên thống nhất kế hoạch triển khai Yêu cầu học sinh tự đề xuất các công việc và phân phối thời gian trong dự án.

TT

Nội dung

Thời gian 45 phút

Ghi chú Kế hoạch dự án, phân nhóm, bầu trưởng nhóm, thư kí,…phân chia nhiệm vụ

1

Tiếp nhận nhiệm vụ

2

Nghiên cứu kiến thức và kĩ năng liên 1 tuần quan

Học sinh làm việc theo nhóm

3

Lập phương án thiết 1 tuần kế

Học sinh làm việc theo nhóm

4

Trình bày phương 45 án thiết kế

Học sinh báo cáo tại lớp, poster, powerpoint,…

5

Chế tạo, thử nghiệm 1 tuần sản phẩm

hút

Học sinh làm việc theo nhóm

44

6

Báo cáo sản phẩm

45 phút

Học sinh báo cáo, thuyết trình, tại lớp

Nhiệm vụ ở nhà của hoạt động 2 - Nghiên cứu kiến thức liên quan - Tiến hành thí nghiệm.

- Bản vẽ thiết kế sản phẩm.

- Các tiêu chí đánh giá bài trình bày, bản thiết kế sản phẩm được sử dụng theo Phiếu đánh giá số 2 (phụ lục 2).

Hoạt động 2: Nghiên cứu kiến thức nền: (Học sinh làm việc ở nhà và báo cáo trước lớp) a. Mục đích: - Học sinh tự học được kiến thức liên quan thông qua việc nghiên cứu các tài liệu về Lực đẩy Ác-si-met, khối lượng riêng, sự nổi của vật, hiện tượng đối lưu không khí, nghiên cứu được phép vị tự, kiểm nghiệm được tính chất, ảnh của một hình qua phép vị tự, tổng của hai vectơ, quy tắc ba điểm, quy tắc hình bình hành.

Biết tổng hợp và phân tích lực.

- Giải thích được hiện tượng đối lưu không khí trong dự án đèn kéo quân.

- Thiết kế được bản vẽ kĩ thuật cho đèn kéo quân. b. Nội dung: Học sinh tự học và làm việc nhóm thảo luận các kiến thức liên quan, làm thí nhiệm, vẽ bản thiết kế và đề xuất các phương án thiết kế đèn kéo quân.

Giáo viên đôn đốc, hỗ trợ tài liệu, giải đáp thắc mắc cho các nhóm khi cần thiết. c. Dự kiến sản phẩm hoạt động của học sinh: Kết thúc hoạt động, học sinh cần đạt được các sản phẩm sau: - Bài ghi của cá nhân về các kiến thức liên quan.

- Bản vẽ thiết kế sản phẩm đèn kéo quân (trình bày trên giấy A0 hoặc bài trình chiếu powerpoint).

- Bản ghi nhận ý kiến đóng góp của bạn học và các câu hỏi, ý kiến phản biện của nhóm bạn.

- Giải thích được nguyên lí hoạt động của đèn kéo quân d. Cách thức tổ chức hoạt động Học sinh vận dụng các kiến thức đã học để giải thích các kiến thức liên quan đến bài học dưới sự hướng dẫn của giáo viên. Trong đó đề cập đến kiến thức nền về:

45

* Khoa học: Các thành viên trong nhóm nghiên cứu tài liệu về hiện tượng đối lưu không khí, motor quay, * Toán học về tổng của hai vectơ, quy tắc ba điểm, quy tắc hình bình hành, về phép tổng hợp và phân tích lực, phép vị tự. *Công nghệ (Technology): Dụng cụ và cách sử dụng một số dụng cụ cơ khí phổ biến. *Kỹ thuật (Engineeering): Quy trình thiết kế kỹ thuật – Bản vẽ kỹ thuật.

- Các nhóm học sinh báo cáo, ghi nhận và trả lời các câu hỏi phản biện.

- Trình bày bản thiết kế sản phẩm trên giấy A0 hoặc bài trình chiếu powerpoint.

Hoạt động 3: Đề xuất các giải pháp và chọn giải pháp tối ưu nhất (Báo cáo 45 phút) a. Mục đích: Sau hoạt động này, học sinh có khả năng: 1. Mô tả được bản thiết kế đèn kéo quân.

2. Vận dụng các kiến thức liên quan đến sự đối lưu không khí để lí giải nguyên lí hoạt động của đèn kéo quân.

3. Thuyết trình về các phương án thiết kế đèn kéo quân, thảo luận, phản biện giữa các nhóm để lựa chọn phương án thiết kế tối ưu để thiết kế đèn kéo quân. b. Nội dung: Trong 1 tuần, học sinh làm việc nhóm hoàn thành bản thiết kế.

1. Mỗi thành viên vẽ thiết kế sản phẩm. Cập nhật vào nhật kí cá nhân.

2. Các thành viên thảo luận tất cả các ý tưởng của các thành viên trong nhóm và lựa chọn 1 ý tưởng tốt nhất. Vẽ vào nhật kí hoạt động của nhóm.

3. Vẽ phác họa thiết kế của sản phẩm: - Chú ý từng bộ phận của sản phẩm.

- Liệt kê các nguyên vật liệu ứng với các bộ phận.

- Dự kiến về kích thước, hình dáng các thông số kĩ thuật.

Trong buổi lên lớp, học sinh báo cáo thiết kế. Học sinh vận dụng các kiến thức và kĩ năng để bảo vệ phương án thiết kế. Giáo viên và học sinh các nhóm khác phản biện. Nhóm học sinh ghi nhận xét, điều chỉnh và đề xuất phương án tối ưu để tiến hành làm sản phẩm.

46

c. Dự kiến sản phẩm 1. Báo cáo thảo luận của các nhóm đề xuất các phương án thiết kế mô hình thực nghiệm.

Phương án của nhóm 1: (Sử dụng nến) Phương án của nhóm 2: (Sử dụng bóng đèn) Phương án của nhóm 3 (Sử dụng motor quay) 2. Bảng tổng hợp ưu nhược điểm của các thiết kế của các nhóm 3. Mẫu thiết kế thống nhất của cả lớp dựa trên lựa chọn, phân tích, phản biện các mẫu thống nhất của các nhóm.

Các yếu tố (Yêu cầu)

Phương án thống nhất

Khung ngoài Dùng 6 tấm formex 3mm – 5mm, dán giấy màu xung quanh (bền, nhẹ, cứng trang trí. và chắc chắn)

Cánh quạt

Một giấy màu: Dùng compa vẽ 3 đường tròn đồng tâm, dùng đo độ chia đường tròn thành 36 cung tròn bằng nhau. Dùng dao rạch giấy rạch tạo thành cánh quạt.

Dùng 1 giấy màu làm nắp che đèn.

Lồng quay

Dùng formex làm đế Dùng giấy kính nhựa, nhẹ. Cuộn lại hình trụ, bên trên đặt cánh quạt, xung quanh dán các hình trang trí.

Dùng 1 thanh tre, đầu thanh gắn 1 cây kim để gắn vào giá đỡ nến, đầu còn lại đi qua tâm quạt.

d. Cách thức tổ chức hoạt động 1. Mở đầu – Tổ chức báo cáo - Giáo viên thông báo tiến trình của buổi báo cáo: +) Thời gian báo cáo của mỗi nhóm: 3 phút. +) Thời gian đặt câu hỏi và trao đổi: 3 phút. +) Trong khi nhóm bạn báo cáo, mỗi học sinh ghi chú về ý kiến nhận xét và đặt câu hỏi tương ứng.

- Giáo viên thông báo về các tiêu chí đánh giá cho bản thiết kế.

2. Báo cáo - Nhóm học sinh báo cáo, ghi nhận và trả lời các câu hỏi phản biện.

- Giáo viên nhận xét.

47

- Giáo viên sử dụng phiếu đánh giá phần trình bày của học sinh.

3. Tổng kết và dặn dò - Giáo viên đánh giá về phần báo cáo của các nhóm dựa trên các tiêu chí.

- Giáo viên yêu cầu học sinh tổng hợp các góp ý của giáo viên và các nhóm, điều chỉnh bản thiết kế và lựa chọn phương án thiết kế tối ưu.

- Giáo viên thông báo nhiệm vụ hoạt động học tập kế tiếp: Thi công và báo cáo sản phẩm.

Hoạt động 4: Chế tạo mẫu thử nghiệm a. Mục đích Sau hoạt động này, học sinh có khả năng: - Chế tạo được đèn kéo quân trên phương án thiết kế tối ưu đã lựa chọn.

- Thử nghiệm sản phẩm và điều chỉnh. b. Nội dung: Học sinh làm việc theo nhóm thời gian 1 tuần để chế tạo đèn kéo quân.

Giáo viên theo dõi, tư vấn hỗ trợ học sinh.

- Các vật liệu, dụng cụ cần chuẩn bị: Vật liệu cần chuẩn bị

- 1 tấm formex dày, kích thước 250cm x 20cm x 3mm; 7 giấy màu; 6 giấy scan; - Băng dính 2 mặt, băng dính giấy - 1 nút áo dài, 1 cây kim - 1 tấm giấy kính nhựa.

- 1 que làm trục (gỗ hoặc đũa xe đạp) - 10 que làm giá đỡ; 1 cây nến (Nhóm 1) - 1 bóng điện + dây điện (Nhóm 2)

Dụng cụ cần chuẩn bị

- 2 kéo cắt giấy - 1 kéo cắt cành - 2 dao rọc giấy - 1 thước - 1 compa - 1 đo độ - 1 súng bắn keo nến - 1 lọ keo 502

48

- 1 motor + 1 pin 9V + 1 công tắc + dây - 1 kìm điện + 1 bóng đèn led (Nhóm 3) - 1 bật lửa - 1 miếng xốp cố định trục.

- Đồ trang trí.

- Các bước tiến hành: Bước 1: Chế tạo khung đèn lồng Cắt tấm formex thành 6 khung với kích thước 14cm x 30cm; Cắt giấy màu thành 6 khung, dán xung quanh khung; Dùng giấy scan dán bên trong mỗi khung Dùng băng dính hai mặt gắn các khung với nhau tạo thành một khung kín, tròn.

Bước 2: Chế tạo quạt Dùng compa vẽ 3 đường tròn đồng tâm lên giấy màu để tạo cánh quạt, có kích thước 10cm; 9cm, 2cm.

Dùng đo độ chia đường tròn thành 36 cung tròn bằng nhau.

Dùng dao rạch giấy rạch cánh quạt.

Dùng cúc bấm làm tâm cho cánh quạt Bước 3: Chế tạo lồng quay, trục quay, đế - Chế tạo lồng quay: dùng giấy kính nhựa 48cm x 19cm, cuốn thành một vòng tròn dùng ghim bấm cố định. Dán hình trang trí xung quanh lồng quay.

- Chế tạo đế và trục quay: Nhóm 1: Dùng formex cắt thành 1 thanh đế kích thước 24cm x 4cm, gắn hai thanh đỡ trên hai mặt đối nhau đỡ đế. Xác định tâm đế, đục 1 lỗ để dựng trục quay. Trục quay dùng 1 que dài 21cm, một đầu gắn vào tâm đế, một đầu gắn 1 kim đỡ quạt.

Nhóm 2: Vì sử dụng bóng điện tương đối nặng nên đế bản to hơ, dùng 1 thanh ngang làm bằng formex kích thước 25cm x 13cm. Trên thanh ngang đục 1 đường tròn ở tâm để đỡ bóng đèn, 4 góc đục 4 lỗ để gắn 4 thanh đỡ trục quay.

Trục quay làm 1 đế kích thước 9cm x 9cm, ở tâm gắn trục như nhóm 1 nhưng kích thước gắn hơn (dài 5cm) Nhóm 3: Sử dụng motor khá nặng nên nhóm thiết kế đế 1 thanh ngang dài và 4 thanh ngang nhỏ gắn vào 6 mặt của khung, ở giữa gắn motor và pin. Trên motor gắn trục bằng đũa xe đạp, trên đậy bằng một tấm tròn. c. Dự kiến sản phẩm của học sinh:

49

- Thiết kế được đèn kéo quân.

Nhóm

Bản vẽ thiêt kế mô hình thực nghiệm

Mô hình thực nghiệm thực tế được học sinh chế tạo.

Nhóm 1

Nhóm 2

Nhóm 3

- Bản thiết kế sau điều chỉnh (nếu có).

- Bản báo cáo quá trình và kinh nghiệm thiết kế đèn kéo quân.

- Hoàn thành phiếu tiến hành thử nghiệm lý thuyết d. Cách thức tổ chức hoạt động

50

Bước 1: Học sinh tìm kiếm, chuẩn bị các vật liệu và dụng cụ dự kiến.

Bước 2: Học sinh thiết kế, thi công, lắp đặt các bộ phận của đèn kéo quân.

Bước 3: Học sinh thử nghiệm hoạt động của đèn, so sánh với các tiêu chí đánh giá sản phẩm. Học sinh điều chỉnh thiết kế, ghi lại nội dụng điều chỉnh và giải thích lí do (nếu cần phải điều chỉnh).

- Thử nghiệm lần 1: (1) Quan sát, ghi nhận đầy đủ các tiến trình và kết quả.

(2) Đánh giá mức độ hoạt động của sản phẩm so với tiêu chí đã đặt ra ban đầu.

(3) Phần nào trong thiết kế hoạt động tốt?

(4) Phần nào trong thiết kế hoạt động không tốt?

(5) Có thể làm gì để cải tiến thiết kế của mình? Phác họa và ghi rõ cách cải tiến.

- Các lần thử nghiệm lần sau: (1) Các cải tiến đã thực hiện là gì?

(2) Đánh giá mức độ hoạt động của sản phẩm so với các tiêu chí đã đặt ra ban đầu.

(3) Phần cải tiến đã khắc phục được những gì so với phiên bản cũ.

Bước 4: Thực nghiệm *Hoạt động 1: Kiểm nghiệm lí thuyết: Tính chất của phép vị tự.

- Kiểm nghiệm ảnh của một hình qua phép vị tự?

- Dựa vào định nghĩa, tính chất của phép vị tự xác định vị trí dán hình để ảnh thu được trên khung phù hợp, đẹp mắt. *Hoạt động 2: Nghiên cứu lí thuyết, điều chỉnh sản phẩm. *PHIẾU HOẠT ĐỘNG CỦA NHÓM 1: - Nội dung: Đo thời gian mà cánh quạt quay khi sử dụng các loại nến khác nhau. Đo tốc độ quay của đèn khi sử dụng các cánh quạt có số lượng cánh khác nhau: - Nguyên vật liệu: +) Các loại nến có kích thước khác nhau. +) Đồng hồ bấm giờ. +) Chuẩn bị các cánh quạt có số cánh khác nhau.

- Hướng dẫn làm thí nghiệm: +) Thay các loại nến khác nhau, dùng đồng hồ bấm thời gian từ lúc

51

bắt đầu thắp nến đến lúc cánh quạt dịch chuyển. +) Cố định một vị trí, cùng 1 ngọn nến đếm số vòng quay của các loại cánh quạt khác nhau để tính tốc độ quay của đèn.

- Phiếu học tập Lần đo

Loại nến

Thời gian để đèn kéo quân quay

Lần đo

Số cánh

Tốc độ quay (số vòng/phút)

1 2 3

1 2 3 *PHIẾU HOẠT ĐỘNG CỦA NHÓM 2: - Nội dung: Đo thời gian mà cánh quạt quay khi sử dụng các loại bóng điện khác nhau. Đo tốc độ quay của đèn khi sử dụng các cánh quạt có số lượng cánh khác nhau: - Nguyên vật liệu: +) Các loại bóng điện khác nhau: 25W, 40W, 60W, 100W +) Đồng hồ bấm giờ. +) Chuẩn bị các cánh quạt có số cánh khác nhau.

- Hướng dẫn làm thí nghiệm: +) Thay các loại bóng điện khác nhau, dùng đồng hồ bấm thời gian từ lúc bắt đầu bật đến lúc cánh quạt dịch chuyển. +) Cố định một vị trí, cùng 1 bóng điện đếm số vòng quay của các loại cánh quạt khác nhau để tính tốc độ quay của đèn.

- Phiếu học tập Lần đo

Loại bóng

Hiệu điện thế

1

25W-220V

220V

2

40W-220V

220V

3

60W-220V

220V

Thời gian để đèn kéo quân quay

52

4 Lần đo

100W-220V

220V Số cánh

Tốc độ quay (số vòng/phút)

1 2 3 4 Hoạt động 5: Chia sẻ và thảo luận a. Mục đích: Sau hoạt động này, HS có khả năng: - Giới thiệu về sản phẩm đèn kéo quân đáp ứng được các tiêu chí đánh giá sản phẩm.

- Học sinh biết cách thuyết trình, giới thiệu sản phẩm, đưa ra ý kiến nhận xét, phản biện, giải thích được bằng các kiến thức liên quan.

- Tìm ra được các điểm chưa hoàn thiện của các mô hình và đưa ra các giải pháp điều chỉnh, khắc phục. b. Nội dung: - Các nhóm trưng bày sản phẩm trước lớp.

- Các nhóm lần lượt báo cáo sản phẩm và trả lời các câu hỏi của GV và của nhóm khác.

- Đề xuất phương án cải tiến sản phẩm. c. Dự kiến sản phẩm: - Hồ sơ học tập hoàn chỉnh của dự án: Chế tạo đèn kéo quân.

- Bản đề xuất cải tiến sản phẩm. d. Cách thức tổ chức hoạt động GV tổ chức buổi báo cáo sản phẩm theo 3 bước: 1. Báo cáo trong lớp Yêu cầu mỗi nhóm lên báo cáo những nội dung: - Tiến trình thi công sản phẩm.

- Kết quả các lần thử nghiệm.

- Phương án thiết kế cuối cùng.

- Phân tích hoạt động và giá thành sản phẩm.

2. Thử nghiệm trong lớp học Tổ chức cho học sinh chuẩn bị và trưng bày sản phẩm cùng lúc. Giáo viên

53

yêu cầu các nhóm cùng đồng thời chạy sản phẩm để quan sát thời gian cánh quạt quay, độ sáng, hình ảnh thu được trên khung đèn, thời gian quay.

3. Tổng kết, đánh giá dự án - Học sinh và giáo viên nhận xét về sản phẩm của các nhóm.

- Giáo viên tổng kết và đánh giá chung về dự án. +) Kiến thức, kĩ năng liên quan. +) Quá trình thiết kế và thi công sản phẩm. +) Kĩ năng làm việc nhóm +) Kĩ năng trình bày, thuyết trình.

Một số câu hỏi gợi ý trong buổi tổng kết (1) Các em đã học được những kiến thức và kĩ năng nào trong quá trình triển khai dự án này?

(2) Em thích sản phẩm của nhóm nào nhất? Tại sao?

(3) Nếu có thời gian để làm thêm sản phẩm, em sẽ cải tiến sản phẩm này như nào? Điều gì làm em ấn tượng nhất/ nhớ nhất khi triển khai dự án này?

Các sản phẩm trong hai chủ đề (bài học) trên được học sinh tham gia trong ngày Hội STEM cấp trường, và đã được chọn cử tham gia Ngày hội STEM cấp tỉnh đều được Giám đốc Sở giáo dục và đào tạo Nam Định tặng giấy khen.

Qua hai chủ đề STEM trên thể hiện: học sinh sử dụng kiến thức của nhiều môn học khác nhau để cuối cùng tạo ra sản phẩm. Điều này cho thấy cần thiết phải có sự hợp tác làm việc của các giáo viên Toán, Khoa hoc tự nhiên và Công nghệ để có thể thiết kế và tổ chức hoạt động STEM. Theo đó, cần lưu ý: (1) giáo viên các bộ môn có thể trao đổi với nhau để chọn ra chủ đề (bài học) STEM. (2) Từ những kiến thức ở các môn học liên quan, giáo viên các bộ môn (đặc biệt là giáo viên các bộ môn khoa học) cùng nghiên cứu để thiết kế các hoạt động trong chủ đề STEM. Trong hoạt động STEM đó, giáo viên các bộ môn cần làm rõ những kiến thức mà môn học của mình tác động. (3) Các giáo viên bộ môn cùng phối hợp triển khai hoạt động STEM, sau đó phân tích, giải thích cho HS về những kiến thức của từng bộ môn mà HS đã huy động hay khám phá qua việc thực hiện hoạt động. (4) Các giáo viên bộ môn cùng họp lại để rút kinh nghiệm, cải tiến hoạt động đã triển khai và xây dựng các hoạt động STEM khác.

2. Tổ chức ngày hội STEM (Tổ chức hoạt động trải nghiệm STEM) Tại trường THPT A Hải Hậu từ năm học 2018-2019 đến nay có tổ chức ngày hội STEM cấp trường và năm học nào nhà trường cũng tổ chức cho học sinh thiết kế

54

các sản phẩm STEM tham gia Ngày hội STEM cấp tỉnh. Trong đó nhiều sản phẩm STEM của học sinh được thực hiện rất công phu và được trưng bày.

Vào ngày 11/10/2018 và ngày 25/3/2019, trường THPT A Hải Hậu phát động đến 100% các lớp khối 10 và 11: mỗi lớp tiến hành làm một dựa án STEM để trưng bày trong ngày hội STEM. Đây là cơ hội tốt giúp học sinh được trải nghiệm thực tế, được thực hành những lý thuyết đã học và được củng cố lý thuyết qua thực tiễn - Đó là mục tiêu then chốt của giáo dục hiện đại.

Trong hai năm tổ chức ngày hội STEM cấp trường, với vai trò đã tham gia tổ chức Ngày hội STEM cấp trường, chúng tôi đề xuất kinh nghiệm tổ chức ngày hội STEM cấp trường như sau: KINH NGHIỆM TỔ CHỨC NGÀY HỘI STEM CẤP TRƯỜNG Giáo dục STEM là một mô hình giáo dục hiện đại đã được triển khai tại nhiều nước trên thế giới. Để tổ chức Ngày hội STEM cấp trường, cần thực hiện các công việc sau: * Trước tiên, cần nghiên cứu kỹ và bám sát hướng dẫn triển khai hoạt động NCKH, tổ chức Ngày hội STEM và cuộc thi KHKT cấp tỉnh dành cho học sinh trung học vào mỗi đầu năm học của Sở Giáo dục, trong đó có hướng dẫn cụ thể các nội dung của một dự án STEM. * Tiếp đó, tiến hành lập kế hoạch tổ chức Ngày hội STEM cấp trường. Trong đó kế hoạch cần lưu ý một số điểm sau: Một là: Trong kế hoạch cần có phân công nhiệm vụ về ban tổ chức, ban giám khảo, và nhất là cố vấn sản phẩm dự thi của các lớp. Ở đây, ban cố vấn là giáo viên chủ nhiệm các lớp và giáo viên bộ môn có liên quan dạy tại các lớp đó. Mỗi sản phẩm làm được phải là sự gắn kết lý thuyết của bộ môn Vật Lý, Công nghệ, Hóa học, Sinh học, sự tính toán kỹ lưỡng của bộ môn Toán học. Việc làm này giúp giáo viên phải chủ động tìm hiểu về giáo dục STEM, và có sự liên hệ với bộ môn mình dạy.

Hai là: Trong kế hoạch nêu rõ mục tiêu sản phẩm STEM đảm bảo các yêu cầu sau: Yêu cầu 1. Là sản phẩm cho chính tay các em làm ra nhằm phục vụ một nhu cầu nào đó trong thực tiễn (có thể chỉ đơn giản là tạo một mô hình thí nghiệm hay tạo ra một sản phẩm thực hiện được 1 việc nào đó qua các vật liệu đơn giản dễ kiếm); càng gắn với thực tiễn càng tốt.

55

Yêu cầu 2. Dựa trên các kiến thức cụ thể học sinh được học hoặc tìm hiểu được, tức là học sinh phải giải thích được bản chất khoa học của vấn đề: tại sao lại thiết kế như thế, tại sao sản phẩm lại hoạt động như thế, tại sao sản phẩm lại cho kết quả như thế,….

Yêu cầu 3. Trong quá trình thiết kế, chế tạo, thử nghiệm, đo lường, dùng càng nhiều yếu tố công nghệ hiện đại càng tốt.

Yêu cầu 4. Hiểu và trình bày được các tính toán đã thực hiện trong quá trình thiết kế, thử nghiệm, đo lường sản phẩm.

Ba là: Kế hoạch nêu rõ yêu cầu với sản phẩm tham gia ngày hội STEM: Sản phẩm tham gia ngày hội STEM của mỗi lớp (sản phẩm này được trưng bày) gồm: - Ít nhất 01 mô hình hoặc sản phẩm do học sinh làm - 01 poster trình bày trên khổ giấy A0 (đặt dọc, có nẹp 2 đầu bằng tre hoặc nhựa và dây treo – tương tự như báo tường). Trong đó có trình bày các nội dung sau: + Nội dung kiến thức các môn học liên quan + Cách làm ra sản phẩm (trình tự các bước) + Công dụng của sản phẩm hay mô hình (dùng để làm gì?) * Tiếp theo, để đảm bảo học sinh có thể hiểu rõ kế hoạch đó, cần tổ chức tập huấn cho học sinh các lớp, mỗi lớp 4 học sinh tham gia tập huấn để học sinh nắm được bản chất của STEM là sự kết hợp của 4 yếu tố chính: + Khoa học: Bản chất khoa học của vấn đề, giải thích được quá trình vận động và kết quả của sản phẩm. + Công nghệ: Ứng dụng các thành tựu khoa học tiên tiến, hiện đại trong quá trình thiết kế, chế tạo, đo lường, điều chỉnh sản phẩm. + Kỹ thuật: Việc thiết kế, chế tạo sản phẩm (bản thân mình là người sử dụng máy móc, vật liệu công cụ để chế tạo ra sản phẩm) + Toán: Thể hiện trong việc tính toán các kết quả trong quá trình thiết kế, chế tạo, thử nghiệm, đo lường, …. * Cuối cùng, để đảm bảo thành công của ngày hội, cần bám sát tiến độ thực hiện dự án của các lớp để đảm bảo sản phẩm được hoàn thiện đúng theo kế hoạch tổ chức.

56

Sau đây là một số hình ảnh sản phẩm tham gia ngày hội STEM trường THPT A Hải Hậu

Sản phẩm đạt giải Nhất Ngày hội STEM cấp trường năm học 2018-2019

Sản phẩm đạt giải Nhì Ngày hội STEM cấp trường năm học 2018-2019

Sản phẩm tham gia Ngày hội STEM Sản phẩm tham gia Ngày hội STEM trường THPT A Hải Hậu trường THPT A Hải Hậu Trong ba hình thức dạy học STEM, hình thức Dạy học các môn khoa học theo bài học STEM là hình thức tổ chức giáo dục STEM chủ yếu trong trường

57

THPT. Do đó, từ việc tìm hiểu về quy trình xây dựng bài học STEM, chúng tôi xây dựng một số bài học STEM đối với bộ môn Công nghệ 11 và 12.

II. DẠY HỌC MÔN CÔNG NGHỆ 11, 12 THEO ĐỊNH HƯỚNG GIÁO DỤC STEM Đặc điểm nội dung môn Công nghệ là tích hợp tri thức của nhiều lĩnh vực khoa học lại với nhau và được biên soạn mang tính định hướng hành động với nhiều bài thực hành. Nội dung thực hành một mặt để củng cố kiến thức cho học sinh, mặt khác nhằm hình thành các kĩ năng cần thiết và hướng dẫn học sinh vận dụng các kiến thức và kĩ năng đã học vào cuộc sống, qua đó gây hứng thú và lòng say mê đối với môn học.

Hơn nữa, môn Công nghệ đề cập tới việc giải quyết những vấn đề thực tiễn trong sản xuất và đời sống hằng ngày mà những giải pháp thực tiễn thường rất đa dạng. Từ đó giúp khơi dậy tính sáng tạo khi giải quyết những vấn đề thực tiễn phù hợp với hoàn cảnh của học sinh và địa phương. Do vậy, có thể thấy môn Công nghệ có nhiều điểm tương đồng với giáo dục STEM. Mục tiêu mang tính thực tiễn, nội dung mang tính tích hợp và bao gồm cả yếu tố Công nghệ và Kĩ thuật, phương pháp định hướng hành động. Đây là cơ sở cho việc tổ chức dạy học môn Công nghệ theo định hướng giáodục STEM có tính khả thi cao.

Với môn công nghệ 11 và 12, dạy học theo định hướng giáo dục STEM là khai thác kiến thức môn công nghệ trong chính chương trình, đồng thời làm rõ hơn kiến thức các môn học thành phần của STEM. 1. Một số chủ đề STEM trong dạy học môn Công nghệ 11, 12 Sau đây là một số gợi ý về chủ đề dạy học môn Công nghệ 11 và 12 theo định hướng giáo dục STEM STT

Các chủ đề dạy học môn Công nghệ

Gợi ý chủ đề STEM

1

Vẽ kỹ thuật

- Thiết kế hộp đựng bút đơn giản.

- Thiết kế hộp đựng đồ dùng học tập.

2

Linh kiện điện tử

- Xây dựng bộ chia điện áp

Một số mạch điện tử cơ bản

- Thiết kế bộ đổi nguồn cho đèn LED - Thiết kế bộ nguồn một

3

Ghi chú

58

chiều đơn giản - Thiết kế mạch đèn LED nháy theo nhạc

4

- Hệ thống báo trộm - Hệ thống tưới cho vườn Một số mạch điện tử điều hoa khiển đơn giản Lan Thiết kế khung phơi quần áo di động

5

Mạch điện xoay chiều ba pha

- Thiết kế mô hình thủy điện nhỏ.

6

Máy điện ba pha

- Làm động cơ điện đơn giản giản.

2. Xây dựng một số chủ đề theo định hướng giáo dục STEM đối với môn Công nghệ 11 và 12.

Sau đây chúng tôi giới thiệu 3 chủ đề (bài học) theo định hướng giáo dục STEM: 2.1. Chủ đề Thiết kế hộp đựng đồ dùng học tập CHỦ ĐỀ: THIẾT KẾ HỘP ĐỰNG ĐỒ DÙNG HỌC TẬP I. Mục đích, yêu cầu 1. Mục đích: - Học sinh được trải nghiệm việc vận dụng các kiến thức về các môn học như vẽ kỹ thuật, vẽ mỹ thuật, toán học, hóa học,...để giải quyết một tình huống thực tiễn thiết kế hộp đựng đồ dùng học tập.

- Học sinh thấy được ý nghĩa và sự gắn kết các kiến thức môn học để giải quyết vấn đề trong thực tiễn.

2. Yêu cầu: - Đảm bảo tính trải nghiệm của học sinh trong các giai đoạn: + Tìm hiểu kiến thức nền liên quan đến thiết kế hộp đựng đồ dùng học tập. + Lập bản vẽ kỹ thuật của hộp đựng đồ dùng học tập. + Chọn vật liệu để tạo sản phẩm. + Chế tạo sản phẩm.

59

- Đảm bảo tính tự học, hợp tác để giải quyết vấn đề của người học.

3. Giới thiệu chủ đề: Lứa tuổi học sinh

Lớp 11

Mức độ tiếp thu

Trung bình - Giỏi

Vấn đề cần tập trung

Trong chủ đề này, học sinh vận dụng các kiến thức đã học trong môn toán học để tính toán kích thước của hộp đựng đồ dùng học tập phù hợp với mục đích sử dụng. Vận dụng các kiến thức đã học trong môn vẽ kỹ thuật để thiết kế hộp đựng đồ dùng học tập. Vận dụng kiến thức đã học để lựa chọn vật liệu sử dụng để chế tạo phù hợp với mục đích sử dụng.

Bối cảnh thực tiễn

Hiện nay, con người có xu hướng ưa chuộng những sản phẩm thủ công. Và mong muốn có thể được sử dụng những sản phẩm do chính tay mình chế tạo ra.

Hộp đựng đồ dùng học tập để trên bàn học là 1 sản phẩm được người người quan tâm với mục đích giúp bàn học tập, làm việc ngăn nắp hơn. Vậy cần chuẩn bị những gì để có thể thiết kế hộp đựng đồ dùng học tập đựng được giấy a4, máy tính cầm tay, bút, thước, compa, eke, đo độ,... và một số vật dụng cá nhân có kích thước nhỏ?

Liên hệ với các môn học

- Vẽ kỹ thuật - Toán học - Hóa học - Vẽ mỹ thuật

1. Diện tích hình chữ nhật (Bài 2, toán lớp 8).

2. Diện tích toàn phần, thể tích hình trụ (Bài 1, toán 9) Các nội dung kiến 3. Tiêu chuẩn trình bày bản vẽ kĩ thuật (Bài 1, Công thức liên quan đến nghệ 11) bài toán trong 4. Hình chiếu vuông góc (Bài2, Công nghệ 11) chương trình THPT 5. Hình chiếu trục đo (Bài 5, Công nghệ 11) 6. Thiết kế và bản vẽ kỹ thuật (Bài 8, Công nghệ 11) Vật liệu học sinh một nhóm cần

Vật liệu cần chuẩn bị: - 6 tấm bìa catton kích thước 40 x 30 cm

60

chuẩn bị

- 2 tấm bìa catton kích thước 20 x 15 cm - 4 tờ giấy trang trí - Kéo, dao - Máy bắn keo

Học sinh vận dụng quy trình thiết kế kĩ thuật gồm 8 bước (3 hoạt động) để giải quyết vấn đề đặt ra: 1. Tìm hiểu thực tiễn, xác định vấn đề 2. Nghiên cứu kiến thức nền Học sinh tiếp cận và 3. Đề xuất giải pháp giải quyết vấn đề 4. Lựa chọn giải pháp khả thi như thế nào?

5. Thiết kế - chế tạo mẫu thử nghiệm 6. Thử nghiệm mẫu thiết kế 7. Báo cáo và thảo luận kết quả 8. Đánh giá và thiết kế lại II. Tiến trình dạy học Hoạt động 1: Xác định vấn đề hoặc nhu cầu thực tiễn a. Mục đích của hoạt động: - Học sinh phát hiện ra vấn đề cần giải quyết: Để góc học tập gọn gàng, ngăn nắp cần thiết kế 1 hộp đựng đồ dùng học tập. Và hiện nay trên thị trường có rất nhiều loại hộp đựng đồ dùng học tập với mẫu mã khác nhau.

- Học sinh có hứng thú tìm hiểu và thiết kế hộp đựng đồ dùng học tập với các mẫu mã, vật liệu và kích thước khác nhau. b. Nội dung hoạt động: - Hộp đựng đồ dùng học tập để trên bàn học là 1 sản phẩm được người người quan tâm với mục đích giúp bàn học tập, làm việc ngăn nắp hơn. Hộp đựng đồ dùng học tập thường được chế tạo từ gỗ, nhựa, bìa catton hay tấm aluminim,...

- Học sinh tính toán kích thước cần thiết của hộp đựng đồ dùng học tập để có thể đựng được: giấy a4, máy tính, , đồng hồ, bút, thước, compa, ... * Tài liệu tham khảo: - https://xuongingiare.vn/thiet-ke-hop-giay-dung-do-dung-hoc-tap-bang-giay/ -http://www.junbaby.vn/tin-tuc/lam-hop-dung-do-dung-hoc-tap-bang-biacung.html c. Dự kiến sản phẩm: - Học sinh chuyển bài toán thực tiễn thành một bài toán học: Tính diện tích và

61

thể tích của các khối hình học.

- Tính toán kích thước của hộp đựng đồ dùng học tập nhỏ gọn mà vẫn đựng được nhiều dụng cụ nhất.

- Học sinh báo cáo về nội dung thảo luận. d. Tổ chức hoạt động: - Hoạt động 1: Học sinh xem video về việc thiết kế hộp đựng đồ dùng học tập.

- Hoạt động 2: Các nhóm thảo luận để vẽ mô hình cho tình huống thực tiễn.

Sau khi nghiên cứu tài liệu và tham khảo một số mẫu hộp đựng đồ dùng học tập hiện nay, cũng như xuất phát từ nhu cầu sử dụng, các nhóm đưa ra mẫu thiết kế chung.

- Hoạt động 3: Giáo viên xác định những bài toán liên quan.

- Hoạt động 4: Đại diện các nhóm báo cáo thảo luận.

Hoạt động 2: Nghiên cứu lý thuyêt nền a. Mục tiêu của hoạt động: - Học sinh ôn lại và củng cố những kiến thức liên quan đến thiết kế hộp đựng đồ dùng học tập.

- Học sinh xác định được sự liên kết của các kiến thức đã học để giải quyết bài toán thực tiễn. b. Nội dung của hoạt động: Để thiết kế hộp đựng đồ dùng học tập, học sinh cần chuẩn bị các kiến thức sau: * Môn toán: + Tính diện tích hình chữ nhật (Bài 2, Toán 8) + Tính diện tích toàn phần, thể tích hình trụ (Bài 1, Toán 9). * Môn kỹ thuật: + Tiêu chuẩn trình bày bản vẽ kỹ thuật ( Bài 1, Công nghệ 11) + Hình chiếu vuông góc (Bài 2, Công nghệ 11) + Hình chiếu trục đo (Bài 5, Công nghệ 11) + Thiết kế và bản vẽ kỹ thuật (Bài 8, Công nghệ 11) * Môn hóa học: cần có những kiến thức để lựa chọn vật liệu phù hợp đảm bảo độ bền, tính thẩm mỹ,...

Từ kích thước dự định của các khối trên, để thiêt kế hộp đựng đồ dùng học tập cần giải quyết một số bài toán sau: Bài toán 1: Cho một khối hình hộp chữ nhật có chiều dài là 30cm, chiều rộng là

62

25cm, chiều cao 5cm. Tính diện tích và thể tích của khối hình hộp trên?

Gợi ý: Diện tích xung quanh của khối hình hộp là: Sxung quanh = 2h.( a + b) = 2.5.( 30 + 25 ) = 500cm2 Diện tích toàn phần của khối hình hộp là: Stoàn phần = 2h.( a + b) + 2 ab = 500 + 2. 30.25 = 500 + 1500 = 2000 (cm2) Thể tích toàn phần của khối hình hộp là: Vtoàn phần = a.b.h = 30 . 25. 5 = 3750 (cm3) Bài toán 2: Cho một khối hình trụ có đường kính là 10cm, chiều cao là 20cm.

Tính diện tích xung quanh và thể tích của khối hình trụ trên.

Gợi ý: Diện tích xung quanh của khối hình trụ là: Sxung quanh = 2πrh = 2π. 10. 20 = 400π (cm2) Thể tích khối hình trụ là: V= 2πrh = 2π.102. 20 = 4000π (cm3) Bài toán 3: Với hình dạng và kích thước của hộp đựng đồ dùng học tập đưa ra.

Hãy tính vật liệu cần chuẩn bị để làm ra sản phẩm?

Bài toán 4: Với hình dạng và kích thước của hộp đựng đồ dùng học tập đưa ra.

Hãy tính toán lượng sơn cần sử dụng (hoặc giấy trang trí)? c. Dự kiến sản phẩm: - Học sinh liệt kê được các kiến thức liên quan đến thiết kế hộp đựng đồ dùng học tập.

- Học sinh có thể đưa ra được những kích thước cụ thể của hộp đựng đồ dùng học tập. d. Tổ chức hoạt động: - Hoạt động 1: Học sinh hoạt động nhóm để thảo luận kiến thức liên quan đến thiết kế hộp đựng đồ dùng học tập.

- Hoạt động 2: Học sinh giải các bài toán liên quan Hoạt động 3: Đề xuất giải pháp thực hiện a. Mục tiêu hoạt động: Học sinh đưa ra được một số giải pháp để giải quyết vấn đề thực tiễn (có các số liệu tính toán cụ thể). b. Nội dung hoạt động:

63

Qua việc xem video về thiết kế hộp đựng đồ dùng học tập, học sinh xác định các vật liệu cần chuẩn bị cho từng giải pháp lựa chọn.

Hộp đựng đồ dùng học tập cần có phần đựng giấy A4, có phần đựng bút, có phần đựng thước kẻ, compa, ê ke, đo độ, phần để trang trí,.... Học sinh thảo luận để tính kích thước của các phần với mục đích sử dụng khác nhau. + Phần đựng giấy A4 có dạng hình hộp chữ nhật có kích thước tối đa 30 x 40cm. + Phần đựng bút có dạng hình trụ có đường kính khoảng 10cm, cao tối đa 30cm. + Phần ngăn kéo có dạng hình hộp chữ nhật có kích thước tối đa 15 x 20cm. + Phần đựng thước kẻ, compa, ê ke, đo độ, .. có kích thược tối đa 15 x 20cm. + Phần trang trí sẽ được bố trí tùy thuộc theo kết cấu của hộp đựng đồ dùng học tập.

- Từ việc tìm hiểu thực tế HS đề xuất một số giải pháp thiết kế hộp đựng đồ dùng học tập từ một số vật liệu khác nhau: + Giải pháp 1: Thiết kế hộp đựng đồ dùng học tập bằng bìa catton. + Giải pháp 2: Thiết kế hộp đựng đồ dùng học tập bằng gỗ. + Giải pháp 3: Thiết kế hộp đựng đồ dùng học tập bằng tấm Aluminum. c. Dự kiến sản phẩm: - Học sinh liệt kê được các kiến thức liên quan đến thiết kế hộp đựng đồ dùng học tập.

- Học sinh có thể đưa ra được những giải pháp thiết kế hộp đựng đồ dùng học tập và đế xuất những vật liệu và dụng cụ cần thiết. d. Tổ chức hoạt động: - Hoạt động 1: Học sinh hoạt động nhóm để thảo luận kiến thức liên quan đến thiết kế hộp đựng đồ dùng học tập.

- Hoạt động 2: Học sinh giải các bài toán liên quan.

- Hoạt động 3: Các nhóm học sinh đưa ra các đề xuất khác cho tình huống thực tiễn.

- Hoạt động 4: Giáo viên xác nhận cách thức giải quyết các bài toán và các đề xuất của học sinh.

- Hoạt động 5: Học sinh tìm hiểu để trả lời một số câu hỏi sau: + Thiết kế hộp đựng đồ dùng học tập bằng bìa catton: Để thiết kế hộp đựng

64

đồ dùng học tập có thể đựng được giấy A4 và một số dụng cụ học tập khác với kích thước ( 30 x 40 cm) thì cần bao nhiêu bìa catton, bao nhiêu giấy trang trí ? + Thiết kế hộp đựng đồ dùng học tập bằng gỗ: cần bao nhiêu gỗ. Muốn sơn các mặt của hộp bằng sơn dầu thì cần bao nhiêu sơn? + Thiết kế hộp đựng đồ dùng học tập bằng tấm aluminum dày 2mm: cần bao nhiêu. Biết giá của mỗi tấm aluminum (1,2m x 2,5m) là 345.000đ, hãy tính giá tiền để thiết kế được hộp đựng đồ dùng học tập. * Tài liệu tham khảo: - https://hungphugiagroup.vn/tam-nhom-aluminum-42.html.

Hoạt động 4: Chọn giải pháp tốt nhất a. Mục đích của hoạt động: - Học sinh lựa chọn được giải pháp tốt nhất theo các tiêu chí ( do giáo viên đề nghị hoặc theo mục đích cần sử dụng). b. Nội dung hoạt động: Học sinh sẽ dựa và mục đích của sản phẩm cần tạo ra những tiêu chí đánh giá các giải pháp. Sau đó mỗi nhóm sẽ chọn giải pháp phù hợp với nhóm mình. c. Sản phẩm hoạt động: - Học sinh có bản phân tích về ưu nhược điểm của các giải pháp đã đề xuất.

- Học sinh lập bản so sánh giữa các giải đã đề xuất.

- Học sinh đưa ra mẫu thiết kế tốt nhất cho tình huống thực tiễn ban đầu.

- Lập được bản vẽ kĩ thuật của hộp đựng đồ dùng học tập. d. Tổ chức hoạt động: - Hoạt động 1: Các nhóm thảo luận về ưu, nhược điểm của từng giải pháp đã được đề xuất theo tiêu chí đưa ra.

Học sinh thảo luận để đánh giá ưu, nhược điểm của các giải pháp để lựa chọn giải pháp tối ưu nhất.

Giải pháp

Ưu điểm

Nhược điểm

Thiết kế hộp đựng đồ Độ bền cao, dễ tạo hình, Cần có những dụng cụ dùng học tập bằng gỗ. vật liệu dễ kiếm. chế tạo chuyên biệt.

Thiết kế hộp đựng đồ Vật liệu dễ kiếm, rẻ tiền, Độ cứng vững kém, độ dùng học tập bằng bìa dễ chế tạo, dễ trang trí,.. bền không cao, khó vệ catton. sinh + Đây là một chất liệu có độ bền cao, dẻo nên có

Giá thành cao.

65

thể sử dụng được lâu dài + Có thể cho ra nhiều màu Thiết kế hộp đựng đồ sắc phong phú bắt mắt, dùng học tập bằng phù hợp với nhiều mục aluminum đích sử dụng. + Kim loại có thể uốn cong, cắt, xẻ,… một cách dễ dàng.

- Hoạt động 2: Sau khi phân tích ưu, nhược điểm của các giải pháp, cả lớp thống nhất chọn vật liệu để chế tạo hộp đựng đồ dùng học tập theo đề xuất ban đầu.

- Hoạt động 3: Các nhóm xây dựng bản vẽ thiết kế cho sản phẩm.

- Hoạt động 4: Thành viên của từng nhóm nhận nhiệm vụ và hoàn thành.

Hoạt động 5: Chế tạo mô hình hoặc mẫu thử nghiệm a. Mục đích của hoạt động: Học sinh trải nghiệm hoạt động thiết kế hộp đựng đồ dùng học tập theo giải pháp đã lựa chọn. b. Nội dung hoạt động: - Các nhóm thực hiện kế hoạch thiết kế theo nhóm theo giải pháp đã lựa chọn.

VD: Thiết kế hộp đựng đồ dùng học tập có kích thước: 30 x 25 x 30 (cm).

Hộp gồm các ngăn sau: Ngăn đựng giấy A4 (hoặc giấy kiểm tra), ngăn đựng dụng cụ học tập, ngăn kéo đựng một số vật dụng khác, ... * Vật liệu và dụng cụ cần chuẩn bị: Giải pháp

Vật liệu

Dụng cụ

Thiết kế hộp đựng đồ + 6 tấm bìa catton 5 - + 1 máy bắn keo dùng học tập bằng bìa 10mm. + 1 kéo catton + 2 tờ giấy trang trí + 1 dao + 1 lọ keo nước Thiết kế hộp đựng đồ + 4 tấm gỗ 5 - 10mm dùng học tập bằng gỗ + 1 hộp sơn dầu + 1 ống nhựa PVC đường kình 8cm, dài 10cm.

+ cưa + búa + đinh + giấy ráp

Thiết kế hộp đựng đồ + 6 tấm aluminum 0,6mm + cưa

66

dùng học tập bằng tấm + Sơn màu aluminum

+ kéo + giấy ráp

* Các bước tiến hành thiết kế hộp đựng đồ dùng học tập: Ở đây giới thiệu các bước thiết kế hộp đựng đồ dùng học tập bằng bìa catton.

- Bước 1: Đo kích thước của từng phần của hộp đựng đồ dùng học tập.

- Bước 2: Cắt các tấm bìa theo kích thước đã đo.

- Bước 3: Dán giấy trang trí lên các tấm bìa.

- Bước 4: Ghép các tấm bìa theo thiết kế ban đầu. * Tài liệu tham khảo: - https://www.dientutuonglai.com/tim-hieu-bang-mach-pcb.html - https://vtv.vn/bo-mach-dien-tu-phuc-tap.html c. Dự kiến sản phẩm: - Sản phẩm là hộp đựng đồ dùng học tập do các nhóm tạo ra. d. Cách thức tổ chức hoạt động: - Hoạt động 1: Học sinh thảo luận nhóm để dự kiến các thiết bị, vật liệu cần chuẩn bị để thiết kế hộp đựng đồ dùng học tập. Sau đó, các thành viên trong nhóm sẽ phân chia nhiệm vụ cho nhau.

- Hoạt động 2: Học sinh thực hiện các nhiệm vụ được giao.

- Hoạt động 3: Các nhóm học sinh thiết kế hoàn chỉnh và lắp ghép hộp đựng đồ dùng học tập.

- Hoạt động 4: Giáo viên quan sát quá trình thiết kế và lắp ráp để có thể tư vấn cho học sinh có sản phẩm hoàn chỉnh nhất.

Hoạt động 6: Thử nghiệm và đánh giá: a. Mục đích của hoạt động: - Học sinh sẽ kiểm tra khả năng sử dụng và thực tiễn của sản phẩm vừa thiết kế.

- Giáo viên đánh giá được kỹ năng làm việc nhóm qua việc thiết kế hộp đựng đồ dùng học tập. b. Nội dung hoạt động: Kiểm tra tính thực tiễn và hiệu quả của sản phẩm vừa thiết kế. c. Dự kiến sản phẩm: - Bảng đánh giá mức độ đạt được các tiêu chí đã đặt ra từ ban đầu với sản phẩm hộp đựng đồ dùng học tập.

- Nhận xét được các ưu, nhược điểm của từng sản phẩm đã thiết kế.

67

d. Tổ chức hoạt động: - Hoạt động 1: Cho các nhóm tự đánh giá lẫn nhau về mức độ đạt được theo tiêu chí ban đầu.

- Hoạt động 2: Các nhóm thảo luận các ưu, nhược điểm của từng sản phẩm.

- Hoạt động 3: Giáo viên hỗ trợ các nhóm việc đánh giá các sản phẩm.

Hoạt động 7: Chia sẻ và thảo luận a. Mục đích của hoạt động: - Hoạt động 1: Các nhóm cử đại diện lên báo cáo về sản phẩm của nhóm.

- Hoạt động 2: Học sinh tìm hiểu thêm kiến thức để và hỗ trợ nhau để cùng hoàn thiện sản phẩm.

- Hoạt động 3: Tạo ra sự gắn kết giữa các thành viên trong lớp, với giáo viên để tiến bộ. b. Nội dung hoạt động: - Học sinh chia sẻ các kiến thức và kinh nghiệm để các nhóm hoàn thiện sản phẩm. c. Dự kiến sản phẩm: Các góp ý để hoàn thiện sản phẩm của các nhóm. d. cách thức tổ chức hoạt động: - Hoạt động 1: Các nhóm thuyết minh sản phẩm của nhóm mình.

- Hoạt động 2: Cả lớp thảo luận về mực độ đạt được các tiêu chí của các nhóm, về ưu, nhược điểm của các sản phẩm.

Sau khi đại diện các nhóm lên trình bày về sản phẩm của mình thì cả lớp cùng đánh giá sản phẩm theo mẫu.

- Hoạt động 3: Cả lớp cùng thảo luận để đưa ra cách khắc phục các nhược điểm đó.

- Hoạt động 4: Giáo viên xác nhận các góp ý thảo luận của học sinh.

Hoạt động 8: Điều chỉnh thiết kế a. Mục đích của hoạt động: Các nhóm khắc phục các nhược điểm của nhóm mình để tạo ra sản phẩm hoàn chỉnh. b. Nội dung hoạt động: Các nhóm hoàn thiện sản phẩm của nhóm. c. Dự kiến sản phẩm: Sản phẩm hoàn chỉnh của các nhóm.

68

d. Cách thức tổ chức hoạt động: - Hoạt động 1: Các nhóm học sinh dựa trên các góp ý của các bạn và giáo viên để hoàn thiện sản phẩm của nhóm mình.

- Hoạt động 2: Các nhóm thực hiện kế hoạch hoàn thiện sản phẩm.

- Hoạt động 3: Giáo viên quan sát và hỗ trợ các nhóm hoàn thiện sản phẩm.

III. Tài liệu tham khảo, phụ lục 1. Một số kiến thức liên quan đến bản vẽ kĩ thuật: Để có thể thiết kế được hộp đựng đồ dùng học tập học sinh cần tìm hiểu những kiến thức liên quan như: Các tiêu chuẩn trình bày: Tiêu chuẩn về khổ giấy, tỉ lệ, nét vẽ, chữ viết, ghi kích thước.

Các hình biểu diễn dùng trên bản vẽ kĩ thuật: 3 hình chiếu vuông góc, hình chiếu trục đo.

Các giai đoạn của thiết kế: + Xác định đề tài thiết kế, hình thành ý tưởng. + Thu thập thông tin. Tiến hành thiết kế. + Làm mô hình thử nghiệm. + Thẩm định, đánh giá phương án thiết kế. + Lập hồ sơ kĩ thuật.

Công thức tính diện tích, thể tích của hình hộp chữ nhật: nếu gọi a là chiều dài, b là chiều rộng, h là chiều cao thì: + Diện tích xung quanh của hình hộp chữ nhật: Sxung quanh = 2h.( a + b) + Diện tích toàn phần của hình hộp chữ nhật: Sxung quanh = 2h.( a + b) + 2a.b + Thể tích khối hình hộp chữ nhật: V = a . b . h Công thức tính diện tích, thể tích hình trụ: Nếu gọi r là bán kính, h là chiều cao thì: + Diện tích xung quanh của hình trụ: Sxung quanh = 2π.r.h + Diện tích toàn phần của hình hộp chữ nhật: Stoàn phần = 2π.r.( r+ h) + Thể tích khối hình trụ: V = π. r 2. H 2. Một số hoạt động thiết kế hộp đựng đồ dùng học tập( hoạt động 5) * Vật liệu và dụng cụ cần chuẩn bị: Vật liệu cần chuẩn bị: + 6 tấm bìa cattom 5- 10mm. + 2 tờ giấy trang trí

Dụng cụ cần chuẩn bị: + 1 máy bắn keo + 1 kéo

69

+ 1 lọ keo nước

+ 1 dao + thước kẻ, ê kê

* Các bước tiến hành thiết kế hộp đựng đồ dùng học tập:

Lập bản vẽ kĩ thuật

Cắt các tấm bìa catton theo kích thước đã xác định.

Dán giấy trang trí cho từng tấm bìa đã cắt.

70

Dùng máy bắn keo dán các tấm bìa theo kết cấu đã lựa chọn.

3. Bảng đánh giá tiêu chí đánh giá sản phẩm (hoạt động 6) Các tiêu chí

Thang điểm

Tc1: Chuẩn bị vật liệu, dụng cụ

10

Tc2: Các bước tiến hành, ý thức làm việc nhóm

20

Tc3: Mức độ hoàn thành sản phẩm

20

Tc4: Tính phù hợp của sản phẩm

10

Tc5: Tính thẩm mĩ

10

Tc6: Tính kính tế, ứng dụng của sản phẩm

10

Tc7: Trình bày, báo cáo sản phẩm

20

Điểm đánh giá

Ghi chú

2.2. Chủ đề Xây dựng bộ chia điện áp CHỦ ĐỀ: XÂY DỰNG BỘ CHIA ĐIỆN ÁP I. MỤC ĐÍCH, YÊU CẦU 1. Mục đích - Học sinh được trải nghiệm việc phối hợp vận dụng các kiến thức của các môn học vật lý, toán học, công nghệ (KTCN) để thực hiện một nhiệm cụ thể thiết kế tên lửa nước.

- Học sinh thấy được ý nghĩa và sự gắn kết các kiến thức của các môn học trong nhà trường trong khi giải quyết các vấn đề của thực tiễn.

2. Yêu cầu - Đảm bảo tính trải nghiệm của người học trong các giai đoạn: + Ứng dụng định luật Ôm, tính toán các giá trị điện trở

71

+ Học cách đọc điện trở than có các vạch màu + Thiết kế mạch điện tử bộ chia điện áp + Sử dụng đồng hồ vạn năng để đo đạc giá trị điện áp đầu ra + Kiểm chức sản phẩm bằng một bộ đèn - Đảm bảo tính tự học, hợp tác trong quá trình giải quyết vấn đề của người học.

3. Giới thiệu chủ đề XÂY DỰNG BỘ CHIA ĐIỆN ÁP Lứa tuổi học sinh

Lớp 12

Mức độ tiếp thu

Trung bình – Giỏi

Vấn đề cần tập trung

Trong chủ đề này, học sinh vận dụng kiến thức các môn học như: Toán học, vật lý, công nghệ, … để xây dựng bộ chia điện áp.

Bối cảnh thực tế

Đối với việc dạy học trong trường phổ thông, nhiệm vụ của người giáo viên không chỉ truyền thụ cho học sinh những kiến thức cơ bản của khoa học, xã hội mà còn cần tạo điều kiện cho học sinh nghiên cứu, tìm hiểu và thực hiện ứng dụng các kiến thức đã học ấy vào đời sống. Tìm hiểu và xây dựng bộ chia điện áp đáp ứng được nhiệm vụ ấy.

- Vật lý Liên kết với các môn - Công nghệ học - Kỹ thuật - Toán học Vật lý: - Củng cố các kiến thức liên quan đến định luật Ôm; Các nội dung kiến thức - Hiểu được quy luật chuyển hóa năng lượng, từ liên quan đến chủ đề điện năng thành quang năng. trong chương trình - Hiểu về mạch điện.

Phổ thông Công nghệ: - Hiểu được cấu tạo của điện trở, biết đọc trị số điện trở than có các vạch màu.

72

- Biết cách sử dụng đồng hồ vạn năng. Biêt sử dụng, tính toán, nắm các thông số kĩ thuật của các thiêt bị đó.

Kỹ thuật: - Phát triển sự hiểu biết về khắc phục sự cố, nghiên cứu, phát triển, sáng tạo và thử nghiệm trong giải quyết vấn đề.

- Phát triển sự hiểu biêt và có thể lựa chọn, sử dụng các công nghệ năng lượng.

Toán học: - Tính toán thành thục và ước lượng hợp lý; phát triển khả năng tính toán tốt trên tập số thực: tính nhẩm, tính toán bằng giấy bút và bằng máy tính.

- Biết trình bày và phân tích các tình huống và cấu trúc toán học bằng việc sử dụng các kí hiệu đại số.

- Hiểu được ý nghĩa của biểu thức đại số, biểu thức tương đương, biêt vận dụng các quy tắc biến đổi tương đương để giải quyêt các vấn đề trong toán học và trong cuộc sống.

- Tạo ra được các phương trình để mô tả các con số và mối liên hệ, sắp xếp lại công thức để làm nổi bật một giá trị quan tâm, sử dụng lý luận đó để giải phương trình, ví dụ như sắp xêp lại biểu thức định luật Ôm để xác định điện trở R. Giải quyết vấn đề thực tế, toán học, vật lí bằng cách viết và giải phương trình dạng bậc nhất một ẩn.

- Áp dụng các kĩ thuật, công cụ và các biểu thức để xác định các phép đo.

- Biêt phân tích độ chính xác, sai số trong điều kiện đo đạc.

- Hiểu khái niệm tỉ lệ và sử dụng tỉ lệ vào việc giải quyết vấn đề.

Vật liệu học sinh một + Vật liệu: Các điện trở than có các vòng màu; điôt nhóm cần chuẩn bị phát quang (đèn LED)

73

+ Dụng cụ: Đồng hồ vạn năng

Học sinh tiếp cận và giải quyết vấn đề như thế nào?

Học sinh vận dụng quy trình thiết kế kĩ thuật gồm 8 bước (3 hoạt động) để giải quyết vấn đề đặt ra: 1. Tìm hiểu thực tiễn, xác định vấn đề 2. Nghiên cứu kiến thức nền 3. Đề xuất các giải pháp thực hiện 4. Lựa chọn giải pháp khả thi 5. Thiết kế - chế tạo mẫu thử nghiệm 6. Thử nghiệm và đánh giá mẫu thiết kế 7. Chia sẻ và thảo luận kết quả 8. Đánh giá và thiết kế lại

II. TIẾN TRÌNH THỰC HIỆN Hoạt động 1: Xác định mục đích vấn đề hoặc nhu cầu thực tiễn a. Mục đích của hoạt động - Xuất phát từ nhu cầu thực tiễn: Trong thực tế có nhiều thiết bị cần sử dụng các mức điện áp khác nhau. Tìm hiểu về ứng dụng định luật Ôm để xây dựng mạch chia điện áp là cần thiết. b. Nội dung hoạt động - Học sinh tìm hiểu về bộ chia điện áp. c. Dự kiến sản phẩm - Báo cáo của các nhóm về nội dung thảo luận d. Cách thức tổ chức hoạt động - Giáo viên đưa ra tình huống: có một bóng đèn 9V 2W nhưng ta chỉ có nguồn 12V. Làm thế nào để mắc đèn trên vào nguồn 12V để đèn sáng bình thường.

- Học sinh theo nhóm thảo nội dung trên theo các hướng như: + Khống chế dòng điện qua tải cho phù hợp: bằng cách đấu nối tiếp bóng đèn với điện trở để sụt áp bớt 3V trên điện trở.

Đấu nối tiếp với bóng đèn một điện trở

74

+ Mắc điện trở thành cầu phân áp để có điện áp theo ý muốn từ một điện áp cho trước.

Cầu phân áp để lấy ra áp U1 tuỳ ý Hoạt động 2: Nghiên cứu kiến thức nền a. Mục đích của hoạt động: - Học sinh học và ôn tập lại các kiến thức đã học liên quan đến chủ đề - Học sinh xác định được sự liên kết của các kiến thức các môn học trong việc giải quyết cấn đề đặt ra: Nghiên cứu các kiến thức liên quan để xây dựng bộ chia điện áp - Hiểu và thực hiện được quy trình thiết kế kĩ thuật.

- Sử dụng định luật Ôm như một công cụ cho việc thiết kế kĩ thuật.

- Sử dụng đồng hồ vạn năng để thu thập thông tin.

- Phân tích các yêu cầu về điện của điốt phát sáng. b. Nội dung hoạt động Để xây dựng bộ chia điện áp, học sinh phải nắm được các kiến thức về các nội dung sau: * Toán học: (Mathematics): - Tính toán * Khoa học (science): - Định luật Ôm để tính điện trở * Công nghệ (Technology): - Tìm hiểu về điện trở, cách đọc trị số điện trở với điện trở 4 vạch màu.

- Nguyên lý hoạt động của điôt và điôt phát quang.

- Cách sử dụng đồng hồ vạn năng để đo điện trở, đo điện áp.

- Tìm hiểu về mạch cắm thử. * Kỹ thuật (Engineeering): Quy trình thiết kế kỹ thuật.

75

c. Dự kiến sản phẩm: Phiếu học tập của các nhóm d. Cách thức tổ chức hoạt động + Học sinh vận dụng các kiến thức đã học để giải thích các kiến thức liên quan đến bài học dưới sự hướng dẫn của giáo viên + Học sinh các nhóm thảo luận - Xác định giá trị của điện trở bằng việc đọc các mã màu điện trở.

- Tìm điện trở có mã màu đã được xác định ở trên trong bộ dụng cụ được phát.

- Kiểm tra giá trị điện trở, bằng cách đo điện trở bằng đồng hồ vạn năng, và kiểm tra các giá trị đo có nằm trong khoảng sai số không.

- Hoàn thành bảng bên dưới [11]. Điện trở

Vạch màu đầu tiên

Vạch màu Trung Sai thư tâm số hai

Điện trở cao nhất

Điện trở thấp nhất

Đo

Có trong khoảng sai số không

820 Ω 470 Ω 1 kΩ + Học sinh hiểu về mạch cắm thử - Tìm hiểu về mạch cắm thử (breadboard) mà các kĩ sư điện thường sử dụng để xây dựng mạch nguyên mẫu.

- Học sinh được biêt về những mô tả bên ngoài của mạch cắm thử (một bảng nhựa màu trắng có đầy các lỗ), sau đó tìm mạch cắm thử trong bộ dụng cụ hoc tập được phát.

- Học sinh tìm hiểu về bảng mạch cắm thử bằng việc sử dụng đồng hồ vạn năng và dây điện từ trong bộ dây đã được cắt sẵn, vẽ sơ đồ của một vài kết nối trên bảng mạch cắm thử.

Hoạt động 3: Đề xuất các giải pháp thực hiện a. Mục đích của hoạt động - Học sinh thảo luận nhóm đề xuất các ý tưởng thiết kế (có tính toán, giải thích); sau đó chọn 1 thiết kế để thử nghiệm.

- Học sinh các nhóm ghi chép lại thông tin cần thiết vào phiếu hoạt động nhóm.

76

b. Nội dung hoạt động Xây dựng một bộ chia điện áp.

- Từ nghiên cứu qua các tài liệu và hướng dẫn, học sinh xác định mắc điện trở thành cầu phân áp để có điện áp theo ý muốn từ một điện áp cho trước.

- Học sinh lên ý tưởng các mô hình thiết kế, vẽ một sơ đồ thể hiện bộ chia điện áp có thể xây dựng trên bảng mạch cắm thử như thế nào. c. Dự kiến sản phẩm - Ý tưởng các mô hình thiết kế và đề xuất vật liệu và dụng cụ cần thiết. d. Cách thức tổ chức hoạt động - Học sinh theo nhóm thực hiện nhiệm vụ được giao.

- Học sinh theo nhóm lựa chọn mô hình thiết kế.

Hoạt động 4: Chọn giải pháp tối ưu nhất a. Mục đích của hoạt động - Lựa chọn được sơ đồ thiết kế, tính toán được các thông số cho bộ chia áp. b. Nội dung hoạt động - Học sinh sử dụng sơ đồ và điện trở trong bộ tài liệu bài hoc để xây dựng một bộ chia điện áp sử dụng điện áp 9V, R1 = 820Ω, R2 = 470 Ω. Sau đó tính giá trị điện áp trên điện trở R2 [11] (R2) x

= U2

Unguồn

(

+

)

(R1 + R2) - Học sinh tiếp tục sử dụng đồng hồ vạn năng để đo giá trị điện áp trên. c. Dự kiến sản phẩm: Phiếu học tập các nhóm d. Cách thức tổ chức hoạt động: - Các nhóm thảo luận về ưu nhược điểm của các giải pháp đã được đề xuất - Các nhóm cử đại diện thuyết minh về một phương án thiết kế tối ưu nhất do nhóm chọn - Học sinh theo nhóm vẽ các bản mô hình, tính toán vật liệu cần thiết.

Hoạt động 5: Chế tạo mẫu thử nghiệm a. Mục đích của hoạt động - Học sinh phải hiểu được các kiến thức nền và xây dựng được bộ chia điện áp với một đầu ra mong muốn.

77

b. Nội dung hoạt động - Học sinh nghiên cứu tài liệu cung cấp và chọn được R1, R2 để cung cấp giá trị điện áp yêu cầu. c. Dự kiến sản phẩm - Kết quả của các nhóm. d. Cách thức tổ chức hoạt động: - Học sinh sẽ sử dụng bộ tài liệu học tập được cung cấp và chọn ra R1 và R2 cung cấp giá trị điện áp yêu cầu, - Học sinh tính toán giá trị điện áp tạo ra từ những điện trở đã được chọn, sau đó lắp mạch điện và đo giá trị điện áp tạo ra.

- Bảng bên dưới sẽ giúp học sinh ghi chép lại [11].

Unguồn

U2

R1

R2

U2 tính toán

U2 đo đạc

2,0V 3,0V 5,0V 7,0V Hoạt động 6: Thử nghiệm và đánh giá a. Mục đích của hoạt động - Học sinh lựa chọn ra cách xây dựng bộ chia điện áp với một đầu ra mong muốn.

- Giáo viên đánh giá kỹ năng làm việc nhóm qua việc thực hiện hoạt động của các nhóm. b. Nội dung hoạt động Xây dựng một mạch điôt phát sáng.

Học sinh thay R1 bằng một bóng đèn LED trong mạch cắm thử biết giá trị điện áp yêu cầu là 2.0V và yêu cầu dòng điện phân cực là 20mA. Học sinh xác định giá trị của U2, điền vào bảng bên dưới. [11] 2,0 = Unguồn

U2

U1

Học sinh tính giá trị Itổng, điền vào bảng bên dưới. = Itổng

0,002 I1

= I2

78

Học sinh tính giá trị điện trở cần thiết để tạo ra dòng điện yêu cầu, điền vào bản bên dưới. /

= R2

U2

0,002 R2

Học sinh chọn điện trở tốt nhất trong số các điện trở được phát và giải thích lí do chọn điện trở đó c. Dự kiến sản phẩm - Xây dựng bộ chia điện áp tối ưu. d. Cách thức tổ chức hoạt động: - Học sinh các nhóm trình bày cách xây dựng bộ chia điện áp của nhóm mình.

- Các nhóm thảo luận và rút ra ưu điểm và nhược điểm của từng nhóm.

Hoạt động 7: Chia sẻ và thảo luận a. Mục đích của hoạt động - Học sinh báo cáo về mẫu thiết kế của nhóm mình, chia sẻ các vướng mắc và khó khăn gặp phải trong quá trình thiết kế. b. Nội dung hoạt động - Giáo viên tổ chức cho học sinh các nhóm báo cáo kết quả của nhóm mình và thảo luận.

- Giáo viên chuẩn bị một số câu hỏi dự kiến hỏi học sinh. c. Dự kiến sản phẩm - Các ghi chép thảo luận của học sinh. d. Cách thức tổ chức hoạt động: - Học sinh các nhóm lần lượt chia sẻ về giải pháp của nhóm mình dưới sự điều hành của giáo viên.

- Giáo viên hỗ trợ đánh giá sản phẩm của các nhóm.

Hoạt động 8: Điều chỉnh thiết kế a. Mục đích của hoạt động - Ghi nhận các kết quả các nhóm đã thực hiện được. Đồng thời hướng dẫn học sinh chỉnh sửa, bổ sung, hoàn thiện sản phẩm. b. Nội dung hoạt động - Trên cơ sở sản phẩm của các nhóm, giáo viên nhận xét, tổng kết buổi học. c. Dự kiến sản phẩm

79

- Các ghi chép thảo luận của học sinh. d. Cách thức tổ chức hoạt động: - Giáo viên hỏi và phân tích các vấn đề kỹ thuật của các nhóm. Từ đó, hướng dẫn học sinh điều chỉnh hoàn thiện sản phẩm; riêng với sản phẩm đã hoạt động tốt thì lưu ý với học sinh về tính thẩm mỹ.

III. CÁC TÀI LIỆU KÈM THEO Bộ chia điện áp là gì Bộ chia điện áp được sử dụng rộng rãi trong điện tử, bởi vì chúng cho phép cách tối ưu để giải quyết vấn đề điều chỉnh điện áp. Có nhiều giải pháp sơ đồ khác nhau: từ đơn giản nhất, ví dụ, trong một số bộ đèn treo tường, đến những bộ khá phức tạp, như trong bảng điều khiển để chuyển đổi cuộn dây của bộ bình thường điện áp lưới.

Một bộ chia điện áp là gì? - là một thiết bị, tùy thuộc vào hệ số truyền (được điều chỉnh riêng), điều chỉnh giá trị điện áp đầu ra so với điện áp đầu vào.

Trước đây, trên kệ của các cửa hàng, người ta thường có thể tìm thấy một chiếc áo ngực, được thiết kế cho hai đèn. Đặc điểm của nó là bản thân đèn được thiết kế để hoạt động với điện áp 127V. Đồng thời, toàn bộ hệ thống được kết nối với ổ cắm điện gia dụng với 220V và hoạt động khá thành công. Và phương pháp kết nối dây dẫn hình thành không gì khác hơn là một bộ chia điện áp. Nhớ lại những điều cơ bản của kỹ thuật điện, cụ thể là kết nối song song và nối tiếp của người tiêu dùng. Như bạn đã biết, với phương pháp bật liên tục, dòng điện bằng nhau và điện áp thay đổi (định luật Ôm). Do đó, trong ví dụ với đèn điện, các loại đèn cùng loại được kết nối nối tiếp, giúp giảm điện áp cung cấp cho chúng hai lần (110V). Ngoài ra, bộ chia điện áp có thể được tìm thấy trong thiết bị, phân phối tín hiệu từ một ăng ten đến một số TV. Thật ra có rất nhiều ví dụ.

Chúng ta hãy nhìn vào bộ chia điện áp đơn giản nhất dựa trên hai điện trở R1 và R2. Các điện trở được kết nối nối tiếp, điện áp đầu vào U được cung cấp cho các cực tự do. Có thêm một dây dẫn từ trung điểm của dây dẫn nối với các điện trở. Nghĩa là, có ba đầu: hai là chân ngoài (giữa chúng là giá trị đầy đủ của điện áp U), cũng như giữa, tạo thành U1 và U2.

Thực hiện tính toán bộ chia điện áp, sử dụng định luật Ohm. Vì I = U / R, nên U là sản phẩm của dòng điện và điện trở. Theo đó, trong phần có R1, điện áp sẽ là U1 và đối với R2 sẽ là U2. Trong trường hợp này, hiện tại là (kết nối nối tiếp). Xem xét luật cho một chuỗi hoàn chỉnh, thấy rằng U là

80

tổng của U1 + U2.

Hiện tại trong những điều kiện này là gì? Tổng quát hóa các phương trình, ta nhận được: I = U / (R1 + R2).

Từ đây có thể xác định giá trị điện áp (thoát U) ở đầu ra của bộ chia (nó có thể là U1 hoặc U2): Thoát U = U * R2 / (R1 + R2). Đối với các vạch chia trên các điện trở có thể điều chỉnh, có một số tính năng quan trọng phải được xem xét cả ở giai đoạn tính toán và trong quá trình vận hành.

Trước hết, các giải pháp như vậy không thể được sử dụng để điều chỉnh điện áp của người tiêu dùng mạnh mẽ. Ví dụ, theo cách này, không thể cung cấp năng lượng cho động cơ điện. Một trong những lý do là xếp hạng của chính các điện trở. Nếu tồn tại hàng KW kháng, chúng là những thiết bị khổng lồ làm tiêu tan một phần năng lượng ấn tượng dưới dạng nhiệt.

Giá trị điện trở của tải được kết nối không được nhỏ hơn điện trở của mạch của bộ chia, nếu không toàn bộ hệ thống sẽ cần phải được tính toán lại. Lý tưởng nhất là sự khác biệt giữa dải phân cách R và tải R nên càng lớn càng tốt. Điều quan trọng là phải chọn chính xác các giá trị của R1 và R2, vì xếp hạng được đánh giá quá cao sẽ kéo theo sự sụt giảm điện áp quá mức, và giá quá thấp sẽ quá nóng, tiêu tốn năng lượng để sưởi ấm.

Tính toán bộ chia, thường chọn giá trị của dòng điện nhiều lần (ví dụ 10) so với cường độ của tải được kết nối. Hơn nữa, biết dòng điện và điện áp, tính tổng điện trở (R1 + R2). Hơn nữa, các bảng chọn các giá trị tiêu chuẩn gần nhất R1 và R2 (có tính đến công suất cho phép của chúng để tránh làm nóng quá mức).

2.3. Chủ đề Thiết kế bộ nguồn một chiều.

CHỦ ĐỀ: THIẾT KẾ BỘ NGUỒN MỘT CHIỀU ĐƠN GIẢN I. Mục đích, yêu cầu 1. Mục đích: - Học sinh được trải nghiệm việc vận dụng các kiến thức về các môn học kĩ thuật điện tử, toán học, vật lí,...để giải quyết một tình huống thực tiễn thiết kế bộ nguồn 1 chiều.

- Học sinh thấy được ý nghĩa và sự gắn kết các kiến thức môn học để giải

81

quyết vấn đề trong thực tiễn.

2. Yêu cầu: - Đảm bảo tính trải nghiệm của học sinh trong các giai đoạn: + Tìm hiểu kiến thức nền liên quan đến thiết kế bộ nguồn 1 chiều. + Lựa chọn sơ đồ bộ nguồn 1chiều. + Chọn thiết bị và linh kiện. + Lắp ghép sơ đồ bộ nguồn.

- Đảm bảo tính tự học, hợp tác để giải quyết vấn đề.

3. Giới thiệu chủ đề: Lứa tuổi học sinh Mức độ tiếp thu

Lớp 12 Trung bình - Giỏi

Vấn đề cần tập trung

Trong chủ đề này, học sinh vận dụng các kiến thức đã học trong môn kĩ thuật điện tử để thiết kế bộ nguồn 1 chiều đơn giản. Học sinh vận dụng kiến thức môn toán học để tính toán các thông số liên quan các thiết bị và linh kiện của mạch nguồn 1 chiều. Vận dụng kiến thức môn vật lý để lựa chọn các thiết bị và linh kiện phù hợp.

Bối cảnh thực tiễn

Với xu hướng đổi mới giáo dục như hiện nay thì nhiệm vụ của người giáo viên không chỉ truyền thụ cho học sinh những kiến thức cơ bản của khoa học, xã hội mà còn cần tạo điều kiện cho học sinh nghiên cứu, tìm hiểu và thực hiện ứng dụng các kiến thức đã học để thực hiện nhiệm vụ nào đó.

Trong quá trình sử dụng các thiết bị điện tử hằng ngày cũng như việc tìm hiểu lí thuyết học sinh thấy được vai trò của mạch nguồn 1 chiều. Vậy mạch nguồn 1 chiều là gì và làm thế nào để chế tạo được nguồn 1 chiều?

Liên hệ với các môn học

- Kĩ thuật điện tử - Toán học - Vật lý - Công nghệ 1. Điện trở -tụ điện - cuộn cảm Bài 2 Công nghệ 12)

82

2. Linh kiện bán dẫn và IC (Bài 4, Công nghệ 12) 3. Khái niệm mạch điện tử - Mạch chỉnh lưu - nguồn 1 chiều ( Bài 7, Công nghệ 12) 4. Thiết kế mạch nguồn 1 chiều (Bài 9, Công nghệ 12) 5. Truyền tải điện năng. Máy biến áp (Bài 16, chương V, Vật lí 12)

Vật liệu học sinh một nhóm cần chuẩn bị

Để thiết kế được bộ nguồn 1 chiều gồm: - 1 máy biến áp công suất nhỏ - 4 điôt tiếp điểm - 1 tụ hóa - Dao , kéo, kìm - Băng dính

Học sinh vận dụng quy trình thiết kế kĩ thuật gồm 8 bước (3 hoạt động) để giải quyết vấn đề đặt ra: 1. Tìm hiểu thực tiễn, xác định vấn đề 2. Nghiên cứu kiến thức nền Học sinh tiếp cận và 3. Đề xuất các giải pháp giải quyết vấn đề 4. Lựa chọn giải pháp khả thi như thế nào?

5. Thiết kế - chế tạo mẫu thử nghiệm 6. Thử nghiệm mẫu thiết kế 7. Báo cáo và thảo luận kết quả 8. Đánh giá và thiết kế lại II. Tiến trình dạy học Hoạt động 1: Xác định vấn đề hoặc nhu cầu thực tiễn a. Mục đích của hoạt động: - Trong quá trình sử dụng các thiết bị điện tử hằng ngày cũng như việc tìm hiểu lí thuyết học sinh thấy được vai trò của mạch nguồn 1 chiều. Vậy mạch nguồn 1 chiều là gì và làm thế nào để chế tạo được nguồn 1 chiều?

- Có thể tự thiết kế được nguồn 1 chiều để sạc pin điện thoại không?

- Học sinh có hứng thú tìm cách giải quyết vấn đề nêu trên. b. Nội dung hoạt động: - Mạch nguồn 1 chiều là mạch được tạo ra từ lắp ghép máy biến áp, mạch chỉnh lưu và mạch lọc để từ nguồn điện xoay chiều 220V thành nguồn điện 1 chiều.

83

* Tài liệu tham khảo: + https://www.youtube.com/watch?v=eD7nXaHxOCU +https://lidinco.com/nguon-mot-chieu-dc-thiet-bi-chuyen-dung-cho-nhieulinh-vuc/ +https://lidinco.com/cach-chon-nguon-mot-chieu-nguon-dc-dc-powersupply/ - Học sinh tìm hiểu nguyên lí làm việc của nguồn 1 chiều. c. Dự kiến sản phẩm: - Học sinh đưa ra được những sơ đồ mạch nguồn 1 chiều hiện nay đang được sử dụng trên các thiết bị điện tử.

- HS nêu được nguyên lí làm việc của nguồn điện 1 chiều. d. Cách thức tổ chức hoạt động: - Hoạt động 1: HS xem video hướng dẫn thiết kế nguồn 1 chiều - Hoạt động 2: Các nhóm giao nhiệm vụ cho các thành viên để nghiên cứu, tìm kiếm tài liệu liên quan. + Để thiết kế mạch nguồn 1 chiều cần chuẩn bị những thiết bị và linh kiện nào? + Tác dụng của tụ điện trong mạch nguồn 1 chiều là gì?

- Hoạt động 3: Các nhóm thảo luận để đưa ra những ý kiến chính xác theo định hướng của giáo viên.

- Hoạt động 4: Đại diện các nhóm lên báo cáo phần thảo luận của nhóm.

Hoạt động 2: Nghiên cứu lý thuyết nền a. Mục tiêu của hoạt động: - Hoạt động ôn lại và củng cố những kiến thức liên quan đến thiết kế bộ nguồn 1 chiều.

- Hoạt động xác định được sự liên kết của các kiến thức đã học để giải quyết bài toán thực tiễn. b. Nội dung của hoạt động: Bộ nguồn 1 chiều hiện nay thường sử dụng các thiết bị và linh kiện sau: Máy biến áp, điôt, tụ điện, cuộn cảm, IC ổn áp. Để thiết kế được bộ nguồn 1 chiều, học sinh cần chuẩn bị các kiến thức sau: * Môn kỹ thuật điện tử: + Điện trở - tụ điện - cuộn cảm (Bài 2, Công nghệ 12) + Linh kiện bán dẫn và IC (Bài 4, Công nghệ 12

84

+ Khái niệm mạch điện tử - Mạch chỉnh lưu - nguồn 1 chiều (Bài 7, Công nghệ 12) + Thiết kế mạch nguồn 1 chiều (Bài 9, Công nghệ 12 * Môn Vật lí: + Máy biến áp - truyền tải điện năng (Bài 16, Vật lí 12) * Môn Toán học: Cần có kiến thức để có thể tính toán các thông số liên quan đến mạch nguồn 1 chiều Để có những kiến thức liên quan đến phần thiết kế mạch nguồn 1 chiều, học sinh cần tìm hiểu các kiến thức thông qua một vài bài toán sau: Bài toán 1: Cho một máy biến áp có điện áp vào là U1 = 220(v), điện áp ra là U2 = 8(v). Biết máy áp có chiều rộng trụ quấn dây là 4cm, chiều dày trụ quấn dây là 3,5cm. Tính số vòng dây của cuộn sơ cấp N1 và thứ cấp N2?

Gợi ý: Trong máy biến áp : N1 = U1.n = 220.

= 708 (vòng)

N2 = (U2 + 10%U2)n = (8+0,8).

= 29 ( vòng)

Bài toán 2: Vẽ đồ thị dạng sóng của dòng điện này sau khi đi qua các loại mạch chỉnh lưu: Gợi ý: Đồ thị dạng sóng của nguồn điện sau khi qua mạch chỉnh lưu nửa chu kì:

Đồ thị dạng sóng của nguồn điện sau khi qua mạch chỉnh lưu 2 nửa chu kì:

Đồ thị dạng sóng của nguồn điện sau khi qua mạch chỉnh lưu cầu:

85

Bài toán 3: Từ mạch nguồn thực tế đã học làm thế nào để thay đổi giá trị điện áp đầu ra?

Gợi ý: Từ việc tìm hiểu lý thuyết về mạch nguồn 1 chiều thì việc quyết định điện áp đầu ra là phụ thuộc vào IC ổn áp.

Nếu mạch dùng IC 7812 thì đầu ra trên tải sẽ là 12V. Nếu mạch dùng IC 7809 thì đầu ra trên tải sẽ là 9V. Nếu mạc dùng IC 7806 thì đầu ra trên tải sẽ là 6V. Nếu mạch dùng IC 7805 thì đầu ra trên tải sẽ là 5V. Vậy để thay đổi đầu ra của mạch nguồn 1 chiều trên thì chỉ cần thay thế IC 7812 bằng một IC ổn áp khác. * Tài liệu tham khảo: - https://linhkienbandan.com/shop/7805-ic-on-ap-5v-1-5a-chan-cam/ c. Dự kiến sản phẩm: - Học sinh liệt kê được các kiến thức liên quan đến thiết kế bộ nguồn chiều.

- Học sinh có thể đưa ra được những loại mạch nguồn 1chiều. d. Cách thức tổ chức hoạt động: - Hoạt động 1: Học sinh hoạt động nhóm để thảo luận kiến thức liên quan đến mạch nguồn 1 chiều.

- Hoạt động 2: Học sinh giải các bài toán liên quan.

Hoạt động 3: Đề xuất giải pháp thực hiện a. Mục tiêu hoạt động:

86

Học sinh thảo luận để đưa ra những giải pháp thiết kế. b. Nội dung hoạt động: Sau khi nghiên cứu lý thuyết thì hiện nay mạch chỉnh lưu có 3 loại là mạch chỉnh lưu nửa chu kì, mạch chỉnh lưu 2 nửa chu kì, mạch chỉnh lưu cầu. Vì vậy có thể thiết kế các mạch nguồn 1 chiều sau: - Giải pháp 1: Thiết kế bộ nguồn 1 chiều dùng mạch chỉnh lưu nửa chu kì.

- Giải pháp 2: Thiết kế bộ nguồn 1 chiều dùng mạch chỉnh lưu 2 nửa chu kì

- Giải pháp 3: Thiết kế bộ nguồn 1 chiều dùng mạch chỉnh lưu cầu.

c. Sản phẩm hoạt động: - Học sinh trình bày được những cơ sở lý thuyết để đưa ra các giải pháp thiết kế trên cơ sở vận dụng kiến thức liên môn thuộc lĩnh vực stem.

- Học sinh đề xuất các giải pháp thiết kế mạch nguồn 1 chiều.

87

d. Tổ chức hoạt động: - Hoạt động 1: Các nhóm HS đề xuất các giải pháp thiết kế mạch nguồn 1 chiều.

- Hoạt động 2: Các nhóm HS đưa ra các đề xuất khác cho tình huống thực tiễn.

- Hoạt động 3: Giáo viên xác nhận cách thứ giải quyết các bài toán và các đề xuất của học sinh.

Hoạt động 4: Chọn giải pháp tốt nhất b. Mục đích của hoạt động: - Chuẩn bị các thiết bị và linh kiện để lắp ghép mẫu thử nghiệm. Học sinh lưu lại quá trình làm việc bằng ghi chép, hình ảnh hoặc video.

- Học sinh lựa chọn được giải pháp tốt nhất theo các tiêu chí ( do giáo viên đề nghị hoặc theo mục đích cần sử dụng. b. Nội dung hoạt động: Học sinh sẽ dựa và mục đích của sản phẩm cần tạo ra những tiêu chí đánh giá các giải pháp. Sau đó sẽ chọn giải pháp phù hợp với nhóm mình. c. Sản phẩm hoạt động: - Học sinh có bản phân tích về ưu nhược điểm của các giải pháp đã đề xuất.

- Học sinh lập bản so sánh giữa các giải đã đề xuất.

- Học sinh đưa ra mẫu thiết kế tốt nhất cho tình huống thực tiễn ban đầu. d. Tổ chức hoạt động: - Hoạt động 1: Các nhóm cử đại diện trình bày về giải pháp tối ưu do nhóm lựa chọn.

- Hoạt động 2: Các nhóm thảo luận về ưu, nhược điểm của từng giải pháp đã được đề xuất theo tiêu chí đưa ra.

Học sinh thảo luận để đánh giá ưu, nhược điểm của các giải pháp đưa ra. Từ đó được ra lựa chọn tốt nhất.

Giải pháp

Ưu điểm

Thiết kế mạch nguồn 1 chiều dùng mạch Mạch đơn giản. chỉnh lưu nửa chu kì.

Nhược điểm Độ gợn sóng lớn nên việc san phẳng sóng khó khăn.

Thiết kế mạch nguồn 1 Mạch phức tạp: Độ gợn sóng nhỏ, dễ san chiều dùng mạch + Máy biến áp dùng 2 phẳng sóng hơn. chỉnh lưu 2 nửa chu kì. cuộn thứ cấp

88

+ Nếu 1 điôt bị cháy thì điôt còn lại phải chịu điện áp ngược lớn.

Thiết kế mạch nguồn 1 Độ gợn sóng nhỏ, dễ san chiều dùng mạch Dùng nhiều điôt phẳng sóng hơn. chỉnh lưu cầu.

- Hoạt động 3: Giáo viên xác nhận các phần thảo luận của học sinh và đưa ra những định hướng cho học sinh triển khai giải pháp đã chọn.

Sau khi các nhóm thảo luận và lựa chọn phương án dưới sự định hướng của giáo viên thì các nhóm cùng thống nhất lựa chọn giải pháp 3: Thiết kế mạch nguồn 1 chiều sử dụng mạch chỉnh lưu cầu.

- Hoạt động 4: Các nhóm cùng thảo luận để có lựa chọn hợp lí nhất cho giải pháp đã chọn. Đề tài: Thiết kế mạch nguồn 1 chiều sử dụng trên một số thiết bị điện tử.

Gợi ý: *) Sơ đồ mạch điện:

*) Tính toán và lựa chọn máy biến áp: - Máy biến áp: P = kBA. Utải. Itải KBA- là hệ số công suất của máy biến áp, chọn kBA= 1,3 + Điện áp đầu vào: U1= 220V, tần số 50 Hz. + Điện áp ra:

Trong đó: U2 - điện áp của máy biến áp khi không tải UĐ = 2V - sụt áp trên hai điôt.

UBA = 6%Utải - sụt áp bến trong biến áp khi có tải.

- Điôt + Dòng điện điôt:

89

IĐ = + Điện áp ngược: UN = ku. U2 - Tụ điện : Để tụ có thể lọc sóng tốt thì trị số điện dung càng lớn càng tốt và chịu được điện áp ngược ku. U2 .

Hoạt động 5: Chế tạo mô hình hoặc mẫu thử nghiệm a. Mục đích của hoạt động: Học sinh trải nghiệm hoạt động thiết kế bộ nguồn 1 chiều theo giải pháp đã lựa chọn. b. Nội dung hoạt động: Các nhóm thực hiện kế hoạch thiết kế theo nhóm với giải pháp đã lựa chọn. Đề tài: Thiết kế mạch nguồn 1 chiều sử dụng trên một số thiết bị điện tử. * Sơ đồ mạch điện:

* Thiết bị và linh kiện cần chuẩn bị:

Vật liệu cần chuẩn bị: + 1 máy biến áp có điện áp + 4 điôt tiếp mặt loại 5A - 100V + 1tụ hóa + Dây điện + Phích cắm

Dụng cụ cần chuẩn bị: + Đồng hồ vạn năng + Kìm + Kéo + Băng dính

90

* Các bước tiến hành thiết kế mạch nguồn 1 chiều: - Bước 1: Kiểm tra chất lượng của các thiết bị và linh kiện được dùng trong máy nguồn 1 chiều.

Máy biến áp: + Nối cuộn sơ cấp của máy biến áp vào nguồn điện 220V. + Dùng đồng hồ vạn năng đo điện áp đầu vào và đầu ra của máy biến áp. Điôt: + Dùng đồng hồ vạn năng để kiểm tra chất lượng của 4 Điôt và xác định các cực A, K của Điôt.

Tụ điện: Dùng đồng hồ vạn năng để đo chất lượng của tụ.

- Bước 2: Lắp ghép các thiết bị và linh kiện vào bo mạch.

- Bước 3: Kiểm tra mạch điện và đo các điện áp trên các khối của mạch nguồn 1 chiều. * Tài liệu tham kháo: http://bienapdonganh.net/chi-tiet/3271/tinh-toan-may-bien-ap-1-pha-dequan-day.htm c. Dự kiến sản phẩm: - Sản phẩm là các bộ nguồn 1 chiều do các nhóm tạo ra. d. Cách thức tổ chức hoạt động: - Hoạt động 1: Học sinh thảo luận nhóm để dự kiến các thiết bị, vật liệu cần chuẩn bị để thiết kế bộ nguồn 1 chiều.

- Hoạt động 2: Các thành viên trong nhóm sẽ phân chia nhiệm vụ cho nhau và thực hiện các nhiệm vụ được giao.

- Hoạt động 3: Các nhóm học sinh thiết kế hoàn chỉnh và lắp ghép bộ nguồn 1 chiều.

- Hoạt động 4: Giáo viên quan sát quá trình thiết kế và lắp ráp để có thể tư vấn cho học sinh có sản phẩm hoàn chỉnh nhất.

Hoạt động 6: Thử nghiệm và đánh giá: a. Mục đích của hoạt động: - Học sinh sẽ kiểm tra khả năng sử dụng và thực tiễn của sản phẩm vừa thiết kế.

- Giáo viên đánh giá được kỹ năng làm việc nhóm qua việc lắp ghép mạch nguồn 1 chiều.

91

b. Nội dung hoạt động: Kiểm tra tính thực tiễn và hiệu quả của sản phẩm vừa thiết kế. c. Dự kiến sản phẩm: - Bảng đánh giá mức độ đạt được các tiêu chí đã đặt ra từ ban đầu với sản phẩm bộ nguồn 1 chiều.

- Nhận xét được các ưu, nhược điểm của từng sản phẩm đã thiết kế.

- Mô hình tối ưu nhất. d. Tổ chức hoạt động: - Hoạt động 1: Cho các nhóm tự đánh giá lẫn nhau về mức độ đạt được theo tiêu chí ban đầu. Sau khi các nhóm đã lắp ghép xong mạch nguồn 1 chiều thì dưới sự giám sát của giáo viên, các nhóm tiến hành đo các thông số của mạch vừa lắp.

- Hoạt động 2: Các nhóm thảo luận các ưu, nhược điểm của từng sản phẩm.

- Hoạt động 3: Giáo viên hỗ trợ các nhóm việc đánh giá các sản phẩm.

Hoạt động 7: Chia sẻ và thảo luận a. Mục đích của hoạt động: - Học sinh báo cáo về mẫu thiết kế của nhóm mình, chia sẻ các vướng mắc và khó khăn gặp phải trong quá trình thiết kế.

- Học sinh tìm hiểu thêm kiến thức để và hỗ trợ nhau để cùng hoàn thiện sản phẩm.

- Tạo ra sự gắn kết giữa các thành viên trong lớp, với giáo viên để tiến bộ. b. Nội dung hoạt động: - Học sinh chia sẻ các kiến thức và kinh nghiệm để các nhóm hoàn thiện sản phẩm.

- Giáo viên chuẩn bị một số câu hỏi dự kiến: + Làm thế nào để thay đổi được điện áp 1 chiều trên tải? + Nếu một điôt trong mạch bị cháy thì điện áp 1 chiều sẽ như thế nào? + Nếu tụ điệ trong mạch bị đanh thủng thì điện áp 1 chiều sẽ như thế nào? c. Dự kiến sản phẩm: Các góp ý để hoàn thiện sản phẩm của các nhóm. d. cách thức tổ chức hoạt động: - Hoạt động 1: Các nhóm thuyết minh sản phẩm của nhóm mình.

- Hoạt động 2: Cả lớp thảo luận về mực độ đạt được các tiêu chí của các nhóm, về ưu, nhược điểm của các sản phẩm.

92

- Hoạt động 3: Cả lớp cùng thảo luận để đưa ra cách khắc phục các nhược điểm đó.

- Hoạt động 4: Giáo viên xác nhận các góp ý thảo luận của học sinh.

Hoạt động 8: Điều chỉnh thiết kế a. Mục đích của hoạt động: Các nhóm khắc phục các nhược điểm của nhóm mình để tạo ra sản phẩm hoàn chỉnh. b. Nội dung hoạt động: Các nhóm hoàn thiện sản phẩm của nhóm. c. Dự kiến sản phẩm: Sản phẩm hoàn chỉnh của các nhóm. d. Cách thức tổ chức hoạt động: - Hoạt động 1: Các nhóm học sinh dựa trên các góp ý của các bạn và giáo viên để hoàn thiện sản phẩm của nhóm mình.

- Hoạt động 2: Các nhóm thực hiện kế hoạch hoàn thiện sản phẩm.

- Hoạt động 3: Giáo viên quan sát và hỗ trợ các nhóm hoàn thiện sản phẩm.

III. Các tài liệu kèm theo 1. Tài liệu 1: Một số tài liệu liên quan đến thiết kế mạch nguồn 1 chiều.

Máy biến áp: - Cấu tạo : Gồm có hai phần chính + Mạch từ : Lõi thép làm bằng các lá thép kĩ thuật điện(dày từ 0,35mm đến 0,5mm có lớp cách điện bên ngoài) và ghép lại thành một khối. + Dây quấn: Làm bằng dây điện từ (tráng lớp cách điện) quấn trên lõi thép.

Máy biến áp một pha thường có 2 dây quấn. Dây quấn sơ cấp: nối với nguồn, kí hiệu U1, có N1 vòng dây. Dây quấn thứ cấp: lấy điện ra sử dụng, kí hiệu U2, có N2 vòng dây.

93

- Nguyên lí làm việc của máy biến áp: dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ. + Khi nối 2 đầu cuộn sơ cấp với nguồn điện xoay chiều có điện áp U 1, sẽ có dòng I1 chạy trong cuộn sơ cấp và sinh ra trong lõi thép một từ thông biến thiên. Do mạch từ khép kín nên từ thông móc vòng sang cuộn thứ cấp sinh ra sức điện động cảm ứng E2 tỉ lệ với số vòng dây N2. + Đồng thời từ thông biến thiên đó cũng sinh ra trong cuộn sơ cấp một sức điện động cảm ứng E1 tỉ lệ với số vòng dây N1. + Hệ số biến áp (một pha): Nếu bỏ qua tổn thất điện áp. Ta có: U1 E1 N1  = =k U 2 E2 N 2

- Cách tính số vòng dây N1 và N2: N1 = U1.n ( vòng).

N2 = (U2 + 10% U2)n. = ( U2 + 10% U2) Trong đó: + N1, N2: Số vòng dây cuộn sơ cấp và thứ cấp của máy biến áp. + n: số vòng / vôn + a: chiều rộng trụ quấn dây + b: chiều dày trụ quấn dây Điốt: Là linh kiện bán dẫn có 1 lớp tiếp giáp P - N, có vỏ bằng nhựa hoặc thủy tinh, có 2 cực là Anôt (A) và Katôt (K).

Điôt là linh kiện dẫn điện 1 chiều. Khi có điện áp dương đặt vào 2 cực A, K thì điôt dẫn điện từ A - K. Điôt có 2 loại: + Điôt ổn áp (điôt zene): dùng để ổn định điện áp 1 chiều. + Điôt chỉnh lưu: biến đổi dòng điện xoay chiều thành dòng điện một chiều.

94

Tụ điện: - Tụ điện có công dụng ngăn cách dòng 1 chiều và cho phép dòng xoay chiều đi qua.

- Tụ điện là tập hợp của 2 hay nhiều vật dẫn ngăn cách nhau bởi lớp điện môi.

- Nguyên lí hoạt động của tụ điện dựa trên nguyên lí phóng nạp. Nó lưu trữ hiệu quả các electron và sau đó phóng ra các điện tích này để tạo ra dòng điện. *) Tác dụng của tụ trong mạch lọc nguồn:

Trong mạch lọc nguồn như hình trên, tụ hoá có tác dụng lọc cho điện áp một chiều sau khi đã chỉnh lưu được bằng phẳng để cung cấp cho tải tiêu thụ, ta thấy nếu không có tụ thì áp DC sau điốt là điên áp nhấp nhô, khi có tụ điện áp này được lọc tương đối phẳng, tụ điện càng lớn thì điện áp DC này càng phẳng.

Cuộn cảm: - Cuộn cảm có công dụng cho phép dòng 1 chiều đi qua và ngăn dòng xoay chiều.

- Cuộn cảm được biết đến là một linh kiện điện tử thụ động dùng để chứa

95

từ trường và là thiết bị điện được cấu tạo bởi một cuộn dây dẫn quấn thành nhiều vòng. Trong đó, lõi của cuộn cảm có thể là vật liệu dẫn từ hay lõi thép kỹ thuật.

2. Tài liệu 2 (Hoạt động 5) - Nguyên liệu cần chuẩn bị để thiết kế 1 mạch nguồn 1 chiều: + 1 máy biến áp có điện áp vào là 220V, điện áp ra là 6V. + 4 điôt tiếp mặt loại 5A - 100V + 1tụ hóa + 1bo mạch + Đồng hồ vạn năng + Kìm, kéo, băng dính - Các bước tiến hành: 3. Tài liệu 3 (Hoạt động 6) Dùng đồng hồ vạn năng đo và ghi kết quả các điện áp ở các vị trí sau vào bảng theo mẫu: - Điện áp ở hai đầu cuộn sơ cấp của biến áp nguồn U1.

- Điện áp ở hai đầu cuộn thứ cấp của máy biến áp U2.

- Điện áp ở hai đầu ra sau mạch chỉnh lưu cầu U3.

- Điện áp ở hai đầu ra sau mạch lọc U4.

MẪU BÁO CÁO THỰC HÀNH U1 (V)

U2(V)

U3(V)

U4(V)

4. Bảng đánh giá tiêu chuẩn đánh giá sản phẩm ( hoạt động 6): Các tiêu chí

Thang điểm Điểm đánh giá

Tc1: Chuẩn bị vật liệu, dụng cụ

10

Tc2: Các bước tiến hành, ý thức làm việc nhóm

20

Tc3: Mức độ hoàn thành sản phẩm

20

Tc4: Tính phù hợp của sản phẩm

10

Tc5: Tính thẩm mĩ

10

Tc6: Tính kính tế, ứng dụng của sản phẩm

10

Tc7: Trình bày, báo cáo sản phẩm

20

Ghi chú

96

3. Kết quả dạy học môn Công nghệ theo định hướng giáo dục STEM Khi thực hiện dạy học ở chủ đề Thiết kế bộ nguồn một chiều, chúng tôi thu được kết quả sau: - Chúng tôi đã tổ chức cho học sinh tham gia học chủ đề STEM Thiết kế bộ nguồn một chiều hoàn thành phiếu thăm dò sau dự án để tìm hiểu về thái độ của học sinh đối với dạy học theo định hướng giáo dục STEM bằng câu hỏi: Cảm nghĩ của em sau khi học chủ đề Thiết kế bộ nguồn một chiều với 4 lựa chọn: không thích, bình thường, thích, rất thích. Tổng hợp thông tin trên phiếu thăm dò, chúng tôi có kết quả sau: Thái độ

Không thích

Bình thường

Thích

Rất thích

%

0

7

20

73

Kết quả quả phiếu thăm dò được thống kê trong biểu đồ sau:

Bình thường Thích Không thích Rất thích

Biểu đồ: Lấy ý kiến thái độ của học sinh đối với học chủ đề STEM Từ kết quả thăm dò nhận thấy: Đa số học sinh rất thích hình thức tổ chức học theo STEM, một số học sinh chỉ có thái độ thích, một số rất ít học sinh có thái độ bình thường, không có học sinh nào không thích học theo STEM. Qua đó ta thấy việc học theo STEM rất hút học sinh tham gia.

- Nhóm chúng tôi cũng đã tổ chức cho học sinh tham gia học STEM 12A6 và tham gia học theo phương pháp truyền thống 12A4 cùng làm bài kiểm tra theo phụ lục 8.

Qua tổng hợp chúng tôi có kết quả sau: % điểm 8, 9, 10

% điểm 5, 6, 7

% điểm dưới 5

12A6

70

30

0

12A4

55

42,3

2,7

97

Kết quả qua bài kiểm tra được thống kê trong 2 biểu đồ sau:

12A6

12A4

1. % điểm 8, 9, 10 2. % điểm 5, 6, 7 3. % điểm dưới 5 Biểu đồ: Kết quả bài kiểm tra của lớp học và không học theo chủ đề STEM Thiết kế bộ nguồn một chiều Từ kết quả kiểm tra nhận thấy: Kết quả bài kiểm tra của lớp học theo STEM cao hơn lớp học theo phương pháp truyền thống. Chứng tỏ khi được học theo STEM học sinh tiếp thu bài tốt hơn, ghi nhớ kiến thức lâu hơn và vận dụng tốt hơn so với học sinh học theo phương pháp truyền thống. Qua đó ta thấy việc học theo STEM rất cần thiết và đổi mới phương pháp dạy học là điều quan trọng trong giáo dục.

Kết luận: Dạy học môn Công nghệ theo định hướng giáo dục STEM vào trường phổ thông mang lại nhiều ý nghĩa, phù hợp với định hướng đổi mới giáo dục phổ thông. Cụ thể là: - Giáo dục STEM không chỉ cung cấp cho học sinh những kiến thức về mặt lí thuyết mà còn tạo cơ hội cho học sinh được trải nghiệm, vận dụng kiến thức đã học để giải quyết các vấn đề của cuộc sống gắn với bối cảnh thực tiễn, thông qua đó phát triển các năng lực và phẩm chất ở học sinh. Cơ sở khoa học của dạy học môn Công nghệ theo định hướng giáo dục STEM là: dạy học tích hợp; dạy học theo định hướng phát triển năng lực phẩm chất cho học sinh.

- Khi thực hiện triển khai giáo dục STEM ở trường trung học phổ thông, bên cạnh các môn học đang được quan tâm như Toán, Khoa học, các lĩnh vực Công nghệ, Kỹ thuật cũng sẽ được quan tâm, đầu tư về đội ngũ giáo viên, chương trình,

98

cơ sở vật chất. Do đó sẽ đảm bảo giáo dục toàn diện.

- Các dự án học tập trong giáo dục STEM hướng tới việc vận dụng kiến thức liên môn để giải quyết các vấn đề thực tiễn, học sinh được hoạt động, trải nghiệm và thấy được ý nghĩa của tri thức với cuộc sống, nhờ đó sẽ nâng cao hứng thú học tập của học sinh. Bên cạnh đó, giáo dục STEM phổ thông cũng hướng tới giải quyết các vấn đề có tính đặc thù của địa phương.

- Khi tọc tập theo định hướng giáo dục STEM học sinh sẽ được trải nghiệm trong các lĩnh vực STEM, đánh giá được sự phù hợp, năng khiếu, sở thích của bản thân với nghề nghiệp thuộc lĩnh vực STEM. Thực hiện tốt giáo dục STEM ở trường phổ thông cũng là cách thức thu hút học sinh theo học, lựa chọn các ngành nghề thuộc lĩnh vực STEM, các ngành nghề có nhu cầu cao về nguồn nhân lực trong cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ tư.

III. HIỆU QUẢ DO SÁNG KIẾN ĐEM LẠI 1. Hiệu quả kinh tế Khi thực hiện các chủ đề STEM, học sinh trực tiếp tham gia làm các sản phẩm STEM, các em có sự yêu thích với các chủ đề STEM. Từ đó các em có thể có cơ hội hình thành trang mạng về học tập STEM bằng cách các em có thể quay camera để đăng lên trang Youtube tạo nên một kênh học tập, tạo sân chơi cho học sinh.

Nhờ đó các học sinh chưa được tham gia chủ đề cũng có thể tham khảo và vận dụng; giới thiệu cho các học sinh khác cùng tham gia.

2. Hiệu quả về mặt xã hội * Với giáo viên - Khi nghiên cứu đề tài giúp giáo viên có thể hình dung được cách thức tổ chức dạy học theo định hướng giáo dục STEM, từ đó áp dụng vào môn học vào điều kiện dạy học ở trường mình cho phù hợp.

- Trong quá trình tổ chức dạy học theo định hướng giáo dục STEM: + Vai trò của giáo viên không còn là người truyền thụ kiến thức mà là người tổ chức, kiểm tra, định hướng dẫn dắt hoạt động của học sinh cả ở trong và ngoài lớp học nên vai trò của người thầy được đề cao hơn. + Vận dụng dạy học môn công nghệ 11 và 12 theo định hướng giáo dục STEM tạo nên các buổi học tập, thực hành gây hứng thú và ấn tượng mạnh với học sinh. Đặc biệt học sinh được phát triển năng lực STEM. Tạo cho người học có sự gắn kết giữa lý thuyết và thực hành, giữa lí luận và thực tiễn.

99

+ Giáo viên có thể khai thác sự sáng tạo, khả năng tự học của học sinh để phát triển các giờ dạy sau đó thêm sinh động, hấp dẫn. * Với học sinh Với hình thức tổ chức dạy học theo định hướng giáo dục STEM tạo cho học sinh môi trường học tập, thực hành lành mạnh bổ ích. Thông qua đó, học sinh sẽ lĩnh hội thêm những kiến thức cần thiết cho bản thân trong học tập cũng như đời sống gắn với thực tiễn. Tạo cơ hội cho học sinh chủ động tổ chức các hoạt động và kiểm tra kiến thức cũng như độ nhạy bén của bản thân. Học sinh có cơ hội rèn luyện, phát triển phẩm chất năng lực năng lực, đặc biệt là năng lực công nghệ (nhận thức công nghệ, giao tiếp công nghệ, sử dụng công nghệ, đánh giá công nghệ và thiết kế công nghệ. Đồng thời qua đó các kỹ năng mềm như kỹ năng giao tiếp, kỹ năng thuyết trình, kỹ năng lãnh đạo, xử lý tình huống, hòa nhập, tư duy sáng tạo, tính đoàn kết…cũng được nâng cao. Từ đó học sinh trở nên năng động, tự tin hơn.

Thông qua dạy học STEM giúp học sinh có cái nhìn tổng quát hơn về mối liên hệ giữa kiến thức và thực tiễn, giữa lý thuyết và thực hành, giúp học sinh hình thành thái độ đúng đắn trước những vấn đề của cuộc sống, biết chịu trách nhiệm về hành vi của mình, đấu tranh với những biểu hiện sai trái, cảm thụ và đánh giá cái đẹp của cuộc sống. Đồng thời học sinh cũng phát huy được sở trường, thế mạnh nhất định trong các lĩnh vực khác nhau của bản thân. Qua đó học sinh hoàn toàn có thể tham gia những dự án phù hợp để thể hiện năng khiếu của bản thân, được thỏa sức thể hiện khả năng, sở thích; tích lũy kiến thức, kinh nghiệm thực tế.

Dạy học môn công nghệ theo định hướng giáo dục STEM giúp giảm bớt căng thẳng, giúp hiện thực hóa nhiều kiến thức mang tính chất hàn lâm đối với học sinh. Từ đó học sinh có một cái nhìn tích cực hơn trong vấn đề học tập, thực hành, làm cho việc học thấy vui hơn, hứng thú hơn.

Do đó, hướng nghiên cứu tiếp theo của đề tài là khi các học sinh đã biết cách hoạt động và học tập theo chủ đề STEM thì sau này các em có thể tự đề xuất các chủ đề, tổ chức các dự án STEM và người giáo viên chỉ là người hỗ trợ khi các em cần.

3. Khả năng áp dụng và nhân rộng Sau khi thực nghiệm tại trường THPT A Hải Hậu và xét điều kiện để thực hiện dạy học môn Công nghệ theo định hướng giáo dục STEM, chúng tôi thấy

100

sáng kiến kinh nghiệm đã có hiệu quả, là khả thi và hoàn toàn có thể áp dụng rộng rãi trong các trường học trong và ngoài tỉnh Nam Định.

IV. CAM KẾT KHÔNG SAO CHÉP VÀ VI PHẠM BẢN QUYỀN Chúng tôi xin cam kết sáng kiến kinh nghiệm của chúng tôi hoàn toàn không sao chép hoặc vi phạm bản quyền của người khác.

Nam Định, ngày 18 tháng 11 năm 2020 TÁC GIẢ SÁNG KIẾN

CƠ QUAN ĐƠN VỊ ÁP DỤNG SÁNG KIẾN .......................................................................................................................... .......................................................................................................................... .......................................................................................................................... .......................................................................................................................... .......................................................................................................................... .......................................................................................................................... .......................................................................................................................... .......................................................................................................................... .......................................................................................................................... ..........................................................................................................................

101

TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Benrd Meier, Nguyễn Văn Cường (2014), Lí luận dạy học hiện đại – cơ sở đổi mới mục tiêu, nội dung và phương pháp dạy học, NXB Đại học Sư phạm , Hà Nội.

2. Bộ giáo dục và đào tạo (2014), Tài liệu tập huấn Dạy học tích hợp ở trường THCS, THPT, NXB Đại học Sư phạm, Hà Nội.

3. Bộ giáo dục và Đào tạo (2018), Tài liệu hội thảo Định hướng giáo dục STEM trong trường trung học.

4. Bộ giáo dục và Đào tạo (2020), Tài liệu hướng dẫn Bồi dưỡng giáo viên phổ thông cốt cán modul 2 sử dụng phương pháp dạy học và giáo dục phát triển phẩm chất, năng lực học sinh trung học phổ thông.

5. Dự án Việt Bỉ (2010), Dạy và học tích cực - một số phương pháp và kĩ thuật dạy học, NXB Đại học Sư phạm, Hà Nội.

6. Nguyễn Sỹ Đức (Chủ biên), Nguyễn Trọng Đức, Đ Ngọc Hồng, Ngô Văn Hưng, Nguyễn Văn Khải, Nguyễn Trọng Sửu (2009), Tài liệu giáo dục sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiểu quả thông qua một số môn học và hoạt động giáo dục ngoài giờ lên lớp ở trường THPT, Bộ Giáo dục và Đào tạo.

7. Trần Thị Gái, Nguyễn Thị Phương, Nguyễn Thị Hoài Thanh (2018). Thiết kế chủ đề giáo dục STEM trong dạy học phần “Chuyển hóa vật chất và năng lượng ở thực vật”, Tạp chí giáo dục, 443, 59-64.

8. Nguyễn Văn Khôi (Chủ biên), Nguyễn Văn Ánh, Nguyễn Trọng Bình, Đặng Văn Cừ, Nguyễn Trọng Khanh, Trần Hữu Quế (2007), Sách giáo khoa Công nghệ 11, NXB Giáo dục.

9. Nguyễn Văn Khôi (Chủ biên), Đặng Văn Đào, Đoàn Nhân Lộ, Trần Minh Sơ, Trần Văn Thịnh (2011), Sách giáo khoa Công nghệ 12, NXB Giáo dục Việt Nam. 10. Mark Hardman, Alan West (2016), Phương pháp giáo dục theo định hướng STEM, Online:https://vn.live.solas.britishcouncil.digital/sites/default/files/ stem_approach_adapted_for_leaders_fri.pdf The BSCS 5e Intructional model: Origins, Effectiveness, and application 11. Nguyễn Thị Nga, Tăng Minh Dũng, Lê Thái Bảo Thiên Trung (2017).

Thiết kế hoạt động STEM – sự cần thiết phải hợp tác giữa giáo viên các bộ môn.

Hội nghị khoa học cấp trường, Trường Đại học Sư phạm TP Hồ Chí Minh.

3.-12. Lê Xuân Quang (2017). Dạy học môn Công nghệ phổ thông theo định hướng giáo dục STEM, Luận án tiến sĩ khoa học giáo dục, Trường Đại học Sư phạm Hà Nội.

102

CÁC PHỤ LỤC Phụ lục 1 BẢNG GHI CHÉP BIẾT – THẮC MẮC – HIỂU (Know – Want – Learn) Họ và tên:………………………………………. ……………

Lớp: ………………………………………………………….

Trường: :………………………………………. ……………

Ghi lại những gì em biết về “Nguồn một chiều”. Sau đó viết ra những câu hỏi ngắn cho những điều em muốn biết. Khi hoàn thành bài học, hãy ghi lại những gì em đã học được.

Những điều em Biết ……………………… ……………………… ……………………… ……………………… ……………………… ……………………… ……………………… ……………………… ……………………… ………………………

Những điều em Thắc mắc ……………………… ……………………… ……………………… ……………………… ……………………… ……………………… ……………………… ……………………… ……………………… ………………………

Những điều em Hiểu được sau bài học ……………………… ……………………… ……………………… ……………………… ……………………… ……………………… ……………………… ……………………… ……………………… ………………………

103

Phụ lục 2 CÁC BẢNG TIÊU CHÍ ĐÁNH GIÁ CHỦ ĐỀ ĐÈN KÉO QUÂN Bảng 1.1: Bảng tiêu chí đánh giá hoạt động báo cáo phương án thiết kế TT

Điểm tối đa

Tiêu chí Bản phương án thiết kế

1

Có chú thích đầy đủ các bộ phận của đèn

1

2

Có liệt kê rõ danh mục các nguyên vật liệu cần sử dụng

1

3

Có đầy đủ cá thông số kĩ thuật

1

4

Mô tả được nguyên lí hoạt động của đèn kéo quân

1

5

Bản thiết kế đẹp, đúng nguyến tắc vẽ kĩ thuật

1

Hình thức bản thiết kế 6

Hình vẽ có chú thích rõ ràng, dễ quan sát

1

7

Poster có màu sắc hài hòa, bố cục hợp lí

1

Kĩ năng thuyết trình 8

Trình bày thuyết phục

1

9

Trả lời được câu hỏi phản biện

1

10

Tham gia đóng góp ý kiến, đặt câu hỏi phản biện có chất lượng cho nhóm báo cáo

1

Tổng điểm

10

Bảng 1.2: Tiêu chí đánh giá sản phẩm Mức độ 1 (1 điểm)

Mức độ 2 (2 điểm)

Mức độ 3 (3 điểm)

Có đầy đủ nguyên Nguyên liệu và Có đầy đủ các liệu và dụng cụ. Sử 1. Nguyên liệu, dụng cụ chưa đầy nguyên liệu nhưng dụng các nguyên dụng cụ đủ. sử dụng chưa hợp lí. liệu, dụng cụ hợp lí, hiệu quả.

Thực hiện các bước đúng thời điểm.

2. Các bước Chưa thực hiện Chưa chỉ ra được tiến hành đúng các bước. những lưu ý trong quá trình thực hiện.

Thực hiện các bước đúng thời điểm. Chỉ ra được những lưu ý cần thiết khi thực hiện.

104

Sản phẩm chưa Sản phẩm hoàn 3. Mức độ Sản phẩm hoàn hoàn thành hoặc thành đúng như hoàn thành sản thành nhưng chưa không có sản theo dự kiến của phẩm đúng dự kiến. phẩm. nhóm.

Sản phẩm thể hiện Sản phẩm thể hiện 4. Tính sáng Sản phẩm thể hiện sự kì công, tỉ mỉ và sự kì công và chưa tạo của sản sự đầu tư không có sự sáng tạo có sự sáng tạo trong phẩm nhiều về thời gian. trong quá trình quá trình thực hiện. thực hiện.

Sản phẩm phù hợp với chủ đề học tập; trình tự các bước 5. Tính phù làm chưa phù hợp hợp của sản với mỗi giai đoạn. phẩm Chất lượng sản phẩm chưa tốt. Giá thành cao.

Sản phẩm phù hợp với chủ đề học tập; trình tự các bước làm chưa thật phù hợp với mỗi giai đoạn. Chất lượng sản phẩm bình thường. Giá thành cao.

Sản phẩm phù hợp với chủ đề học tập; trình tự các bước làm phù hợp với từng giai đoạn.

Chất lượng sản tốt.

Giá thành phù hợp.

Hình thức chưa phù hợp, màu sắc 6. Tính thẩm Hình thức phù hợp, chưa hài hòa. Sản Hình thức đẹp. Sản mĩ, ứng dụng màu sắc đẹp. Sản phẩm không sử phẩm sử dụng tốt. của sản phẩm phẩm sử dụng được. dụng trong cuộc sống.

Ngôn ngữ chưa lưu loát, trình bày chưa 7. Trình bày, rõ ràng và hầu hết báo cáo sản các câu hỏi phản phẩm biện đều không trả lời được.

Ngôn ngữ mạch lạc; trình bày rõ ràng nhưng còn dài dòng.

Trả lời phản biện chưa hoàn toàn hợp lí.

Ngôn ngữ mạch lạc; trình bày rõ ràng, ngắn gọn.

Trả lời phản biện tốt

105

Bảng 1.3: Phiếu đánh giá dành cho giáo viên PHIẾU ĐÁNH GIÁ Họ và tên trình bày: Nhóm: Tên sản phẩm: Đánh dấu X vào ô điểm lựa chọn và đánh giá ghi vào ô Nhận xét – Đánh giá Điểm

TT Tiêu chí

1

1

Nguyên liệu, dụng cụ

2

Các bước tiến hành

3

Mức độ hoàn thành sản phẩm

4

Tính sáng tạo của sản phẩm

5

Tính phù hợp của sản phẩm

6

Tính thẩm mĩ, ứng dụng của sản phẩm

7

Trình bày, báo cáo sản phẩm

2

3

Nhận xét – Đánh giá

Bảng 1.4: Bảng tiêu chí đánh giá kĩ năng làm việc nhóm TT

Tiêu chí

Điểm tối đa

1

Kế hoạch có tiến trình và phân công nhiệm vụ rõ ràng và hợp lí

2

Mỗi thành viên tham gia đóng góp ý tưởng, hợp tác hiệu quả để hoàn 5 thành dự án

Tổng điểm

5

10

106

Phụ lục 3 ẢNH MINH HỌA SÁNG KIẾN ĐƯỢC ÁP DỤNG TRONG THỰC TẾ Chủ đề “Chế tạo tên lửa nước”

Bản vẽ thiết kế mô hình tên lửa các nhóm trong chủ đề

107

Học sinh làm mô hình tên lửa nước và thử nghiệm bắn tên lửa nước

108

Phụ lục 4 ẢNH MINH HỌA SÁNG KIẾN ĐƯỢC ÁP DỤNG TRONG THỰC TẾ Chủ đề Thiết kế hộp đựng đồ dùng học tập

Học sinh thực hiện quá trình thiết kế hộp đựng đồ dùng học tập

Học sinh các nhóm thuyết trình Hộp đựng đồ dùng học tập

109

Phụ lục 5 ẢNH MINH HỌA SÁNG KIẾN ĐƯỢC ÁP DỤNG TRONG THỰC TẾ Thiết kế bộ nguồn một chiều

Học sinh thực hiện chủ đề thiết kế hộp đựng đồ dùng học tập