Issuu

DẠY HỌC THEO ĐỊNH HƯỚNG GIÁO DỤC STEM

vectorstock.com/24597468

Ths Nguyễn Thanh Tú eBook Collection

TỔ CHỨC DẠY HỌC MỘT SỐ KIẾN THỨC CHƯƠNG CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ - VẬT LÍ 11 THEO ĐỊNH HƯỚNG GIÁO DỤC STEM WORD VERSION | 2022 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

FI CI A

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHÁNH HÒA

ỦY BAN NHÂN DÂN TỈNH KHÁNH HÒA

ƠN

TỔ CHỨC DẠY HỌC MỘT SỐ KIẾN THỨC CHƯƠNG CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ - VẬT LÍ 11 THEO ĐỊNH HƯỚNG GIÁO DỤC STEM

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

QU Y

ĐẠI HỌC HỆ CHÍNH QUY

HỌ VÀ TÊN SINH VIÊN:

KHOA: SƯ PHẠM

KÈ

LỚP: SƯ PHẠM VẬT LÍ

DẠ

NGƯỜI HƯỚNG DẪN:

Khánh Hòa, tháng 07 năm 2020

DẠ M

KÈ QU Y ƠN

FI CI A

Ý KIẾN CỦA HỘI ĐỒNG

.......................................................................................................................................

FI CI A

....................................................................................................................................... ....................................................................................................................................... ....................................................................................................................................... .......................................................................................................................................

Chủ tịch hội đồng

DẠ

KÈ

QU Y

ƠN

(Ký và ghi rõ họ tên)

Ý KIẾN CỦA NGƯỜI HƯỚNG DẪN

FI CI A

.......................................................................................................................................

Người hướng dẫn

DẠ

KÈ

QU Y

ƠN

(Ký và ghi

rõ họ tên)

 LỜI CẢM ƠN 

FI CI A

Được sự đồng ý của Khoa Sư Phạm – Trường Đại học Khánh Hòa, cùng với sự đồng ý của giảng viên hướng dẫn Ts. Nguyễn Thanh Nga, tôi đã thực hiện khóa luận tốt nghiệp với đề tài “Tổ chức dạy học một số kiến thức chương Cảm ứng điện từ - Vật lí 11 theo định hướng giáo dục STEM”. Đây là một điều kiện rất tốt cho tôi có cơ hội xâu chuỗi những kiến thức mà tôi đã được học tại trường để áp dụng vào việc thực hiện nghiên cứu của mình.

Trong quá trình thực hiện khóa luận, ngoài sự nỗ lực làm việc của bản thân, tôi đã nhận được sự giúp đỡ nhiệt tình từ phía gia đình, thầy cô và tập thể bạn bè giúp tôi hoàn thành đề tài.

QU Y

ƠN

Tôi xin gửi lời cảm ơn đến trường Đại học Khánh Hòa, thầy cô trong khoa Sư Phạm đã tạo điều kiện tốt nhất cho tôi học tập, trau dồi kiến thức, rèn luyện kỹ năng và tư tưởng đạo đức tốt, cùng với đó là một thái độ làm việc tốt trước khi bước vào trường đời với những khát vọng và tương lai. Tôi xin gửi lời cảm ơn đến các Thầy cô tổ Vật lí đã đồng ý và ủng hộ tôi thực hiện đề tài này. Đặc biệt, tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Thầy Nguyễn Thanh Nga. Thầy đã tận tình giúp đỡ, trực tiếp chỉ bảo và quan tâm hướng dẫn tôi trong suốt quá trình làm khóa luận tốt nghiệp, giúp tôi hoàn thành đúng thời hạn đề ra. Thầy đã cung cấp các tài liệu cần thiết cho việc nghiên cứu đề tài, đốc thúc công việc và chỉnh sửa nội dung của tôi đúng với nội dung và hình thức đã đặt ra. Trong thời gian làm việc với thầy, tôi không ngừng tiếp thu thêm nhiều kiến thức mà còn học tập được tinh thần và thái độ làm việc của thầy. Đó là những điều cần thiết cho tôi trong quá trình học tập và công tác sau này. Tôi cũng xin gửi làm cảm ơn chân thành tới Ban Giám hiệu trường THCS – THPT Hoa Sen, thầy Ths. Hoàng Phước Muội, cùng quý thầy cô tổ Vật lí của trường đã tận tình chỉ bảo, chia sẻ kinh nghiệm, kiến thức và giúp đỡ tôi rất nhiều trong suốt quá trình thực nghiệm đề tài tại trường.

KÈ

Cuối cùng, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc của mình đến gia đình và bạn bè đã luôn quan tâm, ủng hộ, động viên, khích lệ và giúp đỡ để tôi hoàn thành khóa luận tốt nghiệp này.

DẠ

Tôi xin chân thành cảm ơn!

2.2 2.3 2.4 3.1

DẠ

KÈ

QU Y

ƠN

3.2

Trang

FI CI A

2.1

Tựa bảng Các đơn vị kiến thức chương “Cảm ứng điện từ” trong SGK Vật lí lớp 11 cơ bản Các yếu tố lĩnh vực STEM trong chủ đề Máy phát điện mini Các yếu tố lĩnh vực STEM trong chủ đề Máy phát điện mini Tiêu chí đánh giá tư duy kỹ thuật của học sinh trong dạy học chủ đề STEM Tiêu chí đánh giá tư duy kỹ thuật và biểu hiện cụ thể của học sinh trong tiết học Nhận xét sự khác nhau về mức độ phát triển tư duy kỹ thuật giữa hai trường hợp học sinh

Bảng

 DANH MỤC BẢNG 

21 28 38 43 61 67

 DANH MỤC HÌNH 

3.14 3.15 3.16 3.17 3.18 3.19

Trang 12

FI CI A

DẠ

KÈ

3.20

ƠN

3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 3.7 3.8 3.9 3.10 3.11 3.12 3.13

Quy trình dạy học 5E Quy trình tổ chức dạy học các kiến thức Vật lí theo định hướng giáo dục STEM Dụng cụ thí nghiệm được trang bị cho mỗi nhóm học sinh Giáo viên giới thiệu tài liệu hướng dẫn. Giáo viên giới thiệu dụng cụ thí nghiệm Học sinh nhóm 2 đang làm việc với tài liệu hướng dẫn Học sinh nhóm 5 đang hoàn thành thí nghiệm Nhóm 3 đang thực hiện quấn dây đồng Nhóm 2 đang thực hiện quấn dây đồng vào ống xilanh 10ml Tiến và Long trình bày các bước lắp ráp sản phẩm Tiến và Long vận hành sản phẩm Nhóm đang phân công nhiệm vụ cho các thành viên Nhóm hoàn thành hồ sơ dự án năng lượng sóng biển Nhóm vẽ bản thiết kế kỹ thuật Nhóm thực hiện và hoàn thành sản phẩm Nhóm sử dụng, giải thích một số thuật ngữ kỹ thuật để trình bày nội dung công việc Nhóm học sinh tiến hành lên ý tưởng và vẽ sơ đồ thiết kế và sơ đồ nguyên lí Nhóm hoàn thành bản thiết kế Bản vẽ thiết kế thể hiện mặt cắt sản phẩm của nhóm 2 Bản vẽ thiết kế thể hiện cấu tạo của sản phẩm của nhóm 3 Bản vẽ thiết kế thể hiện cấu tạo và nguyên lí hoạt động của dự án năng lượng sóng biển Học sinh kiểm tra từng chi tiết của sản phẩm

1.2

Tựa hình

QU Y

Hình 1.1

iii

47 49 49 50 51 52 52 53 54 59 59 60 60 61 62 62 63 63 64 66

 MỤC LỤC 

FI CI A

 LỜI CẢM ƠN  .................................................................................................... i

 DANH MỤC BẢNG  .......................................................................................... ii

 DANH MỤC HÌNH  ........................................................................................... iii  MỞ ĐẦU  ............................................................................................................. 1

1. Lý do chọn đề tài...................................................................................................... 1

2. Mục tiêu của đề tài .................................................................................................. 2

3. Nhiệm vụ của đề tài ................................................................................................. 2 4. Đối tượng và khách thể nghiên cứu ....................................................................... 3

ƠN

4.1. Đối tượng nghiên cứu ....................................................................................... 3 4.2. Khách thể nghiên cứu ...................................................................................... 3 5. Phạm vi nghiên cứu ................................................................................................. 3

6. Phương pháp nghiên cứu ........................................................................................ 3 6.1. Phương pháp nghiên cứu lí luận ..................................................................... 3 6.2. Phương pháp khảo sát thực tế ......................................................................... 3

QU Y

6.3. Thực nghiệm sư phạm ..................................................................................... 4 CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN VỀ DẠY HỌC THEO ĐỊNH HƯỚNG GIÁO DỤC STEM ...................................................................................... 5 1.1. Tổng quan về vấn đề cần nghiên cứu ................................................................. 5

1.2. Dạy học theo phương thức giáo dục STEM ....................................................... 8 1.2.1. STEM là gì ..................................................................................................... 8

KÈ

1.2.2. Khái niệm giáo dục STEM ........................................................................... 9 1.2.3. Mục tiêu giáo dục STEM .............................................................................. 9

1.2.4. Phân loại STEM............................................................................................10

1.2.5. Quy trình giáo dục STEM ...........................................................................11

DẠ

1.3. Phát triển tư duy kỹ thuật ..................................................................................13 1.3.1. Khái niệm kỹ thuật .......................................................................................13 1.3.2. Phát triển tư duy kỹ thuật ...........................................................................14

1.3.3. Biểu hiện của tư duy kỹ thuật .....................................................................14

1.3.4. Biện pháp phát triển tư duy kỹ thuật của học sinh trong dạy học STEM15

FI CI A

1.4. Quy trình xây dựng và tổ chức dạy học các kiến thức theo định hướng giáo dục STEM ....................................................................................................................15 1.4.1. Quy trình xây dựng các kiến thức theo định hướng giáo dục STEM .....15

1.4.2. Quy trình tổ chức dạy học các kiến thức theo định hướng giáo dục STEM ..................................................................................................................................16

 KẾT LUẬN CHƯƠNG 1  .................................................................................20

CHƯƠNG 2: TỔ CHỨC DẠY HỌC MỘT SỐ KIẾN THỨC CHƯƠNG CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ - VẬT LÍ 11 THEO ĐỊNH HƯỚNG GIÁO DỤC STEM ...........21

ƠN

2.1. Phân tích kiến thức chương “Cảm ứng điện từ” Vật lí 11 theo định hướng giáo dục STEM............................................................................................................21 2.1.1. Mục tiêu dạy học chương “Cảm ứng điện từ” Vật lí 11 ...........................21

2.1.2. Cấu trúc nội dung chương “Cảm ứng điện từ” Vật lí 11 .........................23 2.2. Xây dựng chủ đề máy phát điện mini ................................................................26 2.2.1. Mô tả chủ đề ..................................................................................................26 2.2.2. Mục tiêu chủ đề.............................................................................................26

QU Y

2.2.3. Thiết bị...........................................................................................................27 2.2.4. Các yếu tố lĩnh vực STEM trong chủ đề ....................................................28 2.2.5. Tiến trình dạy học ........................................................................................29 2.3. Xây dựng chủ đề năng lượng sóng .....................................................................34

2.3.1. Mô tả chủ đề ..................................................................................................34

KÈ

2.3.2. Mục tiêu chủ đề.............................................................................................34 2.3.3. Thiết bị...........................................................................................................35 2.3.4. Các yếu tố lĩnh vực STEM trong chủ đề ....................................................38

2.3.5. Tiến trình dạy học ........................................................................................38

DẠ

2.4. Tiêu chí đánh giá tư duy kỹ thuật theo định hướng STEM ............................43 2.4.1. Tiêu chí đánh giá tư duy kĩ thuật của học sinh trong dạy học theo định hướng STEM ...........................................................................................................43 2.4.2. Đánh giá mức độ nắm vững kiến thức .......................................................44

 KẾT LUẬN CHƯƠNG 2  .................................................................................45

CHƯƠNG 3: THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM ............................................................46

FI CI A

3.1. Mục đích thực nghiệm sư phạm ........................................................................46

3.2. Đối tượng của thực nghiệm sư phạm .................................................................46 3.3. Phương pháp thực nghiệm sư phạm ..................................................................46

3.4. Những thuận lợi và khó khăn gặp phải khi tiến hành thực nghiệm sư phạm ......................................................................................................................................46

3.4.1. Thuận lợi ......................................................................................................46

3.4.2. Khó Khăn .....................................................................................................47 3.5. Phân tích diễn biến thực nghiệm sư phạm ........................................................47

ƠN

3.6. Đánh giá việc phát triển tư duy kỹ thuật của học sinh ...................................61 3.7. Đánh giá chung về việc tổ chức dạy học theo định hướng giáo dục STEM trong dạy học chương “Cảm ứng điện từ” ...............................................................69

 KẾT LUẬN CHƯƠNG 3  .................................................................................70  KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ  ..........................................................................71

DẠ

KÈ

QU Y

 TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................73

DẠ M

KÈ QU Y ƠN

FI CI A

MỞ ĐẦU

1. Lý do chọn đề tài

FI CI A

Để đáp ứng xu thế phát triển và hội nhập của thế kỷ XXI, nhiều nước trên thế giới đã và đang quan tâm đến vấn đề đổi mới giáo dục với các phương pháp dạy học tích hợp, gắn liền với thực tiễn. Ở nước ta trong những năm qua, công cuộc đổi mới giáo dục đã được Đảng, nhà nước và toàn xã hội quan tâm. Hiện nay, ngành giáo dục đang tích cực triển khai đổi mới một cách mạnh mẽ, đồng bộ, toàn diện về cả mục tiêu, nội dung, phương pháp, phương tiện dạy học, cũng như phương pháp kiểm tra đánh giá kết quả học tập của học sinh, để tạo ra được những lớp người lao động mới mà xã hội đang cần. Đó là con người có khả năng đáp ứng được những đòi hỏi của sự nghiệp công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước.

ƠN

Luật Giáo dục 2005 đã nhấn mạnh tầm quan trọng của việc đổi mới giáo dục phổ thông: ''Phương pháp giáo dục phổ thông phải phát huy tính tích cực, tự giác, chủ động, sáng tạo của học sinh; phù hợp với đặc điểm của từng môn học, lớp học; bồi dưỡng phương pháp tự học, khả năng làm việc theo nhóm; rèn luyện kỹ năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn, tác động đến tình cảm, đem lại niềm vui hứng thú học cho học sinh” [6].

QU Y

Trước đây, giáo dục chỉ giảng dạy theo kiểu truyền thống lấy hoạt động của người thầy là trung tâm. Thực hiện lối dạy này, giáo viên là người thuyết trình, diễn giảng, là "kho tri thức" sống, học sinh là người nghe, nhớ, ghi chép và suy nghĩ theo. Với phương pháp dạy học truyền thống, giáo viên là chủ thể, là tâm điểm, học sinh là khách thể, là quỹ đạo. Giáo án dạy theo phương pháp này được thiết kế kiểu đường thẳng theo hướng từ trên xuống khiến học sinh thụ động tiếp thu kiến thức, giờ dạy dễ đơn điệu, buồn tẻ, kiến thức thiên về lý thuyết, ít chú ý đến kỹ năng thực hành của người học. Do đó kỹ năng hành dụng vào đời sống thực tế bị hạn chế. Vì vậy, phương pháp dạy học cần phải đổi mới toàn diện các nhiệm vụ dạy học: nội dung, phương tiện, phương pháp, cách thức kiểm tra, đánh giá…

KÈ

Để xây dựng được nguồn nhân lực công nghiệp có kỹ năng, có năng lực sáng tạo thì giáo dục cần phải chuẩn bị một lực lượng thành thạo trong lĩnh vực Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật…Vì vậy, trong quá trình hội nhập quốc tế sâu rộng, cơ hội tiếp cận với các xu thế mới, các mô hình giáo dục mới và học hỏi kinh nghiệm của các nước có nền giáo dục tiên tiến là cần thiết nhằm đổi mới giáo dục phổ thông tại Việt Nam. Giáo dục STEM xuất hiện ở Việt Nam trong vài năm trở lại đây nhưng đã trở thành một hoạt động giáo dục hội tụ những yếu tố cần thiết đối với giáo dục dạy học ở Việt Nam. Do đó, giáo dục STEM rất cần sự quan tâm và nhận thức của toàn xã hội.

DẠ

Giáo dục STEM (Science: Khoa học, Technology: Công nghệ, Engineering: Kỹ Thuật, Maths: Toán học) là quan điểm dạy học định hướng phát triển năng lực học sinh thuộc các lĩnh vực Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật và Toán học giúp cải tạo phương pháp dạy học truyền thống. Các kiến thức và kỹ năng về Khoa học, Công 1

FI CI A

nghệ, Kỹ thuật và Toán học phải được tích hợp, lồng ghép và bổ trợ cho nhau giúp học sinh không chỉ hiểu biết về nguyên lý mà còn áp dụng để thực hành và tạo ra sản phẩm trong cuộc sống hằng ngày làm tăng hiệu quả, phát triển năng lực sáng tạo, tư duy kỹ thuật của học sinh [4].

ƠN

Do đặc thù của môn Vật lí là môn khoa học thực nghiệm, nên một trong các khâu quan trọng của quá trình đổi mới phương pháp dạy học là tăng cường hoạt động nghiên cứu và tìm hiểu các ứng dụng kỹ thuật của Vật lí của học sinh trong quá trình học tập thông qua việc giao nhiệm vụ liên quan đến việc tìm hiểu công dụng, nguyên tắc hoạt động, cấu tạo và chế tạo thí nghiệm để học sinh được nghiên cứu khoa học, qua đó giúp học sinh hiểu sâu sắc các kiến thức Vật lí. Đồng thời, Vật lí được hỗ trợ rất nhiều bằng công cụ Toán học; các định luật Vật lí lại là cơ sở để phát triển nền Công nghệ, Kỹ thuật. Thông qua các nhiệm vụ này, học sinh sẽ được rèn luyện kỹ năng, kỹ xảo, giáo dục tổng hợp, hình thành tư duy sáng tạo và tinh thần làm việc tập thể. Từ đó, học sinh có cơ hội phát triển các năng lực của người công dân trong thời đại mới.

QU Y

Nói về chương “Cảm ứng điện từ”, đây là một chương tương đối khó đối với học sinh lớp 11. Nhiều em không hiểu hoặc hiểu một cách hời hợt phần kiến thức trong chương này. Đồng thời, chương “Cảm ứng điện từ” cũng có rất nhiều ứng dụng trong đời sống và kỹ thuật. Giáo viên có thể tổ chức cho các nhóm học sinh nghiên cứu cấu tạo, công dụng, nguyên tắc hoạt động, tự thiết kế và làm thí nghiệm ở nhà tạo cơ hội rèn luyện kỹ năng, thao tác thí nghiệm, biết ứng dụng kiến thức vào trong đời sống và kỹ thuật, điều này làm cho việc hiểu kiến thức của học sinh trở nên sâu sắc và bền vững. Do đó, chủ đề này có thể triển khai dạy học theo định hướng giáo dục STEM. Chính vì những lý do trên, với mong muốn góp phần vào đổi mới nâng cao chất lượng và hiệu quả dạy học môn Vật lí ở trường trung học phổ thông, chúng tôi chọn đề tài nghiên cứu: “Tổ chức dạy học một số kiến thức chương Cảm ứng điện từ - Vật lí 11 theo định hướng giáo dục STEM”.

2. Mục tiêu của đề tài

KÈ

Xây dựng chủ đề giáo dục STEM trong dạy học chương Cảm ứng điện từ - Vật lí 11 nhằm phát triển tư duy kỹ thuật của học sinh. 3. Nhiệm vụ của đề tài

- Nghiên cứu cơ sở lí luận và thực tiễn về dạy học theo định hướng giáo dục STEM.

DẠ

- Nghiên cứu mục tiêu dạy học về kiến thức, kỹ năng, thái độ, phát triển năng lực mà học sinh cần đạt được khi học các kiến thức chương “Cảm ứng điện từ” Vật lí 11. 2

- Xây dựng kế hoạch dạy học chương “Cảm ứng điện từ” Vật lí 11 theo định hướng giáo dục STEM.

FI CI A

- Xây dựng công cụ đánh giá phát triển tư duy kỹ thuật của học sinh trong dạy học STEM. - Tiến hành thực nghiệm sư phạm nhằm đánh giá giả thuyết khoa học. 4. Đối tượng và khách thể nghiên cứu 4.1. Đối tượng nghiên cứu

- Hoạt động dạy học STEM một số kiến thức chương “Cảm ứng điện từ” Vật lí

11.

- Cơ sở lý thuyết về dạy học STEM.

ƠN

- Một số thí nghiệm ứng dụng kiến thức chương “Cảm ứng điện từ” Vật lí 11 phục vụ cho việc dạy học STEM.

- Hệ thống kiểm tra đánh giá trong giáo dục STEM. 4.2. Khách thể nghiên cứu

5. Phạm vi nghiên cứu

Giáo dục STEM, môn Vật lí trung học phổ thông.

5.1. Không gian: Các trường trung học phổ thông tại Việt Nam.

QU Y

5.2. Thời gian: Từ tháng 08/2019 đến tháng 04/2020. 5.3. Nội dung nghiên cứu: Quá trình dạy và học môn Vật lí 11 trung học phổ thông tại Việt Nam, đặc biệt là chương “Cảm ứng điện từ”. 6. Phương pháp nghiên cứu

6.1. Phương pháp nghiên cứu lí luận

KÈ

thông.

- Nghiên cứu cơ sở lí luận của dạy học STEM trong dạy học Vật lí ở trường phổ - Nghiên cứu các tài liệu và phương pháp dạy học Vật lí, nội dung sách giáo khoa, sách giáo viên, sách bài tập Vật lí,…bậc trung học phổ thông.

- Nghiên cứu mục tiêu, nội dung chương trình Vật lí lớp 11, đặc biệt là chương “Cảm ứng điện từ” và các chương có liên quan đến kiến thức của chương này.

DẠ

- Nghiên cứu cơ sở lí luận về việc thiết kế, chế tạo và sử dụng các dụng cụ thí nghiệm đơn giản.

6.2. Phương pháp khảo sát thực tế 3

- Tiến hành khảo sát, điều tra thực trạng của việc sử dụng giáo dục STEM trong thực tế giáo dục hiện nay.

FI CI A

- Dự các giờ giảng tập của sinh viên trong đợt Hội giảng, đợt thực tập sư phạm 2 và dự giờ một số giáo viên ở các trường trung học phổ thông.

- Tổ chức dạy học theo kế hoạch đã xây dựng trong đợt thực tập sư phạm để đánh giá tính khả thi và hiệu quả của quy trình tổ chức dạy học STEM đối với việc phát triển tư duy kỹ thuật của học sinh.

- Tham khảo ý kiến, trao đổi và thảo luận với giáo viên hướng dẫn cũng như một số giáo viên Vật lí có kinh nghiệm dạy lớp 11 để học hỏi và trau dồi kinh nghiệm dạy học. 6.3. Thực nghiệm sư phạm

- Tiến hành thực nghiệm sư phạm theo kế hoạch dạy học đã xây dựng.

DẠ

KÈ

QU Y

ƠN

- Sử dụng phương pháp thống kê toán học xử lý, trình bày kết quả thực nghiệm sư phạm.

FI CI A

CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN VỀ DẠY HỌC THEO ĐỊNH HƯỚNG GIÁO DỤC STEM 1.1. Tổng quan về vấn đề cần nghiên cứu

STEM là viết tắt của các từ Science (Khoa học), Technology (Công nghệ), Engineering (Kỹ thuật) và Math (Toán học). Giáo dục STEM về bản chất được hiểu là trang bị cho người học những kiến thức và kỹ năng cần thiết liên quan đến các lĩnh vực khoa học, công nghệ, kỹ thuật và toán học trong thế kỷ 21. Các kiến thức và kỹ năng này (gọi là kỹ năng STEM) phải được tích hợp, lồng ghép và bổ trợ cho nhau giúp học sinh không chỉ hiểu biết về nguyên lý mà còn có thể áp dụng để thực hành và tạo ra được những sản phẩm trong cuộc sống hằng ngày [7].

ƠN

Để đáp ứng xu thế phát triển và hội nhập của thế kỷ 21, giáo dục STEM đã trở nên quan trọng ở khắp mọi nơi và là một mối quan tâm trung tâm của các nhà hoạch định chính sách trên toàn thế giới.

QU Y

Với học sinh phổ thông, việc theo học các môn học STEM và theo phương pháp giáo dục STEM còn có ảnh hưởng tích cực tới khả năng lựa chọn nghề nghiệp tương lai của các em sau này. Khi được tiếp thu kiến thức một cách tích hợp về nhiều lĩnh vực, học sinh sẽ được rèn luyện kỹ năng, kỹ xảo, hình thành tư duy sáng tạo và tinh thần làm việc tập thể, học sinh sẽ chủ động thích thú và thể hiện niềm đam mê với môn học thay vì thụ động tiếp thu kiến thức một cách hời hợt, từ đó sẽ khuyến khích các em có định hướng tốt hơn khi chọn chuyên ngành cho các bậc học cao hơn và sự chắc chắn cho cả sự nghiệp sau này của các em. Giáo dục STEM vận dụng phương pháp học tập chủ yếu dựa trên thực hành và các hoạt động trải nghiệm sáng tạo. Các phương pháp giáo dục tiến bộ, linh hoạt nhất như Học qua dự án – chủ đề, Học qua trò chơi và đặc biệt phương pháp Học qua hành luôn được áp dụng triệt để cho các môn học tích hợp STEM [4].

Trên toàn thế giới, các nhà lãnh đạo, các nhà khoa học đều nhấn mạnh vai trò của giáo dục STEM [7].

DẠ

KÈ

Tổng thống Barack Obama phát biểu tại Hội chợ Khoa học Nhà trắng hàng năm lần thứ ba, tháng 4 năm 2013: “Một trong những điều mà tôi tập trung khi làm Tổng thống là làm thế nào chúng ta tạo ra một phương pháp tiếp cận toàn diện cho khoa học, công nghệ, kỹ thuật và toán học (STEM)…Chúng ta cần phải ưu tiên đào tạo đội ngũ giáo viên mới trong các lĩnh vực chủ đề này và để đảm bảo rằng tất cả chúng ta là một quốc gia ngày càng dành cho các giáo viên sự tôn trọng cao hơn mà họ xứng đáng”. Giáo sư Steven Chu, người đoạt giải Nobel Vật lý, phát biểu tại đại học SUSTech, ngày 16 tháng 10 năm 2016.: “Giáo dục STEM là một loại hình giáo dục hướng dẫn bạn học cách tự học”, Giáo sư Chu đã chỉ ra lợi thế của giáo dục STEM, Tự 5

FI CI A

học là rất quan trọng trong quá trình phát triển cá nhân. Và học STEM cho phép mọi người tự trang bị cho mình khả năng suy nghĩ hợp lý và khả năng rà soát và tìm kiếm xác nhận như học toán học và có kiến thức sâu rộng. Nó mang đến cho bạn sự tự tin để đi đầu trong lĩnh vực mà chúng ta đang làm, thậm chí nhảy vào một lĩnh vực mới mà chúng ta chưa bao giờ đặt chân vào trước đây. “Bạn sẽ không bao giờ nói rằng bạn không thể chỉ vì thiếu kiến thức đầy đủ, đó là điểm quan trọng nhất của giáo dục STEM”

Tháng 11/2016, Giáo sư Dan Shechtman, người đoạt giải Nobel về nghiên cứu hóa học và khoa học vật liệu, cho biết Israel phải làm nhiều hơn nữa để thúc đẩy nghiên cứu khoa học để đảm bảo giữ được công nghệ của mình. “Chính phủ phải khuyến khích các nghiên cứu khoa học và kỹ thuật ở độ tuổi trẻ”, Shechtman nói trong một cuộc phỏng vấn qua điện thoại vào tuần trước. “Tất cả trẻ em đều phải học chương trình cốt lõi và chính phủ phải nâng cao trình độ của một số giáo viên”.

ƠN

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.

QU Y

Hiện tại, Giáo dục STEM đã được triển khai tại nhiều nước trên thế giới, đặc biệt là các nước công nghiệp phát triển như Mỹ, Anh, Úc, Phần Lan, Canada, Nhật Bản, Hàn Quốc…[13]. Tại Mỹ, mục tiêu giáo dục STEM là trang bị cho tất cả công dân những kỹ năng về STEM, xây dựng được lực lượng lao động trong lĩnh vực STEM, tăng cường thúc đẩy học sinh theo đuổi và nghiên cứu chuyên sâu về các lĩnh vực STEM.

Tại Anh, mục tiêu của giáo dục STEM là tạo ra nguồn nhân lực nghiên cứu khoa học chất lượng hơn nữa.

KÈ

Tại Úc, mục tiêu của giáo dục STEM là xây dựng kiến thức nền tảng của quốc gia nhằm đáp ứng các thách thức đang nổi lên của việc phát triển một nền kinh tế cho thế kỷ 21 và phù hợp với xu hướng của cuộc Cách mạng công nghiệp lần thứ 4.

Tại Canada, mục tiêu của giáo dục STEM là đào tạo nguồn lao động có kỹ năng STEM để thúc đẩy phát triển các ngành kinh tế.

DẠ

Như vậy, có thể thấy rằng giáo dục STEM trên thế giới đã trở thành trào lưu và đang phát triển mạnh mẽ tại nhiều nước trên thế giới. Tuy mục tiêu giáo dục STEM của từng quốc gia có khác nhau nhưng điểm chung cho các mục tiêu đó chính là thông qua giáo dục STEM để tác động đến người học. Qua đó có thể nhận thấy giáo dục STEM là một giải pháp trong cuộc cải cách giáo dục của các quốc gia nhằm hướng tới 6

phát triển con người đáp ứng những mục tiêu phát triển kinh tế, phát triển đất nước trong bối cảnh cạnh tranh kinh tế giữa các quốc gia trên thế giới.

FI CI A

Ở Việt Nam, bắt đầu từ năm 2012, nhiều tổ chức giáo dục tư thục có các sáng kiến giáo dục STEM.

Năm 2015, Bộ Khoa học và Công nghệ Việt Nam và Liên minh STEM tổ chức ngày hội STEM lần đầu tiên, tiếp theo đó là nhiều sự kiện tương tự trên toàn quốc. Vào năm học 2015 - 2016, Bộ Giáo dục và Đào tạo đã khuyến khích nội dung STEM trong chương trình giáo dục phổ thông.

KÈ

QU Y

ƠN

Tháng 5 năm 2017, Thủ tướng Chính phủ đã ký Chỉ thị số 16 nêu rõ: "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 tiếp nhận các xu thế công nghệ sản xuất mới, trong đó cần tập trung vào thúc đẩy đào tạo về khoa học, công nghệ, kỹ thuật và toán học (STEM), ngoại ngữ, tin học trong chương trình giáo dục phổ thông;" và yêu cầu "Bộ Giáo dục và Đào tạo: Thúc đẩy triển khai giáo dục về khoa học, công nghệ, kỹ thuật và toán học (STEM) trong chương trình giáo dục phổ thông [8]; tổ chức thí điểm tại một số trường phổ thông ngay từ năm học 2017 – 2018. Nâng cao năng lực nghiên cứu, giảng dạy trong các cơ sở giáo dục đại học; tăng cường giáo dục những kỹ năng, kiến thức cơ bản, tư duy sáng tạo, khả năng thích nghi với những yêu cầu của cuộc Cách mạng công nghiệp lần thứ 4." Hiện nay một số trường tiểu học Lê Ngọc Hân, Hồ Chí Minh; trường THCS – THPT Hoa Sen, Hồ Chí Minh; trường Phổ thông liên cấp Olympic, Hà Nội; trường trung học phổ thông Nguyễn Du, Hồ Chí Minh;… đã đưa STEM vào trong chương trình giảng dạy. Việc đưa giáo dục STEM đã giúp cho học sinh tạo ra những sản phẩm khoa học. Với việc chế tạo sản phẩm đó, học sinh biết vận dụng kiến thức khoa học để “thiết kế” rồi mới “thi công”. Như thế học sinh mới phát triển được những năng lực cần thiết của một “kỹ sư” chứ không phải là “thợ” chế tạo sản phẩm theo mẫu. Để làm được điều đó cần tổ chức nhiều nhiều hoạt động giúp học sinh trải nghiệm thực tế, lôi cuốn các em giải quyết các nhiệm vụ của bài học, tạo hứng thú và niềm tin trong học tập, phát triển tư duy sáng tạo. Đồng thời trong những năm gần đây, các trường đã xây dựng chương trình học trải nghiệm sáng tạo các môn khoa học tự nhiên và triển khai thực tiễn trong các giờ dạy, học sinh được tự mình thực hành, làm thí nghiệm, tự tay hàn các mạch điện, tạo ra dòng điện từ các vật liệu đơn giản, chế tạo máy bắt muỗi sáng tạo, chế tạo máy lọc nước biển thành nước ngọt,…Từ nhiều hứng thú trong các giờ học, nhiều học sinh đam mê nghiên cứu khoa học và có sản phẩm sáng tạo khoa học.

DẠ

Cho đến nay đã có nhiều công trình nghiên cứu về việc tổ chức dạy học một số kiến thức Vật lí THPT theo định hướng giáo dục STEM như: - “Vai trò giáo dục STEM trong giáo dục phát triển bền vững” của tác giả Tưởng Duy Hải. 7

- “Tổ chức dạy học theo định hướng giáo dục STEM một số kiến thức Vật lí THPT thông qua thiết kế chế tạo đồ chơi đơn giản” của tác giả Nguyễn Thanh Nga, Hoàng Phước Muội, Lê Hải Mỹ Ngân.

FI CI A

- “Xây dựng chủ đề giáo dục STEM nội dung kiến thức “Từ trường và cảm ứng điện từ” – Vật lí 11 (cơ bản)” của tác giả Nguyễn Thanh Nga, Tôn Ngọc Tâm. - “Tổ chức hoạt động trải nghiệm với hình thức ứng dụng khoa học kỹ thuật trong dạy học chương “Cảm ứng điện từ” – Vật lí 11” của tác giả Lê Thiên Ý Anh, Quách Nguyễn Bảo Nguyên, Đỗ Văn Năng, Trần Phong Thu.

- “Tổ chức dạy học tích hợp phát triển phẩm chất và năng lực của học sinh trong dạy học Vật lí THPT” của tác giả Lê Thanh Sơn, Cao Giáp Bình, Đoàn Quang Phúc.

- “Vận dụng mô hình giáo dục STEM trong giờ dạy vận dụng kiến thức môn Vật lí” của tác giả Nguyễn Thị Kim Chung, Huỳnh Xuân Đào, Đào Xuân Hường.

ƠN

1.2. Dạy học theo phương thức giáo dục STEM 1.2.1. STEM là gì

QU Y

Technology (Công nghệ): phát triển khả năng sử dụng quản lý, hiểu và đánh giá công nghệ của học sinh, tạo cơ hội để học sinh hiểu về công nghệ được phát triển như thế nào, ảnh hưởng của công nghệ mới tới cuộc sống.

KÈ

Engineering (Kỹ thuật): phát triển sự hiểu biết ở học sinh về cách công nghệ đang phát triển thông qua quá trình thiết kế kỹ thuật, tạo cơ hội để tích hợp kiến thức của nhiều môn học, giúp cho những khái niệm liên quan trở nên dễ hiểu. Kỹ thuật cũng cung cấp cho học sinh những kỹ năng để 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.

DẠ

Maths (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. 8

Thuật ngữ STEM được dùng trong hai ngữ cảnh khác nhau đó là ngữ cảnh giáo dục và ngữ cảnh nghề nghiệp [4].

FI CI A

- Đối với ngữ cảnh giáo dục, STEM nhấn mạnh đến sự quan tâm của nền giáo dục đối với các môn Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật và Toán học. Quan tâm đến việc tích hợp các môn học trên gắn với thực tiễn để nâng cao năng lực cho người học. Giáo dục STEM có thể được hiểu và diễn giải ở nhiều cấp độ như: chính sách STEM, chương trình STEM, nhà trường STEM, môn học STEM, bài học STEM, hoạt động STEM.

- 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. 1.2.2. Khái niệm giáo dục STEM

ƠN

Hiện nay, giáo dục STEM được nhiều tổ chức, nhà giáo dục quan tâm nghiên cứu. Do đó, khái niệm về giáo dục STEM cũng được định nghĩa dựa trên các cách hiểu khác nhau. Có ba cách hiểu chính về giáo dục STEM hiện nay là [9]:

- Quan tâm đến các môn Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật và Toán học: Đây cũng là quan niệm về giáo dục STEM của Bộ giáo dục Mỹ, giáo dục STEM là một chương trình nhằm cung cấp hỗ trợ, tăng cường, giáo dục Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật và Toán học ở tiểu học và trung học cho đến bậc sau đại học. Đây là nghĩa rộng khi nói về giáo dục STEM.

QU Y

- Tích hợp của bốn lĩnh vực Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật và Toán học: Kiến thức hàn lâm được kết hợp chặt chẽ với các bài học thực tế thông qua việc học sinh được áp dụng những kiến thức Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật và Toán học vào trong những bối cảnh cụ thể nhằm tạo nên một kết nối giữa nhà trường, cộng đồng và các doanh nghiệp.

- Tích hợp từ hai lĩnh vực về Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật và Toán học trở lên: Giáo dục STEM là phương pháp tiếp cận, khám phá trong giảng dạy và học tập giữa hai hay nhiều hơn các môn học STEM, hoặc giữa một chủ đề STEM và một hoặc nhiều môn học khác nhau trong nhà trường.

KÈ

1.2.3. Mục tiêu giáo dục STEM

DẠ

Giáo dục STEM đang phát triển mạnh mẽ tại nhiều nước trên thế giới. Tùy thuộc vào bối cảnh cạnh tranh mà mục tiêu giáo dục STEM của từng quốc gia có sự khác nhau. Dưới góc độ giáo dục và vận dụng trong bối cảnh Việt Nam trước cuộc Cách mạng công nghiệp lần thứ tư, mục tiêu giáo dục STEM bao gồm: phát triển năng lực đặc thù về STEM; phát triển năng lực cốt lõi; định hướng nghề nghiệp [3]. - Phát triển các năng lực đặc thù của các môn học về STEM cho học sinh: Đó là những kiến thức, kỹ năng liên quan đến các môn học Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật và Toán học. Trong đó học sinh biết liên kết các kiến thức Khoa học, Toán học để giải 9

quyết các vấn đề thực tiễn. Học sinh biết sử dụng, quản lý và truy cập Công nghệ. Học sinh biết về quy trình thiết kế và chế tạo ra các sản phẩm.

FI CI A

- Phát triển các năng lực cốt lõi cho học sinh: Giáo dục STEM nhằm chuẩn bị cho học sinh những cơ hội cũng như thách thức trong nền kinh tế cạnh tranh toàn cầu của thế kỷ 21. Bên cạnh đó những hiểu biết về các lĩnh vực Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật, Toán học, học sinh sẽ được phát triển tư duy phê phán, khả năng hợp tác để thành công.

1.2.4. Phân loại STEM

ƠN

- Định hướng nghề nghiệp cho học sinh: Giáo dục STEM sẽ tạo cho học sinh có những kiến thức, kỹ năng mang tính nền tảng cho việc học tập ở các bậc học cao hơn cũng như cho nghề nghiệp trong tương lai của học sinh. Từ đó, góp phần xây dựng lực lượng lao động có năng lực, phẩm chất tốt, đặc biệt là lao động trong lĩnh vực STEM nhằm đáp ứng mục tiêu xây dựng và phát triển đất nước; Tăng cường trang bị cho học sinh phổ thông những kỹ năng về STEM, tăng cường số lượng học sinh sẽ theo đuổi và nghiên cứu sâu về lĩnh vực STEM; Quá trình sáng tạo có thể được nuôi dưỡng trong học sinh nhưng phải cần thời gian và học sinh cần được nhúng trong môi trường và không gian đặc thù để kích thích sự sáng tạo. Do vậy, tiếp cận giáo dục STEM phải là tiếp cận mang tính liên ngành để tạo ra sự kết hợp hài hòa giữa các lĩnh vực Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật và Toán học nhằm mang đến cho học sinh những trải nghiệm thực tế thực sự có ý nghĩa.

QU Y

Để đảm bảo phù hợp với mục tiêu, điều kiện, bối cảnh triển khai STEM khác nhau, việc phân loại STEM là cần thiết bởi đó là một trong những cơ sở cho việc lựa chọn các hình thức tổ chức giáo dục STEM, phương pháp giáo dục STEM hay xây dựng các chủ đề giáo dục STEM [3]. - Dựa trên các lĩnh vực STEM tham gia giải quyết vấn đề:

+ STEM đầy đủ: là loại hình STEM yêu cầu người học cần vận dụng kiến thức của bốn lĩnh vực STEM để giải quyết vấn đề.

KÈ

+ STEM khuyết: là loại hình STEM mà người học không phải vận dụng kiến thức cả bốn lĩnh vực STEM để giải quyết vấn đề. - Dựa trên phạm vi kiến thức để giải quyết vấn đề STEM:

DẠ

+ STEM cơ bản: là loại hình STEM được xây dựng dựa trên cơ sở kiến thức thuộc phạm vi các môn học Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật và Toán học trong chương trình giáo dục phổ thông. Các sản phẩm STEM này thường đơn giản, chủ đề giáo dục STEM bám sát nội dung sách giáo khoa và thường được xây dựng trên cơ sở các nội dung thực hành, thí nghiệm trong chương trình giáo dục phổ thông.

+ STEM mở rộng: là loại hình STEM có những kiến thức nằm ngoài chương trình và sách giáo khoa. Những kiến thức đó học sinh phải tự tìm hiểu và nghiên cứu. Sản phẩm STEM của loại hình này có độ phức tạp cao hơn.

FI CI A

- Dựa vào mục đích dạy học:

+ STEM dạy kiến thức mới: là STEM được xây dựng trên cơ sở kết nối kiến thức của nhiều môn học khác nhau mà học sinh chưa được học (hoặc được học một phần). Học sinh sẽ vừa giải quyết được vấn đề và vừa lĩnh hội được tri thức mới.

+ STEM vận dụng: là STEM được xây dựng trên cơ sở những kiến thức học sinh đã được học. STEM dạng này sẽ bồi dưỡng cho học sinh năng lực vận dụng lý thuyết vào thực tiễn. Kiến thức lý thuyết được củng cố và khắc sâu. 1.2.5. Quy trình giáo dục STEM

ƠN

Với mong muốn góp phần nâng cao hiệu quả tích cực trong việc dạy học. Người học cảm thấy hứng thú và dễ dàng tiếp thu, ghi nhớ các kiến thức học được, còn giáo viên có thể chuẩn bị bài giảng một cách đơn giản, có hệ thống, có thể xây dựng thêm nhiều hoạt động trải nghiệm cho người học. Các tiết học lý thuyết cũng được cắt giảm, thay vào đó là các bài học thực hành tạo nên sự thích thú cho người học cũng như giáo viên. Để làm được điều đó thì cần có một quy trình giáo dục phù hợp với các chương trình giáo dục STEM thì quy trình 5E là cần thiết bởi đó là công cụ hữu hiệu giúp cho cả người học và người dạy đều cảm thấy tiếp nhận bài học có tính hệ thống, liền mạch, có cơ hội phát triển theo tâm lý tự khám phá và kiến tạo kiến thức.

QU Y

5E viết tắt của 5 từ bắt đầu bằng chữ E trong tiếng Anh: Engage (Gắn kết), Explore (Khảo sát), Explain (Giải thích), Elaborate (Áp dụng cụ thể), và Evaluate (Đánh giá). Quy trình 5E là quy trình giáo dục dựa trên lý thuyết kiến tạo (constructivism) về học tập, theo đó người học xây dựng kiến thức từ quá trình trải nghiệm. Thông qua cách hiểu và phản ánh về các hoạt động đã trải qua, vừa mang tính cá nhân và tính xã hội, người học có thể hòa hợp kiến thức mới với những khái niệm đã biết trước đó.

DẠ

KÈ

Mục đích của quy trình này nhằm tạo ra không gian và thời gian (gọi chung là các cơ hội) để người học có thể tự xây dựng các khái niệm một cách vững chắc và ứng dụng nó trong những hoàn cảnh cụ thể một cách có trình tự. Quy trình này ban đầu được áp dụng tại Mỹ với môn Sinh học, sau đó quy trình 5E nhanh chóng tạo ra những ảnh hưởng sâu rộng đến các môn học khác như Toán học, Công nghệ, Kỹ thuật,… Các báo cáo đều cho thấy quy trình 5E đem lại hiệu quả đối với học sinh trong quá trình học các môn STEM. Quy trình này còn lan truyền đến nhiều quốc gia và châu lục khác, đến nhiều trình độ dạy học khác nhau. Phương pháp 5E giúp mang lại các cơ hội cho học sinh được xây dựng kiến thức mới và diễn đạt suy nghĩ trong suốt quá trình học. 11

ƠN

FI CI A

Quy trình dạy học 5E gồm 5 giai đoạn và có những đặc điểm chính như sau

[14]:

Hình 1.1. Quy trình dạy học 5E

QU Y

- Engagement (Gắn kết): Trong giai đoạn đầu của chu kỳ học tập, giáo viên làm việc để đạt được sự hiểu biết về kiến thức sẵn có của học sinh và xác định bất kỳ khoảng trống kiến thức nào. Điều quan trọng là khuyến khích quan tâm đến các khái niệm sắp tới để học sinh có thể sẵn sàng tìm hiểu. Giáo viên có thể làm cho học sinh đặt câu hỏi mở hoặc ghi lại những gì họ đã biết về chủ đề. Thông qua các hoạt động đa dạng, giáo viên thu hút sự chú ý và quan tâm của học sinh, tạo không khí trong lớp học, học sinh cảm thấy có sự liên hệ và kết nối với những kiến thức hoặc trải nghiệm trước đó. Giai đoạn này cho phép học sinh gắn kết, liên hệ lại với các trải nghiệm và quan sát thực tế mà các em đã có trước đó. Trong bước này, các khái niệm mới cũng sẽ được giới thiệu cho các em.

KÈ

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

DẠ

- Explanation (Giải thích): Ở giai đoạn này, giáo viên sẽ hướng dẫn học sinh tổng hợp kiến thức mới và đặt câu hỏi nếu họ cần làm rõ thêm. Giáo viên tạo điều kiện cho học sinh được trình bày, miêu tả, phân tích các trải nghiệm hoặc quan sát thu nhận được ở bước Khám phá. Ở bước này, giáo viên có thể giới thiệu các thuật ngữ mới, 12

FI CI A

khái niệm mới, công thức mới, giúp học sinh kết nối và thấy được sự liên hệ với trải nghiệm trước đó. Để giai đoạn này có hiệu quả, giáo viên nên yêu cầu học sinh chia sẻ những gì mà các em đã học được trong giai đoạn Khám phá trước khi giới thiệu thông tin chi tiết một cách trực tiếp hơn.

- Elaborate (Áp dụng): Giai đoạn này tập trung vào việc tạo cho học sinh có được không gian áp dụng những gì đã học được. Giáo viên giúp học sinh thực hành và vận dụng các kiến thức đã học được ở bước Giải thích, giúp học sinh làm sâu sắc hơn các hiểu biết, khéo léo hơn các kỹ năng, và có thể áp dụng được trong những tình huống và hoàn cảnh đa dạng khác nhau. Điều này giúp các kiến thức trở nên sâu sắc hơn. Giáo viên có thể yêu cầu học sinh trình bày chi tiết hoặc tiến hành khảo sát bổ sung để củng cố các kỹ năng mới. Giai đoạn này cũng nhằm giúp học sinh củng cố kiến thức trước khi được đánh giá thông qua các bài kiểm tra.

ƠN

- Evaluation (Đánh giá): Mô hình 5E cho phép đánh giá chính thức (dưới dạng các bài kiểm tra) và phi chính thức (dưới dạng những câu hỏi nhanh). Trong giai đoạn này, giáo viên có thể quan sát học sinh thông qua các hoạt động nhóm nhỏ hoặc nhóm lớn để xem sự tương tác trong quá trình học. Cũng cần lưu ý là học sinh tiếp cận các vấn đề theo một cách khác dựa trên những gì họ học được. Các yếu tố hữu ích khác của Giai đoạn đánh giá bao gồm tự đánh giá, bài tập viết và bài tập trắc nghiệm, hoặc các sản phẩm. Ở đây, giáo viên sẽ linh hoạt sử dụng các kỹ thuật đánh giá đa dạng để nhận biết quá trình nhận thức và khả năng của từng học sinh, từ đó đưa ra các phương hướng điều chỉnh và hỗ trợ học sinh phù hợp, giúp học sinh đạt được các mục tiêu học tập như đã đề ra.

QU Y

1.3. Phát triển tư duy kỹ thuật

1.3.1. Khái niệm kỹ thuật

- Kỹ thuật theo nghĩa rộng: là toàn bộ những đối tượng do con người làm ra (công cụ, máy móc…); là năng lực, tài khéo về thể chất (ví dụ: Kỹ thuật nhảy xa), về tinh thần (kỹ thuật tính nhẩm), về xã hội (kỹ thuật quản trị doanh nghiệp); là một hình thức hoạt động hay nhận thức bất kỳ (có kế hoạch, có mục đích, có thể lặp lại…); là nguyên tắc chung của việc làm chủ thế giới chung quanh [3].

KÈ

- Kỹ thuật theo nghĩa hẹp: là toàn bộ những đối tượng do con người làm ra, nói gọn là “hệ thống kỹ thuật hay đồ vật”; toàn bộ những hành vi và thiết chế trong đó những hệ thống kỹ thuật ra đời; toàn bộ những hành động, trong đó những hệ thống kỹ thuật được sử dụng. Theo nghĩa đó, kỹ thuật không phải là một lĩnh vực tự tồn, cô lập, trái lại, gắn liền với kinh tế, xã hội, chính trị và văn hóa [3].

DẠ

Dựa theo chức năng (biến đổi, chuyên chở, tích trữ…) và theo loại đối tượng (chất liệu hay vật liệu, năng lượng hay thông tin…), người ta thường chia ra thành 09 lĩnh vực kỹ thuật: (1) Kỹ thuật biến đổi chất liệu (ví dụ: kỹ thuật chế biến, kỹ thuật chế tạo, hay nói chung kỹ thuật sản xuất); (2) Kỹ thuật vận tải (kỹ thuật cung ứng, kỹ thuật 13

FI CI A

giao thông); (3) Kỹ thuật tích trữ (kỹ thuật kho bãi, xây dựng); (4) Kỹ thuật chuyển hóa năng lượng; (5) Kỹ thuật truyền tải năng lượng; (6) Kỹ thuật tích trữ năng lượng; (7) Kỹ thuật xử lý thông tin (kể cả đo đạc, điều khiển, điều chỉnh); (8) Kỹ thuật truyền tải thông tin; (9) Kỹ thuật tích trữ thông tin (kể cả in ấn, âm thanh, hình ảnh và phim ảnh). 1.3.2. Phát triển tư duy kỹ thuật a. Khái niệm tư duy kỹ thuật

Tư duy kỹ thuật là sự phản ánh khái quát các nguyên lý kỹ thuật, quá trình kỹ thuật, hệ thống kỹ thuật nhằm giải quyết một nhiệm vụ thực tiễn liên quan đến ngành nghề kỹ thuật. Đó là loại tư duy xuất hiện trong lĩnh vực lao động kỹ thuật nhằm giải quyết bài toán có tính chất kỹ thuật (nhiệm vụ hay tình huống có vấn đề trong kỹ thuật) [10].

ƠN

Các bài toán kỹ thuật rất đa dạng, phụ thuộc vào các ngành kỹ thuật tương ứng, như bài toán thiết kế chế tạo, bài toán gia công, bài toán bảo quản, bài toán tìm lỗi,…Có hai đặc điểm cơ bản của bài toán kỹ thuật, đó là:

(1) Không đầy đủ dữ kiện, các yêu cầu đặt ra thường mang tính khái quát và có thể có nhiều đáp số, yêu cầu cần phải tìm tòi, hoàn thiện. (2) Có mối liên hệ rất chặt chẽ giữa hành động trí óc và hành động thực hành, kinh nghiệm thực tiễn. Sự kết hợp giữa lý thuyết và thực hành càng chặt chẽ, khăng khít thì càng cho kết quả có độ tin cậy và chính xác cao.

QU Y

b. Đặc trưng cơ bản của tư duy kỹ thuật Tư duy kỹ thuật có hai đặc trưng nổi bật sau [10]: - Có tính chất lý thuyết – thực hành

KÈ

+ Các thành phần lý thuyết của hoạt động tư duy khi giải bài toán kỹ thuật được biểu hiện dưới nhiều hình thức khác nhau: Hành động vận dụng những kiến thức kỹ thuật đã có; Hành động hình thành khái niệm kỹ thuật kết hợp với những khái niệm khoa học đã lĩnh hội từ trước,…

+ Các hành động thực hành cũng có những chức năng không giống nhau, có thể phân hành động thực hành ra các loại sau: Hành động thử - tìm tòi; Hành động thực hiện; Hành động kiểm tra; Hành động điều chỉnh. - Có mối liên hệ chặt chẽ giữa khái niệm và hình tượng (hình ảnh)

DẠ

Hình ảnh đóng vai trò là điểm tựa cho việc lĩnh hội những khái niệm, những tri thức lý thuyết, tạo điều kiện để quá trình nắm vững và cụ thể hóa khái niệm được dễ dàng. Các hình ảnh và khái niệm là những thành phần cần thiết và có giá trị ngang

nhau trong tư duy kỹ thuật. Như vậy, hoạt động tư duy kỹ thuật là quá trình thống nhất biện chứng giữa lý thuyết và thực hành, giữa khái niệm và hình ảnh.

FI CI A

1.3.3. Biểu hiện của tư duy kỹ thuật

Căn cứ vào nội hàm của khái niệm tư duy kỹ thuật, một số đặc trưng của tư duy kỹ thuật và tiêu chí chủ đề STEM, có một số biểu hiện của tư duy kỹ thuật như sau [11]: (a) Sử dụng được một số thuật ngữ kỹ thuật, hiểu bản chất của ngôn ngữ kỹ thuật

(b) Hình thành khái niệm kỹ thuật kết hợp với những khái niệm đã lĩnh hội từ trước (c) Hành động thử - tìm tòi, thực hiện, kiểm tra bảo dưỡng, khảo sát, đo đạc,…

ƠN

(d) Hành động thiết kế kỹ thuật, vẽ sơ đồ nguyên lí

(e) Vận dụng các nguyên lí kỹ thuật, quá trình kỹ thuật, hệ thống kỹ thuật

1.3.4. Biện pháp phát triển tư duy kỹ thuật của học sinh trong dạy học STEM Tư duy kỹ thuật của người học được hình thành và phát triển trong quá trình giải các bài toán kỹ thuật của chủ đề STEM. Sau đây là các biện pháp cho học sinh trong dạy học chủ đề STEM [3]:

QU Y

- Cung cấp phương tiện tư duy, đó là ngôn ngữ kỹ thuật, chính là các khái niệm kỹ thuật nhằm tạo dựng và khắc sâu các biểu tượng về đối tượng mà khái niệm phản ánh. - Sử dụng các phương tiện trực quan về kỹ thuật để tạo ra hình ảnh cảm tính, gây ấn tượng ban đầu làm dữ liệu cho tư duy kỹ thuật.

- Giao các bài toán dưới dạng tổ chức tình huống có vấn đề kỹ thuật nhằm kích thích học sinh giải quyết các vấn đề kỹ thuật (các chủ đề STEM là các bài toán kỹ thuật).

KÈ

- Phối hợp chặt chẽ giữa kiến thức khoa học với kinh nghiệm thực tiễn, giữa hành động trí óc với hành động thực hành kỹ thuật.

DẠ

- Tổ chức các hoạt động học tập đa dạng để đảm bảo sự kết hợp chặt chẽ giữa kiến thức lý thuyết với thực hành, chẳng hạn như: đề xuất giả thuyết kết hợp với thực nghiệm kiểm tra, nghe giảng kết hợp với thí nghiệm, giảng giải kết hợp với trực quan, lý luận kết hợp với thực hành chế tạo,… - Rèn luyện thao tác cơ bản của tư duy: phân tích, so sánh, quy nạp, khái quát

hóa,… 15

- Cấu trúc bài dạy phù hợp với logic nội dung kỹ thuật và logic nhận thức của học sinh.

FI CI A

1.4. Quy trình xây dựng và tổ chức dạy học các kiến thức theo định hướng giáo dục STEM 1.4.1. Quy trình xây dựng các kiến thức theo định hướng giáo dục STEM

Theo tác giả Nguyễn Thanh Nga và cộng sự (2017), dựa trên các mục tiêu và các tiêu chí của giáo dục STEM là: kiến thức của thuộc lĩnh vực STEM, giải quyết vấn đề thực tiễn, định hướng thực hành, làm việc nhóm. Quy trình xây dựng chủ đề giáo dục STEM gồm 5 bước: Vấn đề thực tiễn -> Ý tưởng chủ đề STEM -> Xác định kiến thức STEM cần giải quyết -> Xác định mục tiêu chủ đề STEM -> Xây dựng bộ câu hỏi định hướng chủ đề STEM [2].

ƠN

Bước 1) Vấn đề thực tiễn: được hiểu là các tình huống xảy ra có vấn đề đối với học sinh, có tính chất kỹ thuật. Nó có thể là các ứng dụng trong cuộc sống hằng ngày, con người cần giải quyết một công việc nào đó, thôi thúc học sinh tìm hiểu và thực hiện để đáp ứng nhu cầu. Nó cũng có thể là yêu cầu của định hướng nghề nghiệp, đòi hỏi học sinh giải quyết nhằm trải nghiệm một số nhiệm vụ của nghề nghiệp nào đó trong thực tế. Bước 2) Ý tưởng chủ đề STEM: là bài toán mở được hình thành có tính chất kỹ thuật nhằm giải quyết vấn đề thực tiễn mà học sinh gặp phải.

QU Y

Bước 3) Xác định kiến thức STEM cần giải quyết: là các kiến thức trong chủ đề có liên quan đến Vật lí, Hóa học, Sinh học, Công nghệ, Kỹ thuật, Toán học.. Bước 4) Xác định mục tiêu chủ đề STEM: là các kiến thức, kỹ năng, thái độ học sinh sẽ đạt được sau khi thực hiện chủ đề.

KÈ

Bước 5) Xây dựng bộ câu hỏi định hướng chủ đề STEM: là các câu hỏi được đặt ra cho học sinh nhằm gợi ý để giúp học sinh đề xuất các giải pháp, nhiệm vụ nhằm đạt được mục tiêu của chủ đề. Bộ câu hỏi này rất cần thiết đối với chủ đề STEM phát triển năng lực sáng tạo, trong thời gian ngắn thì giáo viên cần định hướng thường xuyên cho học sinh qua câu hỏi định hướng hoạt động học tập. 1.4.2. Quy trình tổ chức dạy học các kiến thức theo định hướng giáo dục

STEM

DẠ

Theo tài liệu tập huấn Xây dựng và thực hiện các chủ đề giáo dục STEM trong trường trung học của Bộ giáo dục và Đào tạo (2019) [1], quy trình tổ chức dạy học các kiến thức Vật lí theo định hướng giáo dục STEM gồm 5 hoạt động được thể hiện như sơ đồ hình 1.2.

FI CI A

Xác định vấn đề

Nghiên cứu kiến thức nền và đề xuất giải pháp

Lựa chọn giải pháp

ƠN

Chế tạo mẫu, thử nghiệm và đánh giá

Chia sẻ, thảo luận, điều chỉnh

Hình 1.2. Quy trình tổ chức dạy học các kiến thức Vật lí theo định hướng giáo dục STEM Hoạt động 1: Xác định vấn đề

QU Y

Trong hoạt động này, 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 cụ thể với các tiêu chí đòi hỏi học sinh phải sử dụng kiến thức mới trong bài học để đề xuất, xây dựng giải pháp và thiết kế nguyên mẫu của sản phẩm cần hoàn thành. Tiêu chí của sản phẩm là yêu cầu hết sức quan trọng, bởi đó chính là "tính mới" của sản phẩm, kể cả sản phẩm đó là quen thuộc với học sinh; đồng thời, tiêu chí đó buộc học sinh phải nắm vững kiến thức mới thiết kế và giải thích được thiết kế cho sản phẩm cần làm.

– Mục đích: Xác định tiêu chí sản phẩm; phát hiện vấn đề/nhu cầu.

KÈ

– Nội dung: Tìm hiểu về hiện tượng, sản phẩm, công nghệ; đánh giá về hiện tượng, sản phẩm, công nghệ...

– Dự kiến sản phẩm hoạt động của học sinh: Các mức độ hoàn thành nội dung (Ghi chép thông tin về hiện tượng, sản phẩm, công nghệ; đánh giá, đặt câu hỏi về hiện tượng, sản phẩm, công nghệ).

DẠ

– Kỹ thuật tổ chức hoạt động: Giáo viên giao nhiệm vụ (nội dung, phương tiện, cách thực hiện, yêu cầu sản phẩm phải hoàn thành); Học sinh thực hiện nhiệm vụ (qua thực tế, tài liệu, video; cá nhân hoặc nhóm); Báo cáo, thảo luận (thời gian, địa điểm, cách thức); Phát hiện/phát biểu vấn đề (giáo viên hỗ trợ). 17

Hoạt động 2: Nghiên cứu kiến thức nền và đề xuất giải pháp

FI CI A

Trong hoạt động này, học sinh thực hiện hoạt động học tích cực, tự lực dưới sự hướng dẫn của giáo viên. Trong bài học STEM sẽ không còn các "tiết học" thông thường mà ở đó giáo viên "giảng dạy" kiến thức mới cho học sinh. Thay vào đó, học sinh phải tự tìm tòi, chiếm lĩnh kiến thức để sử dụng vào việc đề xuất, thiết kế sản phẩm cần hoàn thành. Kết quả là, khi học sinh hoàn thành bản thiết kế thì đồng thời học sinh cũng đã học được kiến thức mới theo chương trình môn học tương ứng. – Mục đích: Hình thành kiến thức mới và đề xuất giải pháp.

– Nội dung: Nghiên cứu nội dung sách giáo khoa, tài liệu, thí nghiệm để tiếp nhận, hình thành kiến thức mới và đề xuất giải pháp/thiết kế. – Dự kiến sản phẩm hoạt động của học sinh: Các mức độ hoàn thành nội dung (Xác định và ghi được thông tin, dữ liệu, giải thích, kiến thức mới, giải pháp/thiết kế).

ƠN

– Cách thức tổ chức hoạt động: Giáo viên giao nhiệm vụ (Nêu rõ yêu cầu đọc/nghe/nhìn/làm để xác định và ghi được thông tin, dữ liệu, giải thích, kiến thức mới); Học sinh nghiên cứu sách giáo khoa, tài liệu, làm thí nghiệm (cá nhân, nhóm); Báo cáo, thảo luận; Giáo viên điều hành, “chốt” kiến thức mới + hỗ trợ HS đề xuất giải pháp/thiết kế mẫu thử nghiệm. Hoạt động 3: Lựa chọn giải pháp

QU Y

Trong hoạt động này, học sinh được tổ chức để trình bày, giải thích và bảo vệ bản thiết kế kèm theo thuyết minh (sử dụng kiến thức mới học và kiến thức đã có); đó là sự thể hiện cụ thể của giải pháp giải quyết vấn đề. Dưới sự trao đổi, góp ý của các bạn và giáo viên, học sinh tiếp tục hoàn thiện (có thể phải thay đổi để bảo đảm khả thi) bản thiết kế trước khi tiến hành chế tạo, thử nghiệm. – Mục đích: Lựa chọn giải pháp/bản thiết kế. thiện.

– Nội dung: Trình bày, giải thích, bảo vệ giải pháp/thiết kế để lựa chọn và hoàn

KÈ

– Dự kiến sản phẩm hoạt động của học sinh: Giải pháp/bản thiết kế được lựa chọn/hoàn thiện.

DẠ

– Cách thức tổ chức hoạt động: Giáo viên giao nhiệm vụ (Nêu rõ yêu cầu HS trình bày, báo cáo, giải thích, bảo vệ giải pháp/thiết kế); Học sinh báo cáo, thảo luận; Giáo viên điều hành, nhận xét, đánh giá + hỗ trợ HS lựa chọn giải pháp/thiết kế mẫu thử nghiệm. Hoạt động 4: Chế tạo mẫu, thử nghiệm và đánh giá

Trong hoạt động này, học sinh tiến hành chế tạo mẫu theo bản thiết kế đã hoàn thiện sau bước 3; trong quá trình chế tạo đồng thời phải tiến hành thử nghiệm và đánh 18

giá. Trong quá trình này, học sinh cũng có thể phải điều chỉnh thiết kế ban đầu để bảo đảm mẫu chế tạo là khả thi.

FI CI A

– Mục đích: Chế tạo và thử nghiệm mẫu thiết kế.

– Nội dung: Lựa chọn dụng cụ/thiết bị thí nghiệm; chế tạo mẫu theo thiết kế; thử nghiệm và điều chỉnh. – Dự kiến sản phẩm hoạt động của học sinh: Dụng cụ/thiết bị/mô hình/đồ vật…đã chế tạo và thử nghiệm, đánh giá.

Hoạt động 5: Chia sẻ, thảo luận, điều chỉnh

– Cách thức tổ chức hoạt động: Giáo viên giao nhiệm vụ (lựa chọn dụng cụ/thiết bị thí nghiệm để chế tạo, lắp ráp…); Học sinh thực hành chế tạo, lắp ráp và thử nghiệm; Giáo viên hỗ trợ học sinh trong quá trình thực hiện.

ƠN

Trong hoạt động này, học sinh được tổ chức để trình bày sản phẩm học tập đã hoàn thành; trao đổi, thảo luận, đánh giá để tiếp tục điều chỉnh, hoàn thiện. – Mục đích: Trình bày, chia sẻ, đánh giá sản phẩm nghiên cứu.

– Nội dung: Trình bày và thảo luận.

– Dự kiến sản phẩm hoạt động của học sinh: Dụng cụ/thiết bị/mô hình/đồ vật... Đã chế tạo được + Bài trình bày báo cáo.

DẠ

KÈ

QU Y

– Cách thức tổ chức hoạt động: Giáo viên giao nhiệm vụ (mô tả rõ yêu cầu và sản phẩm trình bày); Học sinh báo cáo, thảo luận (bài báo cáo, trình chiếu, video, dung cụ/thiết bị/mô hình/đồ vật đã chế tạo…) theo các hình thức phù hợp (trưng bày, triển lãm, sân khấu hóa); Giáo viên đánh giá, kết luận, cho điểm và định hướng tiếp tục hoàn thiện.

 KẾT LUẬN CHƯƠNG 1 

FI CI A

Trong chương 1, chúng tôi trình bày về cơ sở lí luận của Dạy học theo định hướng giáo dục STEM; Cơ sở lí luận về tính phát triển tư duy kỹ thuật; Tiến trình tổ chức dạy học các kiến thức vật lí theo định hướng giáo dục STEM.

Đầu tiên chúng tôi cung cấp những cái nhìn cơ bản nhất về dạy học theo định hướng giáo dục STEM, thông qua định nghĩa thuật ngữ STEM, khái niệm Giáo dục STEM, làm rõ mục tiêu giáo dục STEM và quy trình dạy học theo định hướng giáo dục STEM (quy trình 5E), đây là quy trình chung khi dạy học theo định hướng giáo dục STEM.

Sau đó, chúng tôi trình bày các khái niệm kỹ thuật, tư duy kỹ thuật trong hoạt động nhận thức của học sinh theo định hướng giáo dục STEM. Cụ thể hơn, chúng tôi đã đưa ra một số biểu hiện của tư duy kỹ thuật và các biện pháp để phát triển tư duy kỹ thuật của học sinh.

ƠN

Cuối cùng, chúng tôi trình bày về quy trình xây dựng các kiến thức theo định hướng giáo dục STEM và quy trình tổ chức dạy học các kiến thức vật lí theo định hướng giáo dục STEM.

DẠ

KÈ

QU Y

Sau khi nghiên cứu cơ sở lí luận, chúng tôi nhận thấy rằng, giáo dục STEM là một quan điểm dạy học tích cực, có mục tiêu cụ thể và khi ứng dụng nó vào dạy học ở trường phổ thông sẽ phát huy tính tích cực, sáng tạo và năng lực giải quyết vấn đề cũng như phát triển tư duy kỹ thuật của học sinh. Hơn nữa, việc tổ chức dạy học Vật lí theo định hướng giáo dục STEM đã có tiến trình cụ thể. Trong chương 2 của khóa luận, chúng tôi sẽ trình bày chi tiết hơn việc tổ chức dạy học một số kiến thức chương “Cảm ứng điện từ” theo định hướng giáo dục STEM.

CHƯƠNG 2: TỔ CHỨC DẠY HỌC MỘT SỐ KIẾN THỨC CHƯƠNG CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ - VẬT LÍ 11 THEO ĐỊNH HƯỚNG GIÁO DỤC STEM

FI CI A

Trong chương này, chúng tôi vận dụng những cơ sở của phần lí luận để tổ chứng dạy học một số kiến thức chương “Cảm ứng điện từ” Vật lí 11 theo định hướng giáo dục STEM. Gồm các bài học: - Từ thông. Cảm ứng điện từ. - Suất điện động cảm ứng.

- Tự cảm.

2.1. Phân tích kiến thức chương “Cảm ứng điện từ” Vật lí 11 theo định hướng giáo dục STEM

ƠN

2.1.1. Mục tiêu dạy học chương “Cảm ứng điện từ” Vật lí 11 Các đơn vị kiến thức chương “Cảm ứng điện từ” được thể hiện trong bảng 2.1.

Bảng 2.1. Các đơn vị kiến thức chương “Cảm ứng điện từ” trong SGK Vật lí lớp 11 cơ bản [12]

QU Y

Tên bài Nội dung Thời lượng Bài 23: Từ thông. Cảm Từ thông 3 tiết ứng điện từ Hiện tượng cảm ứng điện từ Định luật Len-xơ về chiều dòng điện cảm ứng Dòng điện Fu-cô Bài 24: Suất điện động Suất điện động cảm ứng trong 1 tiết cảm ứng mạch kín Bài 25: Tự cảm Hiện tượng tự cảm 2 tiết Suất điện động tự cảm

KÈ

Cụ thể mục tiêu dạy học của từng đơn vị bài học như sau:

 Bài 23: Từ thông. Cảm ứng điện từ a) Kiến thức

- Phát biểu được định nghĩa từ thông, ý nghĩa của từ thông.

DẠ

- Xác định được điều kiện xuất hiện hiện tượng cảm ứng điện từ.

- Vận dụng được định luật Len-xơ. - Giải thích được dòng điện Fu-cô. 21

b) Kỹ năng

- Kỹ năng xác định chiều dòng điện, kỹ năng làm thí nghiệm. c) Thái độ

FI CI A

- Giải các bài tập liên quan đến từ thông và hiện tượng cảm ứng điện từ.

- Nhận biết được sự xuất hiện của dòng điện cảm ứng trong mạch kín.

- Nghiêm túc, phát biểu ý kiến góp phần xây dựng nội dung bài học.

 Bài 24: Suất điện động cảm ứng a) Kiến thức - Nắm được định nghĩa suất điện động cảm ứng.

- Trách nhiệm cá nhân và say mê học tập.

ƠN

- Phát biểu được nội dung định luật Faraday về hiện tượng cảm ứng điện từ. - Phát biểu được biểu thức tính suất điện động cảm ứng, kí hiệu, đơn vị.

- Mối quan hệ giữa suất điện động cảm ứng và định luật Len-xơ. - Nắm được bản chất của hiện tượng cảm ứng điện từ. b) Kỹ năng

QU Y

- Vận dụng được các công thức tính suất điện động cảm ứng để giải các bài tập cảm ứng điện từ. - Xác định chiều của suất điện động cảm ứng trong mạch kín trong một số trường hợp cụ thể. c) Thái độ

- Tự tin đưa ra ý kiến cá nhân khi thực hiện các nhiệm vụ ở lớp, ở nhà.

- Hứng thú trong học tập, sôi nổi, tìm hiểu khoa học.

KÈ

 Bài 25: Tự cảm a) Kiến thức

- Phát biểu được định nghĩa từ thông riêng và viết được công thức độ tự cảm của ống dây hình trụ.

DẠ

- Phát biểu được định nghĩa hiện tượng tự cảm và giải thích được hiện tượng tự cảm khi đóng và ngắt mạch điện. - Viết được công thức tính suất điện động tự cảm. - Nêu được bản chất và viết được công thức tính năng lượng của ống dây tự cảm. 22

b) Kỹ năng

- Vận dụng công thức làm các bài tập về hiện tượng tự cảm.

FI CI A

- Giải thích hiện tượng tự cảm. c) Thái độ - Tích cực phát biểu xây dựng bài.

- Hứng thú trong học tập, hợp tác chặt chẽ với các bạn khi thực hiện các nhiệm vụ nghiên cứu thực hiện ở nhà.

2.1.2. Cấu trúc nội dung chương “Cảm ứng điện từ” Vật lí 11

Trong phần này, chúng tôi sẽ phân tích những nội dung kiến thức cơ bản của chương theo thứ tự đơn vị bài học trong Sách Giáo Khoa Vật lí 11 cơ bản.

ƠN

 Bài 23: Từ thông. Cảm ứng điện từ

* Định nghĩa từ thông: Từ thông qua một diện tích S đặt trong từ trường đều:

(2.1)

Trong hệ SI từ thông có đơn vị là Vêbe. Kí hiệu: Wb. Hoặc từ công thức, nếu S

thì Ф

1 Wb.

QU Y

* Hiện tượng tự cảm

m2 , B

Kết luận:

- Mỗi khi từ thông qua mạch kín (C) biến thiên thì trong mạch kín (C) xuất hiện một dòng điện gọi là dòng điện cảm ứng. Hiện tượng xuất hiện dòng điện cảm ứng trong (C) gọi là hiện tượng cảm ứng điện từ.

- Hiện tượng cảm ứng điện từ chỉ tồn tại trong khoảng thời gian từ thông qua mạch kín biến thiên.

KÈ

* Định luật Len-xơ về chiều dòng điện cảm ứng: Dòng điện cảm ứng xuất hiện trong mạch kín có chiều sao cho từ trường cảm ứng có tác dụng chống lại sự biến thiên của từ thông ban đầu qua mạch kín. Nói riêng, khi từ thông qua (C) biến thiên do đột ngột chuyển động nào đó gây ra thì từ trường cảm ứng có tác dụng chống lại chuyển động đó.

DẠ

* Tính chất và công dụng của dòng điện Fu-cô: - Gây lực hãm điện từ.

- Gây ra hiệu ứng tỏa nhiệt.

- Ứng dụng trong bộ phanh điện từ của ôtô. 23

- Ứng dụng nhiều trong lĩnh vực: công tơ điện, máy điện từ, máy biến áp,..

 Bài 24: Suất điện động cảm ứng

FI CI A

* Định nghĩa suất điện động cảm ứng: Suất điện động cảm ứng là suất điện động sinh ra dòng điện cảm ứng trong mạch kín. *Định luật Faraday a. Biểu thức:

: Độ biến thiên từ thông trong khoảng thời gian

(2.3)

Trong đó

ƠN

- Nếu chỉ xét về độ lớn, ta có:

(2.2)

Suất điện động cảm ứng:

là tốc độ biến thiên từ thông qua mạch.

b. Định luật

QU Y

Độ lớn của suất điện động cảm ứng xuất hiện trong mạch kín tỉ lệ với tốc độ biến thiên từ thông qua mạch kín đó. * Quan hệ giữa suất điện động cảm ứng và định luật Len-xơ Dấu ( - ) xuất hiện trong công thức

là để phù hợp với định luật Len-xơ.

Xác định

Cách xác định chiều ec:

và chiều (+). Nếu Ф giảm thì ec > 0.

KÈ

Nếu Ф tăng thì ec < 0. * Chuyển hóa năng lượng trong hiện tượng cảm ứng điện từ. Điện năng.

Wcơ năng

DẠ

 Bài 25: Tự cảm * Từ thông riêng qua một mạch kín Từ thông riêng của một mạch kín có dòng điện chạy qua: 24

(2.4)

L = 4 .10-7

Độ tự cảm của một ống dây: S

FI CI A

(2.5)

Đơn vị của độ tự cảm là henry (H) 1H =

* Định nghĩa hiện tượng tự cảm: Hiện tượng tự cảm là hiện tượng cảm ứng điện từ xảy ra trong một mạch có dòng điện mà sự biến thiên từ thông qua mạch được gây ra bởi sự biến thiên của cường độ dòng điện trong mạch. * Suất điện động tự cảm

Biểu thức suất điện động tự cảm:

(2.6)

ƠN

Suất điện động cảm ứng trong mạch xuất hiện do hiện tượng tự cảm gọi là suất điện động tự cảm.

Suất điện động tự cảm có độ lớn tỉ lệ với vận tốc độ biến thiên của cường độ dòng điện trong mạch.

QU Y

* Năng lượng từ trường của ống dây tự cảm Khi cuộn cảm có dòng điện cường độ i chạy qua thì trong cuộn cảm tích lũy năng lượng dưới dạng năng lượng từ trường: (2.7)

W = Li2

KÈ

Trên cơ sở phân tích nội dụng kiến thức khoa học ở trên, nội dung kiến thức chương “Cảm ứng điện từ” có nhiều ứng dụng trong thực tiễn như: - Ứng dụng bếp từ.

DẠ

- Ứng dụng đèn huỳnh quang.

- Ứng dụng quạt điện. - Ứng dụng máy phát điện. - Ứng dụng năng lượng sóng.

Đây là cơ sở để triển khai dạy học nội dung kiến thức chương “Cảm ứng điện từ” thành các chủ đề STEM. 25

2.2. Xây dựng chủ đề máy phát điện mini (đèn pin lắc tay)

2.2.1. Mô tả chủ đề

FI CI A

Cuộc sống hiện đại ngày nay với sự phát triển ngày càng nhanh, do đó việc sử dụng và tiêu thụ điện năng ngày càng nhiều. Tuy vậy, không phải lúc nào điện tổng của cả nước đều sẽ ổn định, vì sẽ có những bất cập và sự cố xảy ra không lường trước được. Tình trạng thiếu điện sẽ gây ra rất nhiều phiền toái cho con người, thời tiết nóng bức làm cho con người mệt mỏi dễ nóng giận. Đối với các doanh nghiệp, các xưởng sản xuất sẽ gây ra những tổn thất nặng nề.

Hiện nay, để tránh việc gặp nhiều sự cố gián đoạn trong khi sử dụng điện người ta sử dụng máy phát điện. Máy phát điện đã không còn xa lạ với nhiều người và trở thành một thiết bị rất quan trọng trong đời sống hằng ngày của chúng ta từ các nhà máy sản xuất, văn phòng, công ty,…cho đến các gia đình.

- Địa điểm tổ chức: Lớp học

- Thời gian: 4 tuần

ƠN

Thông qua chủ đề STEM, học sinh sẽ tìm hiểu nguyên nhân thiếu hụt điện và các biện pháp khắc phục sự cố cũng như ưu và nhược điểm của máy phát điện. Đồng thời học sinh nghiên cứu và chế tạo máy phát điện mini (đèn pin lắc tay) từ những nguyên vật liệu dễ kiếm.

- Môn học phụ trách chính: Vật lí (lớp 11 cơ bản)

QU Y

Bài 23: Từ thông. Cảm ứng điện từ. Bài 24: Suất điện động cảm ứng. 2.2.2. Mục tiêu chủ đề

Sau chủ đề, học sinh có khả năng: ▪ Kiến thức

- Phát biểu được định nghĩa từ thông, ý nghĩa của từ thông. - Xác định được điều kiện xuất hiện hiện tượng cảm ứng điện từ.

KÈ

- Vận dụng được định luật Len-xơ. - Nắm được định nghĩa suất điện động cảm ứng.

- Phát biểu được nội dung định luật Faraday về hiện tượng cảm ứng điện từ.

DẠ

- Phát biểu được biểu thức tính suất điện động cảm ứng, kí hiệu, đơn vị.

- Mối quan hệ giữa suất điện động cảm ứng và định luật Len-xơ. - Nắm được bản chất của hiện tượng cảm ứng điện từ. ▪ Kỹ năng 26

- Áp dụng được các kiến thức về từ thông, cảm ứng điện từ và suất điện động cảm ứng để đề xuất được các cách vận hành sản phẩm.

▪ Thái độ - Nghiêm túc, tích cực tham gia các hoạt động học tập.

FI CI A

- Thiết kế được máy phát điện đơn giản từ vật liệu dễ tìm.

- Sử dụng được các vật dụng gia công cơ bản.

- Hứng thú trong học tập, hợp tác chặt chẽ với các bạn khi thực hiện các nhiệm vụ nghiên cứu thực hiện ở nhà.  Về định hướng phát triển năng lực: - Năng lực thực nghiệm, nghiên cứu khoa học; - Năng lực giải quyết vấn đề; - Năng lực giao tiếp và hợp tác.

ƠN

2.2.3. Thiết bị

- Nhận ra sự vận dụng của kiến thức môn học để giải quyết nhu cầu cuộc sống.

- Phòng học, bàn ghế để cho các nhóm học sinh.

- Máy chiếu để trình chiếu khi hướng dẫn học sinh. - Phim: nguyên lí hoạt động của máy phát điện.

- Bút và sổ tay để ghi chú lại những vấn đề cần thiết trong quá trình dạy học.

QU Y

- Phiếu tiến trình dự án thiết kế. - Phiếu tiêu chí dự án thiết kế.

- Phiếu kế hoạch thực hiện dự án thiết kế theo tuần. - Phiếu tổng kết kế hoạch thực hiện dự án thiết kế theo tuần. - Phiếu bản thiết kế.

DẠ

KÈ

- Đồ dùng trực quan (để học sinh có thể thao tác trực tiếp trên đó): ống tiêm xilanh, nam châm, cuộn dây đồng, bóng đèn Led, băng keo, kéo,… Vật liệu

Số liệu và thông số kỹ thuật 10 viên nam châm 10x3mm

Viên nam châm vĩnh cửu (dạng nam châm trắng)

FI CI A

1 cuộn dây đồng 1mm

Dây đồng cách điện

1 ống xilanh 10ml, 1 ống xilanh 6ml

Ống tiêm xilanh

ƠN

2 bóng đèn led 2V (5mm)

Led đỏ

1 cuộn keo đen

QU Y

Băng keo đen

2.2.4. Các yếu tố lĩnh vực STEM trong chủ đề Bảng 2.2. Các yếu tố lĩnh vực STEM trong chủ đề Máy phát điện mini Biểu hiện Các kiến thức về từ thông, cảm ứng điện từ, suất điện động cảm ứng, định luật Faraday và chuyển hóa năng lượng trong hiện tượng cảm ứng điện từ. - Vật liệu: bóng đèn led, cuộn dây đồng, nam châm, ống tiêm xilanh. - Thiết bị: băng dính cách điện, kéo, giấy,… - Công nghệ lắp ráp Máy phát điện mini (đèn pin lắc tay). - Quy trình đo đạc kích thước sản phẩm trên giấy. - Quy trình quấn dây đồng. - Quy trình mắc đèn led và cố định sản phẩm. Đo đạc kích thước các bộ phận trong sản phẩm.

Thành tố

KÈ

Khoa học (Science)

Công nghệ (Technology)

DẠ

Kỹ thuật (Engineering) Toán học

Mục tiêu

Nội dung

Sản phẩm hoạt động của học sinh - Bảng tổng kết nguyên lí hoạt động của máy phát điện (đèn pin lắc tay).

Thời gian

FI CI A

Hoạt động

(Math) 2.2.5. Tiến trình dạy học

các + Chọn vật liệu dễ kiếm như vụ, kế hoạch ống tiêm xilanh, giấy, dây dự án và phân công công + Cách hoạt đồng,… động của máy + Có đủ thông tin về các việc. phát điện (đèn thông số kỹ thuật như: loại pin lắc tay) có vật liệu, chiều dài của vận dụng kiến dây/thanh/ống,… thức về từ - Học sinh quan sát đoạn thông, cảm ứng phim ngắn về các thí nghiệm điện từ và suất hiện tượng cảm ứng điện từ, điện động cảm từ đó trình bày nguyên lí hoạt ứng. động của máy phát điện (đèn

QU Y

tay) với yêu cầu:

1. XÁC ĐỊNH YÊU CẦU CHẾ TẠO MÁY PHÁT ĐIỆN (ĐÈN PIN LẮC TAY) BẰNG VẬT LIỆU ĐƠN GIẢN

ƠN

Sau hoạt động - Giáo viên trình bày một số này, học sinh thông tin về nguyên nhân có khả năng: thiếu hụt điện và các biện - Nêu được pháp khắc phục sự cố mất nguyên lí hoạt điện tại Việt Nam, từ đó giới động của máy thiệu nhiệm vụ là chế tạo máy phát điện mini (đèn pin lắc - Bảng tiêu chí phát điện. đánh giá máy - Xác định tay) với các yêu cầu đề ra: được nhiệm vụ + Nêu rõ vật liệu và hình phát điện (đèn là chế tạo máy dạng phù hợp để chế tạo một pin lắc tay). phát điện mini máy phát điện (đèn pin lắc - Bảng ghi (đèn pin lắc tay). nhận nhiệm

DẠ

KÈ

+ Chế tạo từ pin lắc tay). những vật liệu - Giáo viên thông báo, phân dễ kiếm. tích và thống nhất với học + Có đầy đủ sinh các tiêu chí đánh giá của thông tin về máy phát điện mini (đèn pin thông số kỹ lắc tay). thuật và số - Giáo viên hướng dẫn học lượng của vật sinh về tiến trình dự án và yêu liệu. cầu học sinh ghi nhận vào nhật

+ Máy phát kí học tập. điện (đèn pin 29

45 phút

+ Bước 5. Báo cáo và đánh giá sản phẩm - Giáo viên giao nhiệm vụ cho các nhóm tìm hiểu kiến thức và kỹ năng liên quan trước khi lập bản thiết kế sản phẩm.

L FI CI A

+ Bước 4. Làm sản phẩm

Chủ đề 1. Từ thông. Cảm ứng điện từ.

- Trình bày Chủ đề 1. Từ thông. Cảm được định ứng điện từ. nghĩa từ thông. Chủ đề 2. Suất điện động - Trình bày và cảm ứng. vận dụng được Trong tiết học trên lớp, học định luật Len- sinh báo cáo theo nhóm. Giáo xơ và quy tắc viên và bạn học phản biện. bàn tay phải. Cuối tiết học, giáo viên giao

- Vận dụng được công thức xác định suất điện động trong trường hợp mạch điện kín.

- Bài báo cáo.

- Bản ghi nhận ý kiến đóng góp của bạn học, giáo viên và các câu hỏi, ý kiến nhận xét của nhóm nhiệm vụ cho nhóm về lên bạn. phương án thiết kế máy phát điện (đèn pin lắc tay) đơn giản. Cuối tiết học, giáo viên giao nhiệm vụ cho các nhóm về nhà thiết kế bản vẽ kỹ thuật thể hiện phương án chế tạo máy phát điện (đèn pin lắc tay).

QU Y

- Trình bày được định nghĩa suất điện động cảm ứng.

KÈ

Y DẠ

+ Bước 3. Lập bản phương án thiết kế và báo cáo

Chủ đề 2. Suất điện động cảm ứng. Sau hoạt động Trong 1 tuần, học sinh tìm - Bảng phân này, học sinh hiểu các chủ đề kiến thức công nhiệm vụ có khả năng: theo phân công. hoạt động 2.

2. NGHIÊN CỨU KIẾN THỨC VỀ TỪ THÔNG, CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ VÀ SUẤT ĐIỆN ĐỘNG CẢM ỨNG. ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ MÁY PHÁT ĐIỆN MINI

+ Bước 2. Tìm hiểu kiến thức kỹ năng liên quan

ƠN

Liệt kê được các tiêu chí đánh giá sản phẩm, từ đó định hướng thiết kế sản phẩm dự án là một máy phát điện (đèn pin lắc tay) tự chế.

+ Bước 1. Nhận nhiệm vụ

lắc tay) có khả năng cung cấp điện đủ để thắp sáng một bóng đèn led 2V.

45 phút

- Trình bày được bản chất của hiện tượng cảm ứng điện từ.

DẠ

KÈ

QU Y

ƠN

- Lựa chọn được những kiến thức liên quan đến từ thông, hiện tượng cảm ứng điện từ và suất điện động cảm ứng có thể vận dụng được để thực hiện nhiệm vụ làm máy phát điện mini (đèn pin lắc tay). Sau hoạt động Trong 1 tuần, học sinh làm này, học sinh việc nhóm để hoàn thành bản 3. TRÌNH có khả năng: thiết kế. BÀY VÀ - Mô tả được Trong buổi lên lớp, học sinh BẢO VỆ bản thiết kế báo cáo phương án thiết kế. PHƯƠNG máy phát điện Học sinh vận dụng các kiến ÁN mini (đèn pin thức và kỹ năng liên quan đến THIẾT lắc tay). chủ đề thiết kế máy phát điện KẾ MÁY - Vận dụng các để bảo vệ phương án thiết kế. PHÁT Giáo viên và học sinh khác kiến thức liên ĐIỆN phản biện. Nhóm học sinh ghi quan đến từ MINI (ĐÈN PIN thông, cảm ứng nhận nhận xét, điều chỉnh và điện từ và suất đề xuất phương án tối ưu để LẮC điện động cảm tiến hành làm sản phẩm máy TAY) phát điện (đèn pin lắc tay) tự ứng để lí giải chế.

FI CI A

(ĐÈN PIN - Trình bày được định luật LẮC TAY) Faraday về hiện tượng cảm ứng điện từ.

- Bản thiết kế máy phát điện mini (đèn pin lắc tay). - Bản ghi nhận ý kiến đóng góp của bạn học và các câu hỏi, ý kiến phản biện của giáo viên và nhóm bạn.

45 phút

QU Y

ƠN

- Lựa chọn phương án thiết kế tối ưu để thực hiện máy phát điện mini (đèn pin lắc tay). 4. CHẾ Sau hoạt động Học sinh thi công máy phát điện tự chế theo nhóm ngoài này, học sinh TẠO giờ học. Giáo viên theo dõi, có khả năng: MÁY tư vấn hỗ trợ học sinh. PHÁT - Thi công ĐIỆN được máy phát Giáo viên có thể hỗ trợ trong phòng thực hành ở trường (ĐÈN PIN điện dựa trên LẮC phương án thiết hoặc lập nhóm trên Facebook, TAY) kế tối ưu đã lựa Zalo hoặc Microsoft Team, và yêu cầu học sinh cập nhật THEO chọn. PHƯƠNG - Thử nghiệm quá trình thi công sản phẩm. Từ đó, giáo viên có thể đôn ÁN sản phẩm và đốc, hỗ trợ và tư vấn khi cần THIẾT điều chỉnh. thiết. KẾ

FI CI A

và bảo vệ cơ sở khoa học và nguyên tắc hoạt động đã lựa chọn trong phương án thiết kế máy phát điện mini (đèn pin lắc tay).

Sau hoạt động này, học sinh có khả năng:

DẠ

KÈ

5. TRÌNH BÀY VỀ MÁY PHÁT ĐIỆN (ĐÈN PIN LẮC TAY) VÀ THẢO LUẬN

- Trình bày được cách vận hành máy phát điện mini (đèn pin lắc tay). - Giải thích được sự thành

Tùy thuộc vào tình hình, điều kiện lớp học, giáo viên có thể thay đổi cách tổ chức báo cáo sản phẩm nhưng vẫn phải đảm bảo theo 3 bước sau: - Bước 1: Báo cáo sản phẩm Nội dung báo cáo của mỗi nhóm bao gồm: + Tiến trình thi công sản phẩm. + Kết quả các lần thử 32

– Máy phát điện mini (đèn pin lắc tay). – Bản thiết kế sau điều chỉnh (nếu có). – Bài báo cáo 1 tuần quá trình và kinh nghiệm thi công máy phát điện (đèn pin lắc tay) tự chế. - Mô hình máy phát điện mini (đèn pin lắc tay) hoàn chỉnh. 45 Hồ sơ học tập phút hoàn chỉnh của dự án “Máy phát điện mini (đèn pin lắc tay)”.

+ Cách sử dụng máy phát điện mini. - Bước 2. Thử nghiệm sản phẩm + Học sinh cho máy phát điện hoạt động để cung cấp điện năng đủ để làm sáng bóng đèn.

+ Phương án thiết kế cuối cùng.

- Đề xuất các ý tưởng cải tiến máy phát điện sóng mini (đèn pin lắc tay).

nghiệm.

FI CI A

công hoặc thất bại của sản phẩm máy phát điện mini (đèn pin lắc tay).

ƠN

+ Giáo viên và học sinh ghi nhận vào phiếu đánh giá máy phát điện (đèn pin lắc tay) tự chế cho các nhóm. - Bước 3. Tổng kết, đánh giá dự án

+ Học sinh và giáo viên nhận xét về sản phẩm máy phát điện mini (đèn pin lắc tay).

QU Y

+ Giáo viên tổng kết và đánh giá chung về dự án:

DẠ

KÈ

 Kiến thức, kỹ năng liên quan đến từ thông, cảm ứng điện từ và suất điện động cảm ứng.

 Quá trình thiết kế và thi công sản phẩm.

 Kỹ năng làm việc nhóm.  Kỹ năng thuyết trình.  Kỹ năng giải quyết vấn đề.  Tính tích cực và sáng tạo.

2.3. Xây dựng chủ đề năng lượng sóng 33

2.3.1. Mô tả chủ đề

FI CI A

Theo kết quả nghiên cứu của các chuyên gia Viện Nghiên cứu Biển và Hải đảo, tổng công suất năng lượng sóng năm là 212 TWh/năm, chiếm gần 1% tổng giá trị toàn cầu, đạt 90% nhu cầu điện năng hiện tại của Việt Nam là 230 TWh/năm. Riêng khu vực ven biển từ Quảng Ngãi – Ninh Thuận có tiềm năng năng lượng sóng biển tốt nhất trên dải bờ biển Việt Nam. Tiếp theo đó là khu vực bờ biển Quảng Bình – Quảng Nam, Bình Thuận – Bạc Liêu. Năng lượng sóng là một dạng năng lượng vô tận, không tạo chất thải, không đòi hỏi bảo trì cao và hoàn toàn miễn phí [15]. Trước nhu cầu sử dụng điện ngày càng cao cho phát triển kinh tế - xã hội, trong khi các nguồn năng lượng truyền thống đang ngày càng cạn kiệt và khai thác quá mức gây hại đến môi trường, biến đổi khí hậu, thiên tai, làm ảnh hưởng đến sự phát triển bền vững của cuộc sống con người thì xu hướng năng lượng "xanh" đang trở nên phổ biến và là nguồn bù đắp điện thiếu hụt quan trọng. Với mong muốn góp phần khai thác các nguồn năng lượng mới, nâng cao chất lượng cuộc sống, giảm thải khí CO2 gây hiệu ứng nhà kính.

- Địa điểm tổ chức: Lớp học

- Thời gian: 4 tuần

ƠN

Thông qua chủ đề, học sinh được tìm hiểu các nguồn năng lượng tái tạo mới cũng như ưu và nhược điểm của nguồn năng lượng sóng. Đồng thời, học sinh cũng nghiên cứu chế tạo nguồn năng lượng sóng biển từ những nguyên vật liệu dễ kiếm.

- Môn học phụ trách chính: Vật lí (lớp 11 cơ bản)

QU Y

Bài 23: Từ thông. Cảm ứng điện từ. Bài 24: Suất điện động cảm ứng. 2.3.2. Mục tiêu chủ đề

Sau chủ đề, học sinh có khả năng: ▪ Kiến thức

- Phát biểu được định nghĩa từ thông, ý nghĩa của từ thông. - Xác định được điều kiện xuất hiện hiện tượng cảm ứng điện từ.

KÈ

- Vận dụng được định luật Len-xơ. - Nắm được định nghĩa suất điện động cảm ứng.

- Phát biểu được nội dung định luật Faraday về hiện tượng cảm ứng điện từ.

DẠ

- Phát biểu được biểu thức tính suất điện động cảm ứng, kí hiệu, đơn vị.

- Mối quan hệ giữa suất điện động cảm ứng và định luật Len-xơ. - Nắm được bản chất của hiện tượng cảm ứng điện từ. ▪ Kỹ năng 34

- Áp dụng được các kiến thức về từ thông, cảm ứng điện từ và suất điện động cảm ứng để đề xuất được các cách vận hành sản phẩm.

FI CI A

- Phác thảo được bản vẽ kỹ thuật máy phát điện sóng.

- Sử dụng được các vật dụng gia công cơ bản. - Thiết kế được máy phát điện sóng đơn giản từ vật liệu dễ tìm. ▪ Thái độ - Nghiêm túc, tích cực tham gia các hoạt động học tập.

- Hứng thú trong học tập, hợp tác chặt chẽ với các bạn khi thực hiện các nhiệm vụ nghiên cứu thực hiện ở nhà.

 Về định hướng phát triển năng lực: - Năng lực giải quyết vấn đề; - Năng lực giao tiếp và hợp tác. 2.3.3. Thiết bị

ƠN

- Năng lực thực nghiệm, nghiên cứu khoa học;

- Nhận ra sự vận dụng của kiến thức môn học để giải quyết nhu cầu cuộc sống.

- Phòng học, bàn ghế để cho các nhóm học sinh.

- Máy chiếu để trình chiếu khi hướng dẫn học sinh. - Phim: nhà máy phát điện năng lượng sóng.

QU Y

- Bút và sổ tay để ghi chú lại những vấn đề cần thiết trong quá trình dạy học. - Phiếu tiến trình dự án thiết kế. - Phiếu tiêu chí dự án thiết kế.

- Phiếu kế hoạch thực hiện dự án thiết kế theo tuần.

- Phiếu tổng kết kế hoạch thực hiện dự án thiết kế theo tuần. - Phiếu bản thiết kế.

DẠ

KÈ

- Đồ dùng trực quan (để học sinh có thể thao tác trực tiếp trên đó): thùng nhựa chứa nước, đồng hồ đo điện, ống tiêm xilanh, nam châm, quả nặng chì, vỏ chai nước, cuộn dây đồng, cuộn dây sợi mảnh, băng keo, kéo,…

Vật liệu

Số liệu và thông số kỹ thuật

FI CI A

10 viên nam châm 10x3mm

Viên nam châm vĩnh cửu (dạng nam châm trắng)

1 cuộn dây đồng 1mm

Dây đồng cách điện

ƠN

1 ống xilanh 6ml

Ống tiêm xilanh

QU Y

2 bóng đèn led 2V (5mm)

Led đỏ

1 cuộn keo đen

Băng keo đen

DẠ

KÈ

1 đồng hồ đo điện DE-360TR  Đo điện áp AC : 12/30/120/300/1200V  Đo điện áp DC : 0.3/3/12/30/120/300/1200V  Đo dòng DC : 60u/3m/30m/600/12A  Đo điện trở : 5k/500/5MΩ  Đo nhiệt độ : -50°C - 250°C

Đồng hồ đo điện

Thùng nhựa đựng nước

ƠN

1 cuộn dây sợi mảnh

Cuộn dây sợi mảnh

QU Y

1 viên chì câu cá trọng lượng 15g

Chì câu cá

1 vỏ chai nước 500ml

KÈ Y DẠ

FI CI A

1 thùng nhựa đựng nước 15 lít  l = 44 cm  r = 31 cm  h = 21 cm

Vỏ chai nước

2.3.4. Các yếu tố lĩnh vực STEM trong chủ đề 37

Bảng 2.3. Các yếu tố lĩnh vực STEM trong chủ đề Máy phát điện mini Biểu hiện Các kiến thức về từ thông, cảm ứng điện từ, suất điện động cảm ứng, định luật Faraday và chuyển hóa năng lượng trong hiện tượng cảm ứng điện từ. - Vật liệu: thùng nhựa chứa nước, đồng hồ đo điện, cuộn dây đồng, nam châm, ống tiêm xilanh, quả nặng chì, vỏ chai nước. - Thiết bị: băng keo, kéo, giấy,… - Công nghệ lắp ráp Máy phát điện sóng mini. - Quy trình đo đạc kích thước sản phẩm trên giấy. - Quy trình quấn dây đồng. - Quy trình mắc ống xilanh đã quấn dây đồng vào quả nặng, vỏ chai nhựa và cố định chúng với nhau. Đo đạc kích thước các bộ phận trong sản phẩm.

Kỹ thuật (Engineering) Toán học (Math)

Công nghệ (Technology)

ƠN

Khoa học (Science)

FI CI A

Thành tố

Hoạt động

Y DẠ

Nội dung

Sản phẩm hoạt động của học sinh - Bảng tổng kết nguyên lí hoạt động của máy phát điện sóng.

QU Y

Sau hoạt động - Giáo viên trình bày một số này, học sinh thông tin về nguyên nhân có khả năng: thiếu hụt điện tại Việt Nam, - Nêu được từ đó giới thiệu nhiệm vụ dự nguyên lí hoạt án là chế tạo máy phát điện động của máy sóng mini với các yêu cầu đề - Bảng tiêu chí phát điện sóng. ra: đánh giá máy điện - Xác định + Nêu rõ vật liệu và hình phát được nhiệm vụ dạng phù hợp để chế tạo một sóng. dự án là chế máy phát điện sóng. - Bảng ghi tạo máy phát + Chọn vật liệu dễ kiếm như điện sóng mini đồng hồ đo điện, móc đồ, ống với các yêu tiêm xilanh, giấy, dây đồng, cầu: quả bóng, quả nặng chì,…

KÈ

1. XÁC ĐỊNH YÊU CẦU CHẾ TẠO MÁY PHÁT ĐIỆN SÓNG BẰNG VẬT LIỆU ĐƠN GIẢN

Mục tiêu

2.3.5. Tiến trình dạy học

nhận nhiệm vụ, kế hoạch dự án và phân công công + Có đủ thông tin về các việc. thông số kỹ thuật như: loại vật liệu, chiều dài của dây/thanh/ống,…

+ Cách hoạt động của máy phát điện sóng có vận dụng kiến thức về từ - Học sinh quan sát đoạn 38

Thời gian

45 phút

+ Chế tạo từ - Giáo viên thông báo, phân những vật liệu tích và thống nhất với học dễ kiếm. sinh các tiêu chí đánh giá của + Có đầy đủ máy phát điện sóng mini. tin về - Giáo viên hướng dẫn học số kỹ sinh về tiến trình dự án và yêu và số cầu học sinh ghi nhận vào nhật của vật kí học tập.

thông thông thuật lượng liệu.

phim ngắn về các thí nghiệm hiện tượng cảm ứng điện từ, từ đó trình bày nguyên lí hoạt động của máy phát điện sóng.

FI CI A

thông, cảm ứng điện từ và suất điện động cảm ứng.

+ Bước 1. Nhận nhiệm vụ

+ Bước 2. Tìm hiểu kiến thức kỹ năng liên quan

Liệt kê được các tiêu chí đánh giá sản phẩm, từ đó định hướng thiết kế sản phẩm dự án là một máy phát điện sóng tự chế.

+ Bước 4. Làm sản phẩm

ƠN

+ Máy phát điện sóng có khả năng cung cấp điện.

+ Bước 3. Lập bản phương án thiết kế và báo cáo + Bước 5. Báo cáo và đánh giá sản phẩm

QU Y

- Giáo viên giao nhiệm vụ cho các nhóm tìm hiểu kiến thức và kỹ năng liên quan trước khi lập bản thiết kế sản phẩm.

Chủ đề 1. Từ thông. Cảm ứng điện từ.

DẠ

KÈ

2. NGHIÊN CỨU KIẾN THỨC VỀ TỪ THÔNG, CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ VÀ SUẤT

- Bài báo cáo. - Bản ghi nhận ý kiến đóng góp của bạn học, giáo viên và các câu hỏi, ý kiến nhận

45 phút

- Vận dụng được công thức xác định suất điện động trong trường hợp mạch điện kín .

ƠN

- Trình bày được định luật Faraday về hiện tượng cảm ứng điện từ. - Trình bày được bản chất của hiện tượng cảm ứng điện từ.

FI CI A

- Trình bày được định nghĩa suất điện động cảm ứng.

Cuối tiết học, giáo viên giao xét của nhóm nhiệm vụ cho nhóm về lên bạn. phương án thiết kế máy phát điện sóng đơn giản. Cuối tiết học, giáo viên giao nhiệm vụ cho các nhóm về nhà thiết kế bản vẽ kỹ thuật thể hiện phương án chế tạo máy phát điện sóng.

bàn tay phải.

ĐIỆN ĐỘNG CẢM ỨNG. ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ MÁY PHÁT ĐIỆN SÓNG MINI

DẠ

KÈ

QU Y

- Lựa chọn được những kiến thức liên quan đến từ thông, hiện tượng cảm ứng điện từ và suất điện động cảm ứng có thể vận dụng được để thực hiện nhiệm vụ làm máy phát điện sóng mini. 3. TRÌNH Sau hoạt động Trong 1 tuần, học sinh làm việc nhóm để hoàn thành bản BÀY VÀ này, học sinh thiết kế. BẢO VỆ có khả năng: PHƯƠNG - Mô tả được Trong buổi lên lớp, học sinh 40

- Bản thiết kế máy phát điện sóng mini. - Bản ghi nhận

45 phút

ý kiến đóng góp của bạn học và các câu hỏi, ý kiến phản biện của giáo viên và nhóm bạn.

báo cáo phương án thiết kế. Học sinh vận dụng các kiến thức và kỹ năng liên quan đến - Vận dụng các chủ đề thiết kế máy phát điện sóng để bảo vệ phương án kiến thức liên thiết kế. Giáo viên và học quan đến từ thông, cảm ứng sinh khác phản biện. Nhóm điện từ và suất học sinh ghi nhận nhận xét, điện động cảm điều chỉnh và đề xuất phương án tối ưu để tiến hành làm sản ứng để lí giải và bảo vệ cơ sở phẩm máy phát điện sóng tự chế. khoa học và nguyên tắc hoạt động đã lựa chọn trong phương án thiết kế máy phát điện sóng mini.

FI CI A

bản thiết kế máy phát điện sóng mini.

ƠN

ÁN THIẾT KẾ MÁY PHÁT ĐIỆN SÓNG MINI

DẠ

KÈ

QU Y

- Lựa chọn phương án thiết kế tối ưu để thực hiện máy phát điện sóng mini. Sau hoạt động Học sinh thi công máy phát 4. CHẾ này, học sinh điện sóng tự chế theo nhóm TẠO ngoài giờ học. Giáo viên theo có khả năng: MÁY dõi, tư vấn hỗ trợ học sinh. - Thi công PHÁT được máy phát Giáo viên có thể hỗ trợ trong ĐIỆN phòng thực hành ở trường điện sóng dựa SÓNG lập nhóm trên trên phương án hoặc THEO Facebook, Zalo hoặc thiết kế tối ưu PHƯƠNG đã lựa chọn. Microsoft Team, và yêu cầu ÁN học sinh cập nhật quá trình thi - Thử nghiệm THIẾT công sản phẩm. Từ đó, giáo sản phẩm và KẾ viên có thể đôn đốc, hỗ trợ và điều chỉnh. tư vấn khi cần thiết. Tùy thuộc vào tình hình, điều Sau hoạt 5. TRÌNH BÀY VỀ động này, học kiện lớp học, giáo viên có thể thay đổi cách tổ chức báo cáo sinh có khả MÁY sản phẩm nhưng vẫn phải năng: PHÁT 41

– Máy phát điện sóng mini. – Bản thiết kế sau điều chỉnh (nếu có). – Bài báo cáo quá trình và kinh nghiệm thi công máy phát điện sóng tự chế. - Mô hình máy phát điện sóng mini hoàn chỉnh.

1 tuần

45 phút

ƠN

+ Học sinh cho máy phát điện hoạt động để cung cấp điện năng.

+ Giáo viên và học sinh ghi nhận vào phiếu đánh giá máy phát điện sóng tự chế cho các nhóm.

QU Y

- Bước 3. Tổng kết, đánh giá dự án

+ Học sinh và giáo viên nhận xét về sản phẩm máy phát điện sóng mini.

DẠ

KÈ

+ Giáo viên tổng kết và đánh giá chung về dự án:

 Kiến thức, kỹ năng liên quan đến từ thông, cảm ứng điện từ và suất điện động cảm ứng.  Quá trình thiết kế và thi công sản phẩm.  Kỹ năng làm việc nhóm.  Kỹ năng thuyết trình.  Kỹ năng giải quyết vấn đề. 42

Hồ sơ học tập hoàn chỉnh của dự án “Máy phát điện sóng mini”.

FI CI A

- Trình bày đảm bảo theo 3 bước sau: được cách vận - Bước 1: Báo cáo sản phẩm hành máy phát Nội dung báo cáo của điện sóng mini. mỗi nhóm bao gồm: - Giải thích + Tiến trình thi công sản được sự thành phẩm. công hoặc thất + Kết quả các lần thử bại của sản nghiệm. phẩm máy phát + Phương án thiết kế cuối điện sóng mini. cùng. Đề xuất các ý + Cách sử dụng máy phát tưởng cải tiến điện sóng mini. máy phát điện - Bước 2. Thử nghiệm sóng mini. sản phẩm

ĐIỆN SÓNG VÀ THẢO LUẬN

 Tính tích cực và sáng

FI CI A

2.4. Tiêu chí đánh giá dạy học theo định hướng STEM

tạo.

2.4.1. Tiêu chí đánh giá tư duy kĩ thuật của học sinh trong dạy học theo định hướng STEM

Dựa vào các biểu hiện của tư duy kỹ thuật và tiêu chí chủ đề STEM cho học sinh, có thể cụ thể hóa tư duy kỹ thuật của học sinh thông qua các tiêu chí. Đây là công cụ đánh giá của giáo viên, đánh giá đồng đẳng, tự đánh giá của học sinh.

Bảng 2.4. Tiêu chí đánh giá tư duy kỹ thuật của học sinh trong dạy học chủ đề STEM [11] Các mức độ thể hiện Rất Rõ Không Không rõ ràng rõ có ràng ràng

ƠN

Các tiêu chí

DẠ

KÈ

QU Y

(1) Sử dụng một số thuật ngữ kỹ thuật chuyên ngành, giải thích rõ và vận dụng được các thuật ngữ ấy; tương ứng với biểu hiện tư duy kỹ thuật (a) (2) Đưa ra sơ đồ thiết kế kỹ thuật, giải thích và vận dụng được sơ đồ đó trong thực tiễn chuyên ngành; tương ứng với biểu hiện tư duy kỹ thuật (d), (e) (3) Thiết kế bản vẽ kỹ thuật của một thiết bị, một hệ thống kỹ thuật nào đó (thể hiện mặt cắt ngang, mặt cắt dọc); tương ứng với biểu hiện tư duy kỹ thuật (d) (4) Thiết kế sơ đồ cấu tạo và hoạt động của hệ thống kỹ thuật; tương ứng với biểu hiện tư duy kỹ thuật (d) (5) Tiến hành đo đạc, khảo sát, thử nghiệm, vận hành hệ thống kỹ thuật; tương ứng với biểu hiện tư duy kỹ thuật (c) (6) Hình thành khái niệm kỹ thuật mới áp dụng trong chuyên ngành trên cơ sở các khái niệm đã được học; tương ứng với biểu hiện tư duy kỹ thuật (b) (7) Thực hiện thiết kế chế tạo, lắp ráp mô hình vật chất kỹ thuật: tính toán mua sắm nguyên vật 43

FI CI A

liệu, phác thảo, đo đạc, hàn, tiện, cưa, vận hành, sửa chữa,...; tương ứng với biểu hiện tư duy kỹ thuật (c), (d), (e) 2.4.2. Đánh giá mức độ nắm vững kiến thức

QU Y

ƠN

Để đánh giá mức độ nắm vững kiến thức khoa học, chúng tôi sử dụng công cụ là một bài kiểm tra bao gồm 20 câu trắc nghiệm khách quan 4 lựa chọn. Học sinh sẽ làm bài kiểm tra này trong thời gian 15 phút.

 KẾT LUẬN CHƯƠNG 2 

DẠ

KÈ

Trong chương này, chúng tôi đã tiến hành phân tích nội dung kiến thức chương “Cảm ứng điện từ” – Vật lí 11 (cơ bản). Căn cứ vào mục tiêu dạy học của chương và tiến trình tổ chức dạy học các kiến thức vật lí theo định hướng giáo dục STEM, chúng tôi nghiên cứu, lựa chọn kiến thức để tổ chức dạy học chương “Cảm ứng điện từ” theo định hướng giáo dục STEM thông qua 2 chủ đề “Máy phát điện mini” và “Năng lượng sóng”.

Để kiểm chứng giả thuyết khoa học và có cơ sở thực tiễn cho đề tài, chúng tôi đã tiến hành thực nghiệm sư phạm ở trường trung học phổ thông. Nội dung thực nghiệm được thể hiện ở chương 3. 44

L FI CI A OF ƠN NH QU Y M

CHƯƠNG 3: THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM

KÈ

3.1. Mục đích thực nghiệm sư phạm Chúng tôi tiến hành thực nghiệm sư phạm đề tài: “Tổ chức dạy học một số kiến thức chương Cảm ứng điện từ - Vật lí 11 theo định hướng giáo dục STEM” nhằm - Kiểm chứng giả thuyết khoa học đã đề ra.

DẠ

- Đánh giá tính khả thi của tiến trình dạy học một số kiến thức chương “Cảm ứng điện từ” đã đề xuất. 3.2. Đối tượng của thực nghiệm sư phạm

- Học sinh lớp 11B3 trường THCS- THPT Hoa Sen (quận 9) năm học 2019 – 2020. Lớp 11B3 gồm 30 học sinh (17 nữ - 13 nam) - Phần lớn học sinh là đối tượng có nhiều hoàn cảnh khó khăn, học lực trung bình

FI CI A

khá. 3.3. Phương pháp thực nghiệm sư phạm

- Chúng tôi xin phép Ban Giám hiệu nhà trường, Tổ Vật lí, giáo viên Vật lí lớp 11B trong trường được thực nghiệm sư phạm.

- Chúng tôi nhờ giáo viên đang đứng lớp để thực nghiệm giáo án trong 2 tiết chính khóa. - Giáo viên tổ chức dạy học như tiến trình trong giáo án đã đề ra.

ƠN

- Từ kết quả thực nghiệm, chúng tôi đánh giá những gì đã đạt được và những mặt còn hạn chế cần phải chỉnh sửa. 3.4. Những thuận lợi và khó khăn gặp phải khi tiến hành thực nghiệm sư phạm 3.4.1. Thuận lợi

- Ban giám hiệu trường THCS – THPT Hoa Sen và Tổ Vật lí rất ủng hộ, khuyến khích giáo viên đổi mới phương pháp dạy học, tạo điều kiện cho các tiết học định hướng giáo dục STEM.

QU Y

- Giáo viên hướng dẫn rất nhiệt tình giúp đỡ, tạo điều kiện thuận lợi và luôn hỗ trợ chúng tôi trong quá trình thực nghiệm sư phạm. - Tại thời điểm thực nghiệm, nhà trường có một phòng học STEM được trang bị đầy đủ các thiết bị, cơ sở vật chất để tổ chức dạy các tiết học theo định hướng giáo dục STEM.

- Học sinh thực nghiệm năng động, đoàn kết, tích cực, có năng khiếu thực hành, khả năng thuyết trình tốt và đã được tham gia nhiều tiết định hướng giáo dục STEM.

KÈ

- Được sự giúp đỡ phối hợp của cán bộ giáo viên và các em học sinh trường THCS – THPT Hoa Sen cũng tạo tiền đề cho thành công của quá trình thực nghiệm. - Giáo viên thực nghiệm là giáo viên giỏi, có năng lực chuyên môn, và có kinh nghiệm giảng dạy Vật lí theo định hướng giáo dục STEM.

3.4.2. Khó khăn

DẠ

- Thời gian thực nghiệm sư phạm còn nhiều hạn chế.

- Phần lớn là học sinh có hoàn cảnh khó khăn, học lực của các em mỗi nhóm khác nhau (trung bình, khá, giỏi).

- Sự khác biệt giọng nói vùng miền cũng là một trở ngại lớn khi thực nghiệm sư phạm tại trường khu vực miền nam.

FI CI A

3.5. Phân tích diễn biến thực nghiệm sư phạm  Giai đoạn 1: Chuẩn bị * Chuẩn bị đồ dùng, dụng cụ học tập  Đối với chủ đề 1: Đèn pin lắc tay

QU Y

ƠN

- Giáo viên chuẩn bị 6 bộ dụng cụ dạy học, mỗi bộ đựng sẵn trong 6 khay nhựa để phát cho mỗi nhóm. Bộ dụng cụ bao gồm: 1 ống xilanh 10ml, 1 ống xilanh 6ml, 1 cuộn dây đồng 1mm, 2 bóng đèn led 2V, 10 viên nam châm 10x3mm, 1 cuộn keo đen, 1 tờ giấy nhám.

KÈ

Hình 3.1. Dụng cụ thí nghiệm được trang bị cho mỗi nhóm học sinh Để phục vụ cho việc báo cáo thuyết trình của học sinh, giáo viên cung cấp cho mỗi nhóm: Bút màu, giấy roki, bút lông, thước kẻ,…

 Đối với chủ đề 2: Máy phát điện sóng

DẠ

- Giáo viên chuẩn bị 1 bộ dụng cụ. Vì giới hạn thời gian thực nghiệm nên chỉ có một nhóm học sinh thực hiện dự án Máy phát điện sóng. Bộ dụng cụ bao gồm: 1 ống xilanh 6ml, 1 cuộn dây đồng 1mm, 1 đồng hồ đo điện, 10 viên nam châm 10x3mm, 1 cuộn keo đen, 1 tờ giấy nhám, 1 khay đựng nước, 1 viên chì nặng 5g, 1 cuộn dây sợi mảnh, một vỏ chai nước. 47

* Chuẩn bị tài liệu dạy học

FI CI A

 Đối với chủ đề 1: Đèn pin lắc tay: Giáo viên chuẩn bị giáo án, powerpoint trình chiếu, tài liệu hướng dẫn.  Đối với chủ đề 2: Máy phát điện sóng: Giáo viên chuẩn bị tài liệu hướng dẫn. * Chuẩn bị thiết bị dạy học

Giáo viên trước khi lên lớp sẽ chuẩn bị phòng học, bàn ghế, máy chiếu,…để dạy học.

 Giai đoạn 2: Tổ chức dạy học trên lớp

Chúng tôi tiến hành thực nghiệm theo tiến trình dạy học kiến thức Vật lí định hướng giáo dục STEM như sơ đồ hình 1.1 – Chương 1.  Đối với chủ đề 1: Đèn pin lắc tay

ƠN

 Đặt vấn đề

- Giáo viên giới thiệu chủ đề “Đèn pin lắc tay” thông qua video thí nghiệm hiện tượng cảm ứng điện từ. Các học sinh của lớp chú ý quan sát theo dõi video.

QU Y

- Giáo viên đặt vấn đề và giao nhiệm vụ: “Bạn nhận thức được tầm quan trọng của tập thể dục đối với sức khỏe. Bạn quyết định chạy bộ sau 19h hằng ngày. Trong khoảng thời gian đó, trời tối và các phương tiện giao thông di chuyển trên đường có thể không nhận ra bạn và bạn có nguy cơ tai nạn cao. Nếu là bạn, bạn chọn giải pháp nào giải quyết vấn đề trên? Trong các giải pháp đó, giải pháp đem theo một tín hiệu ánh sáng như đèn pin, đèn led,…là khả thi. Tuy nhiên, chúng ta nên sử dụng các loại đèn tự biến đổi năng lượng do chuyển động của các bộ phận cơ thể khi chạy bộ sẽ thuyết thực và ý nghĩa hơn. Vì vậy, bạn hãy đọc các thông tin cung cấp trong tài liệu hướng dẫn để thiết kế, chế tạo một thiết bị được gọi là “Đèn pin lắc tay. Thiết bị này chuyển động năng của cánh tay thành điện năng và quang năng làm bóng đèn led phát sáng”. Hầu hết các học sinh trong lớp đều chú ý lắng nghe, bàn luận và trả lời những câu của giáo viên đặt ra.

KÈ

- Giáo viên bàn giao các thiết bị, dụng cụ thí nghiệm cho các nhóm học sinh. Các em rất hứng thú, tò mò và chủ động lên nhận các bộ dụng cụ từ giáo viên.

DẠ

- Giáo viên giới thiệu thiết bị thí nghiệm, tài liệu học tập cho các nhóm học sinh. Các học sinh của lớp đều chú ý lắng nghe và quan sát sự hướng dẫn của giáo viên.

L FI CI A OF

KÈ

QU Y

ƠN

Hình 3.2. Giáo viên giới thiệu tài liệu hướng dẫn

Hình 3.3. Giáo viên giới thiệu dụng cụ thí nghiệm

 Làm việc với tài liệu hướng dẫn STEM

DẠ

Chúng tôi theo dõi quá trình làm việc của các nhóm. Khi bắt đầu tiến hành, hầu hết tất cả các nhóm đều bầu nhóm trưởng và nhóm trưởng phân công công việc cho mỗi thành viên trong nhóm. Các nhóm được sự phân công nhiệm vụ nghiên cứu tài liệu hướng dẫn của nhóm trưởng sẽ: 49

FI CI A

+ Phối hợp cùng các bạn chịu trách nhiệm tiến hành thí nghiệm kiểm tra các bộ dụng cụ nhận được từ giáo viên về: số lượng các thiết bị, tình trạng chất lượng của các thiết bị, tìm hiểu kiến thức giải thích được hiện tượng thí nghiệm và quy trình thực hiện thí nghiệm.

+ Phối hợp với nhóm nhận nhiệm vụ hoàn thành phiếu học tập, điền đầy đủ các nội dung kiến thức về mặt thông số kỹ thuật và công dụng của các vật liệu trong phiếu học tập.

QU Y

ƠN

+ Phối hợp với nhóm nhận nhiệm vụ hoàn thành sơ đồ cách bố trí thí nghiệm vẽ lên giấy roki.

Hình 3.4. Học sinh nhóm 2 đang làm việc với tài liệu hướng dẫn  Thực hiện thí nghiệm

KÈ

Các thành viên trong nhóm tiến hành thí nghiệm cần có khả năng kỹ thuật tốt. Trong quá trình thực nghiệm thí nghiệm, các nhóm sẽ làm việc với tài liệu hướng dẫn và thực hiện theo quy trình tiến hành thí nghiệm. Đối với chủ đề này, giáo viên đã chuẩn bị sẵn các bộ dụng cụ thí nghiệm, học sinh dựa vào tài liệu hướng dẫn, bố trí và thực hiện thí nghiệm, nhận xét kết quả đạt được, sau đó thực hiện các nhiệm vụ khác.

DẠ

Trong lúc bố trí thí nghiệm, nhìn chung các học sinh của các nhóm rất tập trung và tích cực hoạt động, trao đổi, thảo luận sôi nổi, đưa ra những sáng kiến sáng tạo để tạo ra sản phẩm; biết phối hợp với nhau, phân chia công việc với nhau để thực hiện các nhiệm vụ học tập.  Đối với các nhóm thực hiện thành công thí nghiệm

Thí nghiệm thành công nếu như các nhóm tuân thủ đầy đủ các yêu cầu của thí nghiệm được ghi trong tài liệu hướng dẫn và đạt được kết quả khi lắc đèn pin thì nam 50

QU Y

ƠN

FI CI A

châm vĩnh cửu di chuyển trong lòng cuộn dây và kéo theo sự thay đổi từ thông xuyên qua cuộn dây, lập tức cuộn dây xuất hiện suất điện động cảm ứng, nếu sức điện động cảm ứng đủ lớn thì nó sẽ làm sáng bóng đèn của đèn pin. Trong 6 nhóm thực hiện thí nghiệm thì có 4 nhóm thực hiện thành công thí nghiệm này. Tuy nhiên. Trong các nhóm thì nhóm 5 thực hiện nhanh và đẹp nhất, sau đó nhóm lấy kết quả và dọn dẹp dụng cụ thí nghiệm để chuẩn bị thuyết trình. Sỡ dĩ, nhóm thành công là nhóm phân công nhiệm vụ cho các thành viên tốt, đọc kĩ tài liệu hướng dẫn và theo dõi hướng dẫn của giáo viên.

KÈ

Hình 3.5. Học sinh nhóm 5 đang hoàn thành thí nghiệm

 Đối với các nhóm chưa thực hiện thành công thí nghiệm

DẠ

Nếu thực hiện không thành công, các nhóm học sinh sẽ tìm hiểu lí do thất bại bằng cách quay lại đọc kĩ tài liệu hướng dẫn, đưa ra các giải pháp khắc phục. Nhóm 2 thực hiện không thành công bởi vì các em chưa chọn đúng loại ống tiêm xilanh có thông số kỹ thuật 6ml mà dùng loại ống tiêm xilanh 10ml, vì vậy các em mất khá nhiều thời gian để làm lại từ đầu. Còn nhóm 3 thực hiện không thành công bởi vì các em quấn dây đồng quanh ống tiêm xilanh chưa được chắc chắn khiến dây đồng bị tuột ra khỏi ống khiến các em phải làm lại từ đầu vì thế không đủ thời gian để hoàn thành sản phẩm. Mặc dù không thành công nhưng các em đã có nhiều kinh nghiệm và các 51

ƠN

FI CI A

biện pháp khắc phục và những sáng kiến để nâng cấp sản phẩm của mình hoàn thiện hơn. Từ đó các em cũng thấy được tầm quan trọng của việc đọc kĩ tài liệu hướng dẫn trước khi bắt đầu tiến hành thí nghiệm.

DẠ

KÈ

QU Y

Hình 3.6. Nhóm 3 đang thực hiện quấn dây đồng

Hình 3.7. Nhóm 2 đang thực hiện quấn dây đồng vào ống xilanh 10ml

 Tổ chức cho học sinh báo cáo kết quả

FI CI A

- Giáo viên tổ chức cho các nhóm báo cáo kết quả thí nghiệm theo hình thức 2 học sinh đại diện 1 nhóm báo cáo. Các học sinh của các nhóm sẽ lắng nghe báo cáo sau đó sẽ nhận xét, bổ sung, đặt câu hỏi cho nhóm thuyết trình. Do giới hạn về thời gian nên chỉ có 1 nhóm xung phong báo cáo trong tiết học.

- Đối với phần báo cáo của nhóm 1: 2 học sinh nhóm 1 (Tiến, Long) báo cáo sơ đồ bố trí thí nghiệm và hoàn thành nội dung trong phiếu học tập. Nhìn chung, nhóm trình bày đầy đủ kiến thức, cấu tạo của đèn pin lắc, trình bày cách bố trí và tiến hành thí nghiệm, khẳng định kết quả thí nghiệm, nêu được định nghĩa của từ thông, hiện tượng cảm ứng điện từ và chỉ ra được cơ sở khoa học của thí nghiệm là hiện tượng cảm ứng điện từ. Chúng tôi ghi lại một vài ý kiến của nhóm 1 trong phần trình bày của mình.

ƠN

+ Tiến: “Khi ta thực hiện thao tác lắc ống xylanh, ta thấy nam châm di chuyển qua lại trong lòng cuộn dây làm thay đổi từ thông xuyên qua cuộn dây. Lập tức, trong cuộn dây xuất hiện suất điện động cảm ứng.”

DẠ

KÈ

QU Y

+ Long: “Nếu suất điện động đủ lớn thì nó sẽ làm đèn led phát sáng. Hiện tượng này được gọi là hiện tượng cảm ứng điện từ.”

Hình 3.8. Tiến và Long trình bày các bước lắp ráp sản phẩm

L FI CI A OF ƠN

 Nhận xét, đánh giá

Hình 3.9. Tiến và Long vận hành sản phẩm

QU Y

- Giáo viên tổ chức cho học sinh nhận xét, phản biện, trong quá trình đó, phát hiện vấn đề. Nhìn chung, các nhóm 4, 5, và 6 có cùng kết quả thí nghiệm. Các học sinh tích cực đặt câu hỏi phân tích vấn đề. - Chúng tôi ghi lại một số câu hỏi tiêu biểu của các nhóm: + Nhóm 5: “Tại sao không dùng ống xilanh có dung tích 10ml mà lại là loại 6ml?”

+ Nhóm 6: “Nếu thay thế đèn led 2V bằng đèn led 3V thì có đủ để làm sáng đèn hay không?”

KÈ

 Đối với câu hỏi của nhóm 5, nhóm 1 trả lời: “Bởi vì chúng ta dùng loại nam châm rất nhỏ có đường kính 1cm nên để phù hợp thì ta nên dùng loại ống xilanh 6ml.”

DẠ

 Đối với câu hỏi của nhóm 6, nhóm 1 trả lời: “Nếu dùng loại đèn led 3V thì đèn led sẽ phát sáng yếu rất khó để quan sát, vì vậy dùng loại đèn led 2V là tối ưu nhất, chỉ cần lắc tay qua lại nhẹ nhàng thì có thể dễ dàng làm đèn led 2V sáng mạnh.”  Kết luận - Giáo viên nhận xét và hệ thống lại sơ đồ bố trí thí nghiệm. - Giáo viên kết luận lại nội dung kiến thức Vật lí trọng tâm của bài học: 54

+ Định nghĩa từ thông, hiện tượng cảm ứng điện từ.

+ Định luật Len-xơ về chiều của dòng điện.

FI CI A

+ Nguyên lí hoạt động của máy phát điện.

- Giáo viên sử dụng kiến thức Vật lí để giải thích nguyên lí hoạt động của đèn pin lắc tay.  Đối với chủ đề Máy phát điện sóng  Hoạt động 1. Xác định yêu cầu chế tạo (45 phút)

Tổ chức nhóm nghiên cứu

Đặt vấn đề - giao nhiệm vụ học tập

ƠN

Sau khi hết thời gian đăng ký, chốt danh sách học sinh tham gia, yêu cầu nhóm hội ý thống nhất tên nhóm, bầu chọn nhóm trưởng, thư ký. Các em đều rất hứng thú, tích cực bình chọn tên nhóm (Cao Su Team), nhóm trưởng (Ngô Đức Tiến), thư ký (Trung Hiếu).

Chúng tôi đặt vấn đề dự án. Các học sinh của nhóm chăm chú theo dõi.

QU Y

Chúng tôi đặt câu hỏi (1): “Các em hãy kể một số năng lượng tái tạo đang được khai thác ở Việt Nam mà các em biết?” và (2): “Hiện nay, Việt Nam vẫn chưa có nhà máy phát điện sử dụng năng lượng sóng. Em nghĩ trong tương lai, Việt Nam có thể xây dựng thành công nhà máy phát điện sóng không?”, “Nếu xây dựng thành công thì sẽ có lợi ích gì” cho học sinh và ghi lại một vài ý kiến của nhóm như sau: Đối với câu hỏi (1), các em trả lời: “Dạ hiện nay những năng lượng tái tạo được khai thác ở Việt Nam là năng lượng mặt trời, năng lượng gió, năng lượng thủy điện, năng lượng thủy triều,…”

KÈ

Đối với câu hỏi (2), các em trả lời: “Dạ em rất hy vọng Việt Nam có thể xây dựng thành công nhà máy phát điện sóng trong tương lai. Nếu xây dựng thành công thì sẽ mang lại rất nhiều lợi ích cho nước ta như cung cấp năng lượng độc lập cho hộ gia đình, tiết kiệm chi phí truyền tải điện, tạo việc làm cho người lao động và bảo vệ môi trường.”

Chúng tôi giao nhiệm vụ: “Tiến hành thiết kế một máy phát điện sóng mini có khả năng cung cấp điện”. Tất cả các học sinh của nhóm đều chú ý lắng nghe nhiệm vụ đề ra.

DẠ

Tìm hiểu sơ lược về nguyên lí hoạt động

Chúng tôi cho học sinh quan sát một đoạn phim về cấu tạo và nguyên lí hoạt động của mô hình năng lượng sóng. Phần lớn các em học sinh đều chú ý theo dõi và thích thú. 55

FI CI A

Chúng tôi đặt một số câu hỏi định hướng học sinh liên hệ, tổ chức cho nhóm thảo luận trong 5 phút và theo dõi quá trình làm việc của nhóm. Trong 1 phút đầu, các thành viên trong nhóm vẫn chưa ổn định nghe theo hiệu lệnh của nhóm trưởng. Nhưng sau 1 phút, nhóm dần tập trung hơn. Nhóm trưởng yêu cầu thư kí đọc lại từng câu hỏi. Ở mỗi câu, nhóm trưởng hỏi ý kiến các thành viên và yêu cầu thư kí ghi lại. Sau đó sẽ tiến hành phân tích đáp án được nhiều thành viên đề xuất nhất và đi đến thống nhất chung. Nhóm dần hoạt động sôi nổi và đem lại hiệu quả cao.

Kết thúc thời gian hợp nhóm, chúng tôi yêu cầu các thành viên quay về chỗ ngồi và mời đại diện nhóm lên báo cáo kết quả thảo luận. Đại diện nhóm nhanh chóng lên trước lớp trình bày báo cáo kết quả, các bạn còn lại chăm chú nghe. Đối với câu hỏi đặt ra các em đều trả lời đúng. Chúng tôi kết luận lại vấn đề và giao nhiệm vụ về nhà. Giao nhiệm vụ tìm kiến thức nền

Thống nhất tiến trình dự án

ƠN

Chúng tôi thông báo các chủ đề cần tìm hiểu và hướng dẫn cách hoàn thành nhiệm vụ. Các em rất tò mò, nhóm trưởng yêu cầu thư kí ghi chú lại.

Vì học sinh đều chưa quen làm dự án, chúng tôi thông báo tiến trình sẵn do chúng tôi biên soạn và trao đổi với học sinh để phân phối thời gian phù hợp với công việc trong dự án. Trong lúc trao đổi, nhìn chung các học sinh rất nhiệt tình, tích cực phát biểu, thảo luận sôi nổi, nghiêm túc.

QU Y

Thống nhất tiêu chí đánh giá

Chúng tôi yêu cầu học sinh trao đổi để thống nhất các tiêu chí đánh giá sản phẩm, tỉ lệ điểm các tiêu chí và nhấn mạnh yếu tố công bằng khi đề xuất tiêu chí. Vì chưa quen lập một bảng tiêu chí đánh giá nên học sinh thống nhất sử dụng bảng tiêu chí đánh giá mẫu của chúng tôi và thảo luận để thống nhất tỉ lệ điểm. Nhìn chung, các em hội ý nghiêm túc để thống nhất tỉ lệ điểm cho hoạt động “Trình bày phương án thiết kế”.

KÈ

Tổng kết hoạt động

DẠ

Chúng tôi nhắc lại các công việc đã trao đổi trong hoạt động 1 và hướng dẫn thực hiện Hồ sơ học tập dự án. Chúng tôi yêu cầu nhóm trưởng cung cấp địa chỉ gmail, yêu cầu các thành viên trong nhóm lập nhóm trên Zalo và chuyển các phiếu dưới dạng file word đến nhóm và thống nhất lịch nộp các phiếu. Nhóm trưởng nhanh chóng cung cấp thông tin liên hệ và nhất trí lịch trình.  Hoạt động 2. Nghiên cứu kiến thức nền. Đề xuất phương án thiết kế (45 phút)

FI CI A

Chúng tôi cho học sinh trình bày các chủ đề kiến thức nền theo phân công. Sau khi đại diện nhóm trình bày, chúng tôi nhận xét, bổ sung, đặt câu hỏi định hướng để cho nhóm thuyết trình suy luận từ kiến thức nền như bộ câu hỏi chúng tôi đã biên soạn. Tất cả các thành viên trong nhóm đều chú ý lắng nghe và ghi chú lại các thông tin cần thiết. Chúng tôi giao nhiệm vụ tiếp theo cho nhóm: “Dựa trên kiến thức vừa tìm hiểu, lập bản thiết kế máy phát điện sóng từ những nguyên vật liệu đơn giản thỏa mãn các tiêu chí đánh giá”.  Hoạt động 3. Trình bày và bảo vệ phương án thiết kế

Chúng tôi theo dõi tiến độ làm việc của nhóm qua trưởng nhóm (thông qua Zalo và Gmail). Chúng tôi chủ động trao đổi với nhóm, giải quyết những thắc mắc của nhóm để hoàn thành bản thiết kế. Nhìn chung, nhóm làm việc nghiêm túc, biết hỗ trợ lẫn nhau và cố gắng hoàn thành nhiệm vụ.

ƠN

Trong buổi lên lớp, đại diện nhóm lên báo cáo phương án thiết kế, Các em nhanh chóng lên trước lớp trình bày, tất cả thành viên còn lại đều hứng thú và chú ý lắng nghe.

QU Y

Sau khi nhóm trình bày, chúng tôi đặt câu hỏi định hướng để nhóm vận dụng các kiến thức và kỹ năng liên quan phản biện. Trong quá trình trao đổi, nhóm trả lời được hầu hết các câu hỏi của chúng tôi, những câu hỏi chưa trả lời được các em ghi chú lại và nhờ chúng tôi định hướng điều chỉnh. Chúng tôi công bố điểm số theo thang điểm đã thống nhất, nhận xét phần trình bày, bản thiết kế của nhóm và đặt ra các câu hỏi định hướng và dẫn dắt các em tìm ra được phương án tối ưu để tiến hành làm sản phẩm. Chúng tôi giao nhiệm vụ kế tiếp cho các em: - Chỉnh sửa bản thiết kế theo góp ý của chúng tôi và nộp lại.

- Thi công chế tạo máy phát điện sóng dựa trên bản thiết kế đã chỉnh sửa. Tất cả các em đều rất hào hứng và tích cực.

KÈ

Chúng tôi thông báo lịch trình báo cáo sản phẩm máy phát điện sóng: - Hình thức: báo cáo 2 lần

DẠ

+ Lần 1: gửi báo cáo theo mẫu dưới dạng tập tin qua Gmail cho chúng tôi. + Lần 2: trình bày sản phẩm trước lớp học.

 Hoạt động 4. Chế tạo sản phẩm theo phương án thiết kế

Sau khi đã góp ý chỉnh sửa, nhóm thảo luận và thống nhất lại các nguyên vật liệu đã sử dụng, nhóm tiến hành thi công máy phát điện sóng dựa trên phương án thiết kế tối ưu đã lựa chọn ngoài giờ học, tiến hành thử nghiệm và điều chỉnh.

FI CI A

Chúng tôi theo dõi, tư vấn hỗ trợ học sinh thông qua việc trao đổi với nhóm trên Zalo. Chúng tôi yêu cầu nhóm trưởng báo cáo các việc đã làm được và cần trợ giúp 1 ngày 1 lần. Từ đó, chúng tôi đôn đốc, hỗ trợ kịp thời và tư vấn ngay khi cần thiết. Nhìn chung, học sinh rất tích cực, cố gắng và nghiêm túc khi chế tạo sản phẩm.

 Hoạt động 5. Trình bày sản phẩm

ƠN

Chúng tôi tổ chức cho nhóm báo cáo sản phẩm hoàn chỉnh 2 lần. Lần 1 là gửi báo cáo hoàn chỉnh dưới dạng tập tin qua Gmail cho chúng tôi. Chúng tôi nhận bài, góp ý chỉnh sửa trực tiếp trên bài và gửi về cho các em. Chúng tôi trao đổi với nhóm qua nhóm trò chuyện trên Zalo để góp ý chỉnh sửa bằng các câu hỏi định hướng.

Báo cáo lần 2 diễn ra tại lớp học, nhóm chuẩn bị chu đáo và có mặt trước giờ quy định. Khi báo cáo, thời gian đầu chúng tôi nhận thấy các em khá run, báo cáo chưa được trôi chảy, tuy nhiên sau đó các em đã bình tĩnh và thuyết trình tự tin hơn. Chúng tôi ghi nhận phần trình bày của nhóm gồm các nội dung sau: - Tên sản phẩm.

QU Y

- Tên môn học liên quan. - Ý tưởng thiết kế.

- Kiến thức lĩnh vực STEM trong chủ đề. - Tổng quan về bộ sản phẩm

+ Dụng cụ, vật liệu.

+ Nguyên lý hoạt động.

KÈ

+ Vận hành và kết quả. + Ưu điểm và nhược điểm của bộ sản phẩm lắp ráp.

+ Hướng phát triển của sản phẩm trong tương lai.

DẠ

Kết thúc báo cáo, chúng tôi tổng kết và đánh giá chung về dự án. Những vấn đề trao đổi với học sinh: + Kiến thức, kỹ năng liên quan. + Quá trình thiết kế và thi công sản phẩm. 58

+ Kỹ năng làm việc nhóm.

+ Kỹ năng thuyết trình.

FI CI A

+ Kỹ năng giải quyết vấn đề.

ƠN

+ Tính tích cực và sáng tạo.

DẠ

KÈ

QU Y

Hình 3.10. Nhóm đang phân công nhiệm vụ cho các thành viên

DẠ

KÈ

QU Y

ƠN

FI CI A

Hình 3.11. Nhóm hoàn thành hồ sơ dự án năng lượng sóng biển

Hình 3.12. Nhóm vẽ bản thiết kế kỹ thuật 60

FI CI A

Hình 3.13. Nhóm thực hiện và hoàn thành sản phẩm

 Giai đoạn 3: Kiểm tra và đánh giá kết quả dạy học trên lớp

Thực hiện bài kiểm tra: Giáo viên biên soạn đề kiểm tra gồm 20 câu, thời gian 30 phút dùng để kiểm tra các kiến thức Vật lí, Công nghệ, Kỹ thuật, vấn đề thực tiễn liên quan và việc ứng dụng kiến thức Vật lí để giải thích một số vấn đề trong thực tiễn.

3.6. Đánh giá việc phát triển tư duy kỹ thuật của học sinh

Theo dõi diễn biến thực nghiệm sư phạm, chúng tôi nhận thấy các biểu hiện ở học sinh phù hợp với tiêu chí đánh giá tư duy kỹ thuật của học sinh đã đưa ra ở mục 2.4.1 – Chương 2. Chúng tôi thể hiện nó ở bảng 3.1.

Các mức độ thể hiện - Khi chúng tôi đưa ra nội dung đề tài “đèn pin lắc tay” và “máy phát điện sóng” để các nhóm học sinh thực hiện sản phẩm, các bạn đã chủ động định nghĩa các thuật ngữ kỹ thuật chuyên ngành như: “suất điện động cảm ứng”, “cảm ứng điện từ”, “từ trường biến thiên”, “dòng điện một chiều”,… và sử dụng trong quá trình lập bản vẽ, thiết kế sản phẩm , thực hiện sản phẩm và trình bày thuyết minh sản phẩm.

QU Y

Các tiêu chí

ƠN

Bảng 3.1. Tiêu chí đánh giá tư duy kỹ thuật và biểu hiện cụ thể của học sinh trong tiết học

DẠ

KÈ

(1) Sử dụng một số thuật ngữ kỹ thuật chuyên ngành, giải thích rõ và vận dụng được các thuật ngữ ấy; tương ứng với biểu hiện tư duy kỹ thuật (a)

Hình 3.14. Nhóm sử dụng, giải thích một số thuật ngữ kỹ thuật để trình bày nội dung công việc 61

ƠN

FI CI A

- Khi tham gia trả lời các câu hỏi, các bạn học sinh đã áp dụng định nghĩa của các thuật ngữ kỹ thuật chuyên ngành từ đó giải thích hiện tượng vật lí của sản phẩm tạo ra. - Sau khi lên ý tưởng, các bạn học sinh vẽ sơ đồ thiết kế và sơ đồ nguyên lí cho sản phẩm. - Dựa vào sơ đồ các nhóm học sinh đã thực hiện lắp ráp để hoàn thành sản phẩm.

DẠ

KÈ

QU Y

(2) Đưa ra sơ đồ thiết kế kỹ thuật, giải thích và vận dụng được sơ đồ đó trong Hình 3.15. Nhóm học sinh tiến hành lên ý thực tiễn chuyên ngành; tương ứng với tưởng và vẽ sơ đồ thiết kế và sơ đồ nguyên lí biểu hiện tư duy kỹ thuật (d), (e) - Kết thúc quá trình thực hiện sản phẩm, lần lượt các nhóm lên bảng báo cáo thuyết trình, các em chỉ vào bản vẽ thiết kế nêu ra cấu tạo, đặc điểm của từng vật liệu, giải thích được nguyên lí hoạt động của sản phẩm và trình bày cách vận hành sản phẩm.

Hình 3.16. Nhóm hoàn thành bản thiết kế

FI CI A

- Sau khi được phân công nhiệm vụ với đề tài là “đèn pin lắc tay” và “máy phát điện sóng”, các nhóm đã lên ý tưởng dựa trên sản phẩm mẫu của giáo viên hướng dẫn và tài liệu hướng dẫn đã đưa ra bản thiết kế sản phẩm dựa trên ý tưởng sáng tạo của riêng mỗi nhóm.

ƠN

- Khi chúng tôi yêu cầu các nhóm thực hiện thiết kế bản vẽ “đèn pin lắc tay” và “máy phát điện sóng”, các bạn đã nhanh chóng xác định được mục tiêu và hình dung ra được cấu tạo, cách lắp ráp từ đó vẽ bản thiết kế thể hiện được mặt cắt ngang, mặt cắt dọc của sản phẩm. Các nhóm đưa ra bản vẽ mặt cắt cho 2 sản phẩm thể hiện được cấu tạo phần cứng (vỏ sản phẩm) và cấu bên trong (lõi của sản phẩm).

Hình 3.17. Bản vẽ thiết kế thể hiện mặt cắt sản phẩm của nhóm 2

DẠ

KÈ

QU Y

(3) Thiết kế bản vẽ kỹ thuật của một thiết bị, một hệ thống kỹ thuật nào đó (thể hiện mặt cắt ngang, mặt cắt dọc); tương ứng với biểu hiện tư duy kỹ thuật (d)

Hình 3.18. Bản vẽ thiết kế thể hiện cấu tạo của sản phẩm của nhóm 3

QU Y

ƠN

FI CI A

- Dựa vào bản vẽ kỹ thuật sản phẩm, các nhóm học sinh đã trình bày cấu tạo của 2 đề tài là “đèn pin lắc tay” và “ máy phát điện sóng”. - Trong quá trình thuyết minh sản phẩm, các nhóm học sinh cũng trình bày được nguyên lí hoạt động của sản phẩm dựa trên sơ đồ thiết kế và sơ đồ nguyên lí. Hìn h (4) Thiết kế sơ đồ cấu tạo và hoạt động 3.1 của hệ thống kỹ thuật; tương ứng với 9. biểu hiện tư duy kỹ thuật (d) Bản vẽ thiế t kế thể hiệ n cấu tạo và nguyên lí hoạt động của dự án năng lượng sóng biển

DẠ

KÈ

(5) Tiến hành đo đạc, khảo sát, thử nghiệm, vận hành hệ thống kỹ thuật; tương ứng với biểu hiện tư duy kỹ thuật (c)

- Sau khi được sự hướng dẫn của giáo viên hướng dẫn, các nhóm bắt đầu tiến hành thực hiện lắp ráp sản phẩm đèn pin lắc tay và máy phát điện sóng. Trước khi bắt tay vào làm các nhóm đo đạc kích thước của từng vật liệu (chiều dài, chiều rộng của đèn pin), độ cao của bể nước, sau đó khảo sát tiến hành thực hiện trên nguyên lí hoạt động của hiện tượng cảm ứng điện từ bằng thí nghiệm đưa nam châm lại gần hoặc ra xa cuộn dây đồng, từ đó các nhóm nắm chắc được nguyên lí hoạt động của sản phẩm. + Nhóm 3: sau khi khảo sát nhóm quyết định dùng ống tiêm xilanh có kích cỡ 10ml để lắp ráp sản phẩm, các thành viên trong nhóm có 64

DẠ

KÈ

QU Y

ƠN

FI CI A

khả năng kỹ thuật rất tốt nên các em hoàn thành sản phẩm nhanh hơn thời gian dự định nhưng khi vận hành thì đèn pin không sáng. Nhóm bắt đầu đọc lại tài liệu hướng dẫn, quan sát sản phẩm của mình, phân tích nguyên nhân và nhờ vào sự gợi ý của giáo viên, nhóm đã phát hiện mắc lỗi trong quá trình lắp ráp. Cách khắc phục của nhóm đưa ra là: thay thế vật liệu ống tiêm xilanh 10ml bằng ống tiêm xilanh 6ml tương ứng với kích thước của nam châm và dây đồng. + Nhóm 2: Khi vận hành sản phẩm đèn pin lắc tay, đèn của nhóm không sáng. Em Thắng (nhóm trưởng) và các bạn trong nhóm đã đọc lại tài liệu hướng dẫn xem có mắc lỗi thiếu sót quy trình các bước thực hiện không? Sau khi kiểm tra và thấy không mắc lỗi, các em tiếp tục kiểm tra xem sản phẩm có bị hở mạch không? Kỹ thuật quấn dây đồng đã đúng chưa? Đầu nối của dây đồng đã nối chắc chắn với hai đầu của đèn led chưa?,...Sau khi các em kiểm tra thì phát hiện hai đầu nối của dây đồng với đèn led chạm vào nhau và dây đồng chưa chắc chắn dễ bị tuột ra ngoài ống tiêm xilanh dẫn đến đèn led không sáng nên các em đã tách ra và cố định lại. Đúng với những tư duy kỹ thuật của nhóm, khi vận hành đèn pin lắc tay thì đèn sáng. Nhóm 2 tiếp tục thực hiện các nhiệm vụ còn lại. Tuy hai nhóm không thành công trong quá trình tiến hành lắp ráp sản phẩm, nhưng các nhóm đã không bỏ cuộc và cố gắng để hoàn thành nhiệm vụ. Các nhóm còn lại thực hiện lắp ráp thành công sẽ tiếp tục cố định sản phẩm sao cho chắc chắn, kiểm tra từng chi tiết nhỏ của sản phẩm và bắt đầu trang trí sản phẩm. Hầu hết các nhóm đều thành công trong quá trình lắp ráp sản phẩm, điều này chứng tỏ tư duy kỹ thuật, tính tích cực và sáng tạo của các em khá tốt. 65

L FI CI A OF

DẠ

KÈ

QU Y

ƠN

Hình 3.20. Học sinh kiểm tra từng chi tiết của sản phẩm - Trong quá trình thực hiện sản phẩm, một số em học sinh tiêu biểu đề xuất những ý tưởng (6) Hình thành khái niệm kỹ thuật mới cải thiện tính năng của sản phẩm như thay áp dụng trong chuyên ngành trên cơ sở đổi số vòng dây, thay đổi kích thước của ống các khái niệm đã được học; tương ứng xilanh, thay đổi đường kính của dây đồng, với biểu hiện tư duy kỹ thuật (b) thay đổi vật liệu sản phẩm phù hợp đem lại lợi ích cho môi trường, …. - Khi đưa ra dự án năng lượng sóng biển, các em bắt đầu tính toán, phát thảo mô hình sản phẩm ra giấy, sau đó tính toán chọn những vật liệu cần mua, tái chế những sản phẩm dùng được để lắp ráp vào sản phẩm. Các em thay đổi một số sản phẩm như dùng chai nhựa để thay thế cho phao, dùng hòn đá để (7) Thực hiện thiết kế chế tạo, lắp ráp thay thế cho chì, thay vì phải mua hộp nhựa mô hình vật chất kỹ thuật: tính toán để đựng nước các em đưa ra sáng kiến là mua sắm nguyên vật liệu, phác thảo, dùng hồ cá cảnh của nhà trường để vận hành đo đạc, hàn, tiện, cưa, vận hành, sửa sản phẩm. chữa,...; tương ứng với biểu hiện tư - Để vận hành sản phẩm, các em tiến hành đo duy kỹ thuật (c), (d), (e) đạc kích thước của hồ cá, khoảng cánh phao tới máy phát điện sao cho phao nổi được trên mặt nước, khoảng cách từ máy phát điện đến viên chì sao cho máy phát điện được cố định thẳng đứng ở giữa không bị nghiêng . Sau khi lắp ráp hoàn thành sản phẩm, các em tiến hành tạo dao động sóng để vận hành sản 66

phẩm.

FI CI A

Để đánh giá hiệu quả mức độ phát triển năng tư duy kỹ thuật của học sinh, chúng tôi tiến hành đánh giá một số trường hợp của hai nhóm. Ví dụ đối với nhóm chế tạo đèn pin lắc tay, chúng tôi chọn đánh giá hai trường hợp là học sinh Nguyễn Ngọc Hân và Nguyễn Xuân phúc.

Chúng tôi theo dõi nhận thấy các biểu hiện ở các em phù hợp với tiêu chí đánh giá phát triển tư duy kỹ thuật đã đề ra ở Chương 2 nhưng không giống nhau và được cụ thể như sau: Bảng 3.2. Nhận xét sự khác nhau về mức độ phát triển tư duy kỹ thuật giữa hai trường hợp học sinh

QU Y

Nguyễn Xuân Phúc

Nguyễn Ngọc Hân

Dự đoán nguyên nhân khác nhau

ƠN

Số tiêu chí đánh giá tư duy kỹ thuật đạt được

Học sinh

 Niềm hứng thú, đam mê về kỹ thuật của mỗi học sinh là khác nhau.  Khả năng tiếp thu vấn đề về kỹ thuật của mỗi học sinh là khác nhau.  Bối cảnh, vai trò của một tập thể (nhóm trưởng, thư ký, thành viên nhóm) khác nhau.

Như vậy, tổ chức dạy học theo tiến trình dạy học dạy học đề xuất bồi dưỡng được phát triển tư duy kỹ thuật cho học sinh nhưng không đồng đều giữa các thành viên.

 Khi hỏi độc lập học sinh nhóm thiết kế Dự án năng lượng sóng các câu hỏi như sau:

KÈ

Câu 1: Vì sao em nảy sinh thực hiện dự án này? Chúng tôi ghi nhận lại các câu trả lời của các thành viên như sau:

+ Câu trả lời thứ nhất: “Hiện nay nhu cầu sử dụng điện của cả nước tăng cao nên em nảy sinh sẽ tạo ra một sản phẩm để tạo ra điện năng mà không ảnh hưởng xấu đến môi trường”.

DẠ

+ Câu trả lời thứ hai: “Em muốn khai thác dạng năng lượng mà nước ta chưa sử dụng. Đó là năng lượng sóng biển”.

+ Câu trả lời thứ ba: “em muốn chế tạo một sản phẩm thân thiện với môi trường; có thể sử dụng năng lượng tái tạo để tạo ra điện năng tăng nguồn điện cho điện quốc gia”. 67

Câu 2: Dự án này đã mang lại những lợi ích gì cho bản thân em?

FI CI A

+ Câu trả lời thứ nhất: “Qua việc thực hiện dự án đã giúp em không chỉ nắm được kiến thức mà còn tạo cơ hội cho em thực hiện, vận dụng kiến thức để chế tạo sản phẩm”. + Câu trả lời thứ hai: “Dự án này giúp em tăng khả năng thao tác kỹ thuật tốt hơn, em được trải nghiệm, va chạm nhiều hơn về kiến thức khoa học, xã hội”.

+ Câu trả lời thứ ba: “Trong quá trình thực hiện dự án đã giúp học hỏi được nhiều điều từ thầy cô, bạn bè; giúp em thấy được tầm quan trọng của việc thực hiện nhóm sẽ giúp cho công việc tiến triển nhanh hơn tốt hơn”.  Khi hỏi độc lập học sinh nhóm thiết kế đèn pin lắc tay các câu hỏi như sau: Câu 1: Trong quá trình thiết kế và tạo ra sản phẩm, em thích điều gì nhất?

ƠN

+Câu trả lời thứ nhất: “Điều em thích nhất khi thiết kế sản phẩm này là công dụng của nó, em có thể sử dụng nó mọi nơi mà không cần dùng điện mà chỉ sử dụng thao tác lắc tay thì đã làm đèn phát sáng”.

+ Câu trả lời thứ hai: “Em thích nhất là sự đoàn kết của nhóm, các bạn làm việc rất tự giác và nghe theo sự chỉ dẫn của nhóm trưởng”. + Câu trả lời thứ ba: “Em thích nhất là khâu lắp ráp và hoàn thành sản phẩm, ở khâu này em thấy tay nghề kỹ thuật của em rất tốt”

QU Y

Câu 2: Để lắp ráp và hoàn thành sản phẩm, em thấy có những thuận lợi và khó khăn gì? + Câu trả lời thứ nhất: “Trong quá trình thực hiện sản phẩm, những kiến thức đã học trong sách đã giúp em nắm được những nguyên lí hoạt động sản phẩm để áp dụng vào thực tế; còn khó khăn của em là những thao tác lắp ráp kỹ thuật của em chưa được chắc chắn”.

KÈ

+ Câu trả lời thứ hai: “Về mặt thuận lợi là các bạn rất đoàn kết và làm việc chăm chỉ, còn về khó khăn là khi vận hành sản phẩm đèn của chúng em không phát sáng nên chúng em kiểm tra lại khá mất nhiều thời gian ở khâu lắp ráp”. + Câu trả lời thứ ba: “Ngay từ đầu thực hiện chế tạo sản phẩm chúng em luôn thuận lợi về nhiều mặt như các bạn đoàn kết, thao tác kỹ thuật tốt, áp dụng được kiến thức đã học để giải thích nguyên lí hoạt động của sản phẩm”.

DẠ

Nhận xét: Kết quả khảo sát cho thấy, học sinh hứng thú với hoạt động thực hành thiết kế các sản phẩm. Hơn nữa, bài học có vấn đề xuất phát từ thực tiễn giúp học sinh hiểu hơn về kiến thức khoa học, ngược lại từ kiến thức khoa học giúp các em hiểu thêm về các vấn đề liên quan trong cuộc sống. Bên cạnh đó, học sinh còn cho rằng việc tổ chức dạy học như trên đã giúp học sinh thực tế hơn, biết được các kiến thức 68

liên quan đến thực tiễn và còn tập cho học sinh thuyết trình, làm việc nhóm, giúp nhớ bài hơn và đoàn kết hơn. Đặc biệt, tất cả các em đều nhận thấy mình rèn luyện được tư duy kỹ thuật, thao tác lắp ráp kỹ thuật, tự giác, kiên trì làm việc hơn.

FI CI A

3.7. Đánh giá chung về việc tổ chức dạy học theo định hướng giáo dục STEM trong dạy học chương “Cảm ứng điện từ” Thực tế giảng dạy cho thấy, học sinh được phát triển một số năng lực sau đây:

+ Làm việc với tài liệu: Đọc và tìm kiếm các thông tin cần thiết trong tài liệu hướng dẫn như: Thông tin khoa học, nguyên lí hoạt động của đèn pin lắc tay và máy phát điện sóng, quy trình lắp ráp sản phẩm, tra cứu thông tin trên mạng Internet,...

+ Thực hành: Các nhóm thực hiện thiết kế bản vẽ, lắp ráp và vận hành được đèn pin lắc tay và máy phát điện.

ƠN

+ Giao tiếp: Tuy có một số nội dung học sinh thuyết trình vẫn chưa thật chính xác về bản chất khoa học, nhưng đa số các nhóm đều tự tin thuyết trình báo cáo kết quả, diễn đạt lưu loát, có sự phối hợp giữa các bạn thuyết trình với nhau. Nhóm báo cáo tự tin nói lên ý kiến của mình và bảo vệ ý kiến đó.

+ Làm việc nhóm: Có sự phân công nhiệm vụ rõ ràng, có sự phối hợp, hỗ trợ lẫn nhau để hoàn thành nhiệm vụ học tập chung.

QU Y

Bên cạnh đó, học sinh còn phát triển được những kỹ năng cơ bản sau: Kỹ năng giải quyết vấn đề, kỹ năng gia công cơ bản; kỹ năng thuyết trình, kỹ năng phản biện; tư duy kỹ thuật được hình thành và phát triển.

Tiến trình trên là khả thi để tổ chức dạy học chương “Cảm ứng điện từ” trong thời lượng 2 tiết học ở trường THPT. Thực tế giảng dạy cho thấy, dạy học chương “Cảm ứng điện từ” theo định hướng giáo dục STEM đã phát huy tính tích cực, phát triển năng lực sáng tạo, phát triển tư duy kỹ thuật. Tuy nhiên, nếu giáo viên có thêm thời gian dạy (chủ đề đèn pin lắc tay sẽ dạy trong 2 tiết và dự án năng lượng được thực hiện trong 1 tuần) thì sẽ tốt hơn vì:

KÈ

+ Học sinh có thêm thời gian tìm hiểu đề tài, tìm hiểu các thông tin khoa học, tìm hiểu sâu hơn về nguyên lí cấu tạo và hoạt động của đèn pin lắc tay cũng như máy phát điện sóng.

+ Học sinh có thêm thời gian để lắp ráp; đề xuất và khắc phục các lỗi không vận hành được của sản phẩm, điều đó góp phần phát huy phát triển tư duy kỹ thuật, tính tích cực và sáng tạo của học sinh.

DẠ

+ Học sinh có thêm thời gian để thảo luận, đưa ra những sáng kiến mới góp phần cải thiện sản phẩm tốt hơn, hiện đại hơn và đảm bảo được sự an toàn đối với người lắp ráp và môi trường. 69

L FI CI A

 KẾT LUẬN CHƯƠNG 3 

Sau đợt thực nghiệm sư phạm, thông qua việc tổ chức, theo dõi phân tích diễn biến và kết quả thực nghiệm, chúng tôi có những nhận xét sau:

- Việc tổ chức dạy học một số kiến thức chương “Cảm ứng điện từ - Vật lí 11” theo định hướng giáo dục STEM đã đạt được mục tiêu dạy học đề ra. Học sinh đã phát huy được tính tích cực, phát triển năng lực sáng tạo và phát triển tư duy kỹ thuật của mình trong quá trình học tập.

- Trong thời lượng chỉ 2 tiết dạy, giáo viên tổ chức học sinh làm việc nhóm trải nghiệm với bản vẽ thiết kế và sản phẩm nhưng những kiến thức nền tảng của chương “Cảm ứng điện từ - Vật lí 11” vẫn đảm bảo truyền tải được đến học sinh.

ƠN

- Phát triển năng lực giải quyết vấn và rèn luyện một số kỹ năng cần thiết trong cuộc sống như kỹ năng làm việc nhóm, thu nhập và xử lý thông tin, thuyết trình, phản biện.

QU Y

- Tiến trình dạy học góp phần tạo được hứng thú học Vật lí của học sinh nhờ vận dụng các kiến thức hàn lâm vào thực tiễn, trực quan sinh động hơn. Giáo viên không những dạy kiến thức khoa học mà còn giúp học sinh hiểu được tác hại của các nguồn nhiên liệu tạo ra điện gây ô nhiễm môi trường, của khí thải từ động cơ phản lực ra môi trường, từ đó góp phần giáo dục học sinh ý thức bảo vệ môi trường sống. - Các phân tích thực nghiệm trên đã khẳng định tính khả thi của việc tổ chức dạy học chương “Cảm ứng điện từ - Vật lí 11” theo định hướng giáo dục STEM trong việc đổi mới phương pháp dạy học ở trường phổ thông. Tuy nhiên, chúng tôi nhận thấy một số hạn chế, khó khăn đối với phương án dạy học đã soạn thảo:

KÈ

- Thực nghiệm chỉ tiến hành trên phạm vi hẹp, có tính đặc thù đối tượng, vùng miền nên cũng chưa thể khẳng định tính hiệu quả với toàn bộ đối tượng học sinh THPT. - Nếu tổ chức dạy học theo định hướng giáo dục STEM thì phải thay đổi nội dung kiểm tra đánh giá sao cho phù hợp với mục tiêu dạy học đã đề ra.

DẠ

- Để việc dạy học theo định hướng giáo dục STEM đạt hiệu quả tốt nhất cần phải có các phương tiện dạy học hiện đại (máy chiếu, máy vi tính, lớp học kết nối Internet); cũng cần có phòng học được trang bị đầy đủ các dụng cụ kỹ thuật; Sự đòi hỏi cao ở người học (sử dụng được Power Point, cách khai thác các tài liệu,…); Sự đòi hỏi cao ở người dạy từ khâu chuẩn bị ý tưởng, giáo án, chuẩn bị dụng cụ - thiết bị - tài liệu dạy học, nên cũng tạo thách thức cho cả trường học, người dạy và người học. 70

L FI CI A

 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 

Từ kết quả thu được của khóa luận, đối chiếu với nhiệm vụ đã đặt ra, chúng tôi đã thực hiện đúng mục đích và nhiệm vụ nghiên cứu đề ra:

- Tìm hiểu cơ sở lí luận và thực tiễn về dạy học theo định hướng giáo dục STEM, cụ thể: làm rõ khái niệm về giáo dục STEM; mối quan hệ giữa Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật và Toán học; các mức độ áp dụng giáo dục STEM và tiến trình dạy học một bài học STEM do Bộ giáo dục và Đào tạo đề xuất. Đồng thời, khảo sát tính hiệu quả của phương pháp dạy học theo định hướng giáo dục STEM thông qua một số nghiên cứu trong nước thời gian gần đây.

ƠN

- Xây dựng tiến trình dạy học một số kiến thức chương “Cảm ứng điện từ - Vật lí 11” theo định hướng giáo STEM, cụ thể: dựa trên cơ sở lí luận và thực tiễn, chúng tôi đã đề xuất xây dựng nội dung và tổ chức dạy học một số kiến thức chương “Cảm ứng điện từ - Vật lí 11” theo định hướng giáo STEM, nhằm tích cực hóa hoạt động học tập của học sinh và bồi dưỡng năng lực phát triển tư duy kỹ thuật của học sinh.

- Thực nghiệm sư phạm đề tại tại trường trung học phổ thông, cụ thể: tiến hành kiểm nghiệm tính khả thi của đề tài qua việc thực nghiệm hai chủ đề đã đề xuất tại trường THPT trong thời gian 1 tuần.

QU Y

- Đánh giá kết quả thực nghiệm: kết quả nghiên cứu bước đầu cho thấy tính đúng đắn của giả thuyết khoa học.

KÈ

Quá trình thực nghiệm sư phạm đã chứng tỏ tính khả thi của đề tài. Tổ chức dạy kiến thức Vật lí chương “Cảm ứng điện từ - Vật lí 11” thông qua các chủ đề STEM có các vấn đề xuất phát từ thực tiễn làm kích thích trí tò mò và tưởng tượng của học sinh, tăng mức độ quan tâm của học sinh. Kết quả đánh giá đã chứng tỏ tiến trình tổ chức dạy học này không những kích thích hứng thú học tập, phát triển năng lực giải quyết vấn đề, phát triển tư duy kỹ thuật mà còn rèn luyện các kỹ năng sống, làm việc của người học.

Do điều kiện về thời gian, năng lực và khuôn khổ của khóa luận nên quá trình thực nghiệm chỉ tiến hành tổ chức dạy học chính khóa trên 1 lớp 11 và 1 nhóm 5 học sinh lớp 11 ở trường THCS – THPT Hoa Sen quận 9 nên quá trình thực nghiệm chưa có tính khái quát cao. Chúng tôi sẽ tiếp tục đi sâu nghiên cứu, và có những cải tiến để đề tài phát huy hiệu quả trong điều kiện dạy học ở nước ta.

DẠ

Ngoài ra, chúng tôi còn có một số kiến nghị để việc triển khai dạy học theo định hướng giáo dục STEM trong nhà trường phổ thông nói chung và trong dạy học môn Vật lí nói riêng đạt hiệu quả cao cần có sự đầu tư và chỉ đạo mang tính đồng bộ, cụ thể là: 71

- Dạy học phải được đổi mới toàn diện, tăng tính thực tiễn từ nội dung kiến thức đến các bài tập liên quan.

FI CI A

- Muốn đổi mới dạy học thì phải đổi mới cách kiểm tra và đánh giá. Giáo viên phải có hình thức đánh giá và cách thức xây dựng tiêu chí đánh giá cho phù hợp với mục tiêu dạy học đã đề ra. - Muốn dạy học theo định hướng giáo dục STEM, phát triển các kỹ năng Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật và Toán học thì cũng cần cải thiện cơ sở vật chất của các trường phổ thông để phục vụ hiệu quả cho việc thực hiện các phương pháp dạy học mới, tích cực.

ƠN

- Cần tăng cường hơn về truyền thông để nâng cao nhận thức của mọi tầng lớp nhân dân đặc biệt là đội ngũ giáo viên về STEM, một xu thế giáo dục mang tính tất yếu trên thế giới hiện nay. Đặc biệt trong bối cảnh Việt Nam đang đổi mới giáo dục và tham gia sâu, rộng vào các tổ chức, hợp tác kinh tế với các nước trong khu vực và trên thế giới.

DẠ

KÈ

QU Y

Hết

FI CI A

[1]. Bộ Giáo dục và Đào tạo (2019), Tài liệu tập huấn STEM.

 TÀI LIỆU THAM KHẢO 

[2]. Nguyễn Thanh Nga (Chủ biên) và cộng sự, (2017), Thiết kế và tổ chức chủ đề giáo dục STEM cho học sinh THCS và THPT, NXB ĐHSP TPHCM.

[3]. Nguyễn Thanh Nga (Chủ biên) và cộng sự, (2018), Thiết kế và tổ chức dạy học chủ đề STEM cho học sinh THCS và THPT, NXB ĐHSP TPHCM.

[4]. Nguyễn Thanh Nga (Chủ biên) và cộng sự, (2018), Dạy học chủ đề STEM cho học sinh THCS và THPT, NXB ĐHSP TPHCM.

[5]. Nguyễn Thanh Nga (Chủ biên) và cộng sự, (2019), Dạy học tích hợp phát triển năng lực giải quyết vấn đề thực tiễn cho học sinh trung học, NXB ĐHSP TPHCM.

ƠN

[6]. Luật Giáo dục 2005, Luật 38/2005/QH11 ngày 14 tháng 6 năm 2005 của Quốc hội. [7]. Nguyễn Thế Trung, Khuyến nghị về triển khai giáo dục STEM tại Việt Nam.

[8]. Thủ tướng chính phủ. (2017). Chỉ thị về việc tăng cường năng lực tiếp cận cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ 4. Chính phủ nước cộng hòa xã hội chủ nghĩa Việt Nam, số:16/CT-TTg, Hà Nội, ngày 04 tháng 05 năm 2017.

QU Y

[9]. 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. [10]. Nguyễn Văn Tuấn (2007), Phương pháp dạy học kỹ thuật chuyên ngành, Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật thành phố Hồ Chí Minh.

[11]. Nguyễn Thanh Nga (2015), Tổ chức dạy học dự án trong dạy học Vật lí đại cương nhằm phát huy tính tích cực, sáng tạo và phát triển tư duy kỹ thuật của sinh viên ngành kỹ thuật, Luận án Tiến sĩ Khoa học Giáo dục, Trường Đại học Sư phạm Hà Nội.

KÈ

[12]. Bộ Giáo dục và Đào tạo (2015), Lương Duyên Bình (Tổng chủ biên), Sách Giáo Khoa Vật lí 11 (Ban Cơ bản), NXB Giáo dục Việt Nam. [13]. https://robotsteam.vn/thuc-trang-giao-duc-stem-tren-the-gioi-va-giao-duc-stemtai-viet-nam

[14]. https://hocvienkhampha.edu.vn/mo-hinh-day-hoc-5e-trong-giao-duc-stem/.

DẠ

[15]. http://www.vasi.gov.vn/712/nang-luong-song-bien-tiem-nang-khong-lo-cuabien-dao-viet-nam/t708/c223/i1575