DẠY HỌC CHƯƠNG “ÁP SUẤT” MÔN KHOA HỌC TỰ NHIÊN 7 NƯỚC CHDCND LÀO THEO ĐỊNH HƯỚNG GIÁO DỤC STEM

DẠY HỌC THEO ĐỊNH HƯỚNG GIÁO DỤC STEM

vectorstock.com/38310230

Ths Nguyễn Thanh Tú eBook Collection

TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC CHƯƠNG “ÁP SUẤT” MÔN KHOA HỌC TỰ NHIÊN 7 NƯỚC CHDCND LÀO THEO ĐỊNH HƯỚNG GIÁO DỤC STEM WORD VERSION | 2021 EDITION ORDER NOW / CHUYỂN GIAO QUA EMAIL TAILIEUCHUANTHAMKHAO@GMAIL.COM

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

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM

Khanphaphone CHANTHAPHASAVAD

TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC CHƯƠNG “ÁP SUẤT” MÔN KHOA HỌC TỰ NHIÊN 7 NƯỚC CHDCND LÀO THEO ĐỊNH HƯỚNG GIÁO DỤC STEM

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC

THÁI NGUYÊN - 2020

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM

Khanphaphone CHANTHAPHASAVAD

TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC CHƯƠNG “ÁP SUẤT” MÔN KHOA HỌC TỰ NHIÊN 7 NƯỚC CHDCND LÀO THEO ĐỊNH HƯỚNG GIÁO DỤC STEM Ngành: Lý luận và phương pháp dạy học bộ môn Vật lí Mã số: 8140111

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC

Người hướng dẫn khoa học: TS. NGUYỄN THỊ THU HÀ TS. NGUYỄN THỊ MINH THỦY

THÁI NGUYÊN - 2020

LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan luận văn thạc sĩ “Tổ chức hoạt động dạy học chương “Áp suất” môn Khoa học tự nhiên 7 nước CHDCND Lào theo định hướng giáo dục STEM”là công trình nghiên cứu của riêng tôi dưới sự hướng dẫn của TS. Nguyễn Thị Thu Hà và TS. Nguyễn Thị Minh Thủy. Các số liệu và tài liệu trong luận văn là trung thực và chưa được công bố trong bất kỳ công trình nghiên cứu nào. Tất cả những tham khảo và kế thừa đều được trích dẫn và tham chiếu đầy đủ. Tác giả

Khanphaphone CHANTHAPHASAVAD

i

LỜI CẢM ƠN

Trước hết, tôi xin được tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến TS. Nguyễn Thị Thu Hà và TS. Nguyễn Thị Minh Thủy, những người thầy đã tận tình động viên, giảng dạy, chỉ bảo, hướng dẫn và định hướng cho tôi trong suốt quá trình học tập và thực hiện luận văn. Xin chân thành cảm ơn Ban chủ nhiệm khoa Vật lý trường Đại học Sư phạm - Đại học Thái Nguyên đã tạo điều kiện thuận lợi về cơ sở vật chất cho tôi trong suốt quá trình thí nghiệm. Xin cảm ơn các bạn học viên cao học Vật lý khóa 26B (2018-2020) đã hỗ trợ tôi trong suốt quá trình học tập và thực hiện luận văn. Cuối cùng, tôi cảm ơn gia đình, bạn bè, các đồng nghiệp đã động viên giúp đỡ tôi hoàn thành luận văn này. Mặc dù đã có nhiều cố gắng, song luận văn nhưng cũng khó tránh khỏi những thiếu sót, rất mong nhận được sự góp ý và giúp đỡ của Hội đồng khoa học và Quý thầy cô, anh chị em đồng nghiệp và bạn bè.

Thái Nguyên, tháng 9 năm 2020 Tác giả

Khanphaphone CHANTHAPHASAVAD

ii

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN .................................................................................. i LỜI CẢM ƠN ....................................................................................... ii MỤC LỤC ............................................................................................ iii DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT .................................................. vi DANH MỤC CÁC BẢNG.................................................................. vii DANH MỤC CÁC HÌNH .................................................................. viii MỞ ĐẦU .............................................................................................. 1 1. Lí do chọn đề tài ................................................................................ 1 2. Mục đính nghiên cứu ........................................................................ 3 3. Giả thuyết khoa học .......................................................................... 3 4. Đối tượng nghiên cứu........................................................................ 3 5. Nhiệm vụ nghiên cứu ........................................................................ 3 6. Phương pháp nghiên cứu ................................................................... 4 7. Đóng góp của đề tài........................................................................... 4 8. Cấu trúc luận văn .............................................................................. 4 Chương 1. CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN .............................. 6 1.1. Lịch sử vấn đề nghiên cứu về giáo dục STEM .............................. 6 1.2. Giáo dục STEM.............................................................................. 9 1.2.1. Khái niệm về giáo dục STEM ..................................................... 9 1.2.2. Mô hình Giáo dục STEM .......................................................... 11 1.3. Năng lực giải quyết vấn đề của học sinh ..................................... 20 1.3.1. Các khái niệm ............................................................................ 20 1.3.2. Cấu trúc của năng lực giải quyết vấn đề ................................... 21 1.3.3. Các biện pháp tổ chức hoạt động dạy học môn KHTN theo định hướng giáo dục STEM nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn đề của iii

HS ........................................................................................................ 22 1.5. Tìm hiểu thực tế dạy học STEM tại một số trường Trung học cơ sở nước CHDCND Lào ............................................................................ 24 1.5.1. Mục đích điều tra ...................................................................... 24 1.5.2. Phương pháp điều tra ................................................................ 24 1.5.3. Đối tượng điều tra ..................................................................... 25 1.5.4. Kết quả điều tra ......................................................................... 25 KẾT LUẬN CHƯƠNG 1.................................................................... 28 Chương 2. THIẾT KẾ HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC CHƯƠNG “ÁP SUẤT” MÔN KHTN LỚP 7 NƯỚC CHDCND LÀO ................... 29 2.1. Phân tích nội dung kiến thức chương “Áp suất- KHTN 7” ......... 29 2.1.1. Tổng quan của chương “Áp suất” ............................................. 29 2.1.2. Mục tiêu dạy học theo chuẩn kiến thức, kỹ năng ..................... 30 2.1.3. Phân tích nội dung kiến thức ..................................................... 31 2.2. Thiết kế tiến trình dạy học chủ đề “Áp suất chất lỏng- Bình thông nhau” theo định hướng giáo dục STEM ............................................. 32 2.2.1. Lý do chọn chủ đề ..................................................................... 32 2.2.2. Mục tiêu của chủ đề .................................................................. 32 2.2.3. Kiến thức STEM trong chủ đề .................................................. 33 2.3. Tiến trình dạy học chủ đề ”Áp suất chất lỏng-Bình thông nhau” theo định hướng giáo dục STEM ........................................................ 33 2.3.1. Phân phối thời gian cho các nội dung kiến thức của chủ đề ..... 33 2.3.2. Bộ câu hỏi định hướng của chủ đề ............................................ 34 2.3.3. Chuỗi hoạt động giảng dạy ....................................................... 37 2.4. Đánh giá năng lực GQVĐ của học sinh trong quá trình dạy học 47 2.4.1. Các tiêu chí và phiếu để giáo viên đánh giá nhóm học sinh ..... 47 2.4.2. Các tiêu chí và phiếu để học sinh tự đánh giá và đánh giá đồng đẳng...................................................................................................... 49 iv

2.4.3. Đề kiểm tra kết quả học tập của học sinh ................................. 50 KẾT LUẬN CHƯƠNG 2.................................................................... 53 Chương 3. THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM ........................................ 54 3.1. Mục đích thực nghiệm sư phạm ................................................... 54 3.2. Nhiệm vụ thực nghiệm sư phạm .................................................. 54 3.3. Kế hoạch thực nghiệm sư phạm ................................................... 55 3.4. Tiến hành thực nghiệm sư phạm .................................................. 55 3.5. Phương pháp thực nghiệm sư phạm ............................................. 56 3.5.1. Chọn mẫu thực nghiệm ............................................................. 56 3.5.2. Phương pháp tổ chức kiểm tra .................................................. 56 3.5.3. Diễn biến quá trình TNSP ......................................................... 56 3.6. Đánh giá kết quả thực nghiệm sư phạm ....................................... 58 3.6.1. Đánh giá định tính ..................................................................... 58 3.6.2. Đánh giá định lượng .................................................................. 59 3.5.3. Đánh giá chung về thực nghiệm sư phạm ................................. 63 KẾT LUẬN CHƯƠNG 3.................................................................... 65 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .......................................................... 66 TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................ 68 PHỤ LỤC

v

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT BGD&ĐT

:

Bộ giáo dục và đào tảo

Bộ GDTT

:

Bộ Giáo dục và Thể thao

CHDCND Lào

:

Cộng hòa dân chủ nhân dân Lào

DA

:

Dự án

DHDA

:

Dạy học dự án

DHGQVĐ

:

Dạy học giải quyết vấn đề

ĐG

:

Đánh giá

GD

:

Giáo dục

GD&ĐT

:

Giáo dục và đào tạo

GDPT

:

Giáo dục phổ thông

GQVĐ

:

Giải quyết vấn đề

GV

:

Giáo viên

HS

:

Học sinh

KN

:

Kĩ năng

KT

:

Kiến thức

KHCN

:

Khoa học công nghệ

KHTN 7

:

Khoa học tự nhiên lớp 7

PPDH

:

Phương pháp dạy học

SGK

:

Sách giáo khoa

THCS

:

Trung học cơ sở

THPT

:

Trung học phổ thông

VĐ

:

Vấn đề

vi

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 2.1. Nội dung bài học chương V “Áp suất” KHTN 7 ................ 29 Bảng 2.2. Các tiêu chí và mức độ đánh giá năng lực giải quyết vấn đề ......................................................................................... 47 Bảng 2.3. Các tiêu chí và mức độ đánh giá năng lực giải quyết vấn đề ......................................................................................... 49 Bảng 3.1. Bảng điểm đánh giá nhóm học sinh của giáo viên .............. 59 Bảng 3.2. Bảng điểm tổng hợp đánh giá năng lực GQVĐ của học sinh ...................................................................................... 60

vii

DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 1.1.

Đặc điểm của dạy học dự án ............................................ 14

Hình 1.2.

Các bước thực hiện dự án ................................................ 15

Hình 1.3.

Sơ đồ quy trình dạy học bài học/chủ đề STEM............... 17

Hình 3.1.

Các em học sinh 7A Trường THCS Cao đăng sư phạm Savannakhet tự tin đưa ra các phương án giải quyết vấn đề ...................................................................................... 57

Hình 3.2.

Các em HS Trường THCS Cao đăng sư phạm Savannakhet rất hào hứng chế tạo mô hình ................................................ 57

Hình 3.3.

Giáo viên đến từng nhóm để hướng dẫn, tư vấn cho các em và giám sát quá trình làm việc của từng nhóm ................ 58

Hình 3.4.

Cả 5 nhóm đã lắp ráp sản phẩm thành công, và trưng bày sản phẩm của mình .......................................................... 58

Hình 3.5.

Điểm trung bình học tập với điểm đánh giá năng lực GQVĐ 62

Hình 3.6.

Điểm trung bình đánh giá năng lực GQVĐ của các nhóm ................................................................................ 63

viii

MỞ ĐẦU 1. Lí do chọn đề tài Nước Cộng hòa Dân chủ Nhân dân Lào (CHDCND Lào) cùng với các nước trên thế giới đang trong thời kỳ mà những tiến bộ của khoa học kỹ thuật và sự bùng nổ của tri thức đã tác động sâu sắc đến sự phát triển của xã hội. Điều đó đòi hỏi người lao động mới không những phải có trình độ văn hoá, trình độ nghề nghiệp nhất định mà còn phải có tính độc lập, năng động và sáng tạo, có năng lực giải quyết các vấn đề thực tiễn, đủ kiến thức, trí tuệ, phẩm chất đạo đức để đáp ứng được yêu cầu nhân lực của đất nước.Vì vậy, để đáp ứng yêu cầu phát triển kinh tế xã hội của quốc gia, Nhà nước Cộng hòa Dân chủ Nhân dân (CHDCND) Lào đã đề ra chiến lược phát triển nguồn nhân lực từ 2006 2020, một trong các hướng phát triển đó là tổ chức nghiên cứu khoa học giáo dục và có kế hoạch phát triển khoa học giáo dục, từ đó đổi mới giáo dục và đào tạo. Luật Giáo dục nước CHDCND Lào đã nhấn mạnh tầm quan trọng của việc đổi mới giáo dục: ''phương pháp giáo dục phải phát huy tính tích cực, tự giác, chủ động, sáng tạo của HS; 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 kĩ năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn, tác động đến tình cảm, đem lại niềm vui hứng thú học cho HS”. Ở nước CHDCND Lào, kiến thức Vật lí cấp THCS nằm trong hệ thống các kiến thức thuộc môn Khoa học tự nhiên nên việc đổi mới phương pháp dạy và học đối với môn KHTN là điều tất yếu. Do đặc thù của kiến thức Vật lí đóng vai trò quan trọng trong các nguyên tắc hoạt động của các ứng dụng kỹ thuật nên một trong các yêu cầu của quá trình đổi mới phương pháp dạy học Vật lí là tăng cường hoạt động thực hành, nghiên cứu và tìm hiểu các ứng dụng kỹ thuật của Vật lí của học sinh trong quá trình học tập. Vì vậy, việc tổ chức dạy học theo hướng giao nhiệm vụ liên quan đến việc tìm hiểu cấu tạo, công dụng, 1

nguyên tắc hoạt động và chế tạo thí nghiệm về các ứng dụng kỹ thuật để học sinh tiếp cận với con đường nghiên cứu khoa học, qua đó giúp học sinh hiểu sâu sắc các kiến thức Vật lí là hết sức cần thiết và có ý nghĩa vô cùng to lớn. Thông qua các nhiệm vụ này, học sinh sẽ được rèn luyện kĩ năng, kỹ xảo, giáo dục tổng hợp, hình thành tư duy sáng tạo và tinh thần làm việc tập thể. Từ đó, học sinh nắm được các ứng dụng kỹ thuật trong đời sống và có kiến thức để sử dụng các máy móc thiết bị cơ bản làm cơ sở cho việc sử dụng những công cụ trong cuộc sống. Đã có nhiều mô hình dạy học tích cực được nghiên cứu và áp dụng thành công ở nhiều nước trên thế giới, ở nước CHDCND Lào cũng đang từng bước triển khai áp dụng. Tuy nhiên, trong đề tài này, tôi đề cập đến việc nghiên cứu và vận dụng mô hình dạy học theo định hướng giáo dục STEM, hiện đang còn tương đối mới ở Lào. Đây là phương thức giáo dục tích hợp theo cách tiếp cận liên môn và thông qua thực hành, ứng dụng. Thay vì dạy bốn môn học Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật, Toán học như các đối tượng tách biệt và rời rạc, STEM kết hợp chúng thành một mô hình học tập gắn kết dựa trên các ứng dụng thực tế. Qua đó, học sinh vừa học được kiến thức khoa học, vừa học được cách vận dụng kiến thức đó vào thực tiễn. Giáo dục STEM sẽ phá đi khoảng cách giữa hàn lâm và thực tiễn, tạo ra những con người có năng lực làm việc “tức thì” trong môi trường làm việc có tính sáng tạo cao với những công việc đòi hỏi trí óc của thế kỷ 21. Điều này phù hợp với cách tiếp cận đổi mới phương pháp dạy học ở nước CHDCND Lào. Vì vậy, tư tưởng tổ chức hoạt động dạy học theo định hướng giáo dục STEM cần được khai thác và đưa vào trong Chương trình GDPT nước CHDCND Lào. Qua quá trình nghiên cứu và giảng dạy môn học KHTN 7 tại nước CHDCND Lào, tôi thấy kiến thức chương “Áp suất” có nhiều ứng dụng trong đời sống và kĩ 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

2

nhà tạo cơ hội rèn luyện kĩ năng, thao tác thí nghiệm, biết ứng dụng kiến thức vào trong đời sống và kĩ thuật, điều này làm cho việc hiểu kiến thức của học sinh trở nên sâu sắc và bền vững. Xuất phát từ những lí do đó nên tôi tiến hành nghiên cứu đề tài: “Tổ chức hoạt động dạy học chương “Áp suất” môn Khoa học tự nhiên 7 nước CHDCND Lào theo định hướng giáo dục STEM”. 2. Mục đính nghiên cứu Thiết kế và tổ chức hoạt động dạy học một số kiến thứcchương “Áp suất” môn Khoa học tự nhiên 7 nước CHDCND Lào theo định hướng giáo dục STEM nhằm bồi dưỡng năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh. 3. Giả thuyết khoa học Nếu thiết kế và tổ chức được hoạt động dạy học một số kiến thức chương “Áp suất” môn Khoa học tự nhiên 7 nước CHDCND Lào theo định hướng giáo dục STEM thì sẽ bồi dưỡng được năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh. 4. Đối tượng nghiên cứu - Một số kiến thức chương “Áp suất” môn Khoa học tự nhiên 7 nước CHDCND Lào. - Hoạt động dạy học một số kiến thức chương “Áp suất” môn Khoa học tự nhiên 7 nước CHDCND Lào theo định hướng giáo dục STEM. - Năng lực giải quyết vấn đề của học sinh trong học tập một số nội dung kiến thức chương “Áp suất” môn Khoa học tự nhiên 7 CHDCND Lào 5. Nhiệm vụ nghiên cứu - Nghiên cứu cơ sở lý luận: Nghiên cứu các tài liệu về dạy học theo định hướng giáo dục STEM, về năng lực giải quyết vấn đề của học sinh, các kiến thức và ứng dụng của chương “Áp suất” môn KHTN 7 nước CHDCND Lào trong đời sống và kĩ thuật. - Nghiên cứu cơ sở thực tiễn: Hoạt động dạy và học môn KHTN cấp THCS, hoạt động dạy học theo định hướng giáo dục STEM ở nước CHDCND Lào. - Nghiên cứu mục tiêu dạy học KHTN 7nước CHDCND Lào.

3

- Thiết kế được hoạt động dạy học một số kiến thức chương “Áp suất” theo định hướng giáo dục STEM nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn đề của HS. - Thử nghiệm sư phạm tại trường THCS nước CHDCND Lào để xem xét hiệu quả của việc vận dụng mô hình giáo dục STEM trong dạy học chương “Áp suất” nhằm bồi dưỡng năng lực giải quyết vấn đề của HS. 6. Phương pháp nghiên cứu 6.1. Nghiên cứu tài liệu: Các tài liệu về giáo dục STEM, hoạt động dạy học KHTN theo mô hình giáo dục STEM, về năng lực giải quyết vấn đề của HS 6.2. Điều tra khảo sát thực tế: Điều tra thực tiễn việc dạy và học môn KHTN cấp THCS tại nước CHDCND Lào. 6.3. Thực nghiệm sư phạm: Thực hiện thử nghiệm sư phạm nhằm đưa ra nhận xét quá trình phát triển năng lực giải quyết vấn đề của học sinh qua việc vận dụng mô hình giáo dục STEM trong dạy học môn KHTN 7 ở nước CHDCND Lào,từ đó rút ra kết luận đề tài. 6.4. Thống kê toán học: Được sử dụng trong quá trình xử lý các số liệu thực nghiệm. 7. Đóng góp của đề tài - Góp phần làm rõ hơn cơ sở lí luận về tổ chức hoạt động dạy học theo định hướng giáo dục STEM cho HS THCS nước CHDCND Lào. - Thiết kế hoạt động dạy học một số kiến thức chương “Áp suất” theo định hướng giáo dục STEM nhằm bồi dưỡng năng lực giải quyết vấn đề của HS. - Tổ chức một số hoạt động dạy học một số kiến thức chương “Áp suất” môn Khoa học tự nhiên 7 nước CHDCND Lào theo định hướng giáo dục STEM nhằm bồi dưỡng năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh. 8. Cấu trúc luận văn Với mục đích, nhiệm vụ nghiên cứu như trên tôi cấu trúc luận văn như sau: Phần mở đầu

4

Chương 1: Cơ sở lý luận và thực tiễn Chương 2: Thiết kế hoạt động dạy học một sô kiến thức chương “Áp suất”môn KHTN 7 theo định hướng giáo dục STEM Chương 3: Thực nghiệm sư phạm Kết luận Tài liệu tham khảo Phụ lục

5

Chương 1 CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN 1.1. Lịch sử vấn đề nghiên cứu về giáo dục STEM Trước bối cảnh đổi mới giáo dục, trên thế giới, ở các nước phát triển như Mỹ, Pháp, Anh,… đã có những bước thay đổi công tác giáo dục và đào tạo. Họ bắt đầu quan tâm, nghiên cứu về giáo dục STEM, các nhà lãnh đạo hay các nhà khoa học đều nhấn mạnh vai trò quan trọng của STEM trong thời đại nền giáo dục hiện đại. Theo thống kê của Trường đại học Illinois giai đoạn 2007 - 2010 tại Mỹ có 60 bài báo khoa học liên quan trực tiếp đến giáo dục STEM được xuất bản từ 8 tạp chí nổi tiếng trong lĩnh vực giáo dục của Mỹ, điều này cho thấy cơ sở khoa học cho việc nghiên cứu về giáo dục STEM [14]. Theo cơ sở dữ liệu ISI trong những năm 1992-2013 thì số lượng các bài báo nghiên cứu về vấn đề STEM phát triển mạnh tăng từ 15 bài báo trong năm 2008 đến năm 2013 đã có con số gần 100 bài báo có chất lượng về STEM. Trong các bài báo trên thì Mỹ là quốc gia có số nghiên cứu nhiều nhất( 52%), tiếp theo là Anh có 9,35%, Hà Lan, Úc cùng chiếm (14,6%) còn lại các quốc gia khác như Tây Ban Nha, Thổ Nhĩ Kỳ, Canada, Đài Loan… Các nghiên cứu tập trung vào các lĩnh vực chủ yếu như: Giáo dục học, tâm lí học, kĩ thuật,… Trong ngày hội khoa học toàn quốc tại Nhà Trắng ngày 23/05/2015 Tổng thống Mỹ đã dành cả ngày để trao đổi, trò chuyện với các nhà khoa học nhí, các sản phẩm sáng tạo của học sinh được trưng bày trong văn phòng Nhà Trắng. Trong các chương trình giáo dục STEM tại Mỹ, bên cạnh việc tổ chức nhiều hoạt động học tập phong phú cho học sinh, nhà trường còn có nhiều hoạt động truyền thông và hướng dẫn phụ huynh tham gia tích cực quá trình giáo dục của trẻ [2]. 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

6

STEM: “Tự học là rất quan trọng trong quá trình phát triển cá nhân. Học STEM cho phép mọi người tự trang bị cho mình khả năng suy nghĩ hợp lý, 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” [15]. Tờ TAME của Mỹ cho biết: “Từ năm 2004 đến năm 2014, việc làm liên quan đến khoa học và kỹ thuật tăng 26%, gấp hai lần so với tốc độ tăng trưởng trung bình của các ngành nghề khác. Trong khi đó, việc làm STEM có tốc độ tăng trưởng gấp 4 lần so với tốc độ tăng trưởng trung bình của các ngành khác nếu tính từ năm 1950 đến 2007. Với sự phát triển của khoa học kỹ thuật thì nhu cầu việc làm liên quan đến STEM ngày càng lớn, đòi hỏi ngành giáo dục cũng phải có những thay đổi để đáp ứng nhu cầu của xã hội. Giáo dục STEM có thể tạo ra những con người đáp ứng được nhu cầu công việc của thế kỷ mới, có tác động lớn đến sự thay đổi nền kinh tế đổi mới”. [15] Tại Việt Nam, từ năm học 2015 - 2016, Bộ Giáo dục và Đào tạo đã khuyến khích nội dung STEM trong chương trình giáo dục đào tạo. Dự án thí điểm “Áp dụng phương pháp giáo dục STEM của Vương quốc Anh vào bối cảnh Việt Nam 2016 - 2017” được triển khai từ tháng 01 năm 2016. Tháng 02 vừa qua, Hội đồng Anh kết hợp với Bộ Giáo dục và Đào tạo tổ chức giai đoạn 4 của dự án, rà soát và đánh giá phương pháp giáo dục theo định hướng STEM (khoa học, công nghệ, kỹ thuật và toán) tại 15 trường trung học cơ sở và THPT thuộc địa bàn Hà Nội, Hải Dương, Hải Phòng, Nam Định và Quảng Ninh [14]. Một số công trình nghiên cứu về giáo dục STEM: Nguyễn Thanh Nga, Phùng Việt Hải, Nguyễn Quang Linh, Đỗ Hương Trà… trong các tài liệu [4], [6], đã trình bày khá đầy đủ các vấn đề về STEM như so sánh, phân biệt giữa giáo dục STEM với các phương pháp giáo dục khác nêu được ưu điểm và hạn chế của từng loại đồng thời đưa ra được các đề xuất để phát triển năng lực của học sinh thong qua hoạt động giáo dục STEM 7

Trong luận án nghiên cứu của Lê Xuân Quang (2017) về “Dạy học môn Công nghệ phổ thông theo định hướng GD STEM”. Kết quả nghiên cứu cho thấy: Phần lớn học sinh cảm thấy thoải mái, tự giác trong học tập, phát triển năng lực hợp tác, năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo của học sinh trong quá trình tham gia xây dựng nội dung bài học, phù hợp với định hướng của BGD&ĐT trong công văn số 5555/BGDĐT - GDTrH ngày 8/10/2014 về các tiêu chí đánh giá bài học đang được thực hiện trong cả nước hiện nay [8]. Trong luận văn tốt nghiệp của Lê Thanh Trúc (2017) về “Tổ chức dạy học một số kiến thức chương cơ sở của nhiệt động lực học - Vật lý 10 theo định hướng GD STEM”. Kết quả nghiên cứu cho thấy rằng: Học sinh đã phát huy được tính tích cực và năng lực sáng tạo, phát triển năng lực giải quyết vấn đề và rèn luyện một số kỹ năng cần thiết trong cuộc sống như kỹ năng làm việc nhóm, thu thập và xử lí thông tin, thuyết trình, phản biện… góp phần tạo được hứng thú học Vật lý của HS nhờ vận dụng các kiến thức hàn lâm vào thực tiễn, trực quan sinh động hơn. Các phân tích thực nghiệm trên đã khẳng định tính khả thi của việc tổ chức dạy học chương “Cơ sở của nhiệt động lực học - Vật lý 10” theo định hướng GD STEM trong việc đổi mới phương pháp dạy học ở trường phổ thông [9]. Trong Luận văn tốt nghiệp của CHANTHASINH OUNKEO (2017) về “Tổ chức hoạt động dạy học STEM về Dòng điện một chiều nhằm phát triển năng lực thực nghiệm của học sinh Trung học cơ sở (CHDCND Lào)”, kết quả nghiên cứu cho thấy việc tổ chức hoạt động dạy học theo tiến trình dạy học giải quyết vấn đề có khả năng phát triển năng lực thực nghiệm cho học sinh. Hiện tại nước (CHDCND Lào) chưa có một công trình nghiên cứu chính thức nào về GD STEM. Tuy nhiên, tại nước (CHDCND Lào) đã có những triển khai nhất định về GD STEM. Trong tài liệu Luật khoa học và công nghệ của Bộ KHCN Lào đã chỉ ra rằng: “Việc nâng cao trình độ của cán bộ và nhân viên là việc làm rất quan

8

trọng để thúc đẩy sự phát triển của các ngành công nghiệp và dịch vụ như: công nghiệp điện tử, Công nghiệp du lịch, công nghiệp chế tạo và sản xuất thực phẩm...”. Để đáp ứng yêu cầu trên, Bộ KHCN và Bộ GDTT của nước (CHDCND Lào) cần trao đổi, hợp tác với nhau để xây dựng đội ngũ lao động có trình độ, tay nghề để đáp ứng nhu cầu lao động trong và ngoài nước. Trong bài báo cáo của dự án nghiên cứu và phát triển chương trình dạy học về công nghệ, sáng chế đã chỉ ra rằng: Hiện nay, Chính phủ của nước (CHDCND Lào) đang đầu tư cho việc xây dựng chương trình GD STEM cho các trường học, các cấp học. Thực sự, để triển khai GD STEM ở nước (CHDCND Lào) cần có 2 yếu tố quan trọng đó là: Thúc đẩy xây dựng nguồn nhân lực chất lượng cao và khuyến khích nghiên cứu chế tạo sản phẩm mới có chất lượng cao. Bên cạnh đó, Sở Giáo dục phải xem lại một số chiến lược và thay đổi phương pháp giảng dạy từ bậc mầm non đến bậc đại học nhằm cho HS chủ động, tích cực học tập, phát triển được các kỹ năng cần thiết. Đồng thời trong quá trình dạy học phải tích hợp kiến thức Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật và Toán học. Các trường học cao đẳng, trường đại học cần phải hợp tác với các cơ quan, các công ty sản xuất, các đơn vị kinh doanh, doanh nghiệp…để xây dựng học tập từ nhà trường đến nhà máy (Work-intergrated Learning: Wil), trao đổi và hợp tác nhau để rèn luyện sinh viên học tập qua hoạt động thực tiễn. 1.2. Giáo dục STEM 1.2.1. Khái niệm về giáo dục STEM STEM là thuật ngữ viết tắt của các từ Science (Khoa học), Technology (Công nghệ), Engineering (Kỹ thuật) và Maths (Toán học) [13]. Science (Khoa học): Là nội dung phần kiến thức thuộc lĩnh vực trong khoa học tự nhiên của các môn Vật lý, Hóa học, Sinh học và Khoa học trái đất nhằm giúp HS tìm hiểu nội dung kiến thức về thế giới xung quanh chúng ta và có thể vận dụng kiến thức đó vào giải thích các hiện tượng diễn ra trong cuộc sống hàng ngày.

9

Technology (Công nghệ): Là nội dung phần kiến thức về Công nghệ nhằm giúp HS phát triểnkhả năng sử dụng, quan lý và đánh giá Công nghệ đồng thời áp dụng các Công nghệ tiên tiến vào quá trình học tập, các quy trình sản xuất để phục vụ cho cuộc sống có chất lượng tốt hơn. Engineering (Kỹ thuật): Là môn học thông qua các hoạt động học tích hợp các kiến thức khoa học, toán học…. vào xây dựng kỹ thật giúp học sinh hiểu biết sự phát triển của khoa học đồng thời giúp học sinh vận dụng các kiến thức vào trong xây dựng quy trình sản xuất nhằm phục vụ cuộc sống. Maths (Toán học): Là nội dung kiến thức về tính toán thông qua hoạt động tính toán, trình bày ý tưởng và nêu ra các giải pháp để giải quyết các vấn đề đặt ra giúp HS phát triển khả năng phân tích, biện luận và truyền đạt ý tưởng. STEM là một cách dạy học trang bị cho người học những kiến thức môn học trong lĩnh vực STEM và những kỹ năng cần thiết theo cách tiếp cận liên môn và người học có thể áp dụng kiến thức để giải quyết vấn đề trong cuộc sống thực tiễn. Thay vì giảng dạy bốn môn học như các đối tượng tách biệt và rời rạc, STEM kết hợp chúng thành một mô hình học tập gắn kết dựa trên các ứng dụng thực tế [7]. GDSTEM là giải pháp góp phần tăng hiệu quả dạy học, phát triển năng lực giải quyết vấn đề của HS, phát triển tư duy, logic, tự chủ, sáng tạo của HS đặc biệt trong lĩnh vực khoa học kỹ thuật, giúp HS có thể hiểu rõ được ý nghĩa thực tiễn của các kiến thức Vật lý được học. GD STEM gồm có 3 cách hiểu chính như sau: Quan tâm đến các môn Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật và Toán học: Là một chương trình dạy học từ bậc tiểu học đến bậc sau đại học để cung cấp hỗ trợ, tăng cường năng lực của người học [1]. Tích hợp của bốn lĩnh vực STEM: “Là phương pháp tiếp cận liên môn những kiến thức Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật và Toán học vào bối cảnh thực tế nhằm tạo nên một kết nối giữa nhà trường, cộng đồng và các doanh nghiệp” [1]. 10

Tích hợp từ hai lĩnh vực STEM trở lên: “GD STEM là một cách dạy học tiếp cận, nghiên cứu khám phá trong giảng dạy và học tập giữa hai môn học STEM trở lên, hoặc giữa một chủ đề STEM và một hoặc nhiều môn học khác trong nhà trường”[1]. 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. Giáo dục STEM là mô hình giáo dục dựa trên cách tiếp cận liên môn, giúp HS áp dụng các kiến thức khoa học, công nghệ, kĩ thuật và toán học vào GQVĐ thực tiễn trong bối cảnh cụ thể [4]. Các môn học trong giáo dục STEM - Science (Khoa học) là kiến thức vật lý, Hóa học, Sinh học và Khoa học trái đất nhằm giúp HS hiểu về thế giới tự nhiên từ đó vận dụng KT, KN để giải quyết các vấn đề trong cuộc sống một cách khoa học. - Technology (Công nghệ) phát triển khả năng hiểu và đánh giá công nghệ của HS. HS hiểu được công nghệ phát triển như thế nào và mức độ ảnh hưởng của công nghệ đến đời sống. - Engineering (Kĩ thuật) tạo cơ hội cho HS tích hợp kiến thức nhiều lĩnh vực và kĩ năng vân dụng sáng tạo kiến thức để thiết kế, chế tạo hay xây dựng, quy trình tạo thành sản phẩm. - Mathematic (Toán học) phát triển khả năng phân tích, biện luận, truyền đạt ý tưởng hiệu quả thông qua tính toán để giải thích các giải pháp của vấn đề được đưa ra. 1.2.2. Mô hình Giáo dục STEM 1.2.2.1. Mục tiêu giáo dục STEM Mục tiêu đầu tiên của giáo dục STEM là đưa hoạt động trải nghiệm vào trong quá trình học tập. Học sinh được học trên cơ sở dự án, được giao nhiệm

11

vụ theo từng dự án, từ đó phát huy tối đa khả năng tư duy sáng tạo, phát triển năng lực giải quyết vấn đề và ứng dụng các kiến thức khoa học vào cuộc sống. Bên cạnh kiến thức khoa học, học sinh cũng được thấm dần các thói quen tư duy, nhìn nhận và đánh giá hiện tượng, sự kiện một cách logic.[15] Mục tiêu thứ hai của giáo dục STEM là đem lại sự hứng thú trong học tập. Nhiệm vụ giao cho học sinh phải đủ hấp dẫn để kích thích trí sáng tạo và tò mò. Để đạt được điều này, ngoài thiết kế bài giảng thì người giáo viên STEM cũng đóng vai trò vô cùng quan trọng, giúp duy trì sự hứng thú học tập của học sinh trong quá trình học tập. Vì vậy, cách thức truyền tải kiến thức và hướng dẫn học sinh trên lớp của giáo viên phải được đào tạo thật bài bản. Tóm lại, giáo dục STEM trang bị cho học sinh những kỹ năng phù hợp để phát triển trong thời đại bùng nổ cách mạng cộng nghiệp 4.0 gồm: Tư duy phản biện và kỹ năng GQVĐ, kỹ năng trao đổi và cộng tác, tính sáng tạo và kỹ năng phát kiến, văn hóa công nghệ và thông tin truyền thông, kỹ năng làm việc theo dự án và kỹ năng thuyết trình. [12] 1.2.2.2. Quy trình xây dựng chủ đề STEM Quy trình xây dựng chủ đề/ bài học STEM gồm các bước sau: [10] Bước 1: Lựa chọn chủ đề/ bài học GV rà soát khung chương trình để tìm ra các chủ đề/bài học gắn với thực tế, có tính phổ biến, gắn liền với kinh nghiệm sống của HS, phù hợp với trình độ nhận thức của HS. Trong chương trình HH THPT chúng ta có thể xây dựng một số chủ đề STEM như quy trình sản xuất một sản phẩm HH: giấm ăn, rượu, sữa chua, tinh dầu, xà phòng hand made, nước rửa tay khô sát khuẩn… Bước 2: Xác định các vấn đề cần giải quyết Sau khi lựa chọn chủ đề STEM, cần xác định vấn đề cần giải quyết để giao cho HS. GV có thể xây dựnvg hệ thống câu hỏi để giúp HS thông qua câu trả lời nắm được vấn đề của chủ đề. Khi giải quyết vấn đề đó HS phải học được những KTKN cần dạy trong chương trình môn học (đối với STEM kiến tạo) hoặc vận dụng những KTKN đã biết (đố với STEM vận dung) để xây dựng bài học. 12

Bước 3: Xây dựng tiêu chí của thiết bị/ giải pháp giải quyết vấn đề Xây dựng tiêu chí là một bước quan trọng để đề xuất giả thuyết khoa học, giải pháp giải quyết vấn đề, thiết kế mẫu sản phẩm. Căn cứ vào các tiêu chí đã xây dựng, HS có định hướng trong quá trình thực hiện chủ đề STEM. Bước 4: Lập kế hoạch dạy học của chủ đề Xây dựng mục tiêu dạy học của chủ đề: - Để xác định mục tiêu của chủ đề dạy học STEM cần rà soát xem kiến thức cần dạy, kĩ năng cần rèn luyện, xác định các năng lực được hình thành và phát triển thông qua chủ đề. - Khi dạy học chủ đề STEM cần chú ý đến các loại kiến thức: kiến thức đã học (kiến thức nền) đó là những kiến thức học sinh đã học; kiến thức sẽ học là những kiến thức HS sẽ chiếm lĩnh được trong quá trình học chủ đề; kiến thức cơ sở khoa học là kiến thức mở rộng cho HS. - Đưa những kĩ năng cần rèn luyện chính vào mục tiêu của chủ đề. - Lựa chọn tích hợp KTKN vào trong chủ đề. Xây dựng nội dung các hoạt động dạy học - Cần thể hiện rõ trong mỗi hoạt động dạy học: kiến thức, tư liệu học tập (phiếu học tập, tài liệu hỗ trợ…), phương tiện, thiết bị dạy học, dự kiến thời gian cho mỗi hoạt động, cách thức tiến hành hoạt động theo cá nhân hay nhóm hay theo trạm hay theo dự án… - Việc phối hợp với GV bộ môn (nếu có) cũng cần được chỉ ra. Chủ đề này được thực hiện vào thời điểm nào của kì học, năm học. Bước 5: Tổ chức dạy học và đánh giá chủ đề Trên cơ sở chuẩn bị của GV, việc tổ chức dạy học chủ đề STEM sẽ được tổ chức linh hoạt phù hợp với cơ sở vật chất, trình độ HS và thời gian cho phép. Sau khi dạy học xong chủ đề GV cần đánh giá những khía cạnh: - Sự phù hợp thực tế dạy học với thời lượng. - Mức độ đạt được mục tiêu của HS. - Sự hứng thú của HS. - Mức độ khả thi của chủ đề. 13

1.2.2.3. Phương pháp dạy học tích cực trong giáo dục STEM * Phương pháp dạy học dự án DHDA là một PPDH, trong đó người học thực hiện một nhiệm vụ phức hợp gắn với thực tiễn, kết hợp lí thuyết với thực hành tạo ra các sản phẩm có thể giới thiệu được. Nhiệm vụ này được người học thực hiện với tính tự lực cao từ việc xác định mục tiêu, lập kế hoạch đến việc thực hiện dự án và ĐG kết quả thực hiện. Đặc điểm của DHDA:

Hình 1.1. Đặc điểm của dạy học dự án DHDA có ba đặc điểm cốt lõi là: định hướng HS, định hướng thực tiễn và định hướng sản phẩm. Trong quá trình thực hiện dự án HS phải tìm tòi nghiên cứu và phương pháp GQVĐ trong cuộc sống Các bước tổ chức DHDA được nhiều tác giả mô tả, cơ bản gồm những bước sau:

14

Hình 1.2. Các bước thực hiện dự án (Nguồn: Vụ Giáo dục trung học) Trong giáo dục STEM DHDA thể hiện mục tiêu đặt ra là quá trình tìm tòi, nghiên cứu, định hướng sản phẩm dựa trên quy trình thiết kế kĩ thuật. Căn cứ vào thời điểm triển khai DA có thể phân loại DHDA như sau: - DA này hình thành ngay từ khi bắt đầu chủ đề, khóa học gọi là pre-project. Trong quá trình thực hiện DA HS phải tích cực thu thập kiến thức để thực hiện DA, hoàn thành DA để chiếm lĩnh kiến thức dựa trên quy trình Khoa học, Kĩ thuật, Công nghệ. - DA vận dụng kiến thức hay gọi là post - project được thực hiện sau kết thúc chủ đề, khóa học. Tri thức HS thu được trong quá trình học tập sẽ được dùng để GQVĐ hoặc tạo ra sản phẩm. Trong các DA STEM cần chú ý sự vừa sức đối với người học, các kiến thức mà HS đã được học, kinh nghiệm vốn có của HS, tiến trình DA phải có bảng phân công nhiệm vụ và thời gian kết thúc. GV cũng phải lường trước được các tình huống. GV thường xuyên phải theo dõi DA, điều chỉnh, hỗ trợ HS để đảm bảo tiến độ DA. 15

Khi bắt đầu tham gia các DA thì GV và HS phải xây dựng các tiêu chí đánh giá sản phẩm. Còn đánh giá HS chú ý các hình thức như: tự đánh giá, đánh giá chéo, đánh giá của GV… * Phương pháp dạy học giải quyết vấn đề Dạy học GQVĐ là con đường quan trọng để phát huy tính tích cực của HS. Dạy học GQVĐ trên cơ sở lý thuyết nhận thức: Tư duy chỉ bắt đầu khi xuất hiện tình huống có VĐ” (Rubinstein). Vì vậy DHGQVĐ quá trình dạy học được tổ chức thông qua việc GQVĐ. Giáo dục STEM quan tâm đến việc hình thành và phát triển NL giải quyết VĐ và sáng tạo cho HS. Trong mỗi chủ đề STEM HS được đặt vào tình huống có vấn đề liên quan đến thực tiễn. Để giải quyết VĐ đó HS phải tìm hiểu kiến thức Khoa học thông qua SGK, tài liệu tham khảo, mạng internet, thiết bị thí nghiệm…HS sử dụng các kiến thức tìm hiểu được để GQVĐ thực tiễn đặt ra trong chủ đề bài học STEM. Các KT, KN tích hợp với nhau giúp HS hiểu bản chất của VĐ và cao hơn có thể tạo ra sản phẩm phục vụ cuộc sống. 1.2.2.4. Quy trình tổ chức hoạt động dạy học chủ đề/ bài học STEM Theo tài liệu tập huấn “Xây dựng và thực hiện các chủ đề Giáo dục STEM trong trường trung học” của BGD&ĐT Việt Nam năm 2019, quy trình dạy học chủ đề/bài học STEM được thực hiện theo các giai đoạn như sơ đồ sau [5]. Quy trình dạy học bài học STEM được thực hiện phỏng theo quy trình kĩ thuật, trong đó việc "Nghiên cứu kiến thức nền" (background research) trong tiến trình dạy học chính là việc học để chiếm lĩnh nội dung kiến thức trong chương trình giáo dục phổ thông tương ứng với vấn đề cần giải quyết trong bài học, trong đó học sinh là người chủ động nghiên cứu sách giáo khoa, tài liệu bổ trợ, tiến hành các thí nghiệm theo chương trình học (nếu có) dưới sự hướng dẫn của giáo viên; vận dụng kiến thức đã học để đề xuất, lựa chọn giải pháp

16

giải quyết vấn đề; thực hành thiết kế, chế tạo, thử nghiệm mẫu; chia sẻ, thảo luận, điều chỉnh thiết kế. Thông qua quá trình học tập đó, học sinh được rèn luyện nhiều kĩ năng để phát triển phẩm chất, năng lực.

(1) Xác định vấn đề

(2) Nghiên cứu kiến thức nền (3) Đề xuất các giải pháp (4) Lựa chọn giải pháp (5) Thiết kế mô hình (6) Thử nghiệm, đánh giá (7) Chia sẻ và thảo luận (8) Điều chỉnh thiết kế Hình 1.3. Sơ đồ quy trình dạy học bài học/chủ đề STEM Quy trình dạy học bài học/chủ đề STEM là sự kết hợp giữa tiến trình khoa học và chu trình thiết kế kĩ thuật. Mặc dù vậy, các "bước" trong quy trình không được thực hiện một cách tuyến tính (hết bước nọ mới sang bước kia) mà có những bước được thực hiện song hành, tương hỗ lẫn nhau. Cụ thể là việc "Nghiên cứu kiến thức nền có thể được" được thực hiện đồng thời với "Đề xuất giải pháp"; "Chế tạo mô hình" cũng có thể được thực hiện đồng thời với "Thử nghiệm và đánh giá", trong đó bước này vừa là mục tiêu vừa là điều kiện để thực hiện bước kia. 17

Hoạt động 1. Xác định vấn đề: Thường là tình huống có vấn đề mang tính kỹ thuật được sử dụng trong cuộc sống hằng ngày đồng gắn chặt với hoạt động thiết kế, chế tạo sản phẩm kỹ thuật và thu hút HS vào quá trình học tập. - Mục đích: Xác định tiêu chí sản phẩm; phát hiện vấn đề/nhu cầu. - 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. - 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 Hoạt động 2. Nghiên cứu kiến thức nền và đề xuất giải pháp: Các kiến thức như Toán, Lí, Hóa, Công nghệ, ... có liên quan đến vấn đề - 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 - 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. Điều hành “chốt” kiến thức mới + hỗ trợ HS đề xuất giải pháp/thiết kế mẫu thử nghiệm trong khi HS báo cáo. + Học sinh: Nghiên cứu sách giáo khoa, tài liệu, làm thí nghiệm (cá nhân, nhóm). Báo cáo, thảo luận. Hoạt động 3. Lựa chọn giải pháp: HS dưới sự chỉ đạo của tổ trưởng phân công lắp ráp sảm phẩm theo tài liệu hướng dẫn hoặc thiết kế sản phẩm của tổ đã sáng tạo ra. Nếu một số chi tiết phức tạp mất nhiều thời gian thì GV có thể chuển bị trước ở nhà hoặc giao nhiệm vụ về nhà trước cho HS. 18

- Mục đích: Lựa chọn giải pháp/ bản thiết kế. - Nội dung: Trình bày, giải thích, bảo vệ giải pháp/ thiết kế để lựa chọn và hoàn thiện. - Dự kiến sản phẩm hoạt động của học sinh: Giải pháp/ bản thiết kế được lựa chọn/ hoàn thiện. - 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). Điều hành, nhận xét, đánh giá, hỗ trợ HS lựa chọn giải pháp/ thiết kế mẫu vthử nghiệm. + Học sinh báo cáo, thảo luận; 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 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. - 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. - Cách thức tổ chức hoạt động: + Giáo viên giao nhiệm vụ (lựa chọn dụng cụ/thiết bị thí nghiệm để chế tạp, lắp ráp...). Hỗ trợ học sinh trong quá trình thực hiện. Học sinh thực hành chế tạo, lắp ráp và thử nghiệm Hoạt động 5. Chia sẻ, thảo luận, điều chỉnh: 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. 19

- Dự kiến sản phẩm hoạt động của học sinh: Dụng cụ/ thiết bị/ mô hình/ đồ vật... - Cách thức tổ chức hoạt động: + Giáo viên Giao nhiệm vụ (mô tả rõ yêu cầu vàsản phẩm trình bày). Đánh giá, kết luận, cho điểm và định hướng tiếp tụchoàn thiện. + 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). 1.3. Năng lực giải quyết vấn đề của học sinh 1.3.1. Các khái niệm 1.3.1.1. Khái niệm vấn đề Theo từ điển Petit Robert, vấn đề là câu hỏi cần giải quyết. Câu trả lời cho câu hỏi này đưa đến hoặc tìm thấy một kết quả xuất phát từ một số dữ liệu hoặc là xác đinh một phương pháp cần tho đuổi để nhận được một kết quả cho là đã biết. Đến thế kỉ XVIII, từ vấn dề dần dần tay cho từ câu hỏi. Có nhiều loại vấn đề và phân chia theo nhiều loại dấu hiểu khác nhau. Theo chúng tôi, trong dạy học có thể chia vấn đề thành 2 loại: - Vấn đề đóng: Mục tiêu thường rõ ràng và thường có một giải pháp hoặc kết quả đúng; việc giải quyết vấn đề đóng được xm như một hoạt động hội tụ. Vấn đè đóng thường nằm trong bài học. - Vấn đề mở: Mục tiêu giải quyết vấn đề thường chưa rõ ràng, không tường minh và thường có nhiều hơn một giải pháp hoặc kết quả đúng; việc giải quyết vấn đề mở được xem như một hoạt động phân kì. Người học phải phân tích tình huống và diễn đạt tình huống bằng ngôn ngữ Khoa học. Các vấn đề mở thu hút học sinh tm kiếm mục tiêu đang tiểm ẩn trong vấn đề đạt ra. Vấn đề mở nằm trong thực tiễn có liên quan đến bài học. Có thể nói rằng, vấn đề là trạng thái mà ở đó có mâu thuẫn hoặc khoảng cách giữa thực tế và mong muốn. Vấn đề là tfnh huống mà cá nhân phải đối mặt với nó tìm cách thực để giải quyết nó có hiệu quả. 20

1.3.1.2. Khái niệm giải quyết vấn đề Có nhiều ngiên cứu của giáo dục quốc tế đưa ra khái niêm: giải quyết vấn đề là khả năng suy nghĩ và hành động trong tình huống không có quy trình, thủ tục, giải pháp thông thường có sẵn. Người giải quyết vấn đề có thể ít nhiều xác định được mục tiêu hành động, nhưng không phải ngay lập tức biết cách làm thế nào đề đạt được nó. Sự am hiểu tình huống vấn đề và lí giải việc đạt mục tiêu đó trên cơ sở việc lập kế hoạch và suy luận tạo thành quá trình giải quyết vấn đề. Hoạt động giải quyết vấn đề trong tình huống chứa vấn dề mở, không hoặc nhiều dữ kiện cho phép pháp triển năng lực ở học sinh bởi người học phải chính xác tình huống, diễn đạt vấn đề, đề xuất giả thuyết,... Tiến trình giải quyết tình huống có chứa VĐ mở là dịp phát triển ở học sinh các hoạt động trí tuệ, hoạt động nghiên cứu sẽ được trở đi trở lại nhiều lần trong giờ học: xác định vấn đề nghiên cứu, đề xuất các dự đoán, tiền hành nghiên cứu, đánh giá kết quả và rút ra kết luận. 1.3.2. Cấu trúc của năng lực giải quyết vấn đề Năng lực giải quyết vấn là khả năng một cá nhân sử dụng hiệu quả quá trình nhận thức để hiểu và giải quyết các tình huống có vấn đề. Mà ở đó học sinh chưa tìm hiểu ngay ra giải pháp một cách rõ ràng. Nó bao gồm cả thái độ sẵn sàng tham gia vào các tình huống có vấn đề để trở thành một công dân có tinh thần xây dựng và tự phản ánh.Năng lực giải quyết vấn đề là một trong những năng lực chủ yếu của con người, được cấu trúc thành 3 thành phần-thành tố như sau:[1] Thành tố Phát hiện và làm rõ vấn đề

Chỉ số hành vi - Phân tích tình huống - Phát hiện vấn đề - Phát biểu vấn đề Đề xuất và lựa chọn giải pháp - Thu thập các thông tin có liên quan đến vấn đề - Đề xuất các giải pháp - Lựa chọn giải pháp phù hợp Thực hiện và đánh giá giải pháp - Thực hiện giải pháp đã chọn - Đánh giá giải pháp - Nhận thức và vận dụng phương pháp hành động vào bối cảnh mới 21

1.3.3. Các biện pháp tổ chức hoạt động dạy học môn KHTN theo định hướng giáo dục STEM nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn đề của HS Phỏng theo chu trình STEM, giáo dục STEM đặt học sinh trước những vấn đề thực tiễn ("công nghệ" hiện tại) cần giải quyết, đòi hỏi học sinh phải tìm tòi, chiếm lĩnh kiến thức khoa học và vận dụng kiến thức để thiết kế và thực hiện giải pháp giải quyết vấn đề ("công nghệ" mới). Như vậy, mỗi bài học STEM sẽ đề cập và giao cho học sinh giải quyết một vấn đề tương đối trọn vẹn, đòi hỏi học sinh phải huy động kiến thức đã có và tìm tòi, chiếm lĩnh kiến thức mới để sử dụng. Quá trình đó đòi hỏi học sinh phải thực hiện theo "Quy trình khoa học" (để chiếm lĩnh kiến thức mới) và "Quy trình kĩ thuật" để sử dụng kiến thức đó vào việc thiết kế và thực hiện giải pháp ("công nghệ" mới) để giải quyết vấn đề. Đây chính là sự tiếp cận liên môn trong giáo dục STEM, dù cho kiến thức mới mà học sinh cần phải học để sử dụng trong một bài học STEM cụ thể có thể chỉ thuộc một môn học [1]. Như vậy, giáo dục STEM là một phương thức giáo dục nhằm trang bị cho học sinh những kiến thức khoa học gắn liền với ứng dụng của chúng trong thực tiễn, qua đó phát triển cho học sinh năng lực phát hiện và giải quyết vấn đề cùng với những năng lực khác tương ứng, đáp ứng được yêu cầu của sự phát triển kinh tế - xã hội. Các mức độ áp dụng giáo dục STEM trong giáo dục phổ thông như sau [1]: a) Dạy học các môn khoa học theo phương thức giáo dục STEM. Đây là hình thức tổ chức giáo dục STEM chủ yếu trong nhà trường. Theo cách này, các bài học, hoạt động giáo dục STEM được triển khai ngay trong quá trình dạy học các môn học STEM theo tiếp cận liên môn. Các chủ đề, bài học, hoạt động STEM bám sát chương trình của các môn học thành phần. Hình thức giáo dục STEM này không làm phát sinh thêm thời gian học tập. b) Tổ chức các hoạt động trải nghiệm STEM Trong hoạt động trải nghiệm STEM, học sinh được khám phá các thí nghiệm, ứng dụng khoa học, kỹ thuật trong thực tiễn đời sống. Qua đó,

22

nhận biết được ý nghĩa của khoa học, công nghệ, kỹ thuật và toán học đối với đời sống con người, nâng cao hứng thú học tập các môn học STEM. Đây cũng là cách thức để thu hút sự quan tâm của xã hội tới giáo dục STEM. Để tổ chức thành công các hoạt động trải nghiệm STEM, cần có sự tham gia, hợp tác của các bên liên quan như trường trung học, cơ sở giáo dục nghề nghiệp, các trường đại học, doanh nghiệp. Trải nghiệm STEM còn có thể được thực hiện thông qua sự hợp tác giữa trường trung học với các cơ sở giáo dục đại học, giáo dục nghề nghiệp. Theo cách này, sẽ kết hợp được thực tiễn phổ thông với ưu thế về cơ sở vật chất của giáo dục đại học và giáo dục nghề nghiệp. Các trường trung học có thể triển khai giáo dục STEM thông qua hình thức câu lạc bộ. Tham gia câu lạc bộ STEM, học sinh được học tập nâng cao trình độ, triển khai các dự án nghiên cứu, tìm hiểu các ngành nghề thuộc lĩnh vực STEM. Đây là hoạt động theo sở thích, năng khiếu của học sinh. c) Tổ chức hoạt động nghiên cứu khoa học, kĩ thuật. Giáo dục STEM có thể được triển khai thông qua hoạt động nghiên cứu khoa học và tổ chức các cuộc thi sáng tạo khoa học kỹ thuật. Hoạt động này không mang tínhđại trà mà dành cho những học sinh có năng lực, sở thích và hứng thú với các hoạt động tìm tòi, khám phá khoa học, kỹ thuật giải quyết các vấn đề thực tiễn. Tổ chức tốt hoạt động câu lạc bộ STEM cũng là tiền đề phát triển hoạt động sáng tạo khoa học kỹ thuật và triển khai các dự án nghiên cứu trong khuôn khổ cuộc thi khoa học kỹ thuật dành cho học sinh trung học. Bên cạnh đó, tham gia câu lạc bộ STEM và nghiên cứu khoa học, kĩ thuật là cơ hội để học sinh thấy được sự phù hợp về năng lực, sở thích, giá trị của bản thân với nghề nghiệp thuộc lĩnh vực STEM.

23

1.4. Tìm hiểu thực tế dạy học STEM tại một số trường Trung học cơ sở nước CHDCND Lào 1.4.1. Mục đích điều tra Để chuẩn bị cho soạn thảo tiến trình dạy học một số kiến thức về “Áp suất” môn Khoa học tự nhiên 7 theo định theo định hướng GD STEM nhằm bồi dưỡng năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh tại trường Trung học cơ sởtrườngcao đăng sư phạm Savannakhet và trường Trung học cơ sở Thasano nước CHDCND Lào, tôi tiến hành điều tra điều tra thực tế dạy và học của giáo viên và học sinh về dạy học theo mô hình giáo dục STEM nhằm: - Tìm hiểu thực trạng dạy và học môn Khoa học tự nhiên ở THCS của giáo viên và học sinh; - Tìm hiểu sự hiểu biết và vận dụng vào giảng dạy của GV về giáo dục STEM; - Sự cần thiết của giáo dục STEM trong dạy học môn Khoa học tự nhiên ở trường THCS nước CHDCND Lào. - Những khó khăn của giáo viên và học sinh khi áp dụng mô hình GD STEM trong dạy học môn Khoa học tự nhiên ở trường THCS nước CHDCND Lào. - Tìm hiểu hứng thú của học sinh khi giáo viên áp dụng phương pháp dạy học theo định hướng giáo dục STEM. 1.4.2. Phương pháp điều tra Việc điều tra được thực hành ở một số trường THCS Thành phố Cay Xỏn Phom Vi Hản, CHDCND Lào: - Gặp gỡ và trao đổi trực tiếp với lãnh đạo nhà trường, tổ trưởng chuyên môn, trao đổi với các giáo viên dạy môn Khoa học tự nhiên - Điều tra GV: Trao đổi trực tiếp, tham khoả giáo án, cách giảng dạy trong thời gian qua kiến thức về STEM và sử dùng phiếu điều tra. - Điều tra HS: Trao đổi trực tiếp thông qua các bài kiểm tra. - Dự giờ của một số GV.

24

1.4.3. Đối tượng điều tra Chúng tôi sử dụng phiếu điều tra về tình hình dạy và học theo định hướng giáo dục STEM của GV trường Trung học cơ sởtrường cao đăng sư phạm Savannakhet và GV trường Trung học cơ sở Thasano với 9 GV dạy môn Khoa học tự nhiên và HS trường Trung học cơ sở trường cao đăng sư phạm Savannakhet và HS trường Trung học cơ sở Thasano với 50 HS khối lớp7 có lực học đồng đều như nhau. 1.4.4. Kết quả điều tra Qua việc điều tra GV và HS trên thông qua phiếu điều tra tình hình dạy và học được kết quả sau: * Đối với GV - Với câu hỏi “Thầy (cô) có tự tìm hiểu hoặc được tập huấn về giáo dục STEM không?” Số GV

Không

có

9

7

2

Kết quả thu được cho thấy GV (chiếm 78 %) được phỏng vấn cho biết chưa được tìm hiểu hoặc chưa được tập huấn về giáo dục STEM; 2/9 GV (chiếm 22%) được phỏng vấn cho biết có tìm hiểu về giáo dục STEM. Kết quả này chứng tỏ giáo dục STEM ở THCS chưa được chú trọng và chưa được quan tâm. - Với câu hỏi “Thầy (cô) có tự làm đồ dùng, thiết bị dạy học không?” Số GV

Không

có

9

9

0

Kết quả này chứng tỏ GV dạy học ở THCS chưa được chú trọng vào chế tạo các bộ thí nghiệm vào dạy học. - Với câu hỏi “Theo thầy cô, có cần tổ chức hoạt động dạy học theo định hướng Giáo dục STEM trong dạy học ở trường THCS?”

25

Số GV

Không cần

Bình thường

Cần

Rất cần

9

0

0

3

6

Kết quả này cho thấy sau khi giáo viên hiểu về giáo dục STEM thì họ thấy sự cần thiết của việc áp dụng STEM vào dạy học ở trường phổ thông để phát huy năng lực giải quyết vấn đề của học sinh - Với câu hỏi “Thầy (cô) đã vận dụng dạy học theo định hướng giáo dục STEM chưa?” Số GV

Chưa bao giờ sử dụng

9

5

Rất thường xuyên

Thỉnh thoảng Thường xuyên 4

0

0

Kết quả thu được cho thấy có rất ít GV dạy học sinh theo định hướng giáo dục STEM. Kết quả này cũng phản ánh các giáo viên được phỏng vấn chưa được tiếp cận nhiều với giáo dục STEM - Với câu hỏi “Theo thầy (cô) việc vận dụng giáo dục STEM trong dạy học gặp khó khăn gì?” Kết quả thu được như sau: Câu hỏi

GV lựa chọn

Không đủ thời gian thực hiện

5

Không đủ phương tiện dạy học

8

Học sinh sẽ rất hứng thú

9

Mất nhiều thời gian thiết kế

6

Trình độ HS chưa phù hợp

2

* Đối với HS - Với câu hỏi “Các thầy (cô) chế tạo và sử dụng thí nghiệm/ứng dụng kĩ thuật trong dạy học ở mức độ nào? Số HS

Không bao giờ

Thỉnh thoảng

Thường xuyên

Rất thường xuyên

50

0

9

28

13

26

- Với câu hỏi số 2: “Em có thích các giờ học có sử dụng thí nghiệm/ ứng dụng kĩ thuật không?” Số HS

Không

Bình thường

Thích

Rất thích

50

0

6

15

29

Kết quả này cho thấy: HS rất hào hứng khi được học các giờ có thí nghiệm/ứng dụng kỹ thuật. - Với câu hỏi số 3: “Em có thích học lý thuyết gắn liền với việc trải nghiệm không?” Số HS

Bình thường

Thích

Rất thích

50

9

25

12

Kết quả này cho thấy: Các em thích được trải nghiệm thực tế và muốn tự tay thực hiện thí nghiệm để tìm hiểu kiến thức hay chế tạo một sản phẩm. - Với câu hỏi số 4: “Em có muốn áp dụng lý thuyết đã học để chế tạo ra sản phẩm gắn với thực tiễn không?” Số HS

Không muốn

Bình thường

Muốn

Rất muốn

50

0

8

14

28

Kết quả này cho thấy: Các em rất mong sau khi học lý thuyết được áp dụng vào thực tiễn. - Với câu hỏi số 5: “Em có nguyện vọng gì trong các giờ học môn Khoa học tự nhiên?” Số HS

Giữ nguyên

Tăng cường

Rất muốn tăng cường

50

10

28

12

Kết quả này cho thấy: Các em mong muốn được ứng dụng lý thuyết vào thực tế và các thầy cô tăng cường sử dụng thiết bị thí nghiệm để tìm hiểu kiến thức mới. Căn cứ vào kết quả điều tra đã thôi thúc tôi nghiên cứu và thực hiện đề tài “Tổ chức hoạt động dạy học chương “Áp suất” môn Khoa học tự nhiên 7 nước CHDCND Lào theo định hướng giáo dục STEM cho học sinh”.

27

KẾT LUẬN CHƯƠNG 1 Trong chương 1 của luận văn này, chúng tôi đã trình bày: - Các nghiên cứu về giáo dục STEM; - Những cơ sở lí luận về giáo dục STEM; - Quy trình thiết kế một chủ đề dạy học theo định hướng giáo dục STEM; - Các hoạt động của tiến trình dạy học theo định hướng giáo dục STEM; - Mục tiêu của giáo dục STEM là phát triển năng lực giải quyết vấn đề của học sinh. Chúng tôi đã điều tra, phỏng vấn GV và HS ở trường Trung học cơ sở trường cao đăng sư phạm Savannakhet và trường Trung học cơ sở Thasano về giáo dục STEM và việc vận dụng STEM vào giảng dạy của GV. Qua đó, thấy được hiểu biết của các GV, HS về giáo dục STEM và sự cần thiết của mô hình dạy học theo định hướng giáo dục STEM cho các môn học nói chung và môn Khoa học tự nhiên nói riêng. Kết quả nghiên cứu ở chương này sẽ làm cơ sở để chúng tôi thiết kế các hoạt động dạy học và thiết kế phiếu đánh giá năng lực giải quyết vấn đề của học sinh ở chương 2.

28

Chương 2 THIẾT KẾ HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC MỘT SỐ KIẾN THỨC CHƯƠNG “ÁP SUẤT” MÔN KHTN LỚP 7 NƯỚC CHDCND LÀO 2.1. Phân tích nội dung kiến thức chương “Áp suất- KHTN 7” 2.1.1. Tổng quan của chương “Áp suất” Trong sách giáo khoa KHTN 7 của chương trình giáo dục phổ thông của nước CHDCND Lào gồm có 3 môn (vật lý, hóa học và sinh học), trong đó môn vật lý có 4 chương, nhưng có kiến thức về “Áp suất” nằm ở chương V. Chương này được chia ra thành 5 bài như sau: Bảng 2.1. Nội dung bài học chương V “Áp suất” KHTN 7 Nội dung

Tên bài

1. Áp lực, diện tích bịép, áp suất Bài 21 Tưởng tượng về 2. Ứng dụng của áp lực vào cuộc sống và áp suất công nghệ hàng ngày 1. Sự tồn tại của áp suất trong lòng chất lỏng 2. Áp suất chất lỏng tác động lên đáy bình 3. Áp suất chất lỏng tác động lên thành Bài 22 Áp suất chất bình chứa cùng một chất lỏng - bình thông nhau 4. Công thức tínháp suất chất lỏng 5. Bình thông nhau 6. Ứng dụng 1. Sự truyền áp suất trong chất khí Bài 23 Sự truyền áp suất trong chất khí và 2. Áp suất khí quyển áp suất khí quyển 3. Ứng dụng Bài 24 Thiết bị đo áp 1. Độ lớn của áp suất khí quyển suất khí quyển 2. Các loại thiết bị đo áp suất khí quyển Bài 27 Lực đẩy tác 1. Sự tác động lực của chất lỏng lên vật dụng lên một chất kết tinh lỏng - Định luật 2. Định luật Acsimet Acsimet 29

Thời lượng 2 tiết

4 tiết

2 tiết

2 tiết

2 tiết

2.1.2. Mục tiêu dạy học theo chuẩn kiến thức, kỹ năng Trong sách hướng dẫn dạy học KHTN 7 của chương trình giáo dục phổ thông nước CHDCND Lào đã trình bày mục tiêu chung của sách giáo khoa KHTN 7, trong đó từng bài cũng có mục tiêu riêng biệt. Cụ thể trong chương V “Áp suất” bài 22 “Áp suất chất lỏng-bình thông nhau”, mục tiêu dạy học của đơn vị này được triển khai theo chuẩn kiến thức - kĩ năng của Bộ Giáo dục và Thể Thao nước CNDCND Lào. Sau khi học xong bài này, HS cần đạt được: Kiến thức: - Biết được chất lỏng không chỉ gây ra áp suất lên thành bình, đáy bình và cácvật ở trong lòng chất lỏng. - Xây dựng được công thức tính áp suất chất lỏng qua công thức tính áp suất. - Viết được công thức tính áp suất chất lỏng, nêu được tên, đơn vị các đại lượng trong công thức. - Nêu được nguyên tắc bình thông nhau và dùng nó để giải thích một số hiện tượng thường gặp trong cuộc sống. - Vận dụng được công thức tính áp suất để giải được bài tập, viết được phương trình phản ứng xảy ra giữa vôi sống với nước để xử lí ô nhiễm môi trường. Kĩ năng: - Xây dựng được công thức tính áp suất chất lỏng - Quan sát hiện tượng thí nghiệm, rút ra nhận xét. - Kĩ năng xử lí và phân tích thông tin. - Phát triển kỉ năng giao tiếp, khả năng làm việc theo nhóm. Thái độ: - Tích cực trung thực, có ý thức học hỏi, vận dụng trong thực tế. - Trách nhiệm với công việc, tự chịu trách nhiệm trước cá nhân và tập thể. - Hòa nhã và say mê học tập.

30

2.1.3. Phân tích nội dung kiến thức Trong phần này, tác giả sẽ phân tích những nội dung kiến thức cơ bản theo thứ tự đơn vị bài học trong SGK KHTN 7 cơ bản bài 22. Áp suất chất lỏng - bình thông nhau. Trong SGK KHTN 7 đã trình bày kiến thức về áp suất chất lỏng - bình thông nhau, sự tồn tại của áp suất trong lòng chất lỏng, áp suất chất lỏng tác động lên đáy bình, áp suất chất lỏng tác động lên thành bình chứa cùng một chất, công thức tínháp suất chất lỏng, bình thông nhau, ứng dụng. 2.1.3.1. Nội dung các kiến thức về áp suất chất lỏng - bình thông nhau a. Sự tồn tại của áp suất trong lòng chất lỏng Chất lỏng gây áp suất theo mọi phương lên đáy bình, thành bình và các vật trong lòng nó. Khác với chất rắn chất lỏng gây ra áp suất theo mọi phương. Như vậy, chất lỏng không chỉ gây ra áp suất lên đáy bình mà lên cả thành bình và các vật trong lòng chất lỏng. b. Công thức tính áp suất chất lỏng p = d.h h là độ sâu tính từ điểm áp suất tới mặt thoáng chất lỏng. h tính bẳng m’ d là trọng lượng riêng của chất lỏng được tính bẳng N/m3. p là áp suất chất lỏng được tính bẳng Pa. Công thức này cũng được áp dụng cho một điểm bất kì trong lòng chất lỏng, chiều cao h của cột lỏng cũng là độ sâu của điểm đó so với mặt thoáng. Từ đây có thể suy ra một chất lỏng đứng yên, áp suất tại những điểm trên một mặt phẳng ngang có độ lớn như nhau. c. Bình thông nhau Trong bình thông nhau chứa cùng một chất lỏng đứng yên, các mặt thoáng của chất lỏng, ở các nhánh khác nhau đều ở cùng một độ cao.

31

2.2. Thiết kế tiến trình dạy học chủ đề “Áp suất chất lỏng - Bình thông nhau” theo định hướng giáo dục STEM 2.2.1. Lý do chọn chủ đề Trong cuộc sống thực tiễn, chúng ta đã biết đến các loại thiết bị như máy kích thủy lực,… các loại máy này thường dùng để nâng các vật nặng mà chỉ cần một lực nhỏ hơn rất nhiều. Tuy nhiên, ta chỉ biết sử dụng mà chưa nắm rõ được nguyên tắc, hay nguyên lý hoạt động của các máy đó. Học sinh cũng chỉ biết lắp ghép theo sự hướng dẫn của thầy (cô ) giáo, chưa thật sự tìm hiểu, chủ động trong việc làm ra sản phẩm. Từ cơ sở lý thuyết đã trình bày và đi thực tế tìm hiểu việc dạy học của các thầy (cô) ở một số trường THCS, tôi lựa chọn và xây dựng chủ đề “Áp suất chất lỏng - Bình thông nhau”. Ở chủ đề này, sau khi học sinh tìm hiểu lý thuyết về áp suất, bình thông nhau các em có thể đưa ra được các phương án thiết kế và tham gia lắp ráp mô hình máy kích thủy lực một cách đơn giản nhất, từ đó giúp học sinh phát triển năng lực, tư duy kĩ thuật và xây dựng kiến thức mới trong bài học cho các em. 2.2.2. Mục tiêu của chủ đề - Dùng dụng cụ thực hành, khẳng định được: áp suất sinh ra khi có áp lực tác dụng lên một diện tích bề mặt, áp suất = áp lực/ diện tích bề mặt. - Liệt kê được một số đơn vị đo áp suất thông dụng. - Lấy được ví dụ về công dụng của việc tăng, giảm áp suất qua một số hiện tượng thực tế. - Nêu được: Áp suất tác dụng vào chất lỏng sẽ được chất lỏng truyền đi nguyên vẹn theo mọi hướng; lấy được ví dụ minh hoạ. - Mô tả được thí nghiệm chứng tỏ sự tồn tại của áp suất trong lòng chất lỏng, tính áp suất chất lỏng. - Viết được công thức tính áp suất chất lỏng, nêu được tên, đơn vị các đại lượng trong công thức. - HS vẽ được sơ đồ và nêu được nguyên lí hoạt động của mô hình máy kích thủy lực. - Thiết kế và chế tạo mô hình máy kích thủy lực. - Báo cáo được sản phẩm 32

2.2.3. Kiến thức STEM trong chủ đề - Khoa học (S): Áp suất. - Công nghệ (T): Tạo ra công cụ hỗ trợ nâng vật nặng bằng dụng cụ đơn giản: xilanh các loại (5ml, 10ml, 50ml...), que tre, viên bi, ốc vít….. - Kỹ thuật (E): Thiết kế và chế tạo mô hình máy kích thủy lực bằng dụng cụ đơn giản như xilanh, các ảnh gỗ…. - Toán học (M): Tính toán kích thước các bộ phận, tính toán số chiều dài dụng cụvà xilanh đo mực nước như thế nào, .... 2.3. Tiến trình dạy học chủ đề "Áp suất chất lỏng-Bình thông nhau” theo định hướng giáo dục STEM 2.3.1. Phân phối thời gian cho các nội dung kiến thức của chủ đề STT

Hoạt động

Nội dung hoạt động

Thời gian

Buổi 1: Nghiên cứu kiến thức nền. Thiết kế mô hình máy kích thủy lực GV sử dụng tranh ảnh, video giới thiệu tình huống thực tiễn về người thợ dùng máy kích thủy lực để nâng ô tô. HS tiếp nhận tình huống và nêu vấn đề nghiên cứu.

5 phút

Tìm hiểu kiến thức về áp suất, áp suất chất lỏng, công thức tính áp suất chất lỏng

20 phút

3

Nghiên cứu, tìm hiểu cấu tạo nguyên lí bình thông nhau.

10 phút

4

Ý tưởng thiết kế mô hình máy kích thủy lực. Đề xuất các phương án thiết mô hình máy kích thủy lực Dự kiến dụng cụ để thiết kếmô hình máy kích thủy lực.

10 phút

1

2

Khởi động

Hình thành kiến thức mới

Thiết kế mô hình máy kích thủy lực

33

Báo cáo 5

Các nhóm báo cáo

15 phút

Bản thiết kế Thảo luận, 6

lựa chọn phương án tối ưu

Các nhóm thảo luận để lựa chọn phương án thiết kế tối ưu nhất.

10 phút

Buổi 2: Lắp ráp mô hình máy kích thủy lực Thống nhất các tiêu chí đánh giá về: 7

Tiêu chí đánh giá - Sản phẩm

5 phút

- Báo cáo 8

9

10

11

Lập kế hoạch thực hiện Lắp rắp, chế tạo sản phẩm Báo cáo sản phẩm

Thống nhất kế hoạch thực hiện, phân công nhiệm vụ cho mỗi thành viên.

5 phút

HS lắp ráp, chế tạo sản phẩm.

20 phút

Học sinh báo cáo sản phẩm.

15 phút

Nhận xét,

Nhận xét, khắc phục nhược điểm

đánh giá

giúp HS hoàn thiện sản phẩm.

10 phút

2.3.2. Bộ câu hỏi định hướng của chủ đề STT

Hoạt động

Câu hỏi định hướng

Buổi 1: Nghiên cứu kiến thức nền. Thiết kế mô hình máy kích thủy lực 1

Khởi động

Người thợ muốn nâng chiếc xe ô tô để rửa xe hoặc để rửa xe cho dễ dàng là rất khó vì nó rất nặng, sức người không thể nâng được. Vì vậy ta phải làm như thế nào để giúp người thợ có thể nâng chiếc xe một cách dễ dàng mà không tốn sức?

34

2

Hình thành

Tìm hiểu kiến thức về áp suất, áp suất chất lỏng,

kiến thức mới công thức tính áp suất chất lỏng: - Nhận xét về mối quan hệ giữa tác dụng của áp lực với diện tích bị ép? - Tại sao khi lặn sâu người thợ lặn phải mặc bộ áo lặn chịu được áp suất lớn? - Có tồn tại áp suất trong lòng chất lỏng không? Chất lỏng gây lên áp suất theo những phương nào? Hãy làm thí nghiệm kiểm chứng? Nghiên cứu, tìm hiểu cấu tạo, nguyên lí bình thông

3

nhau: - Hãy so sánh các mực chất lỏng ở các nhánh trong bình thông nhau chứa cùng một chất lỏng đứng yên? Làm thí nghiệm kiểm chứng? - Có thể nào chỉ cần dung một tay mà nâng bổng được chiếc xe nặng hàng chục tấn lên được không? 4

Thiết kế mô

- Em hãy đề xuất các phương án thiết kế mô hình

hình máy kích máy kích thủy lực? thủy lực

- Em hãy dự kiến các nguyên vật liệu cần dùng để thiết kế, chế tạo mô hình máy kích thủy lực? - Hãy trình bày lý do tại sao lại dùng các nguyên vật liệu đó, và tại sao lại thiết kế mô hình như vậy? - Hãy trình bày nguyên lý hoạt động của mô hình?

5

Báo cáo Bản thiết kế

Các nhóm báo cáo: - Giới thiệu bản thiết kế mô hình máy kích thủy lực - Thuyết minh bản thiết kế - Trình bày ưu, nhược điểm của bản thiết kế

35

6

Thảo luận, lựa chọn

Các nhóm thảo luận để lựa chọn phương án thiết kế tối ưu:

phương án

- Hãy nhận xét ưu, nhược điểm của từng mô hình?

tối ưu

- Hãy đưa ra phương án khắc phục cho từng mô hình? - Hãy lựa chọn phương án tối ưu?

Buổi 2: Lắp ráp mô hình máy kích thủy lực 7

Tiêu chí

Thống qua các tiêu chí đánh giá về:

đánh giá

- Hãy nhắc lại các tiêu chí đánh giá sản phẩm - Hãy nhắc lại các tiêu chí đánh giá bài báo cáo

8

Lập kế hoạch Thống nhất kế hoạch thực hiện, phân công nhiệm thực hiện

vụ cho mỗi thành viên: - Mục đích của hoạt động là gì? Nhiệm vụ cụ thể ra sao? - Cần làm những phần việc/công đoạn nào? Ai là người làm phần việc/công đoạn đó? - Làm khi nào? Thời gian làm?...

9

Lắp rắp, chế

HS lắp ráp, chế tạo sản phẩm:

tạo sản phẩm - Hãy lựa chọn dụng cụ phù hợp? - Gia công chi tiết nhỏ nào trước? - Lắp ráp phần nào trước, phần nào sau? - Thử nghiệm sản phẩm như thế nào? - Cần chỉnh sửa điều gì, cải tiến ra sao để sản phẩm vận hành tốt? - Sản phẩm đáp ứng những tiêu chí đánh giá như thế nào? - Trong quá trình chế tạo máy kích thủy lực, em gặp những thuận lợi và khó khăn gì? - Việc tự thiết kế, lắp ráp máy kích thủy lực đã mang lại cho em những điều bổ ích gì?

36

2.3.3. Chuỗi hoạt động giảng dạy a) Chuẩn bị GV - Lựa chọn nội dung, phương pháp, hình thức tổ chức thực hiện. - Lập kế hoạch dạy học. - Các phiếu học tập giao nhiệm vụ cho học sinh, kế hoạch dạy học, các tiêu chí đánh giá hoạt động của học sinh, phiếu đánh giá sản phẩm, ..… - Các dụng cụ thí nghiệm về áp suất và bình thông nhau. - Mô hình máy kích thủy lực. - Chuẩn bị một số thiết bị, dụng cụ cần thiết cho học sinh làm mô hình như: súng bắn keo, các tấm gỗ, thanh đè lưỡi, xilanh, dây truyền, …… b) Chuẩn bị HS - Tìm hiểu kiến thức liên quan đến áp suất qua Sách giáo khoa, báo chí, qua các nguồn thông tin khác như internet, yotube,..... - Nội dung kiến thức: Mô hình máy kích thủy lực, nguyên lý hoạt động, các bộ phận chính, cách lắp ghép. - Các câu hỏi đặt ra. - Các vấn đề cần giải quyết. - Tham gia: Thực hành thiết kế mô hình, lắp ráp mô hình máy kích thủy lực. - Báo cáo kết quả sản phẩm. c) Tiến trình dạy học BUỔI 1 HĐ 1: Khởi động Mục tiêu: Học sinh tiếp nhận vàmô tả được tình huống thực tiễn; nêu được vấn đề cần giải quyết HĐ của GV

HĐ của HS

- GV giới thiệu tình huống và nêu vấn đề - Quan sát : Người thợ muốn tự mình nâng chiếc xe - Tiếp nhận tình ô tô để rửa dưới gầm xe hoặc để sửa xe huống, vấn đề

37

Nội dung - Mô tả được tình huống

cho dễ dàng thường dùng một thiết bị

- Nêu được

được gọi là máy kích thủy lực. Vậy:

vấn đề cần

- Tại sao người thợ khi dùng máy kích

giải quyết

thủy lực có thể nâng chiếc xe ô tô một cách dễ dàng mà không tốn nhiều sức? - Hãy thiết kế mô hình máy kích thủy lực bằng những dụng cụ đơn giản?

HĐ 2. Hình thành kiến thức “Áp suất chất lỏng - Bình thông nhau ” Mục tiêu: - Dùng dụng cụ thực hành, khẳng định được: áp suất sinh ra khi có áp lực tác dụng lên một diện tích bề mặt, áp suất = áp lực / diện tích bề mặt. - Liệt kê được một số đơn vị đo áp suất thông dụng. - Thảo luận được công dụng của việc tăng, giảm áp suất qua một số hiện tượng thực tế. - Nêu được: Áp suất tác dụng vào chất lỏng sẽ được chất lỏng truyền đi nguyên vẹn theo mọi hướng; lấy được ví dụ minh hoạ. - Mô tả được thí nghiệm chứng tỏ sự tồn tại của áp suất trong lòng chất lỏng. tính áp suất chất lỏng. - Viết được công thức tính áp suất chất lỏng, nêu được tên, đơn vị các đại lượng trong công thức.

38

- Nêu được: Các mặt thoáng trong bình thông nhau chứa một loại chất lỏng đứng yên thì ở cùng một độ cao. HĐ của GV

HĐ của HS

Nội dung

- Yêu cầu HS trả lời các - Có, do có lực tác dụng I. Áp lực câu hỏi: Người đang vuông góc với S bị ép

- Áp lực là lực ép có

ngồi trên bàn có áp lực - Không,do lực tác dụng phương vuông góc với không? Tại sao?

không vuông góc với S mặt bị ép.

Lực kéo vật nặng của 1 bị ép người có phải áp lực không? Tại sao? - Hướng dẫn cho HS thảo luận đưa ra phương án thí nghiệm ở 2 trường hợp, P phụ thuộc vào F và S. - Độ lớn của áp lực lớn thì tác dụng của áp lực như thế nào? - Diện tích của áp lực lớn thì tác dụng của áp suất như thế nào? - Từ định nghĩa áp suất nếu gọi F là áp lực, S là diện tích bị ép thì p được tính như thế nào?

- Hs làm thí nghiệm

- Áp lực càng lớn - Càng nhỏ

II) Áp suất 1. Tác dụng của áp lực phụ thuộc vào những yếu tố nào? Kết luận: Tác dụng của áp lực càng lớn khi áp lực càng mạnh và diện tích bị ép càng nhỏ.

- p = F/S

2. Áp suất - Áp suất là độ lớn của áp lực trên một đơn vị diện tích bị ép. p = F/S + F: áp lực tác dụng (N) + S: diện tích bị ép (m2) + p: áp suất (N/m2) - Đơn vị của áp suất là: Paxcan (Pa)

39

1) Yêu cầu học sinh Quan sát

III) Sự tồn tại của áp

quan sát thí nghiệm

suất trong lòng chất

+ 1 bình trụ có đáy C và

lỏng:

các lỗ A, B ở thành bình

1. Thí nghiệm 1:

được bít bằng một màng

C1: Chất lỏng gây áp

cao su mỏng.

suất lên thành bình và đáy bình .

+ Khảo sát sự tồn tại của áp suất trong lòng

C2: Chất lỏng gây áp

chất lỏng.

suất theo mọi phương.

- Cho HS nhận xét và

Vậy: Chất lỏng gây ra áp suất theo mọi phương.

trả lời câu hỏi - Nhận xét: Các màng cao su biến dạng chứng tỏ chất lỏng gây áp suất lên đáy bình và thành bình.

2. Thí nghiệm 2:

Vậy trong lòng chất lỏng

Nhận xét: Chất lỏng

có gây áp suất không?

- Lắng nghe và dự đoán gây ra áp suất theo mọi

Chúng ta sẽ tiến hành thí thí nghiệm.

phương lên các vật

nghiệm 2.

trong lòng nó.

- Tiến hành thí nghiệm

2) Mô tả thí nghiệm 2

Kết luận: Chất lỏng

Lấy một bình trụ thủy

không chỉ gây ra áp

tinh có đĩa D tách rời

suất lên đáy bình, mà

dùng làm dây. Muốn D

lên cả thành bình và

đậy kín đáy ống ta phải

các vật ở trong lòng

dùng tay kéo dây buộc

chất lỏng.

đĩa D lên. - Cho HS dự đoán kết quả thí nghiệm.

40

- Yêu cầu HS trả lời câu hỏi - Rút ra nhận xét, Nhận xét: Chất lỏng không chỉ gây ra áp suất lên đáy bình, mà lên cả thành bình và các vật ở trong lòng chất lỏng. - Giáo viên yêu cầu HS - Chứng mình công thức IV. Xây dựng công dựa vào công thức tính p=h.d. Giả sử có môt khối thức tính áp suất áp suất chất lỏng để chất lỏng hình trụ, diện tích trong lòng chất lỏng chứng mình công thức: p=d.h Trong đó p là áp suất ở đáy cột chất lỏng, h là

đáy là S, chiều cao là h. Ta có:

𝐹

p=

𝑆

mà F=P=d.v

Ta có:

𝐹

p=

𝑆

mà F=P=d.v Suy ra 𝑝 = 𝑑. ℎ

Suy ra 𝑝 = 𝑑. ℎ

chiều cao cột chất lỏng - Đơn vị của áp suất là 𝑁/𝑚2 hay Pa

Trong cùng một chất

- Công thức này cũng áp

lỏng đứng yên, áp suất

dụng cho một điểm mất kì

tại những điểm nằm

trong long chất lỏng,

trên cùng một măt

chiều cao của cột chất lỏng cũng là độ sâu của

phẳng nằm ngang (có - Làm bài tập

điểm so với mặt thoáng.

cùng độ sâu h) có độ lớn như nhau.

Bài tập: So sánh áp suất tại hai điểm A,B nằm trong cùng một chất lỏng đưng yên

41

ℎ𝐵

ℎ𝐴 A

B

- Cho HS làm thí nghiệm Quan sát

V) Bình thông nhau

với bình thông nhau và Thực hiện thí nghiệm và Trong bình thông nhau trả lời câu hỏi: So sánh rút kết luận

chứa cùng một chất lỏng

mực chất lỏng ở các

đứng yên, các mực chất

nhánh trong bình thông

lỏng ở các nhánh luôn ở

nhau chứa cùng chất

cùng độ cao.

lỏng đứng yên? Hướng dẫn cho HS thảo Quan sát

VI. Nguyên tắc hoạt

luận về Nguyên tắc hoạt

động của máy kích

động và Cấu tạo của

thủy lực

máy tính thủy lực

1) Nguyên tắc hoạt động: Dựa trên nguyên lý Pascal: Chất lỏng đựng trong một bình kín có khả năng truyền nguyên vẹn độ tăng áp suất đến mọi nơi trong chất lỏng. 2) Cấu tạo: Gồm 2 ống hình trụ có tiết diện khác nhau, thông với nhau ở đáy, mỗi ống có một pittông, bên trong chứa chất lỏng.

42

3) Hoạt động: Khi tác dụng lên pittông nhỏ một lực f sẽ gây ra một áp suất p = f/s. Áp suất này được chất lỏng nguyên

truyền

vẹn

sang pittông lớn và gây nên lực nâng F lên pittông lớn: F = p.S = S.f/s. Suy ra: F/f = S/s HĐ3: Thiết kế mô hình máy kích thủy lực Mục tiêu: - Thiết kế được mô hình máy kích thủy lực HĐ của GV

HĐ của HS

Nội dung

- Yêu cầu học sinh dự Thảo luận và đưa ra các Một số mô hình máy kiến nguyên vật liệu để vật liệu đơngiản.

kích thủy lực:

chế tạo thành công mô Chia nhóm để thực hiện - Mô hình máy kích hình máy kích thủy lực

thủy lực đơn giản:

nhiệm vụ

- Yêu cầu học sinh đề HS: Học sinh tìm phương xilanh, xuất ra các ý tưởng thiết án thiết kế mô hình máy truyền… kế mô hình máy kích kích thủy lực và suy nghĩ thủy lực đơn giản

ưu nhược điểm của các

-Yêu cầu học sinh thiết phương án. kế lại ý tưởng - Yêu cầu học sinh chế HS: Suy nghĩ và nhận định tạo mô hình máy kích phương án phù hợp nhất thủy lực đơn giản và cáo sản phẩm vào tiết sau

43

bộ

dây

HĐ4: Lập kế hoạch thực hiện Mục tiêu - Học sinh thống nhất và lập được kế hoạch phân công các thành viên trong nhóm - Hình thành các bước để thực hiện sản phẩm HĐ của HS

Nội dung cần đạt - GV: Các nhóm đã thống nhất nguyên liệu

HS: Phân công nhiệm vụ và phương án thiết kế mô hình. trong nhóm.

Chia lớp làm 3 nhóm. - GV: Sau khi HS phân công nhiệm vụ cụ thể cho các thành viên.

HS làm việc theo nhóm, thiết YC: Hãy thiết kế mô hình. Thiết kế trên khổ kế mô hình máy kích thủy lực

giấy A3 (Thời gian thiết kế 5p). GV: Các nhóm lên trình bày bản thiết kế của

HS các nhóm lần lượt trình bày. nhóm. - Chỉ ra các bộ phân trong bản thiết kế. - Chỉ ra ưu điểm của bản thiết kế. - Chỉ ra nguyên lí hoạt động. Giáo viên kết luận chỉ ra ưu nhược điểm của các bản thiết kế.

BUỔI 2: HĐ1: Lắp ráp mô hình máy kích thủy lực vào báo cáo sản phẩm Mục tiêu: - Chế tác, lắp ráp và vận hành được mô hình máy kích thủy lực - Báo cáo sản phẩm và trình bày được nguyên lí hoạt động của mô hình máy kích thủy lực

44

HĐ của GV

HĐ của HS

Nội dung cần đạt

Đưa ra các tiêu - Lắng nghe chí đánh giá

2 tiêu chí: - Ý tưởng

- Bổ sung, thống nhất - Sản phẩm các tiêu chí

Chia thành nhóm,

lớp - Các nhóm lên nhận Trải nghiệm với mô hình máy kích 3 thiết bị, vật liệu

thủy lực

giao

- Giáo viên giới thiệu các dụng cụ,

nhiệm vụ cho

vật liệu: 1 tấm gỗ bản to, 4 thanh

các

nhóm:

gỗ dài và ngắn, tua vít, ốc vít, keo

Các em hay

nến, súng bắn keo, keo 502, dây

chế tạo máy

truyền nước, ống kim tiêm to và

kích thủy lực - Gia công các chi tiết

nhỏ, khoan cầm tay, …

và lắp ráp mô

- Nhóm trưởng xác định các nhiệm

hình

vụ cần thực hiện, phân công học

máy - Lắp ráp các chi tiết

kích thủy lực.

sinh tiến hành. - Thử vận hành sản phẩm Bước 1: Chuẩn bị dụng cụ - Hoàn thiện sản phẩm

Bước 2: Gia công các chi tiết nhỏ. Bước 3: Lắp ráp các chi tiết (sử dụng tu vít vặn các ốc vít để điều chính vị trí cho phù hợp) Bước 4: Thử nghiệm sản phẩm. Học sinh cho một túi cát bé tượng trưng cho chiếc xe lên giá đỡ, tiến hành thử vận hành máy kích thủy lực. Quan sát hoạt động của máy kích thủy lực. Bước 5: Học sinh tiếp tục chỉnh sửa sản phẩm và tiến hành cải tiến sao cho mô hình máy kích thủy lực hoạt động được tốt.

45

- Đại diện của nhóm

Yêu cầu các

Trình diễn sản phẩm

nhóm cử đại lên cho vận hành sản

- Hình thức làm việc: nhóm +

diện lên trình phẩm của nhóm và chọn toàn lớp bày về sản ra nhóm tốt nhất. - Đại diện của nhóm

phẩm

- Đại diện các nhóm lần lượt vận

lên thuyết trình về mô hành mô hình máy kích thủy lực, hình máy kích thủy lực: các nhóm và GV quan sát, đánh quy trình lắp ráp, nguyên giá và chọn ra mô hình máy kích lý hoạt động,…

thủy lực hoạt động tốt nhất. Báo cáo

Lắng nghe và rút kinh nghiệm

- Hình thức làm việc: nhóm Nhóm có mô hình máy kích thủy lực hoạt động tốt nhất lên thuyết trình về mô hình máy kích thủy lực: quy trình lắp ráp, nguyên lý hoạt động, …

Dự kiến phiếu đánh giá STT

Nội dung

1 2

Ý tưởng

3 4

Sản

5

Phẩm

Điểm tối đa

- Đề xuất được ý tưởng

2

- Lựa chọn được phương án tối

2

ưu, hiệu quả - Lựa chọn được nguyên vật liệu

2

Sản phẩm vận hành tốt

2

Sản phẩm có tính thẩm mĩ

2

46

Điểm đạt

HĐ 2: Nhận xét - Đánh giá Mục tiêu: - Học sinh nhớ lại các kiến thức đã tìm hiểu. - Học sinhhiểu được kiến thức đã vận dụng để thiết kế mô hình. - Học sinh nắm bắt được những tồn tại hạn chế để khắc phục mô hình mình đã thiết kế. Hoạt động của GV - Tiến hành nhận xét, đánh giá sản phẩm của các nhóm dựa vào tiêu chí đã đặt ra. - Rút ra kết luận về bản thiết kế mô hình máy kích thủy lực có tính khả thi nhất.

Hoạt động của HS

Nội dung cần đạt

- Quan sát mô hình Những ưu điểm và hạn máy kích thủy lực mà chế còn tồn tại cần phải GV đã chuẩ bị khắc phục ngay - Chú ý lắng nghe những - Ưu điểm và sự đóng nhận xét của GV và rút ghóp của mô hình kinh nghiệm.

2.4. Đánh giá năng lực GQVĐ của học sinh trong quá trình dạy học 2.4.1. Các tiêu chí và phiếu để giáo viên đánh giá nhóm học sinh Dựa theo quan điểm đã trình bày ở mục 1.3.2, kết hợp với việc xin ý kiến của các giáo viên đang trực tiếp giảng dạy ở một số trường THCS tỉnh Savannakhetchúng tôi sử dụng tiêu chí để giáo viên đánh giá năng lực giải quyết vấn đề của HS trong quá trình học tập môn Khoa học tự nhiên theo định hướng giáo dục STEM. Bảng 2.2. Các tiêu chí và mức độ đánh giá năng lực giải quyết vấn đề Tiêu chí

Mức độ 1 (0 điểm)

1. Đề xuất Chưa đề xuất được phương được phương án án thiết kế mô hình máy kích thủy lực

Mức độ 2 (1 điểm)

Mức độ 3 (2 điểm)

Đề xuất được Đề xuất được phương phù hợp, phương án phù hợp, nhưng chưa giải giải thích rõ lý do. thích rõ

47

2. Chọn được Không

được

chọn Chọn

Chọn được phương

phương án tối ưu được phương án phương án tối ưu án tối ưu và giải thích nhưng chưa giải rõ lý do tối ưu của

nào

thích rõ lý do tối phương án được chọn. ưu của phương án được chọn. 3. Đề xuất/ lựa

Không đề xuất/

Đề xuất/ lựa chọn

Đề xuất/ lựa chọn

được lựa chọn được được nguyên vật được nguyên vật

chọn

nguyên vật liệu nguyên vật liệu

liệu nhưng chưa liệu đầy đủ đầy đủ

4. Lắp ráp

Chưa lắp ráp

Lắp ráp được sản

Lắp ráp được sản

công được sản phẩm phẩm nhưng chưa phẩm hoàn thiện

thành

sản phẩm của hoặc chỉ được hoàn thiện chủ đề

một phần nhỏ của sản phẩm

5. Báo cáo

Không báo cáo Báo cáo sản phẩm

sản phẩm

được sản phẩm

Báo cáo sản phẩm

nhưng chưa trọn trọn vẹn và trả lời vẹn và chưa trả lời được những thắc được

đầy

đủ mắc của nhóm khác.

những thắc mắc của nhóm khác. * Phiếu đánh giá nhóm học sinh của giáo viên Nhóm HS được đánh giá: ……………………………… TT

Tiêu chí

Điểm tối đa

1

Đề xuất được phương án thiết kế

2

2

Chọn được phương án tối ưu

2

3

Đề xuất được nguyên vật liệu

2

4

Lắp ráp được sản phẩm

2

5

Báo cáo sản phẩm

2 Tổng điểm

48

Điểm đánh giá

2.4.2. Các tiêu chí và phiếu để học sinh tự đánh giá và đánh giá đồng đẳng Trong Luận văn này, chúng tôi sử dụng các tiêu chí sau để học sinh có căn cứ đánh giá năng lực giải quyết vấn đề của các bạn trong nhóm và tự đánh giá trong quá trình học tập môn Khoa học tự nhiên theo định hướng giáo dục STEM. Bảng 2.3. Các tiêu chí và mức độ đánh giá năng lực giải quyết vấn đề Tiêu chí

Mức độ 1

Mức độ 2

Mức độ 3

(0 điểm)

(1 điểm)

(2 điểm)

1. Đóng góp ý Không đưa ra được

Đưa ra được ý Đưa

kiến khi thực hiện ý kiến nào hoặc đưa kiến đúng nhiệm vụ nhóm

ra

được

ý

ra

được

nhiều ý kiến đúng

kiến

nhưng chưa đúng 2. Thái độ tham Không tham gia hoặc

Có tham gia Tham gia nhiệt

gia công việc nhóm thờ ơ với công việc

nhưng

chưa tình, có trách

thật nhiệt tình nhiệm cao và trách nhiệm 3. Mức độ hoàn Không hoàn thành

Hoàn

thành nhiệm vụ nhiệm vụ được giao

phần lớn nhiệm tốt nhiệm vụ

được giao

vụ được giao

4. Sáng tạo trong Không có sáng tạo

Có sự sáng tạo Rất sáng tạo

công việc

trong công việc trong công việc

trong công việc

5. Giúp đỡ các Hầu như không giúp bạn trong nhóm

đỡ bạn trong nhóm

thành Hoàn

Có sự giúp đỡ

thành

được giao

Giúp đỡ các bạn trong nhóm rất nhiệt tình

49

* Phiếu tự đánh giá và đánh giá đồng đẳng của học sinh Tên HS đánh giá: …………………………………, nhóm……… TT

Họ tên HS

1

Nguyễn Văn A

2

Nguyễn Văn B

3

Nguyễn Văn C

4

……

Tiêu

Tiêu

Tiêu

Tiêu

Tiêu

chí 1

chí 2 chí 3

chí 4

chí 5

Tổng

2.4.3. Đề kiểm tra kết quả học tập của học sinh Để kiểm tra kết quả học tập của HS chúng tôi cho làm bài kiểm tra sau 2 buổi học trong thời gian 45phút. Chủ đề: Áp suất chất lỏng-Bình thông nhau (Đối tượng: học sinh lớp 7; mục đích: nghiên cứu khoa học) (Thời gian làm bài 45 phút) Họ và tên………………….….Lớp……….Trường THCS:……………….. Hãy khoanh tròn chữ cái đứng trước câu trả lời đúng Câu 1. Chọn phương án sai. A. Áp suất tỉ lệ với diện tích bị ép (khi áp lực không đổi). B. Áp lực là lực ép có phương vuông góc với mặt bị ép. C. Áp suất ti lệ với áp lực (khi diện tích bị ép không đổi). D. Áp suất là độ lớn áp lực trên một đơn vị diện tích bị ép. Câu 2: Câu nào sau đây nói về áp suất chất lỏng là đúng? A. Chất lỏng chỉ gây áp suất theo phương thẳng đứng từ trên xuống B. Áp suất của chất lỏng chỉ phụ thuộc vào bản chất của chất lỏng C. Chất lỏng gây áp suất theo mọi phương D. Áp suất chất lỏng chỉ phụ thuộc vào chiều cao của cột chất lỏng Câu 3. Áp suất thường được tính bằng đơn vị nào? A. N/m3

B. mm

C. N/m2 50

D. mmHg

Câu 4: Muốn giảm áp suất thì: A. Giảm diện tích mặt bị ép và giảm áp lực theo cùng tỉ lệ. B. Tăng diện tích mặt bị ép và tăng áp lực theo cùng tỉ lệ. C. Tăng diện tích mặt bị ép và giảm áp lực. D. Giảm diện tích mặt bị ép và tăng áp lực. Câu 5. Muốn tăng áp suất thì A. giảm diện tích mặt bị ép và giảm áp lực theo cùng tỉ lệ. B. giảm diện tích mặt bị ép và tăng áp lực. C. tăng diện tích mặt bị ép và tăng áp lực theo cùng tỉ lệ. D. tăng diện tích mặt bị ép và giảm áp lực. Câu 6. Áp suất mà chất lỏng tác dụng lên một điểm phụ thuộc:(D) A. Khối lượng lớp chất lỏng phía trên. B. Trọng lượng lớp chất lỏng phía trên. C. Thể tích lớp chất lỏng phía trên. D. Độ cao lớp chất lỏng phía trên. Câu 7. Khi thợ lặn lặn xuống biển: A. Càng xuống sâu áp suất tác dụng lên thợ lặn càng tăng. B. Càng xuống sâu áp suất tác dụng lên thợ lặn càng giảm. C. Áp suất tác dụng lên thợ lặn không phụ thuộc vào độ sâu. D. Áp suất tác dụng lên thợ lặn càng xa bờ càng lớn. Câu 8. Trong các kết luận sau, kết luận nào không đúng về bình thông nhau? A. Bình thông nhau là bình có 2 hoặc nhiều nhánh thông nhau. B. Tiết diện của các nhánh bình thông nhau phải bằng nhau. C. Trong bình thông nhau có thể chứa 1 hoặc nhiều chất lỏng khác nhau. D. Trong bình thông nhau chứa 1 cùng một chất lỏng đứng yên, các mực chất lỏng ở các nhánh luôn cùng ở một độ cao. 51

Câu 9. Trong hình vẽ sau, bình 1 đựng rượu, bình 2 đựng nước, bình 3 đựng nước pha muối. Gọi p11, p22,p33 là áp suất các chất lỏng tác dụng lên đáy bình 1, 2 và 3.

Biểu thức nào dưới đây đúng? A. p33 > p22 > p11

B. p22 > p33 > p11

C. p11 > p22 > p33

D. p33 > p11 > p2

Câu 10. Bên trong một bình chứa chất lỏng có hai vật A,B như hình vẽ. So sánh trọng lượng riêng của A (dAA ), B (dBB ) và trọng lượng riêng của chất lỏng (dℓℓ ). A. dBB = dℓℓ = dAA

B. dBB = dℓℓ < dAA

C. dBB > dℓℓ > dAA

D. dAA > dBB > dℓℓ

ĐÁP ÁN. PHIẾU KIỂM TRA TRẮC NGHIỆM KIẾN THỨC. Câu

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Đáp án

A

C

C

C

B

D

A

B

A

C

52

KẾT LUẬN CHƯƠNG 2 Dựa trên cơ sở lý luận đã trình bày tại chương 1 của luận văn, tôi đã lựa chọn chủ đề, thiết kế các hoạt động dạy học và phiếu đánh giá HS ở chương 2. Tôi đã xác định mục tiêu chung cũng như các kiến thức STEM cho chủ đề, chuẩn bị giáo án với chuỗi các hoạt động cụ thể với từng tiết học. Tôi đã sử dụng bảng đánh giá và phiếu đánh giá năng lực GQVĐ của HS với các tiêu chí ứng với từng mức độ cụ thể. - Các tiêu chí để GV đánh giá năng lực GQVĐ của nhóm HS. - Các tiêu chí để HS tự đánh giá năng lực GQVĐ của mình và đánh giá năng lực GQVĐ của các bạn trong nhóm - Những thiết kế ở chương này sẽ được sử dụng trong quá trình thực nghiệm ở chương 3 để kiểm tra giả thuyết khoa học của luận văn. Kết quả thực nghiệm sẽ được trình bày tại chương 3 của luận văn này.

53

Chương 3 THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 3.1. Mục đích thực nghiệm sư phạm Dựa vào cơ sở lí luận được trình bày trong chương 1 và tiến trình dạy học được xây dựng trong chương 2 chúng tôi tiến hành thực nghiệm nhằm mục đích: - Kiểm tra và đánh giá tính đúng đắn của giả thuyết khoa học. - Đánh giá sự phù hợp của tiến trình dạy học theo một số nội dung Vật lí môn KHTN cho học sinh lớp 7nhằm phát huy năng lực GQVĐ của HS. 3.2. Nhiệm vụ thực nghiệm sư phạm - Liên hệ, xin phép ban giám hiệu trường THCS Cao đăng sư phạm Savannakhet và trường THCS Thasano tỉnh Savannakhet để tiến hành giảng dạy tại lớp 7A - Liên hệ với giáo viên chủ nhiệm, giáo viên bộ môn Vật lí - Toán để nắm bắt tình hình học tập của HS trong lớp và nhờ các thầy cô tư vấn, giúp đỡ để tiến hành thực thực nghiệm được thuận lợi. - Gặp gỡ HS để trao đổi và đánh giá tình hình HS trước khi thực nghiệm. - Tổ chức dạy học theo định hướng giáo dục STEM đã được trình bày theo tiến trình dạy học chủ đề “ Áp suất chất lỏng-Bình thông nhau” - Thông qua phiếu đánh giá để đánh giá năng lực giải quyết vấn đề và phiếu tự đánh giá, bài kiểm tra, phiếu đánh giá đồng đẳng sau khi học hết bài học. - Thu thập số liệu, xử lí, phân tích số liệu để rút ra tính đúng đắn của giả thuyết trong đề tài

54

3.3. Kế hoạch thực nghiệm sư phạm TT Ghi công

Thời gian thực hiện

Nội dung công việc chú

việc 1

Từ ngày 08/06/2020

Gặp Ban giám hiệu và tổ

đến ngày 12/06/2020

chuyên môn

Từ ngày 12/06/2020 2

đến ngày 21/06/2020

Xây dựng kế hoạch giảng dạy

Từ ngày 22/06/2020 3

đến ngày 26/06/2020

Dạy thực nghiệm

Từ ngày 26/06/2020 Lấy kết quả, xử lý kết quả và 4

đến ngày 03 /07/2020

kết luận

3.4. Tiến hành thực nghiệm sư phạm Để các tiết học riễn ra theo kế hoạch và đạt kết quả cao nhất chúng tôi đã thực hiện một số công việc sau: + Trao đổi nội dung kiến thức phần Áp suất chất lỏng-bình thông nhau, phương pháp, hình thức tổ chức dạy học với giáo viên chủ nhiệm và GV bộ môn vật lí trực tiếp giảng dạy lớp 7A + Thống nhất hình thức kiểm tra đánh giá năng lực giải quyết vấn đềtheo cấu trúc định hướng STEM thông qua bài kiểm tra sau khi thực nghiệm. + Cho HS làm bài kiểm tra 45 phút sau khi thực nghiệm đánh giá năng lực giải quyết vấn đề. + Chuẩn bị cơ sở vật chất, các thí nghiệm… để tiết học đạt kết quả cao nhất. + Các phiếu học tập, phiếu đánh giá, đề kiểm tra đánh giá năng lực giải

55

quyết vấn đề. 3.5. Phương pháp thực nghiệm sư phạm 3.5.1. Chọn mẫu thực nghiệm Đối tượng: HS lớp 7 - Trường THCS Cao đăng sư phạm Savannakhet Số lượng học sinh: 25 HS, chia làm 5 nhóm. Đối tượng: HS lớp 7 - Trường THCS Thasano Số lượng học sinh: 25 HS, chia làm 5 nhóm. 3.5.2. Phương pháp tổ chức kiểm tra Tiến hành tổ chức thực hiện dạy học theo chủ đề này qua hoạt động trải nghiệm tự chế tạo mô hình máy kích thủy lực. Thông qua các nhiệm vụ được giao, cũng có thể đánh giá mức độ hiểu và vận dụng của các em đối với bài học. 3.5.3. Diễn biến quá trình TNSP Một số hoạt động diễn ra trong quá trình TNSP - Đặt vấn đề: Giáo viên đặt ra vấn đề có trong đời sống và yêu cầu học sinh đưa phương án giải quyết. GV đặt vấn đề : Người thợ muốn nâng chiếc xe ô tô để rửa dưới gầm xe hoặc để sửa xe cho dễ dàng là rất khó vì nó rất nặng, sức người không thể tự nâng được. Vậy ta phải làm như thế nào để giúp người thợ có thể nâng chiếc xe một cách dễ dàng mà không tốn nhiều sức? Các nhóm đã có rất nhiều phương án để giải quyết vấn đề.

56

Hình 3.1. Các em học sinh 7A Trường THCS Cao đăng sư phạm Savannakhet tự tin đưa ra các phương án giải quyết vấn đề Các em chia làm các nhóm lập kế hoạch - phân công nhiệm vụ và đề xuất ý tưởng Đại diện các nhóm lên trình bày bản vẽ thiết kế - trình bày tính toán, các thiết bị dụng cụ cần thiết cho mô hình Trải nhiệm với mô hình: Các nhóm tiến hành thiết kế mô hình sản phẩm Bước 1: Chuẩn bị dụng cụ Bước 2: Gia công các chi tiết nhỏ Bước 3: Lắp ráp các chi tiết Bước 4: Thử nghiệm sản phẩm Bước 5: Học sinh tiếp tục chỉnh sửa hoàn thiện sản phẩm

Hình 3.2: Các em HS Trường THCS Cao đăng sư phạm Savannakhet rất hào hứng chế tạo mô hình

57

Hình 3.3: Giáo viên đến từng nhóm để hướng dẫn, tư vấn cho các em và giám sát quá trình làm việc của từng nhóm Trình diễn sản phẩm: Các nhóm lên thử vận hành sản phẩm của nhóm mình và báo cáo

Hình 3.4: Cả 5 nhóm đã lắp ráp sản phẩm thành công, và trưng bày sản phẩm của mình Báo cáo: Nhóm có sản phẩm tốt nhất lên thuyết trình cho lớp nghe về cấu tạo và nguyên lý hoạt động sản phẩm của nhóm mình. Nhận xét: Giáo viên nhận xét ưu điểm và nhược điểm của từng nhóm Kết luận về kiến thức: Từ việc hình thành kiến thức rút ra nguyên lý hoạt động mô hình “ Máy kính thủy lực” 3.6. Đánh giá kết quả thực nghiệm sư phạm 3.6.1. Đánh giá định tính Dựa vào việc quan sát HS, trao đổi với giáo viên bộ môn Vật lí - Công nghệ và trao đổi với học sinh của lớp thực nghiệm, tôi có một số nhận xét sau giờ dạy thực nghiệm: Thầy Bounlerd KHODSOMEBATH có nhận xét “Các thầy cô ít khi tự tạo ra thí nghiệm để cho HS làm thực hành trong giờ dạy. Đối với phương pháp dạy học theo định hướng GD STEM là một phương pháp giáo dục khá mới mẻ với các giáo viên, nhưng mang lại hiệu quả rất tốt HS tích cực, hòa hứng và chủ 58

động chiếm lĩnh kiến thức đặc biệt áp dụng kiến thức đi vào thực tiễn hoặc giải thích một số hiện tượng trong thực tiễn”. Cô Hattida SAYSONGKHAM cho rằng: “Trong tiết học môn Vật lý theo định hướng GD STEM, kích thích được hứng thú học tập ở HS, HS tích cực tham gia học tập, HS được tương tác với nhau nhiều hơn, thực hành nhiều hơn và được dùng kiến thức đã học để giải quyết vấn đề mới, tình huống mới và phát hiện ra phương án mới.”. Thầy Silamphone THEPBOULY có nhận xét “trong giờ dạy phần xây dựng kiến thức thì GV có vẻ nhàn hơn nhưng lại vất vả khi chế tạo ra thiết bị thí nghiệm để phục vụ trong giảng dạy và tốn nhiều thời gian cho việc chuẩn bị bài mới nên chỉ có GV rất tâm huyết mới dạy kiểu này” Em Oudomsay KEODAVONG nói “Trong tiết học chúng em được thảo luận và nêu ra ý kiến của mình vào hoạt động của nhóm, giúp em hòa đồng và gần gũi với các bạn hơn. Em được vận dụng lí thuyết trong bài học vào cuộc sống. Đây là lần đầu tiên em được thực thành thí nghiệm và được tạo ra một sản phẩm môn Vật lý rất ý nghĩa”. Em Sitthidet SENBUDTALATH nhận thấy “Trong giờ học em được làm thí nghiệm, em rất thích các hoạt động như này, em được thảo luận đưa ra ý kiến và lần đầu tiên em làm được sản phẩm sau khi học nội dung Vật lí môn KHTN”. 3.6.2. Đánh giá định lượng Sau khi nhận các phiếu đánh giá năng lực sáng tạo của HS do GV đánh giá, phiếu tự đánh giá và đánh giá đồng đẳng của HS các nhóm, tác giảđã tổng hợp, phân tích, xử lý thông tinvà có kết quả như bảng sau đây * Kết quả phiếu đánh giá năng lực giải quyết vấn đề do GV dự giờ đánh giá trong bảng 3.1 Bảng 3.1. Bảng điểm đánh giá nhóm học sinh của giáo viên TT Nhóm 1 Nhóm 2

Tiêu chí Tiêu chí Tiêu chí Tiêu chí Tiêu chí 1 2 3 4 5 1,4 1,5 0,8 1 1,5 1,5

1,3

1

59

1,4

1,2

Tổng điểm 6,2 6,4

Nhóm 3

1,1

1,3

0,9

1,3

1,0

5.6

Nhóm 4

1,5

1.2

1,5

1,4

0,9

6.6

Nhóm 5

1,4

1,5

1,4

0,9

1,3

6.5

* Kết quả HS tự đánh giá và đánh giá đồng đẳng được tổng hợp tại cột a, b trong bảng 3.2 * Kết quả bài kiểm tra đã được tổng hợp tại cột (d) trong bảng 3.2. Sau khi có điểm đánh giá của GV, điểm tự đánh giá của mỗi học sinh, điểm đánh giá đồng đẳng của mỗi học sinh do các bạn trong tổ đánh giá và điểm của bài kiểm tra sau khi học xong 1 bài máy kính thủy lực, chúng tôi đã tổng hợp và tính điểm trung bình với cách tính như sau: e =

a  2.b  3.c  2.d , kết 8

quả thu được được thể hiện ở bảng 3.2. Bảng 3.2. Bảng điểm tổng hợp đánh giá năng lực GQVĐ của học sinh

TT

Họ tên học sinh

1 Mr. Sithidet

Điểm Điểm kết tự quả đánh học giá tập (*) (a) 7 7

Điểm đồng đẳng (**) (b) 7

Bảng kiểm GV (c) 5.3

Điểm Điểm bài trung kiểm bình tra (e) (d) 7 6.3

2 Mr. Oudomephone

7

7

6

5.3

6

5.8

3 Mr. Songkan

8

5

5

5.3

6

5.3

4 Mr. Hatsady

7

6

7

5.3

7

6.2

5 Miss. Tengmo

6

5

5

7.3

5

5.8

6 Miss. Yodsaphone

7

6

5

7.3

7

6.4

7 Miss. Onkhome

7

7

6

7.3

8

7.1

8 Miss. Oulayphone

6

6

7

7.3

7

6.9

9 Miss. Phoudsi

7

7

6

7.3

8

7.1

10 Miss. Phuvong

7

5

5

7.3

7

6.3

11 Mr. Keolampha

8

7

5.5

7.2

5

6.2

60

TT

Họ tên học sinh

12 Mr. Viko

Điểm Điểm kết tự quả đánh học giá tập (*) (a) 7 5

Điểm đồng đẳng (**) (b) 5

Bảng kiểm GV (c) 7.2

Điểm Điểm bài trung kiểm bình tra (e) (d) 6 6.1

13 Mr. Thittavan

8

6

6

7.2

6

6.5

14 Mr. Saysome

7

5

6

7.2

8

6.8

15 Miss. Thittiya

5

7

5

6.5

7

6.3

16 Mr. Khonesavan

7

7

6

6.5

8

6.8

17 Mr. Thongsouk

6

6

6.5

6.5

8

6.8

18 Miss. Sonethida

7

7

6

6.5

5

6.1

19 Mr. Phamisay

8

6

5

6.5

7

6.2

20 Mr. Someyang

8

5

6

6.5

6

6.1

21 Mr. Khanthavong

7

5

6.5

6.5

7

6.4

22 Miss. Vannisa

7

6

7

5.3

6

5.9

23 Miss. Phonesay

6

7

5

5.3

6

5.6

24 Miss. Anna

7

6

7

5.3

8

6.5

25 Miss. Khounkhome

8

7

7

5.3

7

6.4

7

6.1

5.9

6.4

6.7

6.3

Điểm trung bình

(*) Điểm trung bình bài kiểm tra 1 tiết (**) Điểm trung bình đánh giá đồng đẳng - Phân tích kết quả bảng thực nghiệm 3.2 + So sánh điểm đánh giá năng lực GQVĐ với kết quả học tập môn Vật lí. Để so sánh điểm đánh giá năng lực GQVĐ với điểm trung bình học tập, chúng tôi đã lấy kết quả học tập bài kiểm tra 1 tiết gần nhất trong học kì I năm học 2019-2020 của học sinh lớp thực nghiệm. Điểm đánh giá năng lực GQVĐ trung bình là 6,7 thấp hơn so với điểm kết quả học tập bài kiểm tra 1 tiết học kì

61

I là 7 (hình 3.5). Kết quả này cho thấy khi kiểm tra đánh giá học sinh ít quan tâm đến năng lực giải quyết vấn đề của học sinh mà chỉ chú tâm vào kiểm tra đánh giá kiến thức học thuộc hoặc áp dụng tính toán thông thường. 7.1 7 6.9 6.8 6.7 6.6 6.5

7

6.7

Đánh giá năng lực GQVĐ

Học tập

Hình 3.5. Điểm trung bình học tập với điểm đánh giá năng lực GQVĐ + So sánh kết quả đánh giá năng lực của các nhóm trong lớp Điểm đánh giá năng lực trung bình của các nhóm thể hiện ở hình 3.6. Kết quả trên cho thấy điểm trung bình đánh giá năng lực GQVĐ của các nhóm có sự khác nhau. Sự chênh lệch nhiều nhất xảy ra ở nhóm 3 và nhóm 4 (chênh lệch 1 điểm), điều này cho thấy học sinh nhóm nhóm 4 tập chung nhiều em có năng lực GQVĐ tốt hơn hẳn nhóm 3. Còn nhón 1, nhóm 2 chênh nhau 0,2 và nhóm nhóm 2, nhóm 5 chênh nhau 0,1 điểm nên có sự đồng đều về HS có năng lực GQVĐ. Để phát triển đồng đều năng lực giải quyết vấn ở các nhóm trong quá trình chia nhóm GV cần phân bố HS sao cho trong các nhóm có tỷ lệ nam, nữ tương đối đồng đều và số lượng HS giỏi, khá, trung bình, yếu tương đối đồng đều.

62

6.8 6.6 6.4 6.2 6 5.8 5.6 5.4 5.2 5

6.6 6.4

6.5

6.2

5.6

Nhóm1

Nhóm2

Nhóm3

Nhóm4

Nhóm5

Hình 3.6. Điểm trung bình đánh giá năng lực GQVĐ của các nhóm 3.6.3. Đánh giá chung về thực nghiệm sư phạm Qua kết quả đánh giá định tính, định lượng chúng tôi nhận thấy dạy học theo định hướng giáo dục STEM đem lại hiệu quả cao trong giáo dục ở cấp THCS. + HS tích cực tham gia học nhóm,HS tích cực, chủ động và tự giác tham giavào các hoạt động mà giáo viên giao cho. Trong giờ học HS sôi nổi không căng thẳng vừa học vừa vui chơi. + HS biết tìm ra vấn đề và làm thí nghiệm thành công, biết thiết kế mô hình máy kích thủy lực và tạo thành công sản phẩm mà GV yêu cầu. + HS phát hiện ra vấn đề trong tình huống mới, biết tìm tòi kiến thức liên quan đến vấn đề thực tiễn, thiết kế được sơ đồ thể hiện cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của hệ thống, đo đạc các bộ phận hệ thống, gia công theo bản vẽ, lắp ráp sản phẩm, sản phẩm hoạt động tốt và ổn định; qua đó năng lực giải quyết vấn đề của học sinh được bồi dưỡng. Kết quả này cho thấy tính đúng đắn của giả thuyết khoa học đã trình bày trong luận văn, cụ thể là: Việc tổ chức hoạt động dạy họcmột số kiến thức chương “Áp suất” môn Khoa học tự nhiên 7 nước CHDCND Lào theo định hướng giáo dục STEM có thể bồi dưỡng được năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh”.

63

64

KẾT LUẬN CHƯƠNG 3 Trong chương 3 chúng tôi đã thực hiện được các nhiệm vụ sau: - Tổ chức dạy học chủ đề “Áp suất chất lỏng-Bình thông nhau” với thời lượng 2 buổi học (mỗi buổi có thời lượng từ 1,5 đến 2,0 giờ đồng hồ). - Qua trao đổi với GV và HS lớp thực nghiệm chúng tôi thấy: + Đa số HS rất tập trung và tích cực vào các hoạt động học tập của nhóm, chủ động tham gia hoạt động nhóm và bộc lộ được năng lực giải quyết vấn đề của từng học sinh, HS rất thú vị các bộ thí nghiệm mà GV đưa ra trong các hoạt động học tập. Nếu áp dụng mô hình dạy học STEM hợp lí sẽ giúp HS cảm thấy yêu thích môn Vật lý hơn và muốn tiếp tục học các chủ để STEM khác. + Tiến trình dạy học hợp lí tạo hứng thú, lôi cuốn HS vào xây dựng bài và thực hiện nhiệm vụ GV đưa ra, giúp học sinh có cơ hội được thể hiện năng lực giải quyết vấn đề của bản thân. Như vậy, qua kết quả thực nghiệm sư phạm, một lần nữa khẳng định: Việc thiết kế và tổ chức dạy học chủ đề “Áp suất chất lỏng- Bình thông nhau” theo định hướng GD STEM bồi dưỡng được năng lực giải quyết vấn đề cho HS.

65

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 1. Kết luận Sau khi thực hiện đề tài nghiên cứu chúng tôi đã hoàn thành các nhiệm vụ sau: - Tổng hợp được cơ sở lí luận về giáo dục STEM mục tiêu, vai trò và quy trình thiết kế chủ đề giáo dục STEM, các khái niệm và biểu hiện của năng lực giải quyết vấn đề của HS. - Đề xuất được khái niệm dạy học theo định hướng giáo dục STEM và đưa ra được quy trình xây dựng một chủ đề dạy học theo định hướng giáo dục STEM. - Đánh giá được hoạt động của GV và HS trong bài học STEM. - Điều tra đánh giá thực trạng dạy và học theo định hướng giáo dục STEM ở một số GV và HS trong một số trường THCS trong Tỉnh Savannakhet. - Xác định các tiêu chí, mức độ biểu hiện của năng lực giải quyết vấn đề và bộ công cụ đánh giá năng lực giải quyết vấn đề của HS - Thiết kế được 01 chủ đề dạy học theo định hướng giáo dục STEM nhằm phát triển năng lực GQVĐ của HSvà tiến hành thực nghiệm sư phạm tại lớp 7A trường Trung học cơ sở Savannakhet vàtrường Trung học cơ sở Thasano đồng thời xử lí kết quả thu được. - Xử lí thống kê kết quả đánh giá năng lực giải quyết vấn đề của HS qua thực nghiệm. Qua kết quả thực nghiệm sư phạm, chúng tôi nhận thấy tiến trình dạy học theo định hướng giáo dục STEM sẽ giúp hình thành phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh. 2. Khuyến nghị Qua đề thực hiện nghiên cứu đề tài chúng tôi có một số khuyến nghị sau: - Khuyến khích mở rộng các đề tài nghiên cứu tương tự để thiết kế, tổ chức các dạy học theo chủ đề STEM nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn đề của HS. 66

- GV nên thường xuyên tổ chức dạy học tạo điều kiện thuận lợi cho HS trong các tiết học thực hành, thí nghiệm, thiết kế, chế tạo một sản phẩm nào đó trong các chủ đề theo định hướng GD STEM. - Cần thay đổi hình thức đánh giá nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh. - Bộ GDTT và nhà trường cần mở nhiều lớp tập huấn cho GV về giáo dục STEM giúp GV có kinh nghiệm tổ chức các hoạt động dạy học - Bộ GDTT và nhà trường cần đầu tư kinh phí cho các trường THCS bao gồm đầu tư về cơ sở vật chất, phòng thí nghiệm, dụng cụ thí nghiệm...tạo điều kiện thuận lợi cho GV và HS thực hiện các chủ đề STEM. - Nhà trường tạo điều kiện cho GV thời gian, kinh phí để nghiên cứu chế tạo các bộ thí nghiệm và xây dựng tiến trình dạy học đạt kết quả cao nhất. Với thời gian nghiên cứu có hạn và kinh nghiệm chưa nhiều nên bản luận văn này còn nhiều thiếu sót. Chúng tôi kính mong quý thầy cô, đồng nghiệp đóng góp ý kiến để luận văn này hoàn chỉnh và vận dụng vào dạy học ở các trường THCS. Xin chân thành cảm ơn!

67

TÀI LIỆU THAM KHẢO I. Tài liệu tiếng Việt: 1.

Bộ Giáo dục và Đào tạo (2018). Chương trình giáo dục phổ thông Chương trình tổng thể (Ban hành kèm theo Thông tư số 32/2018 - TT BGD&ĐT ngày 26/12/2018 của Bộ trưởng Bộ GD - ĐT).

2.

Bộ Giáo dục và Đào tạo (2014), Dạy học và Kiểm tra, đánh giá kết quả học tập theo định hướng phát triển năng lực học sinh, NXB Giáo Dục, Hà Nội.

3.

Bộ giáo dục và Đào tạo (2019): Tài liệu tập huấn,“Xây dựng và thực hiện các chủ đề Giáo dục Stem trong trường trung học” Tài liệu lưu hành nội bộ, HN,

4.

Nguyễn Văn Biên, Tưởng Duy Hải (chủ biên) (2019), Giáo dục STEM trong nhà trường phổ thông, NXB Giáo dục Việt Nam.

5.

Bernd Meier, Nguyễn Văn Cường (2014), Lí luận dạy học hiện đại - Cơ sở đổi mới mục tiêu, nội dung và phương pháp dạy học, NXB ĐHSP Hà Nội.

6.

Nguyễn Thanh Nga (Chủ biên), Phùng Việt Hải, Nguyễn Quang Linh, Hoàng Phước Muội (2017), Thiết kế và tổ chức chủ đề GD STEM cho học sinh trung học cơ sở và trung học phổ thông, NXB Đại học Sư Phạm, TP HCM.

7.

Nguyễn Thanh Nga (Chủ biên), Phùng Việt Hải, Nguyễn Quang Linh, Hoàng Phước Muội (2018), Thiết kế và tổ chức chủ đề STEM cho học sinh trung học cơ sở và trung học phổ thông, NXB Đại học Sư Phạm, TP HCM.

8.

Lê Xuân Quang (2017), Dạy học môn Côngnghệ phổ thông theo định hướng GD STEM, Luận án nghiên cứu Tiễn sĩ Khoa học Giáo dục, Trường ĐHSP Hà Nội.

9.

LêThanhTrúc (2017),Tổ chức dạy học một số kiến thức chương cơ sở của nhiệt động lực học- vật lý10 theo định hướng GDSTEM, Luận văn tốt nghiệp đại học.

10. Tài liệu tập huấn giáo viên và cán bộ quản lí trường trung học phổ thông về nghiên cứu khoa học sư phạm ứng dụng (2019), Hà Nội. 68

II. Tài liệu tiếng Anh: 11. Brown J. (2012), "The current status of STEM education research". 12. Bybee, R. W. (2010). What is STEM education?. Science (New York, NY), 329 (5995), 996. 13. Sanders M. (2009), "STEM, STEM Education, STEM mania", Technology Teacher, 68(4), pp. 20-26. III. Tài liệu webside: 14. Bộ Giáo dục và Đào tạo (2018), Tài liệu hội thảo định hướng GD STEM trong trường trung học, http://ptdtntdakrlap.daknong.edu.vn/tai-lieu-hoi-thaodinh-huong-giao-duc-stem-trong-truong-trung-hoc.html, ngày 30/11/2018. 15. http://dantri.com.vn/giao-duc-khuyen-hoc/tung-bung-ngay-hoi-congnghe-khoahoc-danh-cho-hoc-sinh-1432439880.htm.

69

PHỤ LỤC Phụ lục 1: Phiếu phỏng vấn giáo viên PHIẾU PHỎNG VẤN GIÁO VIÊN THCS (Phiếu này phục vụ nghiên cứu khoa học, không có mục đích đánh giá giáo viên, rất mong thầy (cô) hợp tác và giúp đỡ) Họ và tên (có thể không ghi): ……………………………………… Đơn vị công tác: …………………………………………………… Chuyên môn giảng dạy:…………………………………………… Xin thầy (cô) cho biết một số ý kiến về việc tổ chức dạy học theo định hướng giáo dục STEM Câu 1. Thầy cô có tự tìm hiểu hoặc được tập huấn về giáo dục STEM không? Có  Không  Câu 2. Thầy (cô) có chế tạo đồ dùng, thiết bị dạy học trong giảng dạy ? Có  Không  Câu 3. Theo thầy cô, có cần tổ chức hoạt động giáo dục STEM trong dạy học ở trường phổ thông không? Không cần  Bình thường  Cần  Rất cần  Câu 4. Thầy (cô) đã vận dụng dạy học theo định hướng giáo dục STEM chưa? Chưa bao giờ sử dụng  Thỉnh thoảng  Thường xuyên  Rất thường xuyên  Câu 5. Theo thầy (cô) việc vận dụng giáo dục STEM trong dạy học gặp khó khăn gì? (có thể chọn nhiều phương án)  Không đủ thời gian  Không đủ phương tiện  Học sinh không hứng thú học Mất nhiều thời gian thiết kế hoạt động   Trình độ của học sinh chưa phù hợp Các ý kiến khác: ……………………………………………………………………………… …

Xin chân thành cảm ơn thầy (cô )! Phụ lục 2: Phiếu phỏng vấn học sinh PHIẾU PHỎNG VẤN HỌC SINH (Phiếu này phục vụ nghiên cứu khoa học, không có mục đích đánh giá học sinh, rất mong em cộng tác và trả lời trung thực) Họ

và

tên

(có

thể

không

ghi):

………………………………....………………. Lớp:…………Trường:………………….…..……………………………… …. Câu 1. Các thầy (cô) sử dụng thí nghiệm/ứng dụng kĩ thuật trong dạy học ở mức độ nào? Không bao giờ sử dụng  Rất thường xuyên



Hiếm khi



Thường xuyên



Câu 2. Em có thích giờ học có sử dụng thí nghiệm/ứng dụng kĩ thuật không? Không



Bình thường



Thích



Rất thích



Câu 3. Em có thích học lý thuyết gắn liền với việc trải nghiệm không? Không



Bình thường



Thích



Rất thích



Câu 4. Em có muốn áp dụng lý thuyết đã học để chế tạo ra sản phẩm gắn với thực tiễn không? Không



Bình thường



Muốn



Rất muốn



Câu 5. Em có nguyện vọng gì trong các giờ học môn Khoa học tự nhiên? Cứ giữ như hiện nay



Tăng việc sử dụng thí nghiệm/ứng dụng kĩ thuật



Tăng việc sử dụng thí nghiệm/ứng dụng kĩ thuật /trải nghiệm 

Các ý kiến khác: …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… Xin chân thành cảm ơn các em!