THIẾT KẾ VÀ TỔ CHỨC DẠY HỌC MỘT SỐ CHỦ ĐỀ TOÁN 9 THCS THEO ĐỊNH HƯỚNG GIÁO DỤC STEM

DẠY HỌC THEO ĐỊNH HƯỚNG GIÁO DỤC STEM

vectorstock.com/18388257

Ths Nguyễn Thanh Tú eBook Collection

THIẾT KẾ VÀ TỔ CHỨC DẠY HỌC MỘT SỐ CHỦ ĐỀ TOÁN 9 THCS 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 TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM

TRẦN ĐĂNG KHẢI

DẠY HỌC MỘT SỐ CHỦ ĐỀ TOÁN 9 THCS THEO ĐỊNH HƢỚNG GIÁO DỤC STEM

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC

THÁI NGUYÊN - 2020

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM

TRẦN ĐĂNG KHẢI

DẠY HỌC MỘT SỐ CHỦ ĐỀ TOÁN 9 THCS THEO ĐỊNH HƢỚNG GIÁO DỤC STEM Ngành: Lý luận và phƣơng pháp dạy học bộ môn Toán Mã số: 8 14 01 11

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC

Cán bộ hƣớng dẫn khoa học: TS Bùi Thị Hạnh Lâm

THÁI NGUYÊN - 2020

LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan công trình nghiên cứu: “Dạy học một số chủ đề toán 9 THCS theo định hƣớng giáo dục STEM” dƣới sự hƣớng dẫn của TS. Bùi Thị Hạnh Lâm là kết quả nghiên cứu của cá nhân tôi, kết quả nghiên cứu trong luận văn là trung thực chƣa đƣợc công bố.

Thái Nguyên, tháng 12 năm 2020 Tác giả luận văn

TRẦN ĐĂNG KHẢI

i

LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành Luận văn tốt nghiệp này, ngoài sự nỗ lực của bản thân là sự giúp đỡ của khoa, trƣờng, các thầy cô bạn bè và gia đình. Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới ngƣời hƣớng dẫn khoa học - TS. Bùi Thị Hạnh Lâm đã tận tình giúp đỡ tôi trong quá trình thực hiện đề tài.

Tôi xin cảm ơn trƣờng Đại học Sƣ phạm - Đại học Thái Nguyên và sự giúp đỡ của các thầy cô giáo khoa Toán.

Lời cảm ơn cuối cùng, tôi xin gửi tới bạn bè ở lớp Lí luận và phƣơng pháp dạy học môn Toán K26, đồng nghiệp và gia đình đã cổ vũ, giúp đỡ tôi trong suốt thời gian nghiên cứu và thực hiện đề tài.

Xin được trân trọng cảm ơn!

Thái Nguyên, tháng 12 năm 2020 Tác giả

TRẦN ĐĂNG KHẢI

ii

MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN ................................................................................................... i LỜI CẢM ƠN ....................................................................................................... ii MỤC LỤC............................................................................................................iii DANH MỤC CÁC TỪ, CỤM TỪ VIẾT TẮT ....................................................... vi DANH MỤC CÁC BẢNG, BIỂU......................................................................... vii MỞ ĐẦU .............................................................................................................. 1

1. Lý do chọn đề tài ............................................................................................. 1 2. Mục đích nghiên cứu ....................................................................................... 2 3. Nhiệm vụ nghiên cứu ...................................................................................... 2 4. Đối tƣợng và khách thể nghiên cứu................................................................. 2 5. Giả thuyết khoa học của đề tài ........................................................................ 3 6. Phƣơng pháp nghiên cứu ................................................................................. 3 7. Cấu trúc của luận văn ...................................................................................... 3 Chƣơng 1: CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN .................................................. 4

1.1. Dạy học tích hợp ........................................................................................... 4 1.1.1. Quan niệm về dạy học tích hợp ................................................................. 4 1.1.2. Đặc trƣng của dạy học tích hợp ................................................................. 5 1.2. Giáo dục STEM ............................................................................................ 5 1.2.1. Quan niệm về STEM ................................................................................. 5 1.2.2. Quan niệm về giáo dục STEM .................................................................. 7 1.2.3. Đặc trƣng giáo dục STEM ......................................................................... 8 1.2.4. Các hình thức tổ chức giáo dục STEM ................................................... 10 1.2.5. Một số tiêu chí của chủ đề giáo dục STEM ............................................ 11 1.3. Dạy học theo định hƣớng giáo dục STEM ................................................. 12 1.3.1. Đặc trƣng của bài học STEM .................................................................. 12 1.3.2. Quy trình thiết kế các chủ đề dạy học theo định hƣớng giáo dục STEM ...... 14 1.3.3. Dạy học Toán theo định hƣớng giáo dục STEM ..................................... 16 iii

1.3.4. Vai trò của dạy học theo định hƣớng giáo dục STEM đối với việc phát triển năng lực cho HS THPT ......................................................... 19 1.4. Thực trạng dạy môn Toán lớp 9 theo định hƣớng giáo dục STEM ........... 21 1.4.1. Thực trạng dạy học toán theo định hƣớng giáo dục STEM qua ý kiến của GV ........................................................................................... 21 1.4.2. Thực trạng dạy học toán 9 theo định hƣớng giáo dục STEM qua ý kiến của HS............................................................................................ 24 Kết luận chƣơng 1.............................................................................................. 26 Chƣơng 2: THIẾT KẾ VÀ TỔ CHỨC DẠY HỌC MỘT SỐ CHỦ ĐỀ TOÁN 9 THCS THEO ĐỊNH HƢỚNG GIÁO DỤC STEM.............................. 27

2.1. Chủ đề 1. Hệ phƣơng trình và ứng dụng trong thực tiễn sản xuất ............. 27 2.1.1. Mục tiêu ................................................................................................... 27 2.1.2. Xác định các nội dung trọng tâm............................................................. 28 2.1.3. Xây dựng các hoạt động .......................................................................... 29 2.2. Chủ đề 2. Thiết kế cầu treo dây võng ......................................................... 35 2.2.1. Phần 1: Mục đích, yêu cầu ...................................................................... 35 2.2.2 Phần 2: Tiến trình dạy học........................................................................ 38 2.3. Chủ đề 3. Hình trụ trong cuộc sống............................................................ 46 2.3.1. Mục tiêu ................................................................................................... 46 2.3.2. Chuẩn bị của giáo viên và học sinh ......................................................... 47 2.3.3. Xác định nội dung trọng tâm ................................................................... 48 2.3.4. Xây dựng các hoạt động .......................................................................... 49 Kết luận chƣơng 2.............................................................................................. 55 Chƣơng 3: THỰC NGHIỆM SƢ PHẠM ........................................................... 56

3.1. Mục đích của thực nghiệm sƣ phạm ........................................................... 56 3.2. Nội dung thực nghiệm sƣ phạm ................................................................. 56 3.3. Đối tƣợng thực nghiệm sƣ phạm ................................................................ 56 3.4. Tổ chức thực nghiệm sƣ phạm ................................................................... 56

iv

3.5. Đánh giá kết quả thực nghiệm .................................................................... 59 3.5.1. Đánh giá định tính ................................................................................... 59 3.5.2. Đánh giá định lƣợng ................................................................................ 60 Kết luận chƣơng 3.............................................................................................. 61 KẾT LUẬN CHUNG ......................................................................................... 63 TÀI LIỆU THAM KHẢO .................................................................................. 64 PHỤ LỤC ...............................................................................................................

v

DANH MỤC CÁC TỪ, CỤM TỪ VIẾT TẮT VIẾT ĐẦY ĐỦ

VIẾT TẮT

Câu hỏi

CH

Dạy học

DH

Đối chứng

ĐC

Giải quyết vấn đề

GQVĐ

Giáo dục – Đào tạo

GD – ĐT

Giáo viên

GV

Hoạt động

HĐ

Học sinh

HS

Phƣơng pháp dạy học

PPDH

Sản phẩm

SP

Thực nghiệm

TN

Trung học cơ sở

THCS

Trung học phổ thông

THPT

vi

DANH MỤC CÁC BẢNG, BIỂU

Bảng 1.1.

Số lƣợng GV Toán tham gia điều tra thực trạng ......................... 21

Bảng 1.2.

Mức độ nhận thức của GV về giáo dục STEM ........................... 21

Bảng 1.3.

Mức độ nhận thức của GV về ý nghĩa của giáo dục STEM. ...... 22

Bảng 1.4.

Mức độ đánh giá của GV về sự cần thiết của giáo dục STEM ........... 22

Bảng 1.5.

Nhận thức của GV về vai trò của môn Toán trong giáo dục STEM .................................................................................. 23

Bảng 1.6.

Những khó khăn khi tổ chức dạy học chủ đề môn Toán theo định hƣớng giáo dục STEM ........................................................ 23

Bảng 1.7.

Mức độ mong muốn của HS đƣợc học môn Toán theo định hƣớng giáo dục STEM ................................................................ 24

Bảng 1.8.

Mức độ hứng thú của HS khi đƣợc học theo định hƣớng giáo dục STEM............................................................................ 25

Bảng 1.9.

Mức độ HS đƣợc học các môn theo định hƣớng giáo dục STEM ...... 25

Bảng 1.10.

Mức độ HS đƣợc học môn Toán lớp 9 theo định hƣớng giáo dục STEM ................................................................................... 25

Bảng 3.1.

Bảng phân phối tần số điểm của bài kiểm tra ............................. 60

Bảng 3.2.

Bảng phân phối tần suất điểm của bài kiểm tra .......................... 60

Biểu đồ 3.1. Biểu đồ phân phối tần suất điểm ................................................. 61

vii

MỞ ĐẦU 1. Lý do chọn đề tài Dạy học tích hợp là một trong những nội dung quan trọng trong định hƣớng đổi mới căn bản và toàn diện nền giáo dục, là một bƣớc chuyển từ cách tiếp cận nội dung giáo dục sang tiếp cận năng lực nhằm đào tạo con ngƣời có tri thức mới, năng lực, năng động, sáng tạo, tự chủ khi giải quyết các vấn đề trong thực tiễn cuộc sống. Những năm gần đây, với sự phát triển nhƣ vũ bão của khoa học và công nghệ, cùng với sự bùng nổ thông tin, tri thức nhân loại ngày càng đồ sộ, phong phú, kiến thức giữa các lĩnh vực càng gắn bó, liên quan mật thiết với nhau. Hơn nữa, xã hội ngày một phát triển, tự nó đặt ra yêu cầu đòi hỏi con ngƣời phải giải quyết rất nhiều tình huống trong cuộc sống. Giáo dục và đào tạo nói chung có nhiệm vụ phải trang bị cho con ngƣời năng lực giải quyết những yêu cầu ấy. Dạy học môn Toán ở THCS cũng không nằm ngoài định hƣớng này.

Giáo dục STEM là một trong những định hƣớng giáo dục tích hợp đã đƣợc phát triển mạnh và đã đem lại những thành tựu tốt cho giáo dục ở Mỹ, Thái Lan, Canada, Úc,... “Bản chất của giáo dục STEM là thông qua việc tích hợp các môn học để trang bị cho ngƣời học khả năng vận dụng tổng hợp những kiến thức và kĩ năng cần thiết liên quan đến các lĩnh vực khoa học, công nghệ, kĩ thuật và toán học vào giải quyết các tình huống và yêu cầu của thực tiễn”.

Trong “Chƣơng trình giáo dục phổ thông tổng thể” (ban hành ngày 27.12.2018), định hƣớng dạy học tích hợp đã đƣợc xác định rõ. Một trong những định hƣớng tích hợp mới đƣợc đề cập là tích hợp theo định hƣớng giáo dục STEM. Định hƣớng này đã đƣợc thể hiện trong chƣơng trình tổng thể, chƣơng trình môn học ở các cấp, bậc, lớp học. Định hƣớng giáo dục STEM là phù hợp với việc đổi mới chƣơng trình GDPT theo định hƣớng phát triển năng lực. Đối với Việt Nam, định hƣớng giáo dục STEM cũng đã đƣợc triển khai ở một số trƣờng và bƣớc đầu cũng đã có

1

đƣợc những kết quả tốt, tuy nhiên nhìn chung vấn đề này còn khá mới, khó thực hiện đối với cả GV và HS cũng nhƣ các cấp quản lí GD. Căn cứ công văn 3089/BGDĐT-GDTrH V/v triển khai thực hiện giáo dục STEM trong giáo dục trung học với mục đích: - Nâng cao nhận thức cho cán bộ quản lí và giáo viên về vị trí, vai trò và ý nghĩa của giáo dục STEM trong trƣờng trung học; thống nhất nội dung, phƣơng pháp và các hình thức tổ chức thực hiện giáo dục STEM trong nhà trƣờng; - Tăng cƣờng áp dụng giáo dục STEM trong giáo dục trung học nhằm góp phần thực hiện mục tiêu của Chƣơng trình giáo dục phổ thông năm 2018; - Nâng cao năng lực cho cán bộ quản lí và giáo viên về việc tổ chức, quản lý, xây dựng và thực hiện dạy học theo phƣơng thức giáo dục STEM. Từ những lí do trên, đề tài đƣợc lựa chọn là: “Dạy học một số chủ đề toán 9 THCS theo định hƣớng giáo dục STEM”.

2. Mục đích nghiên cứu Trên cơ sở nghiên cứu về dạy học tích hợp, về giáo dục STEM, thiết kế và tổ chức dạy học một số chủ đề toán 9 theo hƣớng giáo dục STEM cho học sinh THCS. 3. Nhiệm vụ nghiên cứu Nghiên cứu cơ sở lí luận về dạy học nhằm phát huy tính tích cực, tự lực, sáng tạo của học sinh, về dạy học tích hợp, về giáo dục STEM. Nghiên cứu thực trạng dạy học tích hợp và thực trạng dạy học theo định hƣớng giáo dục STEM trong dạy học toán 9 THCS. Thiết kế và tổ chức dạy học một số chủ đề toán 9 THCS theo định hƣớng giáo dục STEM. Thực nghiệm sƣ phạm để kiểm nghiệm tính hiệu quả và khả thi của một số chủ đề đã thiết kế.

4. Đối tƣợng và khách thể nghiên cứu - Khách thể nghiên cứu: quá trình dạy học toán 9 ở trƣờng THCS.

2

- Đối tƣợng nghiên cứu: thiết kế và tổ chức dạy học chủ đề toán 9 theo định hƣớng giáo dục STEM. 5. Giả thuyết khoa học của đề tài Nếu thiết kế đƣợc một số chủ đề toán 9 theo định hƣớng STEM và tổ chức thực hiện dạy học các chủ đề đó một cách hợp lí thì sẽ phát triển năng lực giải quyết vấn đề, năng lực vận dụng toán học vào thực tiễn cho học sinh lớp 9 THCS. 6. Phƣơng pháp nghiên cứu 6.1. Phương pháp nghiên cứu lý luận Nghiên cứu các tài liệu về giáo dục học môn Toán, tâm lý học, lý luận dạy học môn Toán; các sách báo, các bài viết về khoa học toán phục vụ cho đề tài; các công trình nghiên cứu có các vấn đề liên quan đến dạy học STEM. 6.2. Phương pháp điều tra - quan sát Dự giờ, quan sát, điều tra - khảo sát bằng phiếu để tìm hiểu thực trạng dạy học toán 9 theo định hƣớng STEM ở trƣờng THCS. 6.3. Phương pháp nghiên cứu trường hợp Nghiên cứu trên từng cá thể HS riêng biệt để đánh giá sự phát triển kĩ năng STEM, năng lực giải quyết vấn đề, năng lực vận dụng Toán học của học sinh sau khi thực nghiệm dạy học một số chủ đề toán 9 theo định hƣớng giáo dục STEM đã thiết kế.

6.4. Phương pháp thực nghiệm sư phạm Tổ chức dạy thực nghiệm tại trƣờng THCS để xem xét tính khả thi và hiệu quả của nội dung nghiên cứu đã đƣợc đề xuất.

6.5. Phương pháp thống kê toán học Phân tích các số liệu điều tra thực trạng và số liệu thực nghiệm sƣ phạm.

7. Cấu trúc của luận văn Ngoài phần “Mở đầu”, “Kết luận” và “Danh mục tài liệu tham khảo”, nội dung chính của luận văn đƣợc trình bày trong ba chƣơng:

3

Chƣơng 1 CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN 1.1. Dạy học tích hợp 1.1.1. Quan niệm về dạy học tích hợp Dạy học tích hợp là một quan điểm dạy học nhằm hình thành và phát triển ở học sinh những năng lực cần thiết trong đó có năng lực vận dụng kiến thức để giải quyết có hiệu quả các tình huống thực tiễn. Thông qua dạy học tích hợp, học sinh có thể hiểu sâu sắc kiến thức, vận dụng kiến thức để giải quyết các tình huống toán học, tình huống lên môn và tình huống thực tiễn, hƣớng đến hình thành và phát triển năng lực cho học sinh. Vì vậy, dạy học tích hợp là xu thế tất yếu để thực hiện có hiệu quả đổi mới giáo dục phổ thông theo định hƣớng phát triển năng lực nhƣ hiện nay.

Khái niệm dạy học tích hợp đƣợc đƣa ra dƣới nhiều tiếp cận khác nhau.

Hội nghị phối hợp trong chƣơng trình của UNESCO, Paris 1972 có đƣa ra định nghĩa: Dạy học tích hợp đƣợc hiểu là giáo viên tổ chức để học sinh huy động đồng thời kiến thức, kỹ năng thuộc nhiều lĩnh vực khác nhau nhằm giải quyết các nhiệm vụ học tập, thông qua đó lại hình thành những kiến thức, kỹ năng mới, từ đó phát triển những năng lực cần thiết [3].

Nhƣ vậy, dạy học tích hợp có thể hiểu đó là một quan điểm dạy học nhằm hình thành và phát triển ở học sinh những năng lực cần thiết trong đó có năng lực vận dụng kiến thức để giải quyết có hiệu quả các tình huống thực tiễn. Điều đó cũng có nghĩa là để đảm bảo cho mỗi học sinh biết vận dụng kiến thức đƣợc học trong nhà trƣờng vào các hoàn cảnh mới lạ, khó khăn, bất ngờ; qua đó trở thành một ngƣời công dân có trách nhiệm, một ngƣời lao động có năng lực. Dạy học tích hợp đòi hỏi việc học tập ở nhà trƣờng phổ thông phải đƣợc gắn với các tình huống của cuộc sống sau này mà học sinh có thể phải đối mặt và chính vì thế nó trở nên có ý nghĩa đối với học sinh. Nhƣ vậy, dạy học tích hợp sẽ phát huy tối đa sự trƣởng thành và phát triển năng lực của cá nhân mỗi

4

học sinh, giúp các em thành công trong vai trò ngƣời chủ gia đình, ngƣời công dân, ngƣời lao động tƣơng lai.

1.1.2. Đặc trưng của dạy học tích hợp Theo [1], dạy học tích hợp có những đặc điểm sau đây: - Thiết lập các mối quan hệ theo một logic nhất định những kiến thức, kỹ năng khác nhau để thực hiện một hoạt động phức hợp.

- Lựa chọn những thông tin, kiến thức, kỹ năng cần cho học sinh thực hiện đƣợc các hoạt động thiết thực trong các tình huống học tập, đời sống hàng ngày, làm cho học sinh hòa nhập vào cuộc sống.

- Làm cho quá trình học tập mang tính mục đích rõ rệt.

- Giáo viên không đặt ƣu tiên truyền đạt kiến thức, thông tin đơn lẻ, mà phải hình thành ở học sinh năng lực tìm kiếm, quản lý, tổ chức sử dụng kiến thức để giải quyết vấn đề trong tình huống có ý nghĩa.

- Khắc phục đƣợc thói quen truyền đạt và tiếp thu kiến thức, kỹ năng rời rạc làm cho con ngƣời trở nên "mù chữ chức năng", nghĩa là có thể đƣợc nhồi nhét nhiều thông tin, nhƣng không dùng đƣợc. Nhƣ vậy, dạy học tích hợp là cải cách giảm tải kiến thức không thực sự có giá trị sử dụng, để có điều kiện tăng tải kiến thức có ích. Để lựa chọn nội dung kiến thức đƣa vào chƣơng trình các môn học trƣớc hết phải trả lời kiến thức nào cần và có thể làm cho học sinh biết huy động vào các tình huống có ý nghĩa. Biểu hiện của năng lực là biết sử dụng các nội dung và các kỹ năng trong một tình huống có ý nghĩa, chứ không ở tiếp thụ lƣợng tri thức rời rạc.

1.2. Giáo dục STEM 1.2.1. Quan niệm về STEM Theo [13], từ khóa STEM đƣợc sử dụng lần đầu tiên từ những năm 2000 bởi Quỹ Khoa học Quốc gia (National Science Foundation – NSF), một cơ quan của chính phủ Hoa Kì với mục đích hỗ trợ nghiên cứu GD và các ngành khoa học kĩ thuật cơ bản ở tất cả các lĩnh vực y tế. Đó là từ viết tắt bởi bốn chữ

5

cái đầu tiên trong tổ hợp các từ Science (Khoa học), Technology (Công nghệ), Engineering (Kĩ thuật) và Mathematics (Toán học).

S – Science (Khoa học) hiểu đơn giản là những gì liên quan đến viện tìm hiểu và khám phá thế giới tự nhiên. Ở trƣờng học từ cấp tiểu học cho đến trung học phổ thông và đại học, có rất nhiều môn học nghiên cƣu về thế giới tự nhiên nhƣ: vật lí, hóa học, sinh học, thiên văn học, địa chất, ...

T – Technology (Công nghệ) có rất nhiều phát biểu khác nhau về khái niệm công nghệ, nhƣng tựu chung lại đều mong một ý nghĩa chung, đó là “... quá trình con ngƣời thay đổi thế giới tự nhiên để đáp ứng nhu cầu và mong muốn của mình” – theo công bố của Hội đồng nghiên cứu quốc gia (NRC) và Học viện kĩ thuật quốc gia (ANE).

E – Engineering (Kĩ thuật) là những ngành nghề mà ở đó có kiến thức đạt đƣợc về khoa học tự nhiên và Toán học đƣợc áp dụng để phát triển các quy trình sản xuất tận dụng nguồn nguyên liệu sức mạnh của thiên nhiên nhằm phục vụ lợi ích của nhân loại (Theo Hội đồng Kiểm định kĩ thuật và Công nghệ ABET, năm 2002). Các lĩnh vực của công nghệ, kĩ thuật có mối quan hệ chặt chẽ, bổ trợ cho nhau.

M – Mathematics (Toán học) là khoa học về quy luật và mối quan hệ (Theo Hiệp hội vì sự tiến bộ của khoa học Mĩ). Toán học cung cấp một thứ ngôn ngữ chính xác cho Công nghệ, Khoa học và Kĩ thuật. Phát triển công nghệ, chẳng hạn nhƣ công nghệ máy tính cũng giúp ích rất nhiều cho Toán học, cũng nhƣ sự phát triển của toán học thƣờng tạo ra những sáng kiến đổi mới trong công nghệ.

Những kiến thức và kĩ năng về các lĩnh vực trên đƣợc tích hợp, lồng ghép và bổ trợ cho nhau giúp HS không chỉ hiểu biết về nguyên lý mà còn có thể áp dụng để thực hành và tạo ra đƣợc những sản phẩm trong cuộc sống hằng ngày.

STEM đƣợc hiểu là sự kết hợp giữa bốn ngành Khoa học, công nghệ, Kĩ thuật và Toán học thành một môn học mới, ở đó ngƣời học có cơ hội để tiếp

6

cận với thế giới trên nhiều khía cạnh hơn là chỉ đƣợc học từng phần kiến thức riêng rẽ và thực hành về nó. [1] Thuật ngữ STEM đƣợc dùng trong hai ngữ cảnh khác nhau, đó là ngữ cảnh giáo dục và ngữ cảnh nghề nghiệp [9].

Trong ngữ cảnh giáo dục, STEM nhấn mạnh đến sự quan tâm của nền giáo dục đối với các môn Khoa hoc, Công nghệ, Kỹ thuật và Toán học. Quan tâm đến việc tích hợp các môn trên gắn với thực tiễn để nâng cao năng lực cho ngƣời học. Giáo dục STEM có thể đƣợc hiểu và diễn giải ở nhiều cấp độ nhƣ: chính sách STEM, chƣơng trình STEM, nhà trƣờng STEM, môn học STEM, bài học STEM hay hoạt động STEM. Trong ngữ cảnh nghề nghiệp, STEM đƣợc hiểu là nghề nghiệp thuộc các lĩnh vực Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật và Toán học.

Tùy từng ngữ cảnh khác nhau mà STEM đƣợc hiểu nhƣ là các môn học hay các lĩnh vực.

Trong luận văn này, STEM đƣợc đặt trong ngữ cảnh giáo dục, tác giả quan niệm STEM theo cách quan tâm tới vai trò và sự tích hợp các môn học (Toán, Khoa học, Kỹ thuật và Công nghệ) trong chƣơng trình gắn liền với việc vận dụng các kiến thức, kĩ năng giải quyết các vấn đề thực tiễn, từ đó nâng cao hứng thú, hình thành và phát triển năng lực, phẩm chất cho HS. 1.2.2. Quan niệm về giáo dục STEM Với những cách tiếp cận khác nhau, giáo dục STEM sẽ đƣợc hiểu và triển khai theo những cách khác nhau. Giáo dục STEM đƣợc nhận thức và hoạt động theo hai cách hiểu chính nhƣ sau: Một là, giáo dục STEM đƣợc hiểu theo nghĩa là quan tâm đến các môn Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học. Đây cũng là quan niệm về giáo dục STEM của Bộ giáo dục Mỹ “Giáo dục STEM là một chƣơng trình nhằm cung cấp hỗ trợ, tăng cƣờng, giáo dục Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học ở tiểu học và trung học cho đến bậc sau đại học”. Đây là nghĩa rộng khi

7

nói về giáo dục STEM. Đó chính là một chiến lƣợc, định hƣớng giáo dục nhằm thúc đẩy giáo dục bốn lĩnh vực Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học với mục tiêu đào tạo nguồn nhân lực đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng của các ngành nghề có liên quan, nhờ đó nâng cao sức cạnh tranh của nền kinh tế.

Hai là, giáo dục STEM đƣợc hiểu theo nghĩa là tích hợp. Hoặc là tích hợp đầy đủ cả bốn lĩnh vực Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học. Giáo dục STEM là một phƣơng pháp học tập tiếp cận liên ngành, ở đó những kiến thức hàn lâm đƣợc kết hợp chặt chẽ với các bài học thực tế thông qua việc học sinh đƣợc áp dụng những kiến thức Khoa học Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học vào trong những bối cảnh cụ thể tạo nên một kết nối giữa nhà trƣờng, cộng đồng và các doanh nghiệp cho phép ngƣời học phát triển những kĩ năng STEM và tăng khả năng cạnh tranh trong nền kinh tế mới. Hoặc là tích hợp khuyết, tức là tích hợp từ hai lĩnh vực về Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học trở lên. Giáo dục STEM là phƣơng pháp tiếp cận, khám phá trong giảng dạy và học tập giữa hai hay nhiều hơn các môn học STEM, hoặc giữa một chủ đề STEM và một hoặc nhiều môn học khác trong nhà trƣờng [9].

Nhƣ vậy, giáo dục STEM về bản chất đƣợc hiểu là trang bị cho ngƣời học những kiến thức và kỹ năng cần thiết liên quan đến các lĩnh vực Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học. Các kiến thức và kỹ năng này phải đƣợc tích hợp, lồng ghép và bổ trợ cho nhau, giúp học sinh không chỉ hiểu biết về nguyên lý mà còn có thể thực hành và tạo ra đƣợc những sản phẩm trong cuộc sống hằng ngày. Giáo dục STEM kết nối giữa kiến thức học đƣờng với thế giới thực, giải quyết các vấn đề thực tiễn, tạo hứng thú cho học sinh, hình thành và phát triển năng lực, phẩm chất cho học sinh.

1.2.3. Đặc trưng giáo dục STEM Giáo dục STEM có các đặc trƣng sau: - Phát triển các năng lực đặc thù của các môn học thuộc về STEM cho HS: Đó là những kiến thức, kĩ năng liên quan đến các môn học Khoa học, Công

8

nghệ, Kĩ thuật và Toán học. Trong đó HS biết liên kết các kiến thức Khoa học, Toán học để giải quyết các vấn đề thực tiễn. Biết sử dụng, quản lí và truy cập Công nghệ. HS biết về quy trình thiết kế và chế tạo ra các sản phẩm.

Hơn nữa, giáo dục STEM còn phát triển cho HS các kỹ năng nhƣ: Kỹ năng khoa học: HS đƣợc trang bị kiến thức về các khái niệm, các nguyên lý, các định luật và các cơ sở lý thuyết của GD khoa học. Mục tiêu quan trọng nhất là thông qua GD khoa học, HS có khả năng liên kết các kiến thức này để thực hành và có tƣ duy để sử dụng kiến thức vào thực tiễn để giải quyết các vấn đề trong thực tế.

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

Kỹ năng kỹ thuật: HS đƣợc trang bị kỹ năng sản xuất ra đối tƣợng và hiểu đƣợc quy trình để làm ra nó. Vấn đề này đòi hỏi HS phải có khả năng tổng hợp và kết hợp để biết cách làm thế nào để cân bằng các yếu tố liên quan (nhƣ khoa học, nghệ thuật, công nghệ, kỹ thuật) để có đƣợc một giải pháp tốt nhất trong thiết kế và xây dựng quy trình. Ngoài ra HS còn có khả năng nhìn nhận ra nhu cầu và phản ứng của xã hội trong những vấn đề liên quan đến kĩ thuật.

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

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

- Định hƣớng nghề nghiệp cho HS: Giáo dục STEM sẽ tạo cho HS có những kiến thức, kĩ năng mang tính nền tảng cho việc học tập ở các bậc học 9

cao hơn cũng nhƣ cho nghề nghiệp trong tƣơng lai của HS. Từ đó, góp phần xây dựng lực lƣợng lao động có năng lực, phẩm chất tốt đặc biệt là lao động trong lĩnh vực STEM nhằm đáp ứng mục tiêu xây dựng và phát triển đất nƣớc.

1.2.4. Các hình thức tổ chức giáo dục STEM Theo [13], các hình thức tổ chức giáo dục STEM bao gồm: 1. Dạy học các môn học thuộc lĩnh vực STEM Đây là hình thức tổ chức giáo dục STEM chủ yếu trong nhà trƣờng. Theo cách này, các bài học, hoạt động giáo dục STEM đƣợc 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 chƣơng trình của các môn học thành phần. Hình thức giáo dục STEM này không làm phát sinh thêm thời gian học tập.

2. Hoạt động trải nghiệm STEM Trong hoạt động trải nghiệm STEM, học sinh đƣợc khám phá các thí nghiệm, ứng dụng khoa học, kỹ thuật trong thực tiễn đời sống. Qua đó, nhận biết đƣợc ý nghĩa của khoa học, công nghệ, kỹ thuật và toán học đối với đời sống con ngƣời, 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 nhƣ trƣờng phổ thông, cơ sở giáo dục nghề nghiệp, các trƣờng đại học, doanh nghiệp.

Trải nghiệm STEM còn có thể đƣợc thực hiện thông qua sự hợp tác giữa trƣờng phổ thông với các cơ sở giáo dục đại học, giáo dục nghề nghiệp. Theo cách này, sẽ kết hợp đƣợc thực tiễn phổ thông với ƣu thế về cơ sở vật chất của giáo dục đại học và giáo dục nghề nghiệp.

Các trƣờng phổ thông có thể triển khai giáo dục STEM thông qua hình thức câu lạc bộ. Tham gia câu lạc bộ STEM, học sinh đƣợc học tập nâng cao trình độ, triển khai các dự án nghiên cứu, tìm hiểu các ngành nghề thuộc lĩnh

10

vực STEM. Đây là hoạt động theo sở thích, năng khiếu của học sinh, diễn ra định kỳ, trong cả năm học.

Tổ chức tốt hoạt động câu lạc bộ STEM cũng là tiền đề triển khai các dự án nghiên cứu trong khuôn khổ cuộc thi khoa học kỹ thuật dành cho học sinh trung học. Bên cạnh đó, tham gia câu lạc bộ STEM còn là cơ hội để học sinh thấy đƣợc sự phù hợp về năng lực, sở thích, giá trị của bản thân với nghề nghiệp thuộc các lĩnh vực STEM. 3. Hoạt động nghiên cứu khoa học Giáo dục STEM có thể đƣợc triển khai thông qua hoạt động nghiên cứu khoa học và tổ chức các cuộc thi sáng tạo khoa học kỹ thuật với nhiều chủ đề khác nhau thuộc các lĩnh vực robot, năng lƣợng tái tạo, môi trƣờng, biến đổi khí hậu, nông nghiệp công nghệ cao…

Hoạt động này không mang tính đại trà mà dành cho những học sinh có năng lực, sở thích và hứng thú với các hoạt động tìm tòi, khám phá khoa học, kỹ thuật giải quyết các vấn đề thực tiễn.

1.2.5. Một số tiêu chí của chủ đề giáo dục STEM Khi xây dựng một chủ đề giáo dục STEM, một số câu hỏi có thể gặp phải với các GV đó là liệu chủ đề đƣợc xây dựng có đúng theo tinh thần STEM hay không hay là một chủ đề tích hợp khoa học đơn thuần. Điều gì tạo nên sự phân biệt một chủ đề giáo dục STEM với các chủ đề học tập khác. Điều đầu tiên cần phải khẳng định trƣớc hết một chủ đề dạy học theo định hƣớng STEM phải là một chủ đề mang tính tích hợp. Khái niệm STEM hay giáo dục STEM là một khái niệm rộng và nhiều tầng bậc, do vậy điều này cũng ảnh hƣởng tới việc xác định hay cách đánh giá về một chủ đề giáo dục STEM. Trong nội dung trình bày dƣới đây nghiên cứu đề xuất một số tiêu chí nhằm xác định về một chủ đề giáo dục STEM. 1. Chủ đề STEM hƣớng tới giải quyết các vấn đề trong thế giới thực Vận dụng kiến thức STEM để giải quyết các vấn đề thực tiễn chính là mục tiêu của dạy học theo quan điểm STEM. Do vậy, bài học STEM không phải là để giải quyết các vấn đề mang tính tƣởng tƣợng và xa rời thực tế mà nó 11

luôn hƣớng đến giải quyết các vấn đề các tình huống trong xã hội, kinh tế, môi trƣờng trong cộng đồng địa phƣơng của họ cũng nhƣ toàn cầu.

2. Chủ đề STEM phải hƣớng tới việc HS vận dụng các kiến thức trong lĩnh vực STEM để giải quyết Tiêu chí này nhằm đảm bảo theo đúng tinh thần giáo dục STEM, qua đó mới phát triển đƣợc những năng lực chuyên môn liên quan.

3. Chủ đề STEM định hƣớng thực hành. Định hƣớng hành động là một đặc điểm của quan điểm STEM. Chỉ khi chủ đề STEM định hƣớng thực hành mới đảm bảo hình thành và phát triển năng lực cho HS. Điều này sẽ giúp HS có đƣợc kiến thức từ kinh nghiệm thực hành chứ không phải chỉ từ lí thuyết. Bằng cách xây dựng các bài giảng theo chủ đề và dựa trên thực hành, HS sẽ đƣợc hiểu sâu về lí thuyết, nguyên lí thông qua các hoạt động thực tế. Chính các hoạt động thực tế này sẽ giúp HS nhớ kiến thức lâu hơn và sâu hơn. HS sẽ đƣợc làm việc theo nhóm, tự thảo luận tìm tòi kiến thức, tự vận dụng kiến thức vào các hoạt động thực hành rồi sau đó có thể truyền đạt lại kiến thức cho ngƣời khác. Với cách học này, GV không còn là ngƣời truyền đạt kiến thức nữa mà sẽ là ngƣời hƣớng dẫn để HS tự xây dựng kiến thức cho chính mình.

4. Chủ đề STEM khuyến khích làm việc nhóm giữa các HS Trên thực tế có những chủ đề STEM vẫn có thể triển khai cá nhân. Tuy nhiên, làm việc theo nhóm là hình thức làm việc phù hợp trong việc giải quyết các nhiệm vụ phức hợp gắn với thực tiễn. Làm việc theo nhóm là một kĩ năng quan trọng trong thế kỉ 21 bên cạnh đó khi làm việc theo nhóm HS sẽ đƣợc đặt vào môi trƣờng thúc đẩy các nhu cầu giao tiếp chia sẻ ý tƣởng và cùng nhau phát triển giải pháp.

1.3. Dạy học theo định hƣớng giáo dục STEM 1.3.1. Đặc trưng của bài học STEM - Một chủ đề STEM đầy đủ sẽ hội tụ cả bốn thành tố của STEM nhƣ: + Khoa học: Các quy luật tự nhiên, xã hội

12

+ Công nghệ: Quy trình sản xuất ra sản phẩm học tập. + Kĩ thuật: Thiết kế, chế tạo, đẽo gọt,... + Toán học: Ý nghĩa các con số, hình dạng, phép tính, số lƣợng liên quan đến sản phẩm chế tạo.

Một chủ đề STEM có thể khuyết một hoặc một vài thành phần trên, nhƣng tối thiểu phải có từ hai thành tố trở lên.

- Một bài học STEM có các đặc trƣng sau: + Bài học STEM tập trung vào các tình huống và các vấn đề mang tính thực tiễn liên quan đến vấn đề xã hội, kinh tế, môi trƣờng cần đƣợc giải quyết. + Bài học STEM thƣờng đƣợc hƣớng dẫn bằng các quá trình thiết kế kĩ thuật. + Bài học STEM đặt HS vào hàng loạt những câu hỏi - đáp về thực hành và những khám phá có kết thúc mở. Trong các bài học STEM, con đƣờng học tập STEM có kết thúc mở trong một quá trình không quá ràng buộc. Điều ràng buộc, nếu có chỉ là các vật liệu đƣợc cung cấp sẵn.

Một bài học STEM có thể khuyết một hoặc một vài thành phần của STEM nhƣng tối thiểu phải có từ hai thành phần trở lên.

Giáo dục STEM về bản chất đƣợc hiểu là trang bị cho ngƣời học những kiến thức và kỹ năng cần thiết liên quan đến các lĩnh vực Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật và Toán học. Các kiến thức và kỹ năng này phải đƣợc tích hợp, lồng ghép và bổ trợ cho nhau, giúp HS không chỉ hiểu biết về nguyên lý mà còn có thể thực hành và tạo ra đƣợc những sản phẩm trong cuộc sống hàng ngày. Giáo dục STEM sẽ thu hẹp khoảng cách giữa hàn lâm và thực tiễn, tạo ra những con ngƣời có năng lực làm việc “tức thì” trong môi trƣờng có tính sáng tạo cao và sử dụng trí óc có tính chất công việc ít lặp lại.

Giáo dục STEM có đặc trƣng không phải là để HS trở thành những nhà toán học, nhà khoa học, kỹ sƣ hay những kỹ thuật viên mà là phát triển cho HS các kỹ năng có thể đƣợc sử dụng để làm việc và phát triển trong thế giới công nghệ hiện đại ngày nay. Đó cũng chính là kỹ năng STEM. Kỹ năng STEM

13

đƣợc hiểu là sự tích hợp, lồng ghép hài hòa từ bốn nhóm kỹ năng là: Kỹ năng Khoa học, kỹ năng Công nghệ, kỹ năng Kỹ thuật và kỹ năng Toán học.

Một trong những phƣơng pháp dạy và học mang lại hiệu quả cao nhất cho giáo dục STEM là phƣơng pháp “Học qua hành” - “Learning by doing”.

Phƣơng pháp “Học qua hành” giúp HS có đƣợc kiến thức từ kinh nghiệm thực hành chứ không phải chỉ từ lý thuyết. Bằng cách xây dựng các bài giảng theo chủ đề và dựa trên thực hành, HS sẽ đƣợc hiểu sâu về lý thuyết, nguyên lý thông qua các hoạt động thực tế. Chính các hoạt động thực tế này sẽ giúp HS nhớ kiến thức lâu hơn, sâu hơn. HS sẽ đƣợc làm việc theo nhóm, tự thảo luận tìm tòi kiến thức, tự vận dụng kiến thức vào các hoạt động thực hành rồi sau đó có thể truyền đạt lại kiến thức cho ngƣời khác. Với cách học này, GV không còn là ngƣời truyền đạt kiến thức nữa mà sẽ là ngƣời hƣớng dẫn để HS tự xây dựng kiến thức cho chính mình.

1.3.2. Quy trình thiết kế các chủ đề dạy học theo định hướng giáo dục STEM Dựa trên mục tiêu giáo dục STEM; các tiêu chí của một chủ đề STEM; các hình thức tổ chức giáo dục STEM, quy trình thiết kế một chủ đề dạy học theo định hƣớng giáo dục STEM đƣợc thực hiện nhƣ sau: Bƣớc 1: Lựa chọn chủ đề bài học Căn cứ vào nội dung kiến thức trong chƣơng trình môn học và các hiện tƣợng, quá trình gắn với các kiến thức đó trong tự nhiên; quy trình hoặc thiết bị công nghệ có sử dụng của kiến thức đó trong thực tiễn... để lựa chọn chủ đề của bài học. Những ứng dụng đó có thể là: Hiện tƣợng tán sắc ánh sáng - Tính chất sóng của ánh sáng - Máy quang phổ lăng kính; Hiện tƣợng khúc xạ và phản xạ ánh sáng - Gƣơng cầu và thấu kính - Ống nhòm, kính thiên văn; Sự chìm, nổi lực đẩy Ác-si-mét - Thuyền/bè; Hiện tƣợng cảm ứng điện từ - Định luật Cảm ứng điện từ và Định luật Lenxơ - Máy phát điện/động cơ điện; Vật liệu cơ khí; Các phƣơng pháp gia công cơ khí; Các cơ cấu truyền và biến đổi chuyển động; Các mối ghép cơ khí; Mạch điện điều khiển cho ngôi nhà thông minh; Sữa

14

chua/dƣa muối - Vi sinh vật - Quy trình làm sữa chua/muối dƣa; Thuốc trừ sâu - Phản ứng hoá học - Quy trình xử lý dƣ lƣợng thuốc trừ sâu; Hoá chất - Phản ứng hoá học - Quy trình xử lý chất thải; Sau an toàn - Hoá sinh - Quy trình trồng rau an toàn...

Bƣớc 2: Xác định vấn đề cần giải quyết Sau khi chọn chủ đề của bài học, cần xác định vấn đề cần giải quyết để giao cho học sinh thực hiện sao cho khi giải quyết vấn đề đó, học sinh phải học đƣợc những kiến thức, kỹ năng cần dạy trong chƣơng trình môn học đã đƣợc lựa chọn (đối với STEM kiến tạo) hoặc vận dụng những kiến thức, kỹ năng đã biết (đối với STEM vận dung) để xây dựng bài học. Theo những ví dụ nêu trên, nhiệm vụ giao cho học sinh thực hiện trong các bài học có thể là: Thiết kế, chế tạo một máy quang phổ đơn giản trong bài học về bản chất sóng của ánh sáng; Thiết kế, chế tạo một ống nhòm đơn giản khi học về hiện tƣợng phản xạ và khúc xạ ánh sáng; Chế tạo bè nổi/thuyền khi học về Định luật Ác - si - mét; Chế tạo máy phát điện/động cơ điện khi học về cảm ứng điện từ; Thiết kế mạch lôgic khi học về dòng điện không đổi; Thiết kế robot leo dốc, cầu bắc qua hai trụ, hệ thống tƣới nƣớc tự động, mạch điện cảnh báo và điều khiển cho ngôi nhà thông minh; Xây dựng quy trình làm sữa chua/muối dƣa; Xây dựng quy trình xử lý dƣ lƣợng thuốc trừ sâu trong rau/quả; Xây dựng quy trình xử lý hoá chất ô nhiễm trong nƣớc thải; Quy trình trồng rau an toàn…

Bƣớc 3: Xây dựng tiêu chí của thiết bị/giải pháp giải quyết vấn đề Sau khi đã xác định vấn đề cần giải quyết/sản phẩm cần chế tạo, cần xác định rõ tiêu chí của giải pháp/sản phẩm. Những tiêu chí này là căn cứ quan trọng để đề xuất giả thuyết khoa học/giải pháp giải quyết vấn đề/thiết kế mẫu sản phẩm. Đối với các ví dụ nêu trên, tiêu chí có thể là: Chế tạo máy quang phổ sử dụng lăng kính, thấu kính hội tụ; tạo đƣợc các tia ánh sáng màu từ nguồn sáng trắng; Chế tạo ống nhòm/kính thiên văn từ thấu kính hội tụ, phân kì; quan sát đƣợc vật ở xa với độ bội giác trong khoảng nào đó; Quy trình sản xuất sữa

15

chua/muối dƣa với tiêu chí cụ thể của sản phẩm (độ ngọt, độ chua, dinh dƣỡng...); Quy trình xử lý dƣ lƣợng thuốc trừ sâu với tiêu chí cụ thể (loại thuốc trừ sâu, độ "sạch" sau xử lý); Quy trình trồng rau sạch với tiêu chí cụ thể ("sạch" cái gì so với rau trồng thông thƣờng)...

Bƣớc 4: Thiết kế tiến trình tổ chức hoạt động dạy học Tiến trình tổ chức hoạt động dạy học đƣợc thiết kế theo các phƣơng pháp và kỹ thuật dạy học tích cực. Mỗi hoạt động học đƣợc thiết kế rõ ràng về mục đích, nội dung và sản phẩm học tập mà học sinh phải hoàn thành. Các hoạt động học đó có thể đƣợc tổ chức cả ở trong và ngoài lớp học (ở trƣờng, ở nhà và cộng đồng).

Cần thiết kế bài học điện tử trên mạng để hƣớng dẫn, hỗ trợ hoạt động học của học sinh bên ngoài lớp học.

1.3.3. Dạy học Toán theo định hướng giáo dục STEM Dạy học Toán theo định hƣớng giáo dục STEM về bản chất đƣợc hiểu là thông qua việc dạy học môn Toán nhằm rèn luyện cho HS các kỹ năng STEM. Các kiến thức và kỹ năng này phải đƣợc tích hợp, lồng ghép và bổ trợ cho nhau, giúp HS không chỉ hiểu sâu sắc các kiến thức, kĩ năng của các môn học STEM mà còn có thể thực hành và tạo ra đƣợc những sản phẩm phục vụ cho cuộc sống hàng ngày của các em.

Dạy học Toán theo định hƣớng giáo dục STEM sẽ thu hẹp khoảng cách giữa hàn lâm và thực tiễn, giúp cho HS hiểu đƣợc các ứng dụng của các kiến thức đƣợc học và vận dụng đƣợc các kiến thức đó trong thực tiễn tạo ra những con ngƣời có năng lực giải quyết vấn đề trong môi trƣờng có tính sáng tạo cao.

Tùy thuộc vào bối cảnh dạy học cụ thể của các trƣờng phổ thông ở Việt Nam mà các giáo viên có thể sáng tạo trong việc vận dụng quy trình và áp dụng các mức độ tích hợp STEM trong dạy học Toán để không những gia tăng điềm đam mê toán học cho HS mà qua đó HS còn đƣợc phát triển các phẩm chất và năng lực khác.

16

1.3.3.1. Đặc trưng của dạy học toán theo định hướng giáo dục STEM Dạy học Toán theo định hƣớng giáo dục STEM có các đặc trƣng sau: - Mục tiêu dạy học thƣờng đƣợc mô tả một cách chi tiết, rõ ràng có thể quan sát và đánh giá đƣợc, chú trọng đến các mục tiêu giáo dục STEM. - HS đƣợc củng cố, mở rộng các kiến thức, kĩ năng các lĩnh vực Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học.

- HS hiểu rõ hơn vai trò công cụ của môn toán đối với các môn học khác và thực tiễn.

- Dạy học dựa trên định hƣớng hành động và sản phẩm.

- Tƣ tƣởng dạy học tích hợp liên môn và định hƣớng vận dụng vào giải quyết các vấn đề thực tiễn.

- Đánh giá trong dạy học định hƣớng giáo dục STEM sẽ tập trung vào đánh giá quá trình và đánh giá sản phẩm.

1.3.3.2. Quy trình và các mức độ tích hợp STEM trong dạy học toán ở trường THPT ở Việt Nam Dựa trên nghiên cứu lí luận về giáo dục STEM, dạy học Toán theo định hƣớng giáo dục STEM, về thực trạng dạy học môn Toán theo định hƣớng giáo dục STEM trong chƣơng trình giáo dục phổ thông mới cũng nhƣ ở các trƣờng phổ thông hiện nay, chúng tôi đề xuất quy trình dạy học môn Toán theo định hƣớng giáo dục STEM bao gồm các bƣớc sau: Bước 1: Thiết kế kế hoạch bài học.

- Xác định mục tiêu bài học: GV cần xác định các mục tiêu bài học, ngoài các mục tiêu về kiến thức, kĩ năng Toán học cần xác định rõ mục tiêu phát triển kĩ năng STEM cho học sinh.

- Xác định các nội dung Toán, Khoa học, Kĩ thuật và Công nghệ phù hợp có thể tích hợp trong bài dạy.

- Thiết kế chuỗi hoạt động để đạt đƣợc mục tiêu.

17

Bước 2: Tổ chức thực hiện - GV và HS chuẩn bị nguyên vật liệu, phƣơng tiện thiết bị phục vụ cho bài học.

- GV nghiên cứu phƣơng án tổ chức, mức độ ứng dụng STEM các hoạt động học tập cho phù hợp với đối tƣợng HS, nội dung của bài học, thời gian dạy học, sĩ số lớp học, không gian lớp học, cơ sở vật chất có đƣợc. *Mức độ 1: Đề xuất các ý tưởng STEM + Trên lớp: Thông qua hoạt động học tập, HS (hoặc nhóm HS) phát hiện ra các ý tƣởng STEM tức là có thể vận dụng các kiến thức toán học với một trong các kiến thức thuộc lĩnh vực khoa học, công nghệ hoặc kĩ thuật để đề xuất ra các giải pháp giải quyết các tình huống nảy sinh trong thực tiễn. + Ở nhà: HS (nhóm HS) đề xuất bản thiết kế và làm các mô hình theo ý tƣởng và bản thiết kế đã đề xuất bằng các nguyên vật liệu tận dụng. + Trên lớp (buổi học sau): GV cho HS (nhóm HS) thuyết minh cho các mô hình, GV và HS khác đánh giá, góp ý cho các mô hình.

Lƣu ý: Mức độ này nên áp dụng cho các lớp kiến thức, kĩ năng STEM của học sinh còn hạn chế, hoặc đối với bài học có nhiều nội dung, hoặc thời gian không nhiều (1 tiết). * Mức độ 2: Đề xuất bản thiết kế cho các ý tưởng STEM + Trên lớp: Thông qua hoạt động học tập, HS (nhóm HS) phát hiện ra các ý tƣởng STEM tức là có thể vận dụng các kiến thức toán học với một trong các kiến thức thuộc lĩnh vực khoa học, công nghệ hoặc kĩ thuật để đề xuất ra các giải pháp giải quyết các tình huống nảy sinh trong thực tiễn, sau đó đề xuất bản thiết kế cho ý tƣởng STEM đó. + Ở nhà: HS (nhóm HS) làm các mô hình bằng các nguyên vật liệu tận dụng theo ý tƣởng và bản thiết kế đã đề xuất. + Trên lớp (buổi học sau): GV cho HS (nhóm HS) thuyết minh cho các mô hình, GV và HS khác đánh giá, góp ý cho các mô hình.

18

Lƣu ý: Mức độ này nên áp dụng cho các lớp kiến thức, kĩ năng STEM của học sinh tƣơng đối tốt hoặc đối với bài học không có nhiều nội dung, hoặc thời gian không quá ít (2 tiết). * Mức độ 3: Thiết kế các mô hình STEM Thông qua hoạt động học tập, HS (nhóm HS) phát hiện ra các ý tƣởng STEM tức là có thể vận dụng các kiến thức toán học với một trong các kiến thức thuộc lĩnh vực khoa học, công nghệ hoặc kĩ thuật để đề xuất ra các giải pháp giải quyết các tình huống nảy sinh trong thực tiễn, sau đó đề xuất bản thiết kế cho ý tƣởng STEM. HS (nhóm HS) dùng các nguyên vật liệu tận dụng để làm mô hình ngay tại lớp. GV cho HS (nhóm HS) thuyết minh cho các mô hình, GV và HS đánh giá, góp ý cho các mô hình.

Lƣu ý: Mức độ này nên áp dụng cho các lớp kiến thức, kĩ năng STEM của học sinh tốt, hoặc đối với bài học không có ít nội dung, hoặc thời gian nhiều (từ 3 tiết trở lên).

Bước 3: Đánh giá việc dạy, rút kinh nghiệm Ở bƣớc này, các GV (hoặc nhóm các GV) sau khi dạy xong sẽ đối chiếu kết quả bài dạy với mục tiêu đã xác định để biết đƣợc mức độ đạt đƣợc mục tiêu của tiết dạy. Nên xác định các nguyên nhân thành công hoặc chƣa thành công của bài dạy. Trên cơ sở đó, các GV sẽ rút kinh nghiệm cho đồng nghiệp hoặc cá nhân GV tự rút kinh nghiệm để có sự điều chỉnh sao cho các tiết dạy sau hiệu quả hơn.

1.3.4. Vai trò của dạy học theo định hướng giáo dục STEM đối với việc phát triển năng lực cho HS THPT Dạy học theo định hƣớng STEM có vai trò đối với việc phát triển năng lực cho HS THPT. Cụ thể là: - Đảm bảo giáo dục toàn diện: Triển khai giáo dục STEM ở nhà trƣờng, bên cạnh các môn học đang đƣợc quan tâm nhƣ Toán học, Khoa học, các lĩnh

19

vực công nghệ, kĩ thuật cũng sẽ đƣợc quan tâm, đầu tƣ trên tất cả các phƣơng diện về đội ngũ GV, chƣơng trình, cơ sở vật chất.

- Nâng cao hứng thú học tập các môn học STEM: Các dự án học tập trong giáo dục STEM hƣớng tới việc vận dụng kiến thức liên môn để giải quyết các vấn đề thực tiễn, HS đƣợc hoạt động, trải nghiệm và thấy đƣợc ý nghĩa của tri thức với cuộc sống, nhờ đó sẽ nâng cao hứng thú học tập của HS. - Hình thành và phát triển năng lực, phẩm chất cho học sinh: Khi triển khai các dự án học tập STEM, HS hợp tác với nhau, chủ động và tự lực thực hiện các nhiệm vụ học; đƣợc làm quen hoạt động có tính chất nghiên cứu khoa học. Các hoạt động nêu trên góp phần tích cực vào hình thành và phát triển phẩm chất, năng lực cho HS. - Kết nối trƣờng học với cộng đồng: Để đảm bảo triển khai hiệu quả giáo dục STEM, cơ sở giáo dục phổ thông thƣờng kết nối với các cơ sở giáo dục nghề nghiệp, các trƣờng đại học tại địa phƣơng nhằm khai thác nguồn lực về con ngƣời, cơ sở vật chất. Bên cạnh đó, giáo dục STEM phổ thông cũng hƣớng tới giải quyết các vấn đề có tính đặc thù của địa phƣơng.

- Hƣớng nghiệp, phân luồng: Tổ chức tốt giáo dục STEM ỏ trƣờng phổ thông, HS sẽ đƣợc trải nghiệm trong các lĩnh vực STEM, đánh giá đƣợc sự phù hợp, năng khiếu, sở thích của bản thân với nghề nghiệp thuộc lĩnh vực STEM. Thực hiện tốt giáo dục STEM trƣờng phổ thông cũng là cách thức thu hút HS theo học, lựa chọn các ngành nghề thuộc lĩnh vực STEM, các ngành nghề có nhu cầu cao về nguồn nhân lực trong cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ tƣ.

- Góp phần củng cố, đào sâu, hệ thống hóa kiến thức khoa học đã học trong chƣơng trình, phát hiện và khắc phục những sai lầm của HS mắc phải trong chƣơng trình. Hơn nữa, mở rộng kiến thức và năng lực thuộc các lĩnh vực Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học.

- Góp phần giáo dục kĩ thuật tổng hợp và định hƣớng nghề nghiệp cho HS, đặc biệt là các ngành nghề thuộc các lĩnh vực STEM. 20

- Phát hiện các HS có năng lực vƣợt trội về Khoa học và Kĩ thuật, bồi dƣỡng các HS này trở thành lực lƣợng nòng cốt, để tham gia các cuộc thi lớn nhƣ: liên hoan tuổi trẻ sáng tạo, cuộc thi khoa học kĩ thuật cấp Quốc gia cho HS trung học.

1.4. Thực trạng dạy môn Toán lớp 9 theo định hƣớng giáo dục STEM 1.4.1. Thực trạng dạy học toán theo định hướng giáo dục STEM qua ý kiến của GV Để tìm hiểu thực trạng dạy học môn Toán lớp 9 theo định hƣớng giáo dục STEM, tác giả đã sử dụng phiếu khảo sát để tiến hành thăm dò ý kiến của 25 GV môn Toán của một số trƣờng THCS ở Thái Nguyên (THCS Quang Trung, THCS Lƣơng Ngọc Quyến, THCS Thịnh Đức, THCS Đỗ Cận) (mẫu phiếu xem phụ lục số 1): Bảng 1.1. Số lƣợng GV Toán tham gia điều tra thực trạng Tên trƣờng

STT

Số lƣợng GV

1

THCS Quang Trung thành phố Thái Nguyên

9

2

THCS Lƣơng Ngọc Quyến thành phố Thái Nguyên

5

3

THCS Thịnh Đức thành phố Thái Nguyên

4

4

THCS Đỗ Cận thị xã Phổ Yên

7

Tổng

25

Kết quả khảo sát nhƣ sau: Với câu hỏi 1, kết quả thu đƣợc ở bảng sau Bảng 1.2. Mức độ nhận thức của GV về giáo dục STEM Không cần

Bình

thiết

thƣờng

SL

3

1

4

17

Tỉ lệ % chọn

12

4

16

68

Phƣơng án chọn

21

Cần thiết

Rất cần thiết

Qua bảng 1.2 cho thấy đa số giáo viên đã có hiểu biết nhất định về giáo dục STEM, nhiều giáo viên (68%) hiểu đúng khái niệm giáo dục STEM và còn một số không nhỏ giáo viên (12%) chƣa hiểu đúng khái niệm giáo dục STEM. Với câu hỏi 2, 3 về ý nghĩa và sự cần thiết của giáo dục STEM, kết quả thu đƣợc ở các bảng sau: Bảng 1.3. Mức độ nhận thức của GV về ý nghĩa của giáo dục STEM. Ý nghĩa

SL

Tỷ lệ %

1

Đảm bảo giáo dục toàn diện

20

80

2

Nâng cao hứng thú học tập các môn học STEM

23

92

22

88

STT

Hình thành và phát triển năng lực, phẩm chất

3

cho học sinh

4

Kết nối trƣờng học với cộng đồng

20

80

5

Hƣớng nghiệp, phân luồng

17

68

Bảng 1.4. Mức độ đánh giá của GV về sự cần thiết của giáo dục STEM Hoàn toàn

Không cần

không

thiết lắm

SL

0

Tỉ lệ %

0

Mức độ

Cần thiết

Rất cần thiết

2

22

1

8

88

4

Qua bảng 1.3 cho thấy đa số giáo viên nhận thức đƣợc ý nghĩa của giáo dục STEM. Tuy nhiên, từ bảng 1.4 nhận thức về sự cần thiết của giáo dục STEM của các GV còn rất khác nhau. Đa số (88%) GV nhận thấy giáo dục STEM là cần, tuy nhiên con số không nhỏ (8%) các GV vẫn cho rằng giáo dục STEM là không cần thiết. Điều đó chứng tỏ sự hiểu biết các GV đó về giáo dục STEM và về xu hƣớng dạy học theo định hƣớng phát triển năng lực còn hạn chế.

Với câu hỏi 4 về nhận thức của GV về vai trò của môn Toán trong giáo dục STEM, kết quả thu đƣợc ở bảng sau: 22

Bảng 1.5. Nhận thức của GV về vai trò của môn Toán trong giáo dục STEM Mức độ

1

2

3

SL

20

3

2

Tỉ lệ

80

12

8

Qua bảng trên cho thấy, có 80% GV hiểu đƣợc đúng vai trò của môn Toán trong giáo dục STEM; 12% GV chƣa hiểu đƣợc vai trò của môn Toán trong giáo dục STEM và 8% GV không hiểu rõ về vai trò của môn Toán trong giáo dục STEM. Thăm dò những khó khăn khi tổ chức dạy học chủ đề môn Toán theo định hƣớng giáo dục STEM qua câu hỏi 5, thì kết quả thể hiện qua bảng sau: Bảng 1.6. Những khó khăn khi tổ chức dạy học chủ đề môn Toán theo định hƣớng giáo dục STEM STT

Những khó khăn khi tổ chức dạy học chủ đề môn Toán theo định hƣớng giáo dục STEM

SL

Tỷ lệ %

1

Không có thời gian đầu tƣ thiết kế chủ đề

18

72

2

Khó chọn lọc chủ đề phù hợp với nội dung bài dạy

16

64

3

Không có nhiều nguồn tƣ liệu tham khảo

10

4

4

Nội dung kiến thức quá khó với học sinh

13

52

15

60

5

Dạy học theo định hƣớng giáo dục STEM không đem lại kết quả cao trong các kỳ thi khảo sát hiện nay

6

Trình độ, năng lực giáo viên còn hạn chế

8

32

7

Trình độ, năng lực học sinh không đồng đều

9

36

15

60

6

24

8

9

Thiếu thốn về cơ sở vật chất, không đảm bảo điều kiện để dạy học theo định hƣớng giáo dục STEM Học sinh không hứng thú với việc học theo định hƣớng STEM

23

Kết quả bảng 1.6 cho thấy những khó khăn thƣờng gặp: - Không có thời gian đầu tƣ thiết kế chủ đề (72%) - Khó chọn lọc chủ đề phù hợp với nội dung bài dạy (64%) - Dạy học theo định hƣớng giáo dục STEM không đem lại kết quả cao trong các kỳ thi khảo sát hiện nay (60%) - Thiếu thốn về cơ sở vật chất, không đảm bảo điều kiện để dạy học theo định hƣớng giáo dục STEM (60%) Nhƣ vậy, qua kết quả tìm hiểu thăm dò ý kiến GV bằng phiếu khảo sát thể hiện bằng các bảng nói trên cho thấy nhiều GV đã hiểu đúng về GD STEM, ý nghĩa và sự cần thiết của GD STEM, hiểu đƣợc vai trò quan trọng của môn Toán trong giáo dục STEM. Tuy nhiên , trong lĩnh vực giảng dạy bộ môn Toán của mình thì đa số các thày cô chƣa thực hiện dạy học các chủ đề theo định hƣớng giáo dục STEM, thực tế cho thấy các thày cô cũng còn gặp khá nhiều khó khăn, khâu thiết kế chủ đề dạy học trong môn Toán theo định hƣớng giáo dục STEM cũng là một trong các vấn đề khó khăn đó( khó khăn về mặt thời gian thiết kế, khó khăn về sự lựa chọn chủ đề phù hợp với nội dung bài học) .

1.4.2. Thực trạng dạy học toán 9 theo định hướng giáo dục STEM qua ý kiến của HS Để tìm hiểu thực trạng học tập môn Toán lớp 9 theo định hƣớng giáo dục STEM của học sinh, tác giả đã tiến hành khảo sát 200 HS lớp 9 ở một số trƣờng của tỉnh Thái Nguyên (mẫu phiếu xem phụ lục số 2). Kết quả khảo sát nhƣ sau: Với câu hỏi 3, 4 về sự mong muốn đƣợc học theo định hƣớng giáo dục STEM và sự hứng thú với bài học theo định hƣớng giáo dục STEM của các em HS đƣợc thể hiện qua các bảng sau: Bảng 1.7. Mức độ mong muốn của HS đƣợc học môn Toán theo định hƣớng giáo dục STEM Mức độ

Rất muốn

Muốn

Không muốn

SL

12

150

38

Tỉ lệ %

6

75

19

24

Bảng 1.8. Mức độ hứng thú của HS khi được học theo định hướng giáo dục STEM Mức độ

Rất hứng thú

Hứng thú

Không hứng thú

SL

18

116

20

Tỉ lệ

11,69

75,32

12,99

Qua bảng 1.7 thấy rằng đa số (81%) các em mong muốn đƣợc học môn Toán theo định hƣớng giáo dục STEM và qua bảng 1.8 cho thấy nếu các em đã từng đƣợc học theo định hƣớng giáo dục STEM thì đa số (87,01%) các em hứng thú với bài học. Tuy nhiên các em rất ít đƣợc học các môn theo định hƣớng giáo dục STEM, đặc biệt là với môn Toán lớp 10, gần nhƣ các em chƣa đƣợc học theo định hƣớng này. Cụ thể khảo sát bằng câu hỏi 1, 2 kết quả thể hiện qua các bảng thống kê sau: Bảng 1.9. Mức độ HS đƣợc học các môn theo định hƣớng giáo dục STEM Mức độ

Thƣờng xuyên

Thỉnh thoảng

Chƣa bao giờ

SL

0

171

29

Tỉ lệ %

0

85,5

14,5

Bảng 1.10. Mức độ HS được học môn Toán lớp 9 theo định hướng giáo dục STEM Thƣờng

Thỉnh

xuyên

thoảng

SL

0

29

52

119

Tỉ lệ

0

14,5

26

59,5

Mức độ

Mới một lần

Chƣa bao giờ

Nhƣ vậy, qua các bảng số liệu điều tra trên cho thấy đa số các em đều chƣa đƣợc học môn Toán theo định hƣớng giáo dục STEM nhƣng đa số các em đều mong muốn đƣợc học môn Toán theo định hƣớng STEM. Để tìm hiểu thực trạng học tích hợp STEM ở trƣờng THPT, chúng tôi đã sử dụng phiếu thăm dò ý kiến, kết hợp với việc trao đổi ý kiến với các đồng nghiệp và các chuyên gia có kinh nghiệm nhiều năm, tiến hành thăm lớp dự giờ dạy một số tiết.

25

Kết luận chƣơng 1 Qua việc nghiên cứu cơ sở lí luận và thực tiễn về giáo dục STEM, dạy học môn Toán theo định hƣớng giáo dục STEM cho thấy giáo dục STEM có vai trò và ý nghĩa quan trọng trong việc phát triển năng lực của HS, đặc biệt là năng lực giải quyết vấn đề. Môn Toán có vai trò quan trọng trong việc thực hiện giáo dục theo định hƣớng STEM. Quá trình dạy học môn Toán ở trƣờng phổ thông có thể thực hiện dạy học theo định hƣớng giáo dục STEM. Tuy nhiên, thực trạng dạy học môn Toán cho HS lớp 9 THCS theo định hƣớng giáo dục STEM còn có những hạn chế, GV còn lúng túng trong việc xác định chủ đề, thiết kế các hoạt động dạy học trong các chủ đề, năng lực vận dụng Toán học của HS còn hạn chế. Trên cơ sở nghiên cứu lí luận và thực tiễn đó chúng tôi nhận thấy cần thiết và có thể thiết kế và tổ chức dạy học một số chủ đề Toán cho HS lớp 9 THCS theo định hƣớng STEM. Các chủ đề dạy học Toán 9 theo định hƣớng giáo dục STEM đƣợc trình bày trong chƣơng 2 của luận văn.

26

Chƣơng 2 THIẾT KẾ VÀ TỔ CHỨC DẠY HỌC MỘT SỐ CHỦ ĐỀ TOÁN 9 THCS THEO ĐỊNH HƢỚNG GIÁO DỤC STEM 2.1. Chủ đề 1. Hệ phƣơng trình và ứng dụng trong thực tiễn sản xuất 2.1.1. Mục tiêu 2.1.1.1. Về kiến thức - HS hiểu đƣợc sâu sắc các kiến thức về hệ phƣơng trình, hiểu đƣợc ứng dụng của hệ phƣơng trình trong thực tiễn.

- HS hiểu đƣợc những bƣớc cơ bản trong quy trình sản xuất Gang, Thép và thấy đƣợc mối liên hệ chặt chẽ giữa Toán học và thực tiễn sản xuất.

- HS giải thích đƣợc ảnh hƣởng của quá trình sản xuất gang thép đối với môi trƣờng.

- HS đề xuất đƣợc một số giải pháp giảm ảnh hƣởng của quá trình sản xuất gang thép đối với môi trƣờng.

2.1.1.2. Về kỹ năng - HS đƣợc phát triển kĩ năng giải hệ phƣơng trình thông qua các ví dụ và các bài tập thực tiễn.

- HS đƣợc hình thành và phát triển kĩ năng mô hình hóa toán học, kĩ năng giải quyết vấn đề thông qua việc giải quyết các bài toán thực tiễn.

- HS đƣợc phát triển kĩ năng tự học, kĩ năng hợp tác và kĩ năng giao tiếp.

2.1.1.3. Về tư duy, thái độ - HS đƣợc rèn luyện các thao tác tƣ duy phân tích, tổng hợp, khái quát hóa, trừu tƣợng hóa.

- HS thấy đƣợc vai trò của môn Toán đối với thực tiễn.

- HS học tập tự giác, tích cực, hứng thú.

2.1.1.4. Về định hướng phát triển năng lực - Năng lực tƣ duy và lập luận toán học.

- Năng lực mô hình hóa Toán học 27

- Năng lực giải quyết vấn đề.

- Năng lực giao tiếp.

- Năng lực tự học toán.

2.1.1.5. Sản phẩm đạt được - Khoa học (S): quy trình sản xuất gang thép trong Hóa học.

- Công nghệ (T): Là khả năng sử dụng, quản lý, hiểu biết, và truy cập các nguồn dữ liệu, phần mềm hỗ trợ việc thiết kế, tính toán trên mô hình.

- Kỹ thuật (E): Tìm hiểu quy trình sản xuất gang thép trong nhà máy.

- Toán học (M): Vận dụng kiến thức về giải bài toán bằng cách lập hệ phƣơng trình để xây dụng các bài toán thực tiễn.

2.1.2. Xác định các nội dung trọng tâm Lứa tuổi HS

Lớp 9, lứa tuổi 14-15 tuổi

Mức độ tiếp thu

TB - Khá - Giỏi

Vấn đề cần tập trung

Trong chủ đề này, HS vận dụng kiến thức về toán học giải quyết một số nội dung thực tế. Từ đó xác định những vấn đề toán học liên quan, giải quyết chúng rồi quay lại vấn đề thực tế.

Một số bài toán thực tế có kiến thức liên quan đến giải bài

Bối cảnh thực tế

toán bằng cách lập hệ phƣơng trình.  Vật lí

Liên kết với các môn học Các

nội

 Hóa học  Sinh học

dung

kiến thức liên quan

đến

bài 1. Giải hệ phƣơng trình (Toán 9)

toán

trong 2. Làm tròn số (Toán 7).

chƣơng

trình

THCS 28

2.1.3. Xây dựng các hoạt động 2.1.3.1. Hoạt động 1: Hoạt động ôn tập kiến thức 1 a. Mục tiêu: - HS đƣợc ôn tập lại dạng toán giải toán bằng cách lập phƣơng trình, hệ phƣơng trình.

- HS đƣợc phát triển năng lực mô hình hóa toán học thông qua ví dụ thực tiễn.

- HS biết quy trình sản xuất Gang và thấy đƣợc mối liên hệ chặt chẽ giữa Toán học và thực tiễn. b. Phương thức tổ chức: - HS xem video giới thiệu về quy trình sản xuất Gang.

- Thời gian hoạt động và trình bày sản phẩm (dự kiến): 15 phút.

- Giáo viên mời đại diện một học sinh hoàn thiện phiếu học tập trên bảng; các học sinh còn lại hoàn thành vào phiếu cá nhân. Hết thời gian, cả lớp tham gia nhận xét cùng GV. - Giáo viên chốt lại kiến thức. c. Phương tiện dạy học: Máy tính, máy chiếu, phấn, thƣớc kẻ, phiếu học tập, bảng phụ, bút viết… d. Sản phẩm: - Kết quả của Bài toán 1 đƣợc trình bày trên bảng.

- HS hiểu đƣợc khái niệm gang – quy trình sản xuất gang e. Cách thức tổ chức hoạt động - Chiếu video 1 (quy trình sản xuất gang) GV: Em có biết quy trình sản xuất Gang không? Em có thể mô tả lại quy trình sản xuất gang không?

HS: Mô tả dựa vào video vừa xem, dựa vào hiểu biết và dựa vào kiến thức thực tiễn và kiến thức Hóa học 9.

- Chiếu nội dung bài toán 1 và yêu cầu HS làm bài toán sau theo nhóm trong cùng bàn

29

Bài toán 1: Một mẻ Gang dùng tổng lƣợng Quặng

2200kg

(bao gồm cả quặng sống

và 63% quặng chín). Quặng sống có hàm lƣợng sắt và quặng chín có hàm lƣợng sắt 53% . a. Giả sử x , y lần lƣợt là tỉ lệ phần trăm quặng sống và quặng chín trong tổng lƣợng quặng. Hãy tính khối lƣợng Gang dự kiến thu về theo x , y ? b. Hãy tính tỷ lệ phần trăm mà mỗi loại quặng đƣợc dùng để lƣợng Gang thu đƣợc dự kiến là 1298kg .

- GV cho HS làm việc sau đó GV cho các nhóm đánh giá chéo nhau. GV sẽ lấy kết quả đại diện cho hai nhóm nhận xét, đánh giá.

Lời giải: a. Khối lƣợng quặng sống và chín sử dụng lần lƣợt là: 22.x và Khối lƣợng Gang dự kiến thu đƣợc là G

22.y

 22.x .0, 63  22.y.0, 53

b. Gọi x , y lần lƣợt là tỉ lệ phần trăm quặng sống và quặng chín trong tổng lƣợng quặng. Khi đó ta có hệ phƣơng trình: x  y  100  22.x .0, 63  22.y.0, 53  1298 x  60 %  y  40 %

   

2.1.3.2. Hoạt động 2: Hoạt động ôn tập kiến thức 2 a. Mục đích: - HS đƣợc ôn tập lại dạng toán giải toán bằng cách lập phƣơng trình, hệ phƣơng trình.

- HS đƣợc phát triển năng lực mô hình hóa toán học thông qua ví dụ thực tiễn.

- HS biết quy trình sản xuất thép và thấy đƣợc mối liên hệ chặt chẽ giữa Toán học và thực tiễn.

30

b. Phương thức tổ chức: - HS xem video giới thiệu về quy trình sản xuất thép.

- HS thực hiện hoạt động nhóm.

- Giáo viên mời đại diện một nhóm hoàn thiện nhanh nhất lên trình bày và mời các nhóm nhận xét.

- Giáo viên chốt lại kiến thức. c. Phương tiện dạy học: Máy tính, máy chiếu, hình ảnh… d. Sản phẩm: - Kết quả của Bài toán 2 đƣợc trình bày trên bảng.

- HS hiểu đƣợc khái niệm thép – quy trình sản xuất thép e. Cách thức tổ chức hoạt động - Chiếu video 2 (quy trình sản xuất thép) GV: Em có biết quy trình sản xuất thép không? Em có thể mô tả lại quy trình sản xuất thép không?

HS: Mô tả dựa vào video vừa xem, dựa vào hiểu biết và dựa vào kiến thức thực tiễn và kiến thức Hóa học 9.

Bài toán 2: Tại nhà máy luyện Thép, khu công nghiệp Gang Thép Thái Nguyên, một mẻ nạp nguyên liệu cho lò Hồ quang điện có tổng khối lƣợng khoảng 45000kg .

Trong đó lƣợng Gang lỏng (hàm lƣợng Cacbon 3, 42% ) chiếm không

quá 50% , còn lại là Thép phế liệu. a. Nếu khối lƣợng Gang lỏng trong nguyên liệu nhập vào là

x kg ( với

x  22500 ), hãy tính lƣợng Cacbon cần phải xử lý để có hàm lƣợng Cacbon

trong Thép lỏng là 0, 2% ? b. Hãy tính tỉ lệ Gang lỏng sử dụng khi nạp nguyên liệu vào lò Hồ quang điện biết cần phải xử lý khoảng

644kg

Cacbon.

- iao nhiệm vụ + Chia lớp thành 5 nhóm (mỗi nhóm 8 học sinh) 31

+ Cho thời gian các nhóm bầu nhóm trƣởng, thƣ kí. + Phát phiếu bài tập cho học sinh (khổ A0) - Hướng dẫn, hỗ trợ: + Yêu cầu mỗi HS cùng đọc và tìm phƣơng án giải quyết nhiệm vụ học tập + Theo dõi quá trình hoạt động của học sinh để đƣa ra sự giúp đỡ kịp thời cho các em.

- Nhận xét, đánh giá sản phẩm: + Gọi một nhóm hoàn thiện nhanh nhất sẽ dán kết quả lên trên bảng và cử đại diện trình bày. Các nhóm còn lại đổi bài để chấm chéo. + Sau khi chữa chung xong, GV dành ít phút cho các nhóm tự chấm và lên điểm cho các bạn khác. + GV (có thể) cho các nhóm phản biện chéo. Giáo viên sẽ đƣa ra kết luận cuối cùng.

- Kết luận: GV chốt kiến thức Lời giải mong đợi: 2. Lƣợng Gang lỏng là Cacbon ban đầu có trong lò là

x , lƣợng Thép phế liệu là



45000  x , tổng lƣợng



C  x .3, 42%  45000  x .0,2%  90  0, 0322x

Lƣợng Cacbon tiêu chuẩn thành Thép là

45000.0, 2%  90kg

do đó cần

phải xử lý 0, 0322x (kg) Cacbon. b. Gọi

x là khối lƣợng Gang lỏng sử dụng nạp nguyên liệu. Khi đó

ta có:

0, 0322x  644

 

 x  20000 kg

Do đó tỉ lệ Gang lỏng đƣợc sử dụng là:

32

%G   45%

20000 .100% 45000

2.1.3.3. Hoạt động 3: Tìm hiểu ảnh hưởng của quy trình sản xuất gang thép đối với môi trường a. Mục đích của hoạt động HS tìm hiểu ảnh hƣởng của quá trình luyện gang thép đối với môi trƣờng. b. Nội dung hoạt động HS sẽ tìm hiểu thực tế, nghiên cứu các tài liệu và thảo luận để hoàn thành bài thuyết trình về ảnh hƣởng của quá trình luyện gang thép đối với môi trƣờng. c. Dự kiến sản phẩm - Bài thuyết trình về ảnh hƣởng của quá trình luyện gang thép đối với môi trƣờng. d. Cách thức tổ chức hoạt động - Ở nhà: HS tìm hiểu về ảnh hƣởng của quá trình luyện gang thép đối với môi trƣờng.

- Ở lớp: HS thảo luận nhóm, thuyết trình và thảo luận về các ảnh hƣởng.

2.1.3.4. Hoạt động 4: Dự án đề xuất các phương án làm giảm ảnh hưởng của việc sản xuất gang thép đối với môi trường sống a. Mục đích của hoạt động HS đề xuất các ý tƣởng hoặc nếu có thể cho HS trải nghiệm thực hiện một vài giải pháp đã đề xuất làm giảm ảnh hƣởng của quá trình sản xuất gang thép đối với môi trƣờng. b. Nội dung của hoạt động Các nhóm lập bản đề xuất ý tƣởng chi tiết hoặc bản kế hoạch, thiết kế chi tiết cho các giải pháp làm giảm ảnh hƣởng của quá trình sản xuất gang thép đối với môi trƣờng.

33

c. Dự kiến sản phẩm - Bản đề xuất ý tƣởng chi tiết hoặc bản kế hoạch, thiết kế chi tiết cho các giải pháp làm giảm ảnh hƣởng của quá trình sản xuất gang thép đối với môi trƣờng. d. Cách thức tổ chức hoạt động - HS tìm hiểu tài liệu, thông tin về giải pháp giảm thiểu ảnh hƣởng bảo vệ môi trƣờng qua các kênh thông tin.

- HS lựa chọn giải pháp phù hợp với vai trò là HS hoặc lựa chọn các giải pháp mang tính chất khuyến nghị các doanh nghiệp trong sản xuất. Trên cơ sở đó, HS cùng làm việc nhóm để làm bản đề xuất ý tƣởng chi tiết hoặc bản kế hoạch, thiết kế chi tiết cho các giải pháp làm giảm ảnh hƣởng của quá trình sản xuất gang thép đối với môi trƣờng.

2.1.3.5. Hoạt động 5: Thử nghiệm và đánh giá a. Mục đích của hoạt động HS kiểm nghiệm và đánh giá tính hợp lý của các ý tƣởng, bản kế hoạch hoặc bản thiết kế của các nhóm. Nếu cần, HS có thể tìm đến các nhà khoa học để xin ý kiến tƣ vấn. b. Nội dung hoạt động Kiểm tra tính hợp lí và khả thi của sản phẩm. c. Dự kiến sản phẩm - Các ý tƣởng chi tiết hoặc bản kế hoạch, thiết kế chi tiết cho các giải pháp làm giảm ảnh hƣởng của quá trình sản xuất gang thép đối với môi trƣờng. d. Cách thức tổ chức hoạt động HĐ1: Các nhóm tự kiểm tra mức độ đạt đƣợc tiêu chí của sản phẩm của nhóm.

HĐ2: Các nhóm thảo luận các ƣu, nhƣợc điểm của sản phẩm.

HĐ3: GV, nhà khoa học hỗ trợ việc đánh giá sản phẩm của các nhóm.

2.1.3.6. Hoạt động 6: Điều chỉnh thiết kế a. Mục đích của hoạt động Các nhóm khắc phục các nhƣợc điểm của nhóm để hoàn thiện sản phẩm.

34

b. Nội dung hoạt động Các nhóm hoàn thiện sản phẩm của nhóm. c. Dự kiến sản phẩm Sản phẩm hoàn chỉnh của các nhóm. d. Cách thức tổ chức hoạt động HĐ1: Các nhóm HS dựa trên các góp ý của các bạn và cô giáo để đƣa ra kế hoạch hoàn thiện sản phẩm của nhóm mình.

HĐ2: Các nhóm thực hiện kế hoạch hoàn thiện sản phẩm.

HĐ3: GV động viên và hỗ trợ các nhóm hoàn thiện 2.2. Chủ đề 2. Thiết kế cầu treo dây võng 2.2.1. Phần 1: Mục đích, yêu cầu 2.2.1.1. Mục đích + Thông qua chủ đề HS đƣợc củng cố các kiến thức trong các môn học: Kĩ thuật: Vẽ kĩ thuật, yếu tố lắp đặt, kết cấu, vật liệu: lựa chọn vật liệu, mắc dây nhƣ thế nào để đảm an toàn và chịu lực tốt nhất.

Khoa học: sử dụng kiến thức Vật lí trong việc thiết kế cấu trúc bền vững, chịu lực: xác định khoảng cách các dây treo dựa vào độ lớn trọng tải lực, kích thƣớc các dây treo, tải trọng tác dụng lên dây, các yếu tố về lực tác động của gió,…

Công nghệ: Sử dụng Tin học để vẽ bằng phần mềm, thiết kế trên hình ảnh.

Toán học: kiến thức về hàm số bậc hai; phƣơng trình, hệ phƣơng trình; làm tròn số: đƣợc thể hiện ở hoạt động 2 nghiên cứu lý thuyết nền( học kiến thức mới) trong việc tìm hiểu kiến thức mới bằng cách giải các bài tập định hƣớng của GV. + Qua chủ đề này HS phát huy đƣợc tính chủ động, HS đƣợc rèn luyện các kĩ năng cần thiết nhƣ làm việc nhóm, hợp tác, thuyết trình; đồng thời nâng cao năng lực giải quyết vấn đề một cách sáng tạo cho HS. 35

2.2.1.2. Yêu cầu  Đảm bảo tính trải nghiệm của ngƣời học trong các giai đoạn:  Tìm hiểu các kiến thức cần thiết để thiết kế cây cầu treo dây võng dạng Parabol  Xây dựng bản thiết kế trong dự án thiết kế cây cây cầu treo dây võng có hình dạng Parabol  Đảm bảo tính tự học, hợp tác trong quá trình giải quyết vấn đề của ngƣời học 2.2.1.3. Giới thiệu chủ đề Lứa tuổi học sinh

Lớp 9, lứa tuổi 14-15 tuổi

Mức độ tiếp thu

Khá – Giỏi Trong chủ đề này học sinh vận dụng kiến thức về mô hình hoá bài toán thực tiễn thành ngôn ngữ Toán học thông qua

Vấn đề cần tập trung

việc xác lập các mối quan hệ giữa kiến thức về các hình khối khối hình học với một số nội dung thuộc phân môn đại số giải tích, nhƣ phƣơng trình, hệ phƣơng trình, hàm số bậc hai.

Từ đó xác định những vấn đề toán học liên quan, giải quyết chúng rồi quay lại vấn đề thực tế.

Một chiếc cầu treo dây võng có dạng hình Parabol (nhƣ hình vẽ), chiều rộng, chiều dài và chiều cao x,y,h.Hãy thiết kế

Bối cảnh thực tế

một cây cầu treo dây võng hình Parabol (có dạng nhƣ hình vẽ) bằng que tre, que kem, que có thể uốn cong, keo dán, giấy, thƣớc, bút chì, đinh ghim,...

36

 Kĩ thuật: Vẽ kĩ thuật, yếu tố lắp đặt, kết cấu, vật liệu.

Liên kết với các môn học

 Vật lí: Thiết kế cấu trúc bền vững, chịu lực.  Tin học: vẽ bằng phần mềm, thiết kế trên hình ảnh.  Toán học: kiến thức về hàm số bậc hai, phƣơng trình, hệ phƣơng trình, làm tròn số.

Các

nội

dung

kiến

thức

liên

quan đến bài toán trong

 Phƣơng trình, hệ phƣơng trình (chƣơng trình Toán 9)  Hàm số bậc hai (chƣơng trình Toán 9)  Làm tròn số (chƣơng trình Toán 7)

chƣơng

trình THCS

37

2.2.2 Phần 2: Tiến trình dạy học 2.2.2.1. Hoạt động 1: Xác định vấn đề hoặc nhu cầu thực tiễn a. Mục đích của hoạt động  Học sinh phát hiện ra vấn đề cần giải quyết trong thực tiễn là: Một con sông rộng 420m, trong chƣơng trình xây dựng nông thôn mới, tại làng X (tỉnh Y), ngƣời ta tiến hành xây dựng một chiếc cầu treo dây võng một nhịp có dạng Parabol bắc qua 2 bên bờ sông để thuận tiện cho ngƣời dân đi lại, trao đổi buôn bán hàng hóa. Làng X cần sự giúp đỡ của bạn để xây dựng cây cầu mới. Mô hình cây cầu treo dây võng có dạng Parabol. Phải thiết kế một chiếc cầu treo dây võng có hình dạng Parabol, biết cây cầu có chiều rộng là x, chiều dài y, chiều cao h, trọng lƣợng của nó phải giữ.  Học sinh biết đƣợc cấu trúc cơ bản của cây cầu treo dây võng.  Học sinh tích cực chủ động, phát triển sự tò mò, khả năng suy nghĩ khoa học, đƣa ra ý tƣởng để tìm cách giải quyết vấn đề trên; học sinh trình bày đƣợc các giải pháp kĩ thuật có thể. Tăng cƣờng kỹ thuật làm việc cá nhân và làm việc nhóm cho học sinh. b. Nội dung hoạt động  Tháp chính  Cáp chính  Dây treo thẳng đứng  Dầm cứng  Khối neo  Cho học sinh quan sát hình ảnh chiếc cầu treo dây võng và đặt ra tình huống cần thiết kế một mô hình cây cầu bằng que tăm, que tre, que có thể uốn cong, keo dán, giấy, bút chì, thƣớc kẻ,…  Học sinh nhận ra hình dạng chiếc cầu treo dây võng bao gồm các bộ phận chính là 2 đƣờng cong parabol (2 đƣờng cáp chính), tháp chính, các dây 38

truyền đỡ nền cầu treo, dầm cứng, khối neo; và đặt ra mục tiêu phải thiết kế cây cầu đó có chiều rộng là x, chiều dài y, chiều cao h. c. Dự kiến sản phẩm + HS chuyển bài toán thực tiễn trên thành một bài tập Toán học (mô hình hóa bài tập Toán học): Ƣớc lƣợng lƣợng nguyên vật liệu để xây dựng chiếc cầu treo dây võng có hình dạng parabol có chiều rộng x, chiều dài y, chiều cao h, trọng lƣợng nó phải giữ. + Đặt ra mục tiêu thiết kế mô hình cây cầu treo dây võng nông thôn. + Lắp ráp mô hình cầu treo dây võng một nhịp d. Cách thức tổ chức hoạt động + Hoạt động 1: Chia học sinh thành các nhóm. Các nhóm học sinh thảo luận để vẽ mô hình cho tình huống thực tiễn trên. Chuyển yêu cầu thực tiễn thành yêu cầu của một bài tập toán học. + Hoạt động 2: Giáo viên chính xác hóa bài tập toán học và yêu cầu thực hiện trong bài toán.

2.2.2.2. Hoạt động 2: Nghiên cứu lý thuyết nền (học kiến thức mới) a. Mục đích của hoạt động + Học sinh ôn tập và củng cố lại các kiến thức đã học liên quan đến việc thiết kế hình parabol + Học sinh xác định đƣợc sự liên kết các kiến thức đã học trong việc giải quyết vấn đề đặt ra. b. Nội dung hoạt động + Để tạo ra đƣợc chiếc cổng, HS cần phải có kiến thức về các nội dung: 1. Phƣơng trình, hệ phƣơng trình (chƣơng trình Toán 9) 2. Hàm số bậc hai (chƣơng trình Toán 9) 3. Làm tròn số (chƣơng trình Toán 7) Và HS có thể thực hiện việc tìm hiểu kiến thức bằng cách giải các bài tập định hƣớng của giáo viên nhƣ sau: 39

Bài 1: Ở thành phố St. Louis (Mỹ) có một cái cổng có dạnh hình Parabol bề lõm xuống dƣới, đó là cổng Arch (Gateway Arch). Giả sử ta lập một hệ tọa độ Oxy nhƣ trên hình (x và y tính bằng mét), một chân của cổng ở vị trí A có x = 81, một điểm trên cổng có tọa độ là (– 71;– 143). a) Tìm hàm số bậc hai có đồ thị chứa cung parabol nói trên. b) Tính chiều cao OH của cổng (làm tròn đến hàng đơn vị).

Hƣớng dẫn giải Vấn đề đặt ra: Tính chiều cao của cổng khi ta không thể dùng dụng cụ đo đạc để đo trực tiếp.

Cổng Parabol có thể xem là đồ thị của hàm số bậc hai, đỉnh của cổng tƣơng ứng với đỉnh của Parabol. Do đó vấn đề cần đƣợc giải quyết nếu ta biết hàm số bậc hai nhận cổng làm đồ thị.

Chọn hệ trục Oxy sao cho gốc tọa độ O đỉnh của Parabol Dựa vào đồ thị ta thấy Parabol đi qua gốc tọa độ O(0;0) Parabol. Nhƣ vậy vấn đề đƣợc giải quyết nếu ta biết hàm số bậc hai nhận cổng Acxo làm đồ thị.

Phƣơng án giải quyết đề nghị: Ta biết hàm số bậc hai có dạng

y  ax 2

. Do vậy muốn biết đƣợc đồ thị

hàm số nhận cổng làm đồ thị thì ta cần biết ít nhất tọa độ của 1 điểm nằm trên đồ thị.

40

Ta có M(-71; -143) thuộc parabol, nên ta có phƣơng trình: (

) 

Ta viết đƣợc phƣơng trình hàm số bậc hai là: Vậy đỉnh S của parabol có tọa độ là S( 81;185,6).

Vậy trong trƣờng hợp này cổng cao 186m.

Bài 2: Dây truyền đỡ nền cầu treo có dạng Parabol ACB nhƣ hình vẽ. Đầu cuối của dây đƣợc gắn chặt vào điểm A và B trên trục AA’ và BB’ với độ cao 30m.

Chiều dài nhịp A’B’=200m. Độ cao ngắn nhất của dây truyền trên nền cầu là OC=5m. Xác định chiều dài các dây cáp treo (thanh thẳng đứng nối nền cầu với dây truyền)?

Hƣớng dẫn giải Chọn trục Oy trùng với trục đối xứng của Parabol, trục Ox’ là đƣờng thẳng song song với trục ox và cắt trục oy tại điểm C nhƣ hình vẽ. Khi đó, ta có A(100;25) , C(0;0) , ta tìm phƣơng trình của Parabol có dạng

. Parabol

có đỉnh là C và đi qua A nên ta có hệ phƣơng trình: (

Vậy

y

) 

1 2 x 400

Bài toán đƣa về việc xác định các dây cáp treo sẽ là tính tung độ những điểm M1, M2, M3 của Parabol. Ta sẽ dễ dàng tính đƣợc tung độ của các điểm có

41

hoành độ

x1  25

y3  19.06 (m)

,x

2

 50

,

x3  75

lần lƣợt là

y1  6, 56 (m)

,

y2  11, 25 (m)

,

. Đó chính là độ dài các dây cáp.

Bài 3: Một chú chim Angry Birds đƣợc bắn lên từ độ cao 5m so với mặt đất ở bờ bên trái để đến các vị trí phía bờ đối diện. Ngƣời chơi chỉ có thể ghi điểm và tiếp tục chơi khi chú chim đáp ngay đúng hoặc vƣợt qua khỏi vị trí mỏm đá đầu tiên cách mặt đất 24m. Biết rằng chú chim bay đƣợc cao nhất là 21m ở vị trí cách bờ xuất phát 4m. Hai bờ cách nhau 6m. Hỏi ngƣời chơi có thể ghi điểm trong màn này hay không? Biết đƣờng bay của chú chim có dạng Parabol.

Hƣớng dẫn giải Đƣờng bay của chú chim có dạng Parabol

y  ax 2  bx  c( a  0)

Ta chọn hệ trục tọa độ với gốc tọa độ O là vị trí chú chim xuất phát. Ta viết phƣơng trình Parabol dựa theo tọa độ một điểm thuộc Parabol và đỉnh Parabol: Điểm O(0;0) Đỉnh Parabol có tọa độ(4;16) Suy ra phƣơng trình Parabol: Với x  6 ta có

y  - x2  8x

y  12 <19

Vậy kết luận ngƣời chơi không giành đƣợc điểm trong phần chơi này.

2.2.2.3. Hoạt động 3: Đề xuất các biện pháp khả thi a. Mục đích của hoạt động + Học sinh đƣa ra đƣợc ít nhất một biện pháp giải quyết bài toán thiết kế chiếc cầu treo dây võng. b. Nội dung hoạt động: Các nhóm nghiên cứu và đề xuất giải pháp c. Dự kiến sản phẩm Trình bày đƣợc cơ sở của việc thiết kế các giải pháp trên cơ sở vận dụng kiến thức liên môn thuộc lĩnh vực STEM. 42

HS đề xuất đƣợc các giải pháp cho việc thiết kế mô hình cầu treo dây võng. d. Cách thức tổ chức hoạt động HĐ1: HS thảo luận nhóm về lời giải của các bài toán ban đầu.

HĐ2: Các nhóm HS đề xuất giải pháp thiết kế cầu treo dây võng trên cơ sở lời giải của bài toán.

HĐ3: Các nhóm HS đề xuất các giải pháp khác cho tình huống thực tiễn ban đầu của bài toán.

HĐ4: GV nhận xét cách thức giải quyết bài toán và các đề xuất giải pháp của học sinh.

2.2.2.4. Hoạt động 4: Chọn giải pháp tốt nhất a. Mục đích của hoạt động HS lựa chọn đƣợc giải pháp tốt nhất theo các tiêu chí (do GV đề nghị, hoặc bản thân ngƣời học tự đề nghị) về mẫu thiết kế. b. Nội dung hoạt động HS sẽ thảo luận và thống nhất các tiêu chí đánh giá giải pháp sau đó mỗi nhóm sẽ lựa chọn giải pháp phù hợp cho nhóm mình. c. Dự kiến sản phẩm HS có bản phân tích về ƣu, nhƣợc điểm của các giải pháp đã đề xuất.

HS đƣa ra mẫu thiết kế tốt nhất cho tình huống thực tiễn ban đầu. d. Cách thức tổ chức hoạt động HĐ1: Các nhóm thảo luận về ƣu, nhƣợc điểm của các giải pháp đã đƣợc đề xuất theo tiêu chí của GV hoặc do nhóm tự đề xuất.

HĐ2: Các nhóm cử đại diện thuyết minh về một phƣơng án tối ƣu nhất do nhóm lựa chọn.

HĐ3: GV xác nhận các phần thảo luận của HS và động viên các em triển khai các giải pháp.

2.2.2.5. Hoạt động 5: Chế tạo mô hình hoặc mẫu thử nghiệm a. Mục đích của hoạt động HS trải nghiệm hoạt động thiết kế cầu treo dây võng theo giải pháp đã lựa chọn.

43

b. Nội dung của hoạt động Các nhóm thực hiện kế hoạch thiết kế sản phẩm của nhóm theo giải pháp đã lựa chọn. c. Dự kiến sản phẩm Các sản phẩm cầu treo dây võng. d. Cách thức tổ chức hoạt động HĐ1: HS thảo luận nhóm để dự kiến các nguyên vật liệu để thiết kế mô hình Cầu treo dây võng, và phân chia nhiệm vụ cho các thành viên.

HĐ2: HS thực hiện các nhiệm vụ đƣợc giao.

HĐ3: Các nhóm HS thiết kế hoàn chỉnh mô hình về cầu treo dây võng.

HĐ4: GV quan sát, hỗ trợ và tƣ vấn cho HS cách thức thiết kế thành công sản phẩm.

2.2.2.6. Hoạt động 6: Thử nghiệm và đánh giá a. Mục đích của hoạt động HS tiến hành kiểm tra khả năng sử dụng vào thực tiễn của sản phẩm vừa thiết kế. b. Nội dung hoạt động Kiểm tra tính thực tiễn của sản phẩm thiết kế. c. Dự kiến sản phẩm Xác định mức độ đạt đƣợc các tiêu chí đã đặt ra từ ban đầu đối với sản phẩm mô hình cầu treo dây võng. Đƣa ra các ƣu, nhƣợc điểm của sản phẩm. d. Cách thức tổ chức hoạt động HĐ1: Các nhóm tự kiểm tra mức độ đạt đƣợc tiêu chí của sản phẩm của nhóm.

HĐ2: Các nhóm thảo luận các ƣu, nhƣợc điểm của sản phẩm.

HĐ3: GV hỗ trợ việc đánh giá sản phẩm của các nhóm.

44

2.2.2.7. Hoạt động 7: Chia sẻ và thảo luận a. Mục đích của hoạt động HS bổ trợ kiến thức và kinh nghiệm cho nhau để cùng nhau hoàn thiện sản phẩm, góp phần hoàn thiện vốn kiến thức của mỗi cá nhân học sinh.

Tạo ra đƣợc sự gắn kết các thành viên trong lớp, cùng nhau học tập và cùng nhau tiến bộ. b. Nội dung hoạt động HS chia sẻ các kiến thức và kinh nghiệm để các nhóm hoàn thiện sản phẩm. c. Dự kiến sản phẩm Các góp ý để hoàn thiện sản phẩm của các nhóm. d. Cách thức tổ chức hoạt động HĐ1: Các nhóm thuyết minh sản phẩm của nhóm mình.

HĐ2: Cả lớp thảo luận về mức độ đạt đƣợc tiêu chí của các nhóm, về ƣu điểm, nhƣợc điểm của các sản phẩm.

HĐ3: Cả lớp thảo luận về cách khắc phục các nhƣợc điểm của các sản phẩm.

HĐ4: GV xác nhận các góp ý thảo luận của HS. 2.2.2.8. Hoạt động 8: Điều chỉnh thiết kế a. Mục đích của hoạt động Các nhóm khắc phục các nhƣợc điểm của nhóm để hoàn thiện sản phẩm. b. Nội dung hoạt động Các nhóm hoàn thiện sản phẩm của nhóm. c. Dự kiến sản phẩm Sản phẩm hoàn chỉnh của các nhóm. d. Cách thức tổ chức hoạt động HĐ1: Các nhóm HS dựa trên các góp ý của các bạn và cô giáo để đƣa ra kế hoạch hoàn thiện sản phẩm của nhóm mình.

HĐ2: Các nhóm thực hiện kế hoạch hoàn thiện sản phẩm.

45

HĐ3: GV động viên và hỗ trợ các nhóm hoàn thiện 2.3. Chủ đề 3. Hình trụ trong cuộc sống Hình nón, hình trụ, hình cầu, các bài toán hình nón, hình trụ, hình cầu trong thực tế. Ứng dụng để xây dựng một số bài toán tối ƣu về nguyên vật liệu đo thể tích và mối quan hệ giữa khối lƣợng, diện tích bề mặt .... của đối tƣợng.

2.3.1. Mục tiêu 2.3.1.1. Kiến thức - Học sinh hiểu đƣợc công thức tính diện tích xung quanh của hình trụ, thể tích của khối trụ.

- Học sinh hiểu đƣợc đặc điểm chung của cách xây dựng các công thức tính thể tích của các khối hình học trong không gian.

- Học sinh hiểu đƣợc ý nghĩa của hình trụ, khối trụ trong thực tiễn đời sống và trong tự nhiên thông qua việc dạy học tích hợp với kiến thức Vật lý (áp suất chất lỏng, sự giãn nở vì nhiệt của chất lỏng và chất rắn), kiến thức Hóa học (tính chất Vật lí, Hóa học của nhôm), kiến thức Sinh học (cấu tạo thân cây).

- Học sinh biết lý giải các vấn đề trong thực tiễn dƣới góc nhìn của khoa học, chẳng hạn: độ chênh lệch của thể tích sữa và thể tích vỏ hộp chứa, sữa tƣơi thì cần để trong các hộp giấy hình hộp chữ nhật còn các đồ uống có ga thì để trong các lon hình trụ bằng nhôm, thân cây thƣờng có hình trụ.

2.3.1.2. Kĩ năng - Học sinh tính đƣợc diện tích xung quanh của hình trụ và thể tích của khối trụ.

- Học sinh đƣợc rèn luyện kí năng đo đạc, tính toán, kĩ năng giải quyết vấn đề.

- Học sinh vận dụng kiến thức liên môn và kiến thức Toán học để giải thích một số hiện tƣợng trong thực tiễn đời sống và trong tự nhiên.

- Học sinh vận dụng đƣợc các kiến thức một cách linh hoạt và sáng tạo để giải quyết các bài toán thực tiễn.

- Học sinh đƣợc rèn luyện kĩ năng làm việc nhóm, kĩ năng thuyết trình.

46

- Học sinh đƣợc rèn luyện kĩ năng đánh giá thông qua việc nhận xét, đánh giá bạn và giáo viên đánh giá học sinh.

- Học sinh đƣợc rèn luyện kĩ năng tự học, kĩ năng thu thập và xử lý thông tin từ các nhiệm vụ mà giáo viên giao cho học sinh tìm hiểu.

- Học sinh đƣợc rèn luyện các kĩ năng tƣ duy.

2.3.1.3. Thái độ Học sinh thấy đƣợc mối quan hệ của Toán học với các môn học khác cũng nhƣ ý nghĩa của Toán học trong thực tiễn cuộc sống, giúp học sinh yêu thích học môn Toán, thích tìm hiểu, khám phá thế giới xung quanh.

2.3.1.4. Định hướng và phát triển năng lực Qua bài học góp phần phát triển năng lực: năng lực hợp tác, năng lực sử dụng các công cụ và phƣơng tiện, năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo, năng lực mô hình hóa toán học.

2.3.2. Chuẩn bị của giáo viên và học sinh 2.3.2.1. Chuẩn bị của giáo viên - Mô hình khối trụ, lăng trụ, các lon nƣớc ngọt, hộp sữa có thể tích 250ml.

- Dụng cụ đo: thƣớc thẳng, êke, dây.

- Bảng phụ, giấy màu, phiếu học tập, bút dạ.

2.3.2.2. Chuẩn bị của học sinh - Ôn lại kiến thức cũ vè diện tích các hình tròn, chữ nhật, áp suất chất lỏng.

2.3.2.3. Năng lực Góp phần phát triển ở ngƣời học năng lực giải quyết vấn đề, năng lực hợp tác, năng lực mô hình hóa.

2.3.2.4. Sản phẩm đạt được.

- Khoa học (S): kiến thức Hóa học (tính chất Vật lí, Hóa học của nhôm), kiến thức Sinh học (cấu tạo thân cây).

- Công nghệ (T): qua việc dạy học tích hợp với kiến thức Vật lý (áp suất chất lỏng, sự giãn nở vì nhiệt của chất lỏng và chất rắn) 47

- Kỹ thuật (E): Đọc đƣợc các tài liệu hƣớng dẫn lắp ráp mô hình hình trụ, thiết kế đƣợc mô hình hình trụ từ các vật liệu sẵn có, vẽ đƣợc hình học không gian của mô hình trụ.

- Toán học (M): Vận dụng kiến thức về hình học không gian để xác định các thông số của mô hình hình trụ, tính diện tích xung quanh, toàn phần, thể tích của trụ trong nhiều trƣờng hợp khác nhau. Vận dụng các kiến thức toán nhƣ bất đẳng thức, hàm số để đánh giá các giá trị các thông số.

2.3.3. Xác định nội dung trọng tâm Lứa tuổi HS

Lớp 9, lứa tuổi 14-15 tuổi

Mức độ tiếp thu

Khá - Giỏi

Trong chủ đề này, HS vận dụng kiến thức về mô hình hóa bài toán thực tiễn thành ngôn ngữ toán học thông qua việc Vấn đề cần tập xác lập các mối quan hệ giữa kiến thức về các hình khối hình học với một số nội dung thuộc phân môn đại số giải trung tích. Từ đó xác định những vấn đề toán học liên quan, giải quyết chúng rồi quay lại vấn đề thực tế.

Vì sao chất có ga nên chứa trong lon nhôm, sửa nên chứa trong vỏ hộp chữ nhật.

Bối cảnh thực tế

 Liên kết với các   môn học 

Vẽ kỹ thuật Vật lý Thiết kế kiến trúc Lý thuyết tối ƣu

Các nội dung kiến thức liên quan 1. Hình trụ - Diện tích xung quanh và thể tích hình trụ đến bài toán (chƣơng trình Toán lớp 9). trong chƣơng 3. Làm tròn số (chƣơng trình Toán 7). trình THCS 48

2.3.4. Xây dựng các hoạt động 2.3.4.1. Hoạt động 1: Diện tích xung quanh của hình trụ a. Mục tiêu: + Kiến thức: Học sinh trình bày đƣợc công thức diện tích xung quanh của hình trụ.

Học sinh giải thích đƣợc một số vấn đề trong sản xuất, kinh tế. + Kỹ năng: Tính đƣợc diện tích xung quanh của hình trụ. + Tư duy và thái độ: Học sinh học tập tích cực, chủ động, sáng tạo.

Rèn luyện thao tác phân tích, tổng hợp trừu tƣợng hóa, khái quát hóa cho học sinh. + Định hướng hình thành và phát triển năng lực: năng lực phát hiện và giải quyết vấn đề, năng lực hợp tác, năng lực giao tiếp, năng lực tƣ duy logic. b. Sản phẩm: Công thức diện tích xung quanh của hình trụ; HS hiểu đƣợc cách thiết kế hộp hình dạng nào tiết kiệm diện tích hơn. Vì sao chất có ga nên chứa trong lon nhôm, sửa nên chứa trong vỏ hộp chữ nhật. c. Cách thức tổ chức hoạt động HĐ 1: (GV đƣa ra mô hình trống cơm cho HS quan sát) Hãy quan sát mô hình trống cơm và tìm cách tính diện tích của mảnh giấy sao cho nó có thể vừa đủ để dán kín thân trống .

HĐ 2: GV: Quan sát hình ảnh một khối trụ đƣợc trải phẳng và cho biết.

- Mặt xung quanh của hình trụ trải phẳng là hình gì?

49

- Cho biết chiều dài, chiều rộng của hình chữ nhật lần lƣợt là các yếu tố nào của hình trụ.

GV: Dựa vào công thức diện tích hình chữ nhật đã biết hãy xây dựng công thức tính diện tích xung quanh của hình trụ 2.3.4.2. Hoạt động 2: Thể tích của khối trụ a. Mục tiêu: + Kiến thức: HS trình bày đƣợc công thức tính thể tích của khối trụ.

HS hiểu đƣợc mối liên hệ giữa thể tích khối lăng trụ và khối trụ. + Kỹ năng: HS tính đƣợc thể tích của khối trụ. + Tư duy và thái độ: HS học tập tích cực, chủ động, sáng tạo.

HS đƣợc rèn luyện các thao tác tƣ duy phân tích, tổng hợp, khái quát hóa, trừu tƣợng hóa. + Định hướng hình thành và phát triển năng lực: Năng lực hợp tác, năng lực phát hiện vấn đề, năng lực giao tiếp, năng lực tƣ duy logic. b. Sản phẩm Công thức thể tích khối trụ; HS hiểu đƣợc vì sao không đổ đầy chất lỏng vào các hộp, các chất lỏng khác nhau cần đổ với ngƣỡng khác nhau, tùy thuộc vào sự giãn nở và áp suất của các chất đó đối với bình chứa.

Bài 1: Một tấm nhôm hình chữ nhật có hai kích thƣớc là

và

. Ngƣời

ta cuốn tấm nhôm đó thành một hình trụ. Nếu hình trụ đƣợc tạo thành có chiều dài đƣờng sinh là

thì bán kính đƣờng tròn đáy bằng bao nhiêu?

A.

a 

B.

a 2

C.

2a

D.2a



Đáp án: B

50

Bài 2: Một cái trục lăn sơn nƣớc có dạng một hình trụ. Đƣờng kính của đƣờng tròn đáy là 5cm , chiều dài lăn là 23cm . Sau khi lăn trọn 15 vòng tạo nên mảng tƣờng phẳng có diện tích là A.3450cm 2

C.1725cm 2

B.115cm 2

D.57,5cm 2

Đáp án: A Bài 3: Ngƣời ta cần đổ một ống cống thoát nƣớc hình trụ với chiều cao 200cm, độ dày của thành cống là 10cm, đƣờng kính của cống là 60cm. Lƣợng bê tông cần đổ của ống cống đó là:

A.0,1m3

B.0,18m3 C.0,04m3

D.0,5m 3

Đáp án: A Bài 4: Một cái cốc hình trụ cao 15cm đựng đƣợc

0, 5

lít nƣớc, hỏi bán

kính đáy của cốc sấp sỉ bao nhiêu (làm tròn đến hàng thập phân thứ 2) A. 3,27cm

B. 3,26cm

C . 3,25cm

D. 3,28cm

Đáp án: B Cách thức tổ chức hoạt động HĐ1: GV: Các em đã học công thức tính thể tích của khối chữ nhật và khối lăng trụ. Vậy có thể tìm đƣợc một cách giải thích cho các công thức tính thể tích đó không? Cách tính thể tích đó có thể áp dụng cho việc tính thể tích đối với một số khối hình trong không gian không? Hãy xem đoạn video Math Antics 1 (2 phút) và trả lời câu hỏi.

HĐ2 : Cho học sinh quan sát mô hình hình lăng trụ tứ giác đều nội tiếp hình trụ. Sau đó thay các hình lăng trụ có đáy là bát giác.

Yêu cầu học sinh trả lời câu hỏi: Câu 1: Nhận xét về đƣờng cao của hình trụ và đƣờng cao của lăng trụ.

Câu 2: Nhận xét mối liên hệ giữa diện tích đáy của hình lăng trụ và diện tích đáy của hình trụ khi tăng số cạnh đa giác đáy của hình lăng trụ.

HĐ3 : GV: Nhận xét về mối quan hệ giữa thể tích của khối trụ và khối lăng trụ khi tăng số cạnh ở đáy của lăng trụ từ 4 cạnh lên 8, 10..,n, cạnh 51

GV: Khi n tăng lên vô hạn đa giác đáy của hình trụ có dạng hình gì?

HĐ4 : GV: Thể tích của lăng trụ sẽ dần đến thể tích của hình nào?

GV: Dựa vào công thức tính thể tích khối lăng trụ hãy suy ra thể tích của khối trụ.

HĐ5 : GV: Tính thể tích của lon coca (GV đã chuẩn bị).

2.3.4.3. Hoạt động 3: Đề xuất các giải pháp khả dĩ a. Mục đích của hoạt động Học sinh biết lý giải các vấn đề trong thực tiễn dƣới góc nhìn của khoa học, chẳng hạn: độ chênh lệch của thể tích sữa và thể tích vỏ hộp chứa, sữa tƣơi thì cần để trong các hộp giấy hình hộp chữ nhật còn các đồ uống có ga thì để trong các lon hình trụ bằng nhôm, thân cây thƣờng có hình trụ. b. Nội dung hoạt động Các nhóm thực hiện kế hoạch thiết kế sản phẩm của nhóm theo giải pháp đã lựa chọn. c. Dự kiến sản phẩm của HS Sản phẩm hoàn chỉnh của các nhóm. d. Cách thức tổ chức hoạt động - HĐ 1: HS thảo luận nhóm về lời giải của bài toán ban đầu - HĐ 2: Các nhóm HS đề xuất giải pháp thiết kế hình trụ trên cơ sở lời giải bài toán - HĐ 3: Các nhóm HS đề xuất các giải pháp khác cho tình huống thực tiễn ban đầu của bài toán - HĐ 4: GV xác nhận cách thức giải quyết bài toán và các đề xuất giải pháp của HS 2.3.4.4. Hoạt động 4: Chọn giải pháp tốt nhất a. Mục đích của hoạt động HS lựa chọn đƣợc giải pháp tốt nhất theo các tiêu chí (do GV đề nghị hoặc bản thân ngƣời học tự đề nghị) về mẫu thiết kế hình trụ.

52

b. Nội dung hoạt động HS sẽ thảo luận và thống nhất các tiêu chí đánh giá giải pháp sau đó mỗi nhóm sẽ lựa chọn giải pháp phù hợp cho nhóm mình. c. Dự kiến sản phẩm - HS có bản phân tích về ƣu nhƣợc điểm của các giải pháp đã đề xuất - HS đƣa ra mẫu thiết kế tốt nhất cho tình huống thực tiễn ban đầu d. Cách thức tổ chức hoạt động - HĐ 1: Các nhóm thảo luận về ƣu nhƣợc điểm của các giải pháp đã đƣợc đề xuất theo tiêu chí của GV hoặc do nhóm tự đề xuất - HĐ 2: Các nhóm cử đại diện thuyết minh về một phƣơng án tối ƣu nhất do nhóm lựa chọn - HĐ 3: GV xác nhận các phần thảo luận của HS và động viên các em triển khai các giải pháp 2.3.4.5. Hoạt động 5: Chế tạo mô hình hoặc mẫu thử nghiệm a. Mục đích của hoạt động HS trải nghiệm hoạt động thiết kế giá đựng đồ theo giải pháp đã lựa chọn b. Nội dung hoạt động Các nhóm thực hiện kế hoạch thiết kế sản phẩm của nhóm theo giải pháp đã lựa chọn c. Dự kiến sản phẩm Các sản phẩm có dạng hình trụ. d. Cách thức tổ chức hoạt động HĐ 1: HS thảo luận nhóm để dự kiến các nguyên vật liệu để thiết kế mô hình hình trụ, và phân chia nhiệm vụ cho các thành viên HĐ 2: HS thực hiện các nhiệm vụ đƣợc giao HĐ 3: Các nhóm HS HS thiết kế hoàn chỉnh mô hình về hình trụ.

HĐ 4: GV quan sát hỗ trợ và tƣ vấn cho HS cách thức thiết kế thành công sản phẩm 53

2.3.4.6. Hoạt động 6: Thử nghiệm và đánh giá a. Mục đích của hoạt động HS tiến hành kiểm tra khả năng sử dụng vào thực tiễn của sản phẩm vừa thiết kế. b. Nội dung hoạt động Kiểm tra tính thực tiễn của sản phẩm thiết kế. c. Dự kiến sản phẩm - Xác định mức độ đạt đƣợc các tiêu chí đã đặt ra từ ban đầu đối với sản phẩm mô hình hình trụ.

- Đƣa ra đƣợc các ƣu điểm, nhƣợc điểm của sản phẩm. d. Cách thức tổ chức hoạt động HĐ 1: Các nhóm tự kiểm tra mức độ đạt đƣợc tiêu chí của sản phẩm của nhóm HĐ 2: Các nhóm thảo luận các ƣu điểm và nhƣợc điểm của sản phẩm HĐ 3: GV hỗ trợ việc đánh giá sản phẩm của các nhóm 2.3.4.7. Hoạt động 7: Chia sẻ và thảo luận a. Mục đích của hoạt động - HS bổ trợ kiến thức và kinh nghiệm cho nhau để cùng nhau hoàn thiện sản phẩm, góp phần hoàn thiện vốn kiến thức của mỗi cá nhân HS - Tạo ra đƣợc sự gắn kết giữa các thành viên trong lớp, cùng nhau học tập và cùng nhau tiến bộ. b. Nội dung hoạt động HS chia sẻ các kiến thức và kinh nghiệm để các nhóm hoàn thiện sản phẩm c. Dự kiến sản phẩm Các góp ý để hoàn thiện sản phẩm của các nhóm d. Cách thức tổ chức hoạt động HĐ 1: Các nhóm thuyết minh sản phẩm của nhóm mình HĐ 2: Cả lớp thảo luận về mức độ đạt đƣợc tiêu chí của các nhóm, về ƣu điểm, nhƣợc điểm của các sản phẩm HĐ 3: Cả lớp thảo luận về cách khắc phục các nhƣợc điểm của các sản phẩm 54

HĐ 4: GV xác nhận các góp ý thảo luận của HS 2.3.4.8. Hoạt động 8: Điều chỉnh thiết kế a. Mục đích của hoạt động Các nhóm khắc phục các nhƣợc điểm của nhóm để hoàn thiện sản phẩm b. Nội dung hoạt động Các nhóm hoàn thiện sản phẩm của nhóm c. Dự kiến sản phẩm Sản phẩm hoàn chỉnh của các nhóm d. Cách thức tổ chức hoạt động HĐ 1: Các nhóm HS dựa trên các góp ý của các bạn và thầy giáo để đƣa ra kế hoạch hoàn thiện sản phẩm của nhóm mình HĐ 2: Các nhóm thực hiện kế hoạch hoàn thiện sản phẩm HĐ 3: GV động viên và hỗ trợ các nhóm hoàn thiện sản phẩm Kết luận chƣơng 2 Dựa trên vai trò, ý nghĩa, quy trình của việc dạy học toán theo định hƣớng giáo dục STEM, căn cứ vào nội dung môn Toán lớp 9, chúng tôi đã thiết kế đƣợc ba chủ đề dạy học môn toán lớp 9 theo định hƣớng giáo dục STEM. Trong từng chủ đề chúng tôi đã thể hiện rõ sự ứng dụng của các lĩnh vực Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán để giải quyết các vấn đề gắn với đời sống.

Thông qua các chủ đề này cho thấy đƣợc sự gắn kết giữa toán với thực tiễn, vai trò công cụ của môn Toán, đặc biệt là thể hiện tƣờng minh tƣ tƣởng dạy học toán theo định hƣớng giáo dục STEM trong các giờ dạy trên lớp. Để kiểm nghiệm tính hiệu quả và khả thi của các chủ đề đã đề xuất, chúng tôi tiến hành thực nghiệm ở chƣơng 3.

55

Chƣơng 3 THỰC NGHIỆM SƢ PHẠM 3.1. Mục đích của thực nghiệm sƣ phạm Thực nghiệm sƣ phạm nhằm đánh giá tính khả thi và hiệu quả của các chủ đề dạy môn Toán 9 theo định hƣớng giáo dục STEM đã thiết kế, nhằm kiểm nghiệm giả thuyết khoa học đã đặt ra trong luận văn.

3.2. Nội dung thực nghiệm sƣ phạm - TN đánh giá tính hiệu quả và khả thi của 3 chủ đề STEM trong dạy học môn Toán 9 đã thiết kế.

3.3. Đối tƣợng thực nghiệm sƣ phạm Đợt thực nghiệm sƣ phạm này đã đƣợc tiến hành tại trƣờng THCS Thịnh Đức, TP Thái Nguyên, Tỉnh Thái Nguyên.

Lớp thực nghiệm: 9A, gồm 42 HS. Lớp đối chứng: 9B, gồm 37 HS. Các lớp đối chứng và thực nghiệm đƣợc chọn có kết quả học kì 1 là tƣơng đƣơng nhau thuận lợi cho việc đánh giá kết quả thực nghiệm.

3.4. Tổ chức thực nghiệm sƣ phạm Chúng tôi vận dụng một số phƣơng pháp dạy học theo hƣớng phát huy tính tích cực của HS. Theo hƣớng này thì GV đóng vai trò là ngƣời tổ chức và điều khiển HS thực hiện nội dung thực nghiệm.

Theo dõi hoạt động cụ thể của từng nhóm và một số cá nhân trong quá trình học tập thông qua việc ghi chép, ghi hình lại diễn biến buổi học, thu thập các phiếu học tập của HS, sản phẩm dự án để làm căn cứ đánh giá. Trên cơ sở đó, phân tích, rút kinh nghiệm và đánh giá sơ bộ tính khả thi của tiến trình soạn thảo. Đánh giá hiệu quả phát triển năng lực GQVĐTT của HS thông qua công cụ đánh giá (tiêu chí chất lƣợng các chỉ số hành vi, thông tin phản hồi sau mỗi chủ đề).

56

- Thiết kế giáo án (chính là các chủ đề đã thiết kế trong chƣơng 2 của luận văn), thiết kế đề kiểm tra (Theo phụ lục 3).

- Tổ chức dạy thực nghiệm theo hƣớng STEM theo 3 chủ đề STEM tiến trình đã soạn ở chƣơng 2.

- Thu thập số liệu để xử lý và rút ra các nhận xét.

Các bƣớc tiến hành Đƣợc sự đồng ý của ban lãnh đạo nhà trƣờng, tổ Toán và các GV dạy Toán ở các lớp trên chúng tôi tiến hành dạy thực nghiệm và đối chứng song song theo lịch công tác của nhà trƣờng.

GV dạy lớp thực nghiệm: Nguyễn Thị Luyến.

Tại lớp thực nghiệm: 9A - GV thực hiện theo tiến trình dạy học của mỗi chủ đề cho HS theo định hƣớng STEM mỗi chủ đề 1 buổi 2 tiết đã thiết kế ở chƣơng 2.

- Quan sát hoạt động học tập của HS, đánh giá trên hai mặt định tính và định lƣợng để nhận định kết quả về việc tiếp thu tri thức phƣơng pháp của HS. GV dạy lớp đối chứng: Nguyễn Thị Hằng.

Tại lớp đối chứng: 9B GV vẫn dạy bình thƣờng, không tiến hành nhƣ đối với lớp thực nghiệm và quan sát điều tra kết quả học tập của HS ở lớp đối chứng.

Chúng tôi chú trọng các vấn đề sau trong thực nghiệm: - Tổ chức cho HS hoạt động chiếm lĩnh các kiến thức cơ bản.

- Định hƣớng cho HS tự rút ra các thuật giải, các phƣơng pháp cho những dạng toán cơ bản.

- Rèn luyện cho HS các thao tác tƣ duy trong việc hình thành khái niệm, chứng minh định lý, giải bài tập toán. Để theo dõi tiến trình thực nghiệm, chúng tôi sử dụng các công cụ sau: - Kiểm tra tự luận: Nhằm đánh giá mức độ lĩnh hội bài học của HS qua các tiết học. Kiểm tra kiến thức của từng cá nhân của lớp thực nghiệm và lớp

57

đối chứng thông qua bài kiểm tra tự luận. Nội dung kiểm tra bám sát yêu cầu về chƣơng trình Toán lớp 9. Tất cả các bài kiểm tra đƣợc một ngƣời chấm thống nhất theo thang điểm từ 1 đến 10.

- Phiếu khảo sát dành cho HS: Để đánh giá mức độ nhận thức, nắm bắt và thể hiện việc sử dụng các biện pháp dạy học tri thức phƣơng pháp cho HS, chúng tôi sử dụng phiếu hỏi. Sử dụng phiếu khảo sát dành cho HS với các câu hỏi kiểm tra sự hiểu biết của HS về nội dung bài học, về các tri thức phƣơng pháp mà HS thu nhận đƣợc sau mỗi bài học, chủ đề.

- Quan sát trong lớp học: Đƣợc sử dụng nhằm mục đích tiếp nhận thông tin phản hồi của HS về việc tiếp thu các tri thức phƣơng pháp trong học tập.

Chúng tôi kiểm tra vở ghi, vở bài tập, …để có cái nhìn bao quát về cách HS học tập cũng nhƣ hiệu quả của các biện pháp sƣ phạm đƣa ra.

- Phỏng vấn: Để có những thông tin về tác động của việc sử dụng các biện pháp dạy học tri thức phƣơng pháp cho HS, chúng tôi sử dụng phƣơng pháp phỏng vấn nhằm làm sáng tỏ những thông tin về những vấn đề khó xác định đƣợc qua quan sát và phiếu hỏi nhƣ khả năng áp dụng vào thực tế của các biện pháp, những khó khăn khi sử dụng các biện pháp sƣ phạm vào dạy học tri thức phƣơng pháp,…Những phỏng vấn này đƣợc tiến hành theo cách trò chuyện hoặc hỏi qua phiếu với những câu hỏi định hƣớng, kết hợp quan sát những biểu hiện bên ngoài của đối tƣợng. Kết quả phỏng vấn đƣợc xử lí và đƣợc phân tích định tính.

- Thống kê Toán học: Sau khi chấm bài kiểm tra của HS, chúng ta có thể tính đƣợc các thông số thống kê sau: Sử dụng phƣơng pháp thống kê Toán học để có cơ sở khoa học nhằm khẳng định chất lƣợng của lớp thực nghiệm cao hơn lớp đối chứng.

Sau khi hoàn thành dạy thực nghiệm và dạy đối chứng chúng tôi cho cả hai lớp thực nghiệm và đối chứng cùng làm một bài kiểm tra tổng hợp trong thời gian 45 phút. Nội dung của bài kiểm tra nhƣ sau:

58

3.5. Đánh giá kết quả thực nghiệm 3.5.1. Đánh giá định tính Tiến hành quan sát tất cả các tiết học thực nghiệm sƣ phạm của lớp thực nghiệm, lớp đối chứng và nghiên cứu sản phẩm của HS tôi nhận thấy: ở lớp thực nghiệm HS học tập hào hứng hơn lớp đối chứng bởi vì các em đƣợc trải nghiệm những kiến thức, kĩ năng đƣợc học vào thực tiễn, đƣợc tự tay làm nên các mô hình, đƣợc trình bày, phân tích, đánh giá các sản phẩm, đƣợc tranh luận, lập luận để bảo vệ quan điểm. Qua từng tiết dạy thực nghiệm tôi cũng nhận thấy năng lực giải quyết vấn đề, năng lực hợp tác, năng lực mô hình hóa toán học, kĩ năng thực hành của HS đƣợc nâng lên một cách rõ rệt ở lớp thực nghiệm. Những tiết đầu các em còn rất lúng túng trong việc xác định phƣơng hƣớng giải quyết, thực hiện giải quyết vấn đề, thiết kế các mô hình nhƣng đến các tiết sau các em đã tiến hành các thao tác đó khá nhanh và hiệu quả.

Bài kiểm tra tác giả tập trung vào các câu hỏi đánh giá năng lực giải quyết vấn đề trong môn Toán, trong thực tiễn, năng lực mô hình hóa. Thông qua bài kiểm tra, tác giả nhận thấy HS ở lớp thực nghiệm giải quyết các vấn đề thực tiễn tốt hơn lớp đối chứng, xác định và sử dụng các mô hình toán học trong các tình huống thực tiễn chính xác hơn. Ngoài ra, chúng tôi thấy lớp thực nghiệm có những dấu hiệu tích cực hơn so với lớp đối chứng, thể hiện ở một số nét chính sau đây: - Khả năng thực hiện các thuật toán chính xác và thành thạo hơn.

- Khả năng phân tích một hoạt động thành các hoạt động thành phần linh hoạt và chính xác.

- Khả năng phân tích, tổng hợp, khái quát hóa, đặc biệt hóa, tƣơng tự hóa đƣợc cải thiện đáng kể.

- Khả năng trình bày lời giải chặt chẽ, logic, ít sai lầm do HS thƣờng xuyên đƣợc nhắc nhở và sửa chữa sai lầm.

59

- Năng lực tự học đƣợc cải thiện, HS hứng thú hơn trong giờ học.

- Các em lớp thực nghiệm ít nhầm các phép toán, quy tắc toán học hơn lớp đối chứng.

- Trong các bài kiểm tra, các em HS của lớp thực nghiệm định hƣớng giải khá tốt.

Nhƣ vậy, mặc dù số tiết thực nghiệm chƣa đƣợc nhiều nhƣng chúng tôi nhận thấy ở lớp thực nghiệm HS đã có đƣợc những kĩ năng STEM nhƣ kỹ năng khoa học, kỹ năng công nghệ, kỹ năng kỹ thuật và kỹ năng toán học.

3.5.2. Đánh giá định lượng Sau khi kiểm tra, chúng tôi đã thống kê kết quả bài làm của HS, thu đƣợc các số liệu nhƣ sau: Bảng 3.1. Bảng phân phối tần số điểm của bài kiểm tra Số bài kiểm tra đạt điểm tƣơng ứng

số

Điểm

Lớp HS

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

TB

9A

42

0

0

0

1

9

8

10

7

3

4

6,9

9B

37

0

1

1

3

7

9

8

4

2

2

6,3

Bảng 3.2. Bảng phân phối tần suất điểm của bài kiểm tra Số % bài kiểm tra đạt điểm tƣơng ứng

số Lớp HS 9A

42

9B

37

1

2

2,7

3

2,7

4

5

6

7

8

9

10

2,3

21,4

19

23,8

16,7

7,1

9,5

8,1

18,9

24,3

21,6

10,8

5,4

5,4

60

30 25 20 15 10 5 0 1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Biểu đồ 3.1. Biểu đồ phân phối tần suất điểm Vì số tiết thực nghiệm chƣa nhiều nên chủ yếu chúng tôi đánh giá về mặt định tính, những đánh giá về mặt định lƣợng chỉ mang tính chất tham khảo.

Tuy nhiên, kết quả đánh giá định tính cũng phản ánh đƣợc sự tiến bộ của HS (mặc dù chƣa đáng kể).

Kết luận rút ra từ thực nghiệm. Mặc dù số tiết thực nghiệm chƣa nhiều và thực nghiệm mới chỉ tiến hành trên một lớp, tuy nhiên bƣớc đầu cũng đã thấy đƣợc hiệu quả và khả thi của các biện pháp sƣ phạm đã đề xuất.

Kết luận chƣơng 3 Qua quá trình thực nghiệm sƣ phạm, quan sát học sinh, phân tích các chỉ số hành vi, tôi nhận thấy một vài điều nhƣ sau: Quá trình học tập các chủ đề theo định hƣớng giáo dục STEM giúp các em có cơ hội học tập nhóm nhiều hơn đồng thời phát huy đƣợc năng lực bản thân. Với những nhiệm vụ đƣợc giao, HS đƣợc đặt vấn đề, trình bày, đề xuất giải pháp, thực hiện giải pháp và đánh giá cũng nhƣ có những điều chỉnh, do đó HS có thể đƣợc hình thành và phát triển năng lực giải quyết vấn đề thực tiễn.

Từ những hạn chế còn tồn tại, tôi cũng rút ta đƣợc những kinh nghiệm sau:

61

Cần quan sát kĩ lƣỡng, tỉ mỉ hơn với HS, chú ý hơn khi dạy các đối tƣợng HS mà chƣa có thời gian hiểu rõ, cần có những điều chỉnh, bố trí nhƣ thế nào để công việc đƣợc hiệu quả. Đôn đốc và chú ý tới các thành viên để sản phẩm của nhóm phải là sản phẩm của tất cả thành viên.

Bồi dƣỡng về kiến thức song hành với bồi dƣỡng ý chí để các em có tính thần, quyết tâm với nhiệm vụ của mình.

Tôi nhận thấy việc xây dựng và dạy học các chủ đề theo định hƣớng STEM là khả thi đối với sự phát triển năng lực của HS lớp 9.

Kết quả thu đƣợc qua đợt thực nghiệm sƣ phạm bƣớc đầu cho phép kết luận rằng: Các chủ đề dạy học theo định hƣớng giáo dục STEM đã thiết kế ở chƣơng 2 là hiệu quả và tính khả thi.

Qua thực nghiệm chúng tôi cũng nhận thấy GV và HS rất hào hứng với các tiết dạy Toán theo định hƣớng giáo dục STEM. Năng lực tổ chức dạy học theo định hƣớng giáo dục STEM của GV cũng đƣợc nâng lên qua các tiết dạy.

GV đã hiểu rõ hơn cách thiết kế và tổ chức dạy học theo định hƣớng này. Năng lực giải quyết vấn đề, hợp tác, ứng dụng Toán học của HS đã đƣợc cải thiện qua các giờ học. Nhƣ vậy, dạy học môn Toán theo định hƣớng giáo dục STEM là hoàn toàn có thể thực hiện và có ý nghĩa lớn trong việc phát triển năng lực cho học sinh.

62

KẾT LUẬN CHUNG Qua nghiên cứu cho phép chúng tôi đƣa ra một số kết luận sau: Giáo dục STEM là cần thiết và phù hợp với bối cảnh giáo dục Việt Nam nói chung và việc dạy học môn Toán ở trƣờng phổ thông.

Việc dạy học môn Toán theo định hƣớng giáo dục STEM là cần thiết, có ý nghĩa quan trọng trong việc phát triển năng lực giải quyết vấn đề, hợp tác, tƣ suy cho HS. Môn Toán có vai trò quan trọng trong việc thực hiện giáo dục theo định hƣớng STEM và có nhiều tiềm năng để thực hiện dạy học môn Toán theo định hƣớng giáo dục STEM. Thực trạng dạy học môn Toán lớp 9 THCS cho thấy nhiều GV còn khó khăn trong việc thiết kế và tổ chức dạy học môn Toán theo định hƣớng giáo dục STEM. Trên cơ sở lí luận và thực tiễn chúng tôi đã thiết kế đƣợc 5 chủ đề dạy học môn Toán lớp 9 theo định hƣớng giáo dục STEM. Tác giả đã tổ chức thực nghiệm sƣ phạm trong thời gian gần một tháng đối với 3 chủ đề đã thiết kế để kiểm nghiệm để kiểm nghiệm tính khả thi và hiệu quả của các chủ đề đó.

Kết quả thực nghiệm sƣ phạm cho thấy tính hiệu quả và khả thi của các chủ đề đã thiết kế. Nhƣ vậy có thể khẳng định rằng mục đích nghiên cứu đã đƣợc thực hiện, nhiệm vụ nghiên cứu đã hoàn thành và giả thuyết khoa học là chấp nhận đƣợc.

63

TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Nguyễn Văn Biên (2005), “Quy trình xây dựng chủ đề tích hợp về khoa học tự nhiên”, Tạp chí khoa học trường ĐHSP Hà Nội, số 2, 2015.

2. Bộ GD – ĐT (19/01/2018), Dự thảo chương trình giáo dục phổ thông môn Toán.

3. Bộ GD – ĐT (2015), Dự thảo Chương trình giáo dục phổ thông tổng thể.

4. Gil Taran -Đại học Carnegie Mellon - Hoa Kì, Hội thảo giáo dục STEM trong chƣơng trình giáo dục phổ thông của một số nƣớc và vận dụng vào điều kiện của Việt Nam, 22/06/2014, trang 6.

5. Nguyễn Trọng Hoàn, Phó Vụ trƣởng Vụ GDTH- Bộ GD- ĐT (2017), “Đổi mới phƣơng pháp dạy học, chú trọng phát triển toàn diện phẩm chất và năng lực ngƣời học”.

6. Nguyễn Bá Kim (2007), Phương pháp dạy học môn Toán, NXB Đại học sƣ phạm.

7. Nguyễn Thanh Nga (Chủ biên) (2017),Thiết kế và tổ chức chủ đề giáo dục Stem, NXB Đại học Sƣ Phạm TP Hồ Chí Minh.

8. Nghị quyết trung ƣơng số 29 – NQ/TW ngày 04/11/2013về đổi mới căn bản và toàn diện giáo dục – đào tạo.

9. Lê Xuân Quang (2017), Dạy học môn Công nghệ phổ thông theo định hướng giáo dục STEM, Luận án TS Khoa học GD, Trƣờng ĐHSP Hà Nội.

10. Đỗ Ngọc Thống - Phó Vụ trƣởng Vụ Trung học - Bộ Giáo dục và Đào tạo(2014) Chƣơng trình phổ thông Việt Nam – Nhìn từ góc độ STEM. 11. Thủ tƣớng chính phủ (2017), Nguyễn Xuân Phúc, Chỉ thị về tăng cường năng lực tiếp cận cuộc Cách mạng công nghiệp lần thứ 4, Số 16/CT-Ttg, Chính phủ nƣớc CHXHCN Việt Nam. 12. Đỗ Hƣơng Trà (2015), Dạy học tích hợp phát triển năng lực cho học sinh,NXB ĐHSP 13. Vụ GDTH (2015), Một số vấn đề về dạy học tích hợp liên môn, Tài liệu tập huấn.

14. Vụ GDTH (2018), Định hướng giáo dục STEM trong trường trung học, Tài liệu hội thảo.

64

PHỤ LỤC PHỤ LỤC 1 PHIẾU THAM KHẢO Ý KIẾN GV Kính thƣa quý thầy/cô, hiện nay chúng tôi đang thực hiện đề tài nghiên cứu “ Dạy học một số chủ đề trong môn Toán lớp 9 theo định hƣớng giáo dục STEM”. Nhằm khảo sát và tham khảo ý kiến có nội dung liên quan đến đề tài, mọi ý kiến, nhận xét của quý Thầy /Cô sẽ là nguồn tƣ liệu vô cùng quan trọng giúp chúng tôi thiết kế và dạy học một số chủ đề theo định hƣớng giáo dục STEM có hiệu quả, từ đó nâng cao đƣợc chất lƣợng giảng dạy và góp phần vào sự thành công của đề tài. Rất mong quý thầy/cô giúp đỡ.

I.THÔNG TIN CÁ NHÂN Họ và tên: (Có thể ghi hoặc không) ......................................................................

Giới tính:

Nam

Nữ

Trình độ đào tạo: Cao đẳng

Đại học

Thạc sỹ

Tiến sỹ

Nơi công tác:……………………………… Số năm giảng dạy:………........…

Khu vực: Loại hình trƣờng:

Thành phố Chuyên

Nông thôn Công lập

Vùng sâu Dân lập

II.CÁC VẤN ĐỀ THAM KHẢO Ý KIẾN Quý thầy cô đánh dấu chéo (x) vào ô tƣơng ứng với lựa chọn của mình 1. Thầy cô hiểu gì về khái niệm giáo dục STEM? 1. Giáo dục STEM là dạy học tích hợp liên môn các môn Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật và Toán.

2. Giáo dục STEM là định hƣớng giáo dục: bên cạnh định hƣớng giáo dục toàn diện là thúc đẩy giáo dục bốn lĩnh vực Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật, Toán với mục tiêu định hƣớng và chuẩn bị nguồn nhân lực đáp ứng nhu cầu ngày càng tăngcủa các ngành nghề liên quan, nhờ đó nâng cao sức cạnh tranh của nền kinh tế.

3. Giáo dục STEM là phƣơng pháp tiếp cận liên môn Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật, Toán trong dạy học với mục tiêu nâng cao hứng thú học tập, vận dụng kiến thức liên môn giải quyết các vấn đề thực tiễn, kết nối trƣờng học với cộng đồng, hình thành và phát triển năng lực, phẩm chất ngƣời học.

4. Cả ý 2 và ý 3.

2. Theo thầy cô ý nghĩa của dạy học giáo dục STEM là gì?

- Đảm bảo giáo dục toàn diện - Nâng cao hứng thú học tập các môn học STEM - Hình thành và phát triển năng lực, phẩm chất cho HS - Kết nối trƣờng học với cộng đồng - Hƣớng nghiệp, phân luồng 3. Theo thầy cô có cần thiết dạy học môn Toán theo định hƣớng giáo dục STEM? Rất cần thiết Không cần thiết lắm

Cần thiết Hoàn toàn không

4. Theo thầy cô môn Toán có vai trò nhƣ thế nào trong dạy học theo định hƣớng giáo dục STEM? - Hình thành và phát triển những năng lực chung cốt lõi cho ngƣời học (NL tự chủ và tự học, NL giao tiếp và hợp tác, NL giải quyết vấn đề và sáng tạo) và NL toán học (NL tƣ duy và lập luận toán học; NL mô hình hoá toán học; NL giải quyết vấn đề toán học; NL giao tiếp toán học; NL sử dụng công cụ, phƣơng tiện học Toán).

- Giúp HS có những kiến thức, kỹ năng toán học phổ thông, cơ bản, thiết yếu; phát triển khả năng giải quyết vấn đề có tính tích hợp liên môn giữa môn Toán và các môn học khác nhƣ Vật lý, Hoá học, Sinh học, Địa lý,

Tin học, Công nghệ,...; tạo cơ hội để HS đƣợc trải nghiệm, áp dụng toán học vào đời sống thực tế.

- Hình thành và phát triển những phẩm chất chung cho HS (yêu nƣớc, nhân ái, chăm chỉ, trung thực, trách nhiệm) và những phẩm chất mà giáo dục toán học đem lại (tính kỷ luật, kiên trì, độc lập, sáng tạo, hợp tác; thói quen tự học, hứng thú và niềm tin trong học Toán).

5. Theo thầy cô để có điều kiện dạy học theo định hƣớng giáo dục STEM cần có năng lực nào?

- Năng lực tự chủ và tự học - Năng lực giao tiếp và hợp tác - Năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo - Năng lực ngôn ngữ - Năng lực tính toán - Năng lực tìm hiểu tự nhiên và xã hội - Năng lực công nghệ, tin học - Năng lực thẩm mỹ 6. Theo thầy cô những yếu tố nào ảnh hƣởng đến việc giáo dục STEM? - Sự quan tâm đầy đủ và toàn diện của nhà trƣờng tới các lĩnh vực: khoa học, công nghệ, kỹ thuật, toán học, tin học.

- Cần có sự hiểu biết đầy đủ, toàn diện và thống nhất về nhận thức về giáo dục STEM. - Quan tâm bồi dƣỡng đội ngũ GV. - Tăng cƣờng đầu tƣ cơ sở vật chất phục vụ hoạt động giáo dục STEM. - Kết nối với cơ sở giáo dục đại học, giáo dục nghề nghiệp,các trung tâm nghiên cứu, các cơ sở sản xuất.

7. Theo thầy cô các chủ đề nào trong chƣơng trình môn Toán có thể thiết kế dạy học theo định hƣớng giáo dục STEM? Môn Toán Lớp 9 1. Hệ thức lƣợng trong tam giác vuông 2. Đƣờng tròn 3. Góc với đƣờng tròn 4. Hình nón- Hình trụ- Hình cầu

5. Căn thức bậc hai 6. Hàm số bậc hai 7. Hệ phƣơng trình 8. Giải bài toán bằng cách lập hệ phƣơng trình 8. Theo thầy cô khi thiết kế chủ đề giáo dục STEM cần thực hiện các bƣớc nhƣ thế nào?

(1) Lựa chọn chủ đề bài học (2) Xác định vấn đề cần giải quyết (3) Xây dựng tiêu chí của giải pháp giải quyết vấn đề hoặc của sản phẩm (4) Xây dựng bộ câu hỏi định hƣớng chủ đề STEM (5) Thiết kế tiến trình tổ chức dạy học A. Thực hiện các bƣớc theo thứ tự: (1),(2),(3),(4),(5) B. Thực hiện các bƣớc theo thứ tự: (1),(2),(3),(5) C. Thực hiện các bƣớc theo thứ tự: (1),(2),(3),(4) D. Thực hiện các bƣớc theo thứ tự: (2),(1),(3),(5) 9. Theo thầy cô bƣớc nào là khó nhất trong các bƣớc thiết kế chủ đề dạy học STEM? (5)

(4)

(3)

(2)

(1)

10.Theo thầy cô khi tổ chức dạy học chủ đề theo định hƣớng giáo dục STEM có những khó khăn gì?

- Không có thời gian đầu tƣ thiết kế chủ đề - Khó chọn lọc chủ đề phù hợp với nội dung bài dạy - Không có nhiều nguồn tƣ liệu tham khảo - Nội dung kiến thức quá khó với HS - Dạy học theo định hƣớng giáo dục STEM không đem lại kết quả cao trong các kỳ thi khảo sát hiện nay - Trình độ GV còn hạn chế - Trình độ HS không đồng đều - Thiếu thốn về cơ sở vật chất, không đảm bảo điều kiện để dạy học theo định hƣớng giáo dục STEM - HS không hứng thú với việc học theo định hƣớng STEM 11.Theo thầy cô ngƣời học có hứng thú với giáo dục STEM? Rất hứng thú

Hứng thú Trân trọng cảm ơn quý Thầy /Cô!

Không hứng thú

PHỤ LỤC 2 PHIẾU THAM KHẢO Ý KIẾN HỌC SINH Các em HS thân mến!

- STEM là cách viết tắt lấy chữ cái đầu tiên trong tiếng Anh của các từ: Science (Khoa học), Technology (Công nghệ), Engineering (Kỹ thuật), Maths (Toán học).

- iáo dục STEM về bản chất được hiểu là trang bị cho người học những kiến thức và kỹ năng cần thiết liên quan đến các lĩnh vực khoa học, công nghệ, kỹ thuật và toán học. Các kiến thức và kỹ năng này phải được tích hợp, lồng ghép và bổ trợ cho nhau, giúp HS không chỉ hiểu biết về nguyên lý mà còn có thể thực hành và tạo ra được những sản phẩm trong cuộc sống hằng ngày. iáo dục STEM kết nối giữa kiến thức học đường với thế giới thực, giải quyết các vấn đề thực tiễn, tạo hứng thú cho HS, hình thành và phát triển năng lực, phẩm chất cho HS. - Trong thời đại Cách mạng công nghiệp 4.0 hiện nay, tốc độ phát triển của khoa học - công nghệ ngày một tăng, lượng tri thức khoa học được sản sinh với tốc độ ngày càng cao, cơ cấu nghề nghiệp trong xã hội thay đổi nhanh chóng… đòi hỏi con người có đủ năng lực để thích ứng. Vì vậy việc đưa giáo dục STEM vào trường phổ thông mang lại nhiều ý nghĩa, phù hợp với định hướng đổi mới giáo dục phổ thông.

Phiếu điều tra này thực hiện nhằm đánh giá mức độ cần thiết của việc dạy học một số chủ đề môn Toán theo định hƣớng giáo dục STEM. Sự đóng góp ý kiến nghiêm túc của các em là căn cứ thiết thực giúp nội dung đề tài nghiên cứu của tác giả mang tính khách quan và có ý nghĩa thực tế.

Mong các em HS vui lòng cho biết ý kiến, quan điểm của mình về một số vấn đề dƣới đây bằng cách điền dấu (X) vào ô lựa chọn (Câu lựa chọn của các em chỉ sử dụng vào mục đích nghiên cứu).

I. THÔNG TIN CÁ NHÂN 1. Trƣờng:

………………………………………

Lớp:………………………..

2. Giới tính: 3. Học lực: Giỏi

Nam

Nữ

Khá

Trung bình

Yếu

Kém

II. CÁC VẤN ĐỀ THAM KHẢO Ý KIẾN 1. Thầy (Cô) em đã dạy học theo định hƣớng giáo dục STEM chƣa?

Thƣờng xuyên

Thỉnh thoảng

Chƣa bao giờ

2. Nếu em chƣa đƣợc học theo định hƣớng giáo dục STEM, em có muốn đƣợc học không ? Vì sao?

Rất muốn

Muốn

Không muốn

Vì:………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………

3. Nếu thầy cô em đã thực hiện dạy học theo định hƣớng giáo dục STEM thì em thấy dạy học theo định hƣớng giáo dục STEM có ý nghĩa nhƣ thế nào?

- Đảm bảo giáo dục toàn diện - Nâng cao hứng thú học tập các môn học STEM - Hình thành và phát triển năng lực, phẩm chất cho HS - Kết nối trƣờng học với cộng đồng - Hƣớng nghiệp, phân luồng 4. Nếu em đã đƣợc học chủ đề (bài dạy) theo định hƣớng giáo dục STEM, em có hứng thú nhƣ thế nào?

Rất hứng thú

Hứng thú

Không hứng thú

5. Em đã đƣợc học môn Toán theo định hƣớng giáo dục STEM chƣa?

Thƣờng xuyên

Thỉnh thoảng

Mới một lần

Chƣa bao giờ

6. Nếu em đã đƣợc học môn Toán theo định hƣớng giáo dục STEM, em thấy có khó khăn gì?

- Không có thời gian để hoạt động trải nghiệm - Không có nhiều nguồn tƣ liệu tham khảo - Vận dụng kiến thức đề giải quyết vấn đề quá khó - Trình độ nhận thức của bản thân hạn chế - Ảnh hƣởng đến kết quả học tập, thi cử Chân thành cảm ơn các em!

PHỤ LỤC 3 BÀI KIỂM TRA THỰC NGHIỆM KIỂM TRA 1 TIẾT GIẢI BÀI TOÁN BẰNG CÁCH LẬP HỆ PHƢƠNG TRÌNH Thời gian: 45 phút Đề bài Bài 1: Hai vòi nƣớc cùng chảy vào một bể cạn trong một giờ đƣợc

3 bể.

10

Nếu

vòi thứ nhất chảy trong 3 giờ, vòi thứ hai chảy trong 2 giờ thì cả hai vòi chảy đƣợc

4 5

bể. Tính thời gian mỗi vòi chảy một mình đầy bể .

Bài 2: Một ca nô chạy trên sông xuôi dòng 84 km và ngƣợc dòng 44 km mất 5 giờ. Nếu ca nô xuôi dòng 112 km và ngƣợc dòng 110 km thì mất 9 giờ.Tính vận tốc riêng của ca nô và vận tốc của dòng nƣớc.