VẬN DỤNG DẠY HỌC THEO ĐỊNH HƯỚNG GIÁO DỤC STEM CHƯƠNG DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU VẬT LÝ 12 – THPT

n kiến thức, kĩ năng cần đạt và NL hướng tới để dạy chương “Dòng điện xoay chiều” ...............................................................................11 2.3. Phân tích nội dung và cấu trúc chương “Dòng điện xoay chiều” ..........12

1. Lí do chọn đề tài

Trong những năm gần đây, công tác dạy học ở trường THPT đã có những chuyển biến khá mạnh mẽ về phương pháp tổ chức dạy học theo hướng lấy người học làm trung tâm, giáo viên chỉ là người tổ chức, cố vấn, định hướng hoạt động cho học sinh; học đi đôi với hành; lí thuyết gắn liền với thực tiễn. Tuy nhiên, nhìn chung hình thức tổ chức dạy học chủ yếu vẫn diễn ra trong phòng học nên việc giải quyết các vấn đề thực tiễn cũng chỉ còn đang ở hình thức trên giấy hoặc bằng lời nói mà chưa được tiến hành nhiều trong đời sống. Đặc biệt, Vật lý là môn khoa học thực nghiệm. Mọi kiến thức Vật lý đều bắt đầu từ thực tiễn và quay lại phục vụ cho thực tiễn, đem lại lợi ích bền vững cho con người. Vật lý là môn học thuộc nhóm môn khoa học tự nhiên ở cấp THPT, được học sinh lựa chọn theo định hướng nghề nghiệp, sở thích và năng lực của bản thân. Cùng với Toán học, Hóa học, Sinh học, Tin học và Công nghệ, môn Vật lý góp phần thúc đẩy giáo dục STEM, một trong những xu hướng giáo dục đang được coi trọng ở nhiều quốc gia trên thế giới.

Giáo dục hiện đại chuyển từ giáo dục tiếp cận nội dung sang giáo dục tiếp cận năng lực là một xu hướng đem lại hiệu quả cao trong giáo dục nhưng đòi hỏi người học và người dạy đều phải thay đổi cách dạy và cách học. Giáo dục STEM là một quan điểm dạy học theo tiếp cận liên ngành từ hai trong các lĩnh vực khoa học, công nghệ, kỹ thuật và toán học trở lên. Trong đó nội dung dạy học gắn liền với thực tiễn, phương pháp dạy học theo quan điểm định hướng hành động. Giáo dục STEM một mặt thực hiện đầy đủ mục tiêu giáo dục đã nêu trong chương trình giáo dục phổ thông, mặt khác nhằm phát triển các năng lực cốt lõi cho học sinh, phát triển các năng lực đặc thù của các môn học thuộc về STEM và định hướng nghề nghiệp cho học sinh. Một trong những yêu cầu đối với giáo viên là cần biết cách thiết kế các hoạt động STEM một cách sáng tạo.

Tuy nhiên, trong quá trình dạy học hiện nay tôi nhận thấy phần lớn giáo viên và học sinh mới chỉ chú trọng các phương pháp dạy học truyền thống, giải bài tập nhanh, hiệu quả áp dụng trong các đề thi đại học, ít chú trọng trong việc đổi mới về dạy học nhằm hướng tới phát triển các năng lực mà học sinh cần có trong cuộc sống như: năng lực tự học, năng lực hợp tác, năng lực tìm kiếm và xử lí thông tin đặc biệt năng lực vận dụng kiến thức vào thực tiễn… Nhiều học sinh có thể giải bài toán Vật lý trong một thời gian ngắn nhưng không biết giải thích các hiện tượng gần gũi cuộc sống. Qua quá trình nghiên cứu và trực tiếp giảng dạy chương trình vật lý 12, tôi thấy kiến thức chương “Dòng điện xoay chiều” có rất nhiều ứng dụng trong đời sống và kĩ thuật. Giáo viên có thể tổ chức cho các nhóm học sinh nghiên cứu cấu tạo, công dụng, nguyên tắc hoạt động, tự thiết kế và làm thí nghiệm ở nhà tạo cơ hội rèn luyện kỹ năng, thao tác thí nghiệm, biết ứng dụng kiến thức vào trong đời

“Vận dụng dạy học theo định hướng giáo dục STEM chương Dòng điện xoay chiều Vật lý 12 – THPT”

sống và kĩ thuật, điều này làm cho việc hiểu kiến thức của học sinh trở nên sâu sắc và bền vững.

Mặt khác, sách giáo khoa Vật lý nói chung và Vật lý 12 nói riêng chưa thực sự quan tâm đúng mức đến vấn đề gắn kết Vật lý với thực tiễn – vấn đề đang cần được quan tâm đặc biệt hiện nay.

Từ những lí do trên, tôi chọn đề tài “Vận dụng dạy học theo định hướng giáo dục STEM chương Dòng điện xoay chiều Vật lý 12 – THPT” với mong muốn nghiên cứu sâu hơn về tính ưu việt, khả năng vận dụng phương pháp dạy học nhằm góp phần nâng cao chất lượng dạy học theo phương pháp STEM.

2. Mục đích nghiên cứu

Mục đích của sáng kiến là đề xuất nội dung và quy trình dạy học môn vật lý theo định hướng STEM cho học sinh khối 12 THPT, góp phần nâng cao hiệu quả dạy và học môn vật lý cũng như phát triển năng lực của học sinh trường THPT

OFFICIAL

3. Nhiệm vụ nghiên cứu

- Tìm hiểu cơ sở lí luận về dạy học định hướng STEM.

- Nghiên cứu các phương pháp và cách thức lồng nội dung tổ chức các hoạt động thực tiễn vào nội dung bài học theo định hướng dạy học STEM.

- Kết luận và đề xuất.

4. Giả thuyết khoa học

Nếu tổ chức dạy học chương “Dòng điện xoay chiều”, Vật lý 12 – THPT theo định hướng giáo dục STEM với việc cho học sinh tìm hiểu, giải thích các hiện tượng thường gặp trong cuộc sống hàng ngày, thiết kế, chế tạo các sản phẩm khoa học kỹ thuật để ứng dụng trong đời sống thì sẽ tạo được sự hứng thú học tập cho học sinh, giúp phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho học

“Vận dụng dạy học theo định hướng giáo dục STEM chương Dòng điện xoay chiều Vật lý 12 – THPT”

6.4. Phương pháp thống kê toán học Sử dụng toán xác suất, thống kê để xử lí số liệu và tính toán.

7. Những đóng góp mới của đề tài

- Về mặt lý luận: Góp phần làm sáng tỏ cơ sở lí luận về thiết kế và tổ chức các hoạt động dạy học STEM trong dạy học vật lý ở trường THPT.

- Về mặt thực tiễn:

+ Cung cấp những giá trị cụ thể về mức độ thành công của việc đưa giáo án dạy học theo định hướng STEM vào thực tiễn giảng dạy vật lý THPT.

+ Chế tạo một số sản phẩm thực tế có ứng dụng về động cơ điện và máy phát điện trong chương Dòng điện xoay chiều

PHẦN 2. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU

I. CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA ĐỀ TÀI

1.1. Giáo dục tích hợp STEM

1.1.1 Khái niệm liên quan đến giáo dục tích hợp STEM

STEM là viết tắt của các từ Science (Khoa học), Technology (Công nghệ), Engineering (Kỹ thuật) và Math (Toán học). Giáo dục STEM về bản chất được hiểu là trang bị cho người học những kiến thức và kỹ năng cần thiết liên quan đến các lĩnh vực khoa học, công nghệ, kỹ thuật và toán học. Phỏng theo chu trình STEM, giáo dục STEM đặt HS trước những vấn đề thực tiễn ("công nghệ" hiện tại) cần giải quyết, đòi hỏi HS phải tìm tòi, chiếm lĩnh kiến thức khoa học và vận dụng kiến thức để thiết kế và thực hiện giải pháp giải quyết vấn đề ("công nghệ" mới). Như vậy, mỗi bài học STEM sẽ đề cập và giao cho HS giải quyết một vấn đề tương đối trọn vẹn, đòi hỏi HS phải huy động kiến thức đã có và tìm tòi, chiếm lĩnh kiến thức mới để sử dụng. Quá trình đó đòi hỏi HS phải thực hiện theo "Quy trình khoa học" (để chiếm lĩnh kiến thức mới) và "Quy trình kĩ thuật" để sử dụng kiến thức đó vào việc thiết kế và thực hiện giải pháp ("công nghệ" mới) để giải quyết vấn đề. Đây chính là sự tiếp cận liên môn trong giáo dục STEM, dù cho kiến thức mới mà HS cần phải học để sử dụng trong một bài học STEM cụ thể có thể chỉ thuộc một môn học.

Như vậy, giáo dục STEM là một phương thức giáo dục nhằm trang bị cho HS những kiến thức khoa học gắn liền với ứng dụng của chúng trong thực tiễn, qua đó phát triển cho HS NL phát hiện và giải quyết vấn đề cùng với những NL khác tương ứng, đáp ứng được yêu cầu của sự phát triển kinh tế – xã hội.

Những kiến thức và kỹ năng vừa nêu phải được 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 được những sản phẩm trong cuộc sống hằng ngày.

1.1.2. Một số vai trò của phương pháp dạy học tích hợp STEM

– Đảm bảo giáo dục toàn diện: Triển khai giáo dục STEM ở nhà trường, bên cạnh các môn học đang được quan tâm như Toán, Khoa học, các lĩnh vực Công nghệ, Kỹ thuật cũng sẽ được quan tâm, đầu tư trên tất cả các phương diện về đội ngũ GV, chương trình, cơ sở vật chất.

– Nâng cao hứng thú học tập các môn học STEM: Các dự án học tập trong giáo dục STEM hướng tới việc vận dụng kiến thức liên môn để giải quyết các vấn đề thực tiễn, HS được hoạt động, trải nghiệm và thấy được ý nghĩa của tri thức với cuộc sống, nhờ đó sẽ nâng cao hứng thú học tập của HS.

– Hình thành và phát triển NL, phẩm chất cho HS: 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; được làm quen hoạt động có tính chất nghiên cứu khoa học. Các hoạt động

“Vận dụng dạy học theo định hướng giáo dục STEM chương Dòng điện xoay chiều Vật lý 12 – THPT” nêu trên góp phần tích cực vào hình thành và phát triển phẩm chất, NL cho HS. – Kết nối trường học với cộng đồng: Để đảm bảo triển khai hiệu quả giáo dục STEM, cơ sở giáo dục phổ thông thường kết nối với các cơ sở giáo dục nghề nghiệp, đại học tại địa phương nhằm khai thác nguồn lực về con người, cơ sở vật chất triển khai hoạt động giáo dục STEM. Bên cạnh đó, giáo dục STEM phổ thông cũng hướng tới giải quyết các vấn đề có tính đặc thù của địa phương. – Hướng nghiệp, phân luồng: Tổ chức tốt giáo dục STEM ở trường trung học, HS sẽ được trải nghiệm trong các lĩnh vực STEM, đánh giá được sự phù hợp, năng khiếu, sở thích của bản thân với nghề nghiệp thuộc lĩnh vực STEM. Thực hiện tốt giáo dục STEM ở trường trung học 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 tư.

1.1.3. Cách dạy và học theo phương pháp tích hợp STEM

Một trong những phương pháp dạy và học mang lại hiệu quả cao nhất cho giáo dục STEM là phương pháp “Học qua hành”. Phương pháp này giúp HS có kiến thức từ kinh nghiệm thực hành chứ không phải từ lý thuyết. Bằng cách xây dựng các bài giảng theo chủ đề và dựa trên thực hành, HS sẽ được hiểu sâu về lý 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, sâu hơn. HS sẽ được 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 người khác. Với cách học này, GV không còn là người truyền đạt kiến thức nữa mà sẽ là người hướng dẫn để HS tự xây dựng kiến thức cho chính mình.

Với cách dạy học liên môn này, kiến thức học các môn STEM chắc chắn; khả năng sáng tạo, tư duy logic; hiệu suất học tập và làm việc vượt trội; có cơ hội phát triển các kỹ năng mềm toàn diện hơn. HS THPT với việc theo học các môn học STEM còn có ảnh hưởng tích cực tới khả năng lựa chọn nghề nghiệp tương lai. Có thể hiểu và gọi cấp độ này là dạy học hướng theo STEM.

1.1.4. Các kĩ năng trong giáo dục STEM Giáo dục STEM không phải là để HS trở thành những nhà toán học, nhà khoa học, kỹ sư hay những kỹ thuật viên mà là phát triển cho HS các kỹ năng có thể được sử dụng để làm việc và phát triển trong thế giới công nghệ hiện đại ngày nay. Kỹ năng STEM được 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. Kỹ năng khoa học: Là khả năng liên kết các khái niệm, nguyên lý, định luật và các cơ sở lý thuyết của giáo dục khoa học để thực hành và sử dụng kiến thức này để giải quyết các vấn đề trong thực tế.

Kỹ năng công nghệ: Là khả năng sử dụng, quản lý, hiểu biết, và truy cập được công nghệ. Công nghệ là từ những vật dụng hằng ngày đơn giản nhất như quạt mo,

“Vận dụng dạy học theo định hướng giáo dục STEM chương Dòng điện xoay chiều Vật lý 12 – THPT” bút chì đến những hệ thống sử dụng phức tạp như mạng internet, mạng lưới điện quốc gia, vệ tinh… Tất cả những thay đổi của thế giới tự nhiên mà phục vụ nhu cầu của con người thì được coi là công nghệ.

OFFICIAL

Kỹ năng kỹ thuật: Là khả năng giải quyết vấn đề thực tiễn diễn ra trong cuộc sống bằng cách thiết kế các đối tượng, hệ thống và xây dựng các quy trình sản xuất để tạo ra đối tượng. Hiểu một cách đơn giản, HS được trang bị kỹ năng kỹ thuật là có khả năng sản xuất ra đối tượng và hiểu được quy trình để làm ra nó. HS phải có khả năng phân tích, tổng hợp và kết hợp để biết cách làm thế nào cân bằng các yếu tố liên quan (như khoa học, nghệ thuật, công nghệ, kỹ thuật) để có được 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 kỹ thuật. Kỹ năng toán học: Là khả năng nhìn nhận và nắm bắt được vai trò của toán học trong mọi khía cạnh tồn tại trên thế giới. HS có kỹ năng toán học sẽ có khả năng thể hiện các ý tưởng một cách chính xác, áp dụng các khái niệm và kĩ năng toán học vào cuộc sống hằng ngày.

1.1.5. Giáo dục STEM tại Việt nam

Hiện nay một số trường đang thí điểm giáo dục STEM, đưa vào giảng dạy giáo dục STEM. Thông qua các giờ học, với việc tổ chức nhiều hoạt động giúp HS trải nghiệm thực tế, lôi cuốn các em giải quyết các nhiệm vụ của bài học, tạo hứng thú và niềm tin trong học tập, phát triển tư duy sáng tạo. Đồng thời, nhà trường đã xây dựng chương trình học trải nghiệm sáng tạo các môn khoa học tự nhiên và triển khai thực hiện ở các khối lớp. Các giờ học trải nghiệm sáng tạo, học sinh được: Tự mình thực hành, làm thí nghiệm, tạo ra dòng điện từ các vật liệu đơn giản, chế tạo bình lọc nước… Từ nhiều hứng thú trong các giờ học, nhiều HS đam mê nghiên cứu khoa học và có sản phẩm sáng tạo khoa học.

Qua bảng điều tra có thể thấy tỉ lệ HS thích môn vật lý không cao (20.9%), và không thích môn vật lý khá cao (32.6%). Đặc biệt HS sợ môn vật lý cao (6.9%). Đây là dấu hiệu đáng lo ngại đối với bộ môn vật lý của nhà trường. Điều này chứng tỏ vai trò của thầy (cô) giáo trong dạy HS học chưa kích thích hứng thú học môn vật lý cho các em. Vì vậy việc thay đổi phương pháp dạy học là việc làm cấp bách và cần thiết. Bảng 2.2. Kết quả điều tra hoạt động của HS trong và ngoài giờ học môn vật lý

STT Nội dung Yêu thích Bình thường Không thích Ý kiến Tỷ lệ Ý kiến Tỷ lệ Ý kiến Tỷ lệ 1 Nghe GV giảng và ghi chép một cách thụ động 20 23.3 42 48.8 24 27.9 2 Không trao đổi với bạn, tự mình giải quyết vấn đề 10 11.6 11 12.8 65 75.6 3 Đọc trong SGK để trả lời câu hỏi 10 11.6 70 81.4 6 6.9 4 Trao đổi, thảo luận với bạn để giải quyết vấn đề nào đó 45 52.3 30 34.9 11 12.8

n d

Thường xuyên

khi Chưa bao giờ

ng dạy học theo định hướng giáo dục STEM chương Dòng điện xoay chiều Vật lý 12 – THPT” Bảng 2.3. Kết quả điều tra hoạt động của GV về thực trạng dạy học ở trường THPT STT Nội dung

Tỷ lệ

kiến

kiến Tỷ lệ 1 Đọc cho HS chép bài 0 00.0 32 80.0 8 20.0 2 Cho HS ngồi học nghiêm túc, không di chuyển khỏi vị trí trong cả tiết học 25 62.5 13 32.5 2 5.0 3 Đặt các câu hỏi lý thuyết liên quan đến kiến thức của bài 35 87.5 5 12.5 0 0.0 4 Đặt ra các tình huống (câu hỏi thực tế) liên quan bài học 32 80.0 8 20.0 0 0.0 5 Cho HS hoạt động nhóm 25 62.5 15 37.5 0 0.0 6 Sử dụng tranh ảnh, thiết bị dạy học 23 57.5 17 42.5 0 0.0 7 Sử dụng thí nghiệm trong dạy học 15 37.5 10 25.0 15 37.5 8 Từ kiến thức của bài học cho HS làm ra các sản phẩm thực tiễn 0 0.0 36 90.0 4 10.0 9 Lấy điểm thường xuyên và định kỳ thông qua các bài kiểm tra trên lớp 40 100 0 0.0 0 0.0 10 Lấy điểm thông qua các hoạt động học khác của HS (hồ sơ học tập, thuyết trình, diễn kịch, quay video…) 6 15.0 34 85.0 0 0.0

Từ bảng 2.2 và từ kết quả điều tra về sở thích, hứng thú của HS trong giờ vật lý tôi nhận thấy các hoạt động đem lại hứng thú nhất cho người học là những hoạt động trong đó người học phát huy tính tự lực như: Được quan sát các video thí nghiệm, được làm các thí nghiệm thực hành, trao đổi, thảo luận với bạn, giải quyết

“Vận dụng dạy học theo định hướng giáo dục STEM chương Dòng điện xoay chiều Vật lý 12 – THPT”

các vấn đề thực tiễn… Đây là những đặc trưng của việc đổi mới phương pháp dạy học. Đối với GV, trong những năm gần đây, việc đổi mới phương pháp dạy học môn vật lý ở trường THPT đã có một số chuyển biến tích cực. Trong mỗi tiết dạy, GV đã quan tâm đến việc chuyển từ học tập một chiều, thụ động sang học tập chủ động. Chú trọng NL thực hành cho HS. Các hình thức dạy học tích cực đã được vận dụng làm cho việc học tập của HS trở nên hứng thú hơn. Đồng thời với sự phát triển mạnh mẽ của công nghệ thông tin được áp dụng vào quá trình dạy học, việc học của HS thuận lợi rất nhiều, tạo điều kiện để HS có thể tự mình khám phá tri thức mới theo nhiều cách khác nhau chứ không phụ thuộc quá nhiều vào GV.

Tuy nhiên việc đổi mới phương pháp dạy học và kiểm tra đánh giá không diễn ra thường xuyên, chỉ là đôi khi thực hiện hoặc có những biện pháp chưa bao giờ thực hiện (bảng 2.3). Đặc biệt đối với phương pháp dạy học STEM thì nhiều GV chưa tiếp cận được, chưa hiểu bản chất và chưa áp dụng vào dạy học. Như vậy đổi mới phương pháp dạy học theo hướng phát huy NL của HS là việc làm cần thiết và quan trọng. Đặc biệt vận dụng dạy học STEM là phương pháp mới, đem lại nhiều lợi ích. Nó hình thành và phát triển NL giải quyết vấn đề cho người học. Trong mỗi bài học theo chủ đề STEM, HS được đặt trước một tình huống có vấn đề thực tiễn. Theo đó, HS sẽ phải tìm tòi, nghiên cứu những kiến thức thuộc các môn học có liên quan đến vấn đề và sử dụng chúng để giải quyết vấn đề đặt ra. Bên cạnh đó, giáo dục STEM khuyến khích phong cách học tập sáng tạo. Người học không chỉ tiếp thu các kiến thức nền tảng, nguyên lý mà sẽ tích hợp chúng vào trong thực tế.

OFFICIAL

Bước 1: Lựa chọn chủ đề bài học

Bước 2: Xác định vấn đề cần giải quyết

Bước 3: Xây dựng tiêu chí của thiết bị/giải pháp giải quyết vấn đề

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

Hoạt động 1: Xác định vấn đề

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

Hoạt động 3: Lựa chọn giải pháp

Hoạt động 4: Chế tạo mẫu, thử nghiệm và đánh giá

II. THIẾT KẾ MỘT SỐ HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC THEO ĐỊNH HƯỚNG GIÁO DỤC STEM 2.1. Quy trình thiết kế chủ đề giáo dục STEM trong dạy học 2.2. Hệ thống chuẩn kiến thức, kĩ năng cần đạt và NL hướng tới để dạy chương “Dòng điện xoay chiều”

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

CHỦ ĐỀ MỨC ĐỘ CẦN ĐẠT

1. Về kiến thức:

- Viết được biểu thức của dòng điện và điện áp xoay chiều tức thời - Phát biểu được định nghĩa và viết được biểu thức tính giá trị hiệu dụng của cường độ dòng điện và điện áp xoay chiều.

Chương 3: Dòng điện xoay chiều

- Viết được công thức tính cảm kháng, dung kháng, tổng trở, công suất điện và tính hệ số công suất của đoạn mạch có RLC nối tiếp và đơn vị đo của các đại lượng này.

- Viết được hệ thức của định luật ôm đối với đoạn mạch RLC nối tiếp (đối với giá trị hiệu dụng và độ lệch pha)

- Giải thích được tại sao phải tăng hệ số công suất nơi tiêu thụ điện.

- Trình bày được những đặc điểm của đoạn mạch RLC nối tiếp khi

xảy ra hiện tượng cộng hưởng.

“Vận dụng dạy học theo định hướng giáo dục STEM chương Dòng điện xoay chiều Vật lý 12 – THPT”

2. Về kĩ năng:

- Vẽ được giản đồ Fre-nen cho đoạn mạch RLC nối tiếp.

- Giải thích được nguyên tắc hoạt động của máy phát điện xoay chiều ba pha và máy biến áp.

3. Về thái độ:

- Vận dụng kiến thức để giải thích các hiện tượng trong thực tế và thực tiễn sản xuất.

- Nghiêm chỉnh thực hiện các biện pháp bảo vệ an toàn điện trong sử dụng và sửa chữa điện. Có ý thức tiết kiệm điện năng khi sử dụng đồ điện.

4. Các NL chính cần hướng tới: Các NL mà HS trong quá trình khám phá tri thức và vận dụng vào giải quyết các vấn đề thực tiễn, tạo ra các sản phẩmcó giátrị thực tế:

- NL tựhọc, NLgiảiquyếtvấnđề

- NL sáng tạo, NL hợptác

- NL sử dụng công nghệ thông tin và truyền thông

2.3. Phân tích nội dung và cấu trúc chương “Dòng điện xoay chiều”

Nội dung kiến thức chương “Dòng điện xoay chiều” được biên soạn theo hướng tiếp cận hệ thống và phát huy tính tích cực của HS. Cụ thể là ở mỗi bài đều có lệnh để GV tổ chức hoạt động cho HS, nhằm giúp HS có thể tự mình tìm ra nội dung kiến thức của bài học. Các nội dung của chương được xây dựng theo hệ thống, chủ yếu đề cập đến mối liên hệ giữa các đại lượng dòng điện, điện áp xoay chiều và các giá trị hiệu dụng, cực đại, tức thời của các đại lượng đó. Trong chương cũng nói đến các loại máy điện, động cơ điện và các ứng dụng của động cơ điện, máy phát điện xoay chiều… Có thể hình dung nội dung kiến thức của chương theo sơ đồ sau:

“Vận dụng dạy học theo định hướng giáo dục STEM chương Dòng điện xoay chiều Vật lý 12 – THPT” 2.4. Những nội dung của chương “Dòng điện xoay chiều” có thể thiết kế các hoạt động dạy học tích hợp STEM TT Chủ đề thực tiễn Kiến thức kĩ năng môn Vật lý có liên quan 1 Máy biến áp và ứng dụng của máy biến áp

Bài 16: Truyền tải điện năng, máy biến áp – Vật lý 12

“Vận dụng dạy học theo định hướng giáo dục STEM chương Dòng điện xoay chiều Vật lý 12 – THPT”

2.5. Một số hoạt động dạy học chương “Dòng điện xoay chiều” theo định hướng giáo dục STEM.

2.5.1. Chủ đề 1: THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÔ HÌNH MÁY PHÁT ĐIỆN CHẠY BẰNG SỨC GIÓ

2.5.1.1. Kế hoạch bài học STEM 2.5.1.1.1. Tên chủ đề: THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÔ HÌNH MÁY PHÁT ĐIỆN CHẠY BẰNG SỨC GIÓ 2.5.1.1.2. Mô tả chủ đề - Kiến thức liên quan: + Vật lý: Hiện tượng cảm ứng điện từ (vật lý 11), Máy phát điện xoay chiều (Bài 17, Vật lý 12) + Công nghệ: Bản vẽ chi tiết, vật liệu kĩ thuật điện + Kĩ thuật: Thiết kế mô hình sản phẩm nhỏ gọn và vận hành thành công

+ Toán học: Tính toán số liệu

- Thời gian thực hiện: 2 tuần, bao gồm 2 tiết trên lớp (1 tiết chính + 1 tiết tự chọn theo PPCT) và thời gian thực hiện ngoài lớp.

- Lý do chọn chủ đề: Hiện nay nguồn điện sử dụng sinh hoạt vẫn còn thiếu. Nhất là ở những nơi vùng sâu vùng xa, một số nơi còn chưa có điện lưới để phục vụ sinh hoạt. Để phục vụ cho nhu cầu thắp sáng khi không có điện lưới trong một số trường hợp sử dụng với quy mô nhỏ thì cần một máy phát điện có thể vận hành được tại chỗ nhờ sức nước chảy hoặc sức gió. Vì vậy, việc thiết kế cho mình một máy phát điện cũng phần nào hiểu rõ hơn sự cần thiết của điện tiêu thụ và định hướng cho nghề nghiệp sau khi ra trường của các em. 2.5.1.1.3. Mục tiêu * Kiến thức STEM trong chủ đề - Khoa học (S): Cách tạo ra mô hình sản phẩm nhỏ gọn và vận hành chúng thành công dựa theo hiện tượng cảm ứng điện từ. - Công nghệ (T): Thiết kế bản vẽ kĩ thuật, biết sử dụng các dụng cụ - Kĩ thuật (E): Quy trình lắp rắp mô hình máy phát điện. - Toán học (M): Tính toán đo đạc chính xác, dự trù kinh phí hợp lí. * Kĩ năng - Tính toán, vẽ được bản thiết kế mô hình. - Rèn luyện kĩ năng tư duy sáng tạo, xử lý và giải quyết tình huống thực tế. - Rèn luyện các kĩ năng nghiên cứu khoa học: kỹ năng đặt câu hỏi, xây dựng

“Vận dụng dạy học theo định hướng giáo dục STEM chương Dòng điện xoay chiều Vật lý 12 – THPT”

giả thuyết, xác định phương pháp thực hiện, quan sát hệ thống trong thực tế.

- Rèn luyện kĩ năng giải thích và kết luận.

* Thái độ

- Nghiêm túc, chủ động, tích cực tham gia các hoạt động học.

- Yêu thích sự khám phá, tìm tòi và vận dụng các kiến thức học được.

- Có tinh thần trách nhiệm, hòa đồng, giúp đỡ nhau trong nhóm, lớp.

- Có ý thức tuân thủ các tiêu chuẩn kĩ thuật và giữ gìn vệ sinh chung

- Rèn luyện tư duy nghiên cứu khoa.

- Xây dựng được các thói quen tốt trong học tập và trong đời sống.

* Định hướng phát triển về NL

- Phát triển NL tự học, giải quyết vấn đề

- Phát triển NL làm việc nhóm

- Phát triển NL tính toán

- Phát triển NL tìm kiếm thông tin…

2.5.1.1.4. Chuẩn bị các thiết bị

- Các thiết bị dạy học: mẫu bản kế hoạch, …

- Nguyên vật liệu và dụng cụ để chế tạo máy phát điện chạy bằng sức gió: Dây đồng, cánh quạt, nam châm, dây dẫn, thước kẻ, bút,… 2.5.1.1.5. Tiến trình dạy học Hoạt động 1: XÁC ĐỊNH VẤN ĐỀ (Xác định yêu cầu thiết kế và chế tạo mô hình máy phát điện chạy bằng sức gió) a) Mục đích của hoạt động - Tạo hứng thú trong việc áp dụng kiến thức liên môn đã học vào việc chế tạo

c nguyên lí hoạt động của máy phát điện

Xác định được nhiệm vụ của dự án b) Nội dung hoạt động - Mỗi nhóm HS (4 nhóm) thiết kế một mô hình máy phát điện đơn giản bằng cách sử dụng các dụng cụ, thiết bị cơ bản sau đây: Dây đồng, cánh quạt, nam châm vĩnh cửu… - Phân công nhiệm vụ trong nhóm (nhóm trưởng phân công):

Số

TT Vai trò Số lượng

1 Nhóm trưởng 1

2 Thư kí 1

3

Chuyên gia lí thuyết 3

4

Chuyên gia kĩ thuật 5

Nhiệm vụ chính

- Lên chi tiết kế hoạch thực hiện và đôn đốc các thành viên trong nhóm hoàn thành đúng kế hoạch của nhóm mình.

- Liên hệ với GV mỗi ngày để thông báo tiến độ làm việc của nhóm

- Cùng các thàn viên trong nhóm tổng kết kiến thức đã tìm hiểu, hoàn thành thông báo kiến thức.

- Đánh giá tính tích cực và tự lực của các thành viên trong nhóm thông qua “Phiếu đánh giá đồng đẳng”

- Cùng với các thành viên trong nhóm tổng kết kiến thức đã tìm hiểu, hoàn thành thông báo kiến thức của nhóm mình

- Viết báo cáo nhóm

- Tìm hiểu về lịch sử ra đời, những kiến thức lí thuyết và ứng dụng của “Dòng điện xoay chiều” nói chung và máy phát điện nói riêng.

- Viết báo cáo về nội dung đã tìm hiểu được.

- Tìm hiểu những ứng dụng của máy phát điện và ứng dụng để chế tạo ra mô hình máy phát điện trong thực tế.

- Thiết kế và chế tạo được mô hình máy phát điện chạy bằng sức gió.

TT Nội dung Sản phẩm cần đạt Ghi chú

1 - Nhận nhiệm vụ - Thống nhất tiến trình và tiêu chí đánh giá

2 - Tìm hiểu kiến thức, kĩ năng liên quan

- Bảng kế hoạch dự án và tiêu chí đánh giá

- Bài trình chiếu kiến thức nền

3 - Báo cáo kiến thức, kĩ năng liên quan - Bản phương án thiết kế

- Học tại lớp

- HS làm việc theo nhóm ngoài giờ học

- HS báo cáo tại lớp

4 - Lập phương án thiết kế - Sản phẩm mẫu - HS làm việc theo nhóm ngoài giờ học

5 - Trình bày phương án thiết kế - Bản báo cáo kết quả sản phẩm - HS báo cáo tại lớp

6 - Làm sản phẩm theo phương án thiết kế - HS làm việc theo nhóm ngoài giờ học

7 - Báo cáo sản phẩm - HS báo cáo tại lớp - GV và HS thống nhất với bản tiêu chí đánh giá: Tiêu chí Điểm tối đa Điểm do GV đánh giá Máy phát điện vận hành thành công 5 Máy phát điện hoạt động ổn định 2

“Vận dụng dạy học theo định hướng giáo dục STEM chương Dòng điện xoay chiều Vật lý 12 – THPT”

b) Nội dung hoạt động:

- HS tìm hiểu các kiến thức liên quan:

+ Vật lý: Hiện tượng cảm ứng điện từ (vật lý 11), Máy phát điện xoay chiều (Bài 17, Vật lý 12)

+ Công nghệ: Bản vẽ chi tiết, vật liệu kĩ thuật điện

+ Kĩ thuật: Thiết kế mô hình sản phẩm nhỏ gọn và vận hành thành công

+ Toán học: Tính toán số liệu

- HS nghiên cứu SGK và tài liệu tham khảo về kiến thức trọng tâm là cơ chế hoạt động của máy phát điện dựa theo nguyên lý hoạt động của hiện tượng cảm ứng điện từ.

- HS thảo luận, phân tích vật liệu tìm được; phương án gia công, lắp đặt thiết bị, ghi chép mô tả hoặc tranh ảnh, hình vẽ.

- Thống nhất chọn giải pháp, mô hình tốt nhất có thể

c) Sản phẩm dự kiến của HS:

- Sơ đồ nguyên lý hoạt động của máy phát điện

- Chi tiết một số mô hình sản phẩm dự kiến t cho các câu h

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

d) Cách thức tổ chức:

- GV giao nhiệm vụ cho HS

- HS thực hiện nhiệm vụ theo nhóm:

Tự đọc và nghiên cứu qua các kênh thông tin, đề xuất và thảo luận các ý tưởng ban đầu, thống nhất một phương án thiết kế tốt nhất; Xây dựng và hoàn thiện bản thiết kế

Lựa chọn hình thức và chuẩn bị nội dung báo cáo.

- GV hỗ trợ HS khi cần thiết. GV tiến hành giao dự án cho 4 nhóm, 4 nhóm thực hiện dự án cụ thể như sau: Nhiệm vụ cần thực hiện Câu hỏi định hướng và yêu cầu

- Thiết kế mô hình máy phát điện chạy bằng sức gió.

- Nêu được cách thực hiện và đề xuất đầu ra cho các sản phẩm ứng dụng mô hình máy phát điện chạy bằng sức gió. Yêu cầu: - Hệ thống phải có tính đơn giản, nhỏ gọn, đẹp, mô hình phải hoạt động theo

Tìm hiểu về mô hình với máy phát điện chạy bằng sức gió.

- Nhóm đã sử dụng mẫu thiết kế khung dây, giá đỡ như thế nào? Giải thích?

- Các em đã sử dụng dây kim loại nào để quấn khung dây? Tại sao các em lại chọn loại dây đó?

“Vận dụng dạy học theo định hướng giáo dục STEM chương Dòng điện xoay chiều Vật lý 12 – THPT”

hiện tượng cảm ứng điện từ.

- Sử dụng các thiết bị và các linh kiện điện tử lắp mạch đơn giản, vật liệu an toàn về điện.

- Đề cao tính sáng tạo của từng nhóm

- Khung dây quấn bao nhiêu vòng? Tại sao? - Vật liệu nào làm giá đỡ (gỗ, nhựa hay kim loại…)

Hoạt động 3. LỰA CHỌN GIẢI PHÁP (Trình bày bản thiết kế)

a) Mục đích của hoạt động

- Chọn được giải pháp tốt nhất để làm mô hình sản phẩm có thể vận hành tốt nhất, hiệu quả nhất của nhóm.

- Có được bảng chi phí hiệu quả nhất, tiết kiệm nhất.

b) Nội dung của hoạt động

- Các nhóm thống nhất lựa chọn một mô hình đại diện cho nhóm - Các nhóm hoàn thành bảng chi phí vật liệu, dự kiến như sau: Nguyên vật liệu Địa chỉ tìm kiếm Giá thiết bị Số lượng Thành tiền

Dây kim loại Cửa hàng điện dân dụng 40.000 - 120.000 100 – 300g

Phòng thí nghiệm (hoặc cửa hàng điện dân dụng…) 2 cái Cánh quạt Tự thiết kế 1 cái Giá đỡ Tự tìm kiếm 1 cái Bóng đèn led Phòng thí nghiệm 1 cái

Nam châm vĩnh cửu

Mô hình và kết quả vận hành.

Bảng chi phí tổng thể.

Cách thức tổ chức

GV đưa ra yêu cầu về: Cách trình bày, thời gian trình bày, thảo luận

GV điều hành, nhận xét, góp ý và hỗ trợ HS.

Hoạt động 4. CHẾ TẠO MẪU THỬ NGHIỆM VÀ ĐÁNH GIÁ (Chế tạo và thử nghiệm mô hình máy phát điện chạy bằng sức gió)

a) Mục đích của hoạt động

- HS dựa vào bản thiết kế đã lựa chọn để chế tạo mô hình máy phát điện chạy bằng sức gió, đảm bảo các yêu cầu đặt ra. - HS thử nghiệm, đánh giá sản phẩm và điều chỉnh nếu cần.

dung hoạt động

chế

Tốc độ quay của cánh quạt

Độ sáng của đèn

Độ nóng của vòng dây

Tiếng ồn máy phát

- Nhóm trưởng cho cả nhóm quan sát, đánh giá và nhận xét trên phiếu - GV quan sát, hộ trợ nếu cần

Hoạt động 5. CHIA SẺ, THẢO LUẬN, ĐIỀU CHỈNH (Trình bày sản phẩm mô hình máy phát điện chạy bằng sức gió)

a) Mục đích của hoạt động

- Rèn luyện cho HS các kĩ năng: Thuyết trình, thảo luận, chia sẻ, phản biện

b) Nội dung hoạt động

- Các nhóm trình diễn sản phẩm trước lớp.

- Đánh giá sản phẩm dựa trên các tiêu chí đã đề ra

- Chia sẻ, thảo luận điều chỉnh, hoàn thiện sản phẩm.

Các nhóm tự đánh giá kết quả nhóm mình và tiếp thu các góp ý, nhận xét từ GV và các nhóm khác.

Sau khi chia sẻ và thảo luận, đề xuất các phương án điều chỉnh sản phẩm.

Chia sẻ các khó khăn, các kiến thức và kinh nghiệm rút ra qua quá trình thực hiện nhiệm vụ thiết kế mô hình.

Có trách nhiệm Tổng điểm (Mỗi tiêu chí 1đ, trong đó tiêu chí 1,2,7 là 2đ. Điểm tối đa là 10đ) - Điểm của mỗi HS bao gồm điểm đánh giá của bạn và điểm sản phẩm HS làm được 2.5.1.3. Nhận xét, đánh giá của GV Các nhóm đã hoàn thành nhiệm vụ được giao, có sản phẩm để báo cáo và thuyết trình.

Nhóm Ưu điểm Hạn chế Điểm đánh giá

Nhóm 1 (Lớp 12A5)

Nhóm 2 (Lớp 12A5)

Nhóm 3 (Lớp 12A5)

- Mô hình đẹp, chắc chắn, nhìn tổng thể có tính thẩm mỹ

- Động cơ chạy êm, có tính sáng tạo

- Máy phát điện tốt, độ sáng của đèn tốt, không tạo ra tiếng ồn. - Nhóm hoạt động tích cực.

- Có ý tưởng sáng tạo - Giá đỡ yếu - Các thành viên trong nhóm hoạt động tích cực

- Chưa có công tắc tự ngắt 9 điểm

- Tính thẩm mỹ chưa cao 8 điểm

- Cách bố trí chưa đẹp. 8 điểm

Nhóm 4 (Lớp 12A5)

Nhóm 1 (Lớp 12A2)

“Vận dụng dạy học theo định hướng giáo dục STEM chương Dòng điện xoay chiều Vật lý 12 – THPT”

- Chuẩn bị tốt - Mô hình chắc chắn - Máy phát điện tốt, không tạo ra tiếng ồn

- Mô hình chắc chắn, đúng khoa học - Vật liệu tái chế hoàn toàn - Video quay chuẩn

Nhóm 2 (Lớp 12A2)

- Vật liệu hoàn toàn tái chế - Đúng chuẩn với mô hình máy phát điện - Nhóm hoạt động tích cực, video cho sản phẩm tốt

Nhóm 3 (Lớp 12A2)

- Mô hình khá đẹp - Đảm bảo tính chắc chắn

- Mô hình khá đẹp, chắc chắn

Nhóm 4 (Lớp 12A2)

2.5.1.4. Kiểm tra kiến thức vận dụng

- Không có công tắc điện 8,5 điểm

- Cánh quạt chưa được đẹp 9 điểm

- Giá đỡ quá nhỏ 9,5 điểm

OFFICIAL

- Tuy nhiên dây đồng quấn xấu - Không có công tắc điều chỉnh cách quạt

- Chưa chuẩn với mô hình đựt ra - Chưa thể hiện sự phát điện rõ

- Kiểm tra kiến thức HS nắm được thông qua các bài đã học trên lớp.

- Kiểm tra kĩ năng thực hành, trải nghiệm của HS.

7 điểm

7 điểm

Kết quả bài kiểm tra được tổng hợp ở phần thực nghiệm với mục đích đánh

“Vận dụng dạy học theo định hướng giáo dục STEM chương Dòng điện xoay chiều Vật lý 12 – THPT”

A. Phần cảm. B. Phần ứng. C. Rôto. D. Stato

Câu 4. Ở máy phát điện xoay chiều 1 pha phần quay gọi là:

A. Phần ứng. B. Phần cảm. C. Rôto. D. Stato

Câu 5. Phần cảm của 1 máy phát điện xoay chiều có p cặp cực, quay với tốc độ n vòng/giây. Tần số của suất điện động xoay chiều mà máy tạo ra là A. . B. . C. . D. Câu 6. Rôto của 1 máy phát điện xoay chiều có 5 cặp cực, quay với tốc độ 720 vòng/phút. Tần số của suất điện động là

A. 50Hz. B. 100Hz. C. 60Hz. D. 120Hz

Câu 7. Rôto của máy phát điện xoay chiều có 5 cặp cực, tần số của dòng điện phát ra là 50Hz. Tốc độ quay của Rôto là

OFFICIAL

A. 120 vòng/s. B. 10 vòng/s. C. 20 vòng/s. D. 24 vòng/s

Câu 8. Hai máy phat điện xoay chiều 1 pha: Máy thứ nhất có 2 cặp cực, rôto quay với tốc độ 1600 vòng/phút, máy thứ 2 có 4 cặp cực. Để tần số do 2 máy phát ra như nhau thì rôto máy thứ 2 quay với tốc độ là bao nhiêu?

A. 800 vòng/phút. B. 400 vòng/phút. C. 3200 vòng/phút. D. 1600 vòng/phút

Câu 9. Một máy phát điện xoay chiều 1 pha, phần cảm là nam châm điện có cặp cực từ là n. Khi rôto quay với tốc độ 600 vòng/phút thì máy tạo ra suất điện động . Số cặp cực từ là

A. 4. B. 10. C. 5. D. 8

Câu 10. Bằng đường dây truyền tải 1 pha, điện năng từ 1 nhà máy phát điện nhỏ được đưa đến xã Thăng Long gồm các hộ dân sử dụng điện. Các kĩ sư của Điện lực Đông Hưng tính toán được rằng: nếu tăng điện áp truyền từ U lên 2U thì số hộ dân được nhà máy cung cấp đủ điện năng tăng từ 36 lên 144. Biết rằng chỉ có hao phí trên đường dây là đáng kể, các hộ dân tiêu thụ điện năng như nhau. Điện áp truyền đi là 3U, nhà máy này cung cấp đủ điện cho A. 164 hộ dân. B. 252 hộ dân. C. 189 hộ dân. D. 324 hộ dân ĐÁP ÁN

“Vận d

ng d

h

theo định hướng giáo d

c STEM chương Dòng điện xoay chiều Vật lý 12 – THPT” 2.5.2. Chủ đề 2: CHẾ TẠO MÔ HÌNH ĐỘNG CƠ ĐIỆN VÀ CÁC ỨNG DỤNG CỦA ĐỘNG CƠ ĐIỆN ĐƠN GIẢN TRONG ĐỜI SỐNG 2.5.2.1. Kế hoạch bài học STEM 2.5.2.1.1. Tên chủ đề: CHẾ TẠO MÔ HÌNH ĐỘNG CƠ ĐIỆN VÀ CÁC ỨNG DỤNG CỦA ĐỘNG CƠ ĐIỆN ĐƠN GIẢN TRONG ĐỜI SỐNG 2.5.2.1.2. Mô tả chủ đề - Phạm vi kiến thức: Kiến thức về vai trò của động cơ điện và các ứng dụng của động cơ điện trong đời sống (Bài 18, vật lý 12); Động cơ không đồng bộ 3 pha (Bài 26, công nghệ 12) để thiết kế và chế tạo động cơ điện và các sản phẩm có ứng dụng của động cơ điện (quạt cầm tay mini, quạt gió, máy đánh trứng, máy khoan mini…). Sau khi hoàn thành, HS có thể vào thực tiễn đời sống (làm mát, sử dụng trong gia đình, trong công nghiệp …)

- Thời gian thực hiện: 2 tuần, bao gồm 2 tiết trên lớp (1 tiết chính + 1 tiết tự chọn theo PPCT) và thời gian thực hiện ngoài lớp.

- Lý do chọn chủ đề: Trong đời sống, các sản phẩm là ứng dụng của động cơ điện để phục vụ sinh hoạt gia đình chiếm một số lượng không nhỏ như quạt mát, máy hút bụi, máy khoan, máy cắt…Tuy nhiên, việc trang bị đầy đủ các dụng cụ, máy móc không phải gia đình nào cũng có đầy đủ điều kiện về tài chính, đặc biệt là HS trong các gia đình công nhân, lao động hoặc sinh viên. Vì vậy, tự tạo ra cho mình một số sản phẩm đơn giản từ động cơ điện từ các vật liệu dễ kiếm, rẻ tiền không những góp phần giải quyết các vấn đề trên mà còn tạo điều kiện cho HS phát triển được các năng lực của bản thân.

2.5.2.1.3. Mục tiêu

* Kiến thức STEM trong chủ đề

- Khoa học (S): Cách tạo ra các sản phẩm và vận hành chúng dựa theo hiện tượng cảm ứng điện từ.

- Công nghệ T): Thiết kế bản vẽ kĩ thuật, biết sử dụng các dụng cụ như mỏ hàn, đèn led...

- Kĩ thuật (E): Quy trình lắp rắp mô hình các loại máy móc

- Toán học (M): Tính toán đo đạc chính xác các chi tiết của sản phẩm, dự trù kinh phí hợp lí. * Kĩ năng - Tính toán, vẽ được bản thiết kế mô hình.

- Rèn luyện kĩ năng tư duy sáng tạo, xử lý và giải quyết tình huống thực tế. - Rèn luyện các kĩ năng nghiên cứu khoa học: kỹ năng đặt câu hỏi, xây dựng giả thuyết, xác định phương pháp thực hiện, quan sát hệ thống trong thực tế.

“Vận dụng dạy học theo định hướng giáo dục STEM chương Dòng điện xoay chiều Vật lý 12 – THPT”

- Rèn luyện kĩ năng giải thích và kết luận.

* Thái độ

- Nghiêm túc, chủ động, tích cực tham gia các hoạt động học.

- Yêu thích sự khám phá, tìm tòi và vận dụng các kiến thức học được.

- Có tinh thần trách nhiệm, hòa đồng, giúp đỡ nhau trong nhóm, lớp.

- Có ý thức tuân thủ các tiêu chuẩn kĩ thuật và giữ gìn vệ sinh chung.

- Rèn luyện tư duy nghiên cứu khoa.

- Xây dựng được các thói quen tốt trong học tập và trong đời sống.

* Định hướng phát triển về NL

- Phát triển NL tự học, giải quyết vấn đề

- Phát triển NL làm việc nhóm

- Phát triển NL tính toán

- Phát triển NL tìm kiếm thông tin…

2.5.2.1.4. Chuẩn bị các thiết bị

OFFICIAL

- GV cho HS đăng ký thành viên tham gia, phân chia nhóm cụ thể (4 nhóm)

- Lên kế hoạch tổ chức: GV yêu cầu HS các nhóm cùng thực hiện 4 dự án (tương ứng với 4 sản phẩm)

- Các nhóm thực hiện dự án (1 tuần làm việc và chuẩn bị sản phẩm ở nhà) như sau:

Tên sản phẩm Vật liệu chuẩn bị

Sản phẩm 1: Động cơ điện đơn giản

Các sản phẩm khi hoàn thành

01 pin con thỏ nhỏ, các mảnh nhựa làm đế, 1 cuộn dây đồng, 1 số nam châm tròn, keo dán, giấy nhám, dây điện Sản phẩm 2: Quạt cầm tay mini

01 mô-tơ chạy pin, 01 công tắc điện mini, 01 đoạn gỗ hoặc ống nhựa, 01 pin vuông 9V, cánh quạt…

Sản phẩm 3:

Máy đánh trứng

01 mô-tơ 9V, 01 pin 9V, 01 công tắc, 01 biến trở xoay, 10cm dây điện đôi, que đè lưỡi, súng bắn keo…

Sản phẩm 4:

Máy khoan cầm tay

Pin, Mô-tơ giảm tốc, công tắc nhấn, miếng sắt tròn, ống trụ sát, mũi khoan, dây điện đôi, ốc vít… 2.5.2.1.5. Tiến trình dạy học Hoạt động 1: XÁC ĐỊNH VẤN ĐỀ (Xác định yêu cầu chế tạo mô hình động cơ điện và các ứng dụng đơn giản)

a) Mục đích của hoạt động

- Nêu được nguyên lí hoạt động của động cơ điện đơn giản và ứng dụng động cơ điện đơn giản để tạo ra các sản phẩm trong đời sống như: quạt cầm tay mini, quạt gió, máy đánh trứng, máy khoan cầm tay…

- Xác định được nhiệm vụ của các dự án là chế tạo mô hình ứng dụng động cơ điện đơn giản với các yêu cầu sau:

+ Mô hình phải có hình thức đẹp, an toàn, thuận tiện cho việc sửa chữa và di chuyển

+ Có thể điều chỉnh được tốc độ gió của cánh quạt

+ Động cơ chạy mạnh mẽ, tiếng ồn giảm thiểu ở mức nhỏ nhất khi hoạt động. + Sử dụng các thiết bị và linh kiện lắp đặt đơn giản, các vậ

“Vận dụng dạy học theo định hướng giáo dục STEM chương Dòng điện xoay chiều Vật lý 12 – THPT”

đồng bộ ba pha (Bài 18, vật lý 12 và Bài 26, công nghệ 12)

- Tìm hiểu về động cơ điện đơn giản…

- Hãy chế tạo các mô hình với động cơ điện đơn giản.

Giải thích, tháo gỡ, thắc mắc cho học sinh

Giới thiệu tài liệu về kiến thức nền: SGK vật lý 12

c) Sản phẩm dự kiến của HS

mắc cần hỏi

Nêu câu hỏi về những thắc mắc, chưa rõ

Phân công nhiệm vụ tìm hiểu kiến thức nền

- Bảng tiêu chí đánh giá các mô hình động cơ điện đơn giản

Tập trung ở lớp

Tập trung ở lớp

- Bảng ghi nhận nhiệm vụ, kế hoạch dự án, phân công nhiệm vụ công việc.

d) Cách thức tổ chức

- GV tổ chức cho HS hoạt động theo nhóm dự án 12 – 15 người. Mỗi nhóm bầu nhóm trưởng, thư kí và đặt tên nhóm

- GV đặt vấn đề và giới thiệu dự án “Chế tạo mô hình động cơ điện và các ứng dụng của động cơ điện đơn giản trong đời sống”

- GV và HS thống nhất với kế hoạch của dự án:

TT Nội dung Sản phẩm cần đạt Ghi chú

1

- Nhận nhiệm vụ - Thống nhất tiến trình và tiêu chí đánh giá

- Bảng kế hoạch dự án và tiêu chí đánh giá

- Học tại lớp

2 - Tìm hiểu kiến thức, kĩ năng liên quan - Bài trình chiếu kiến thức nền - HS làm việc theo nhóm ngoài giờ học 3 - Báo cáo kiến thức, kĩ năng liên quan - Bản phương án thiết kế - HS báo cáo tại lớp

Sản phẩm mẫu - HS làm việc theo nhóm ngoài giờ học

theo nhóm ngoài giờ học

lớp

I PHÁP (Nghiên cứu kiến thức trọng tâm và xây dựng bản thiết kế)

a) Mục đích của hoạt động: - HS hình thành kiến thức về cơ chế hoạt động của động cơ điện đơn giản - Đề xuất giải pháp và xây dựng bản thiết kế mô hình với động cơ điện đơn giản

b) Nội dung hoạt động:

- HS nghiên cứu SGK và tài liệu tham khảo về kiến thức trọng tâm là cơ chế hoạt động của động cơ điện dựa theo nguyên lý hoạt động của hiện tượng cảm ứng điện từ, đồng thời nghiên cứu các mô hình chế tạo ứng dụng động cơ điện đơn giản trong thực tế như là quạt gió, quạt cầm tay mini, máy khoan cầm tay…

- HS thảo luận, phân tích vật liệu tìm được; phương án gia công, lắp đặt thiết bị, ghi chép mô tả hoặc tranh ảnh, hình vẽ.

- Thống nhất chọn giải pháp, mô hình tốt nhất có thể.

c) Sản phẩm dự kiến của HS:

- Bản thiết kế dự kiến

- Sơ đồ nguyên lý

- Bản ghi nhận ý kiến đóng góp, các câu hỏi và ý kiến phản biện của nhóm bạn d) Cách thức tổ chức:

- GV giao nhiệm vụ cho HS - HS thực hiện nhiệm vụ theo nhóm:

Tự đọc và nghiên cứu qua các kênh thông tin, đề xuất và thảo luận các ý tưởng ban đầu, thống nhất một phương án thiết kế tốt nhất; Xây dựng và hoàn thiện bản thiết kế.

Lựa chọn hình thức và chuẩn bị nội dung báo cáo.

- GV hỗ trợ HS khi cần thiết.

GV tiến hành giao dự án cho 4 nhóm, 4 nhóm thực hiện dự án cụ thể: Nhiệm vụ cần thực hiện Câu hỏi định hướng và yêu cầu

- Thiết kế mô hình động cơ điện và các ứng dụng của động cơ điện đơn giản trong đời sống. - Nêu được cách thực hiện và đề xuất đầu ra cho các sản phẩm ứng dụng mô hình động cơ điện đơn giản. Yêu cầu: - Hệ thống phải có tính đơn giản, nhỏ gọn, đẹp, số chỉ của pin hoặc ăc quy phải đủ lớn để tạo thành dòng điện cung cấp cho động cơ điện hoạt động teo hiện tượng cảm ứng điện từ. - Đảm bảo được tiếng ồn ở mức nhỏ

Tìm hiểu về mô hình với động cơ điện đơn giản và ứng dụng để tạo các sản phẩm từ động cơ điện.

- Nhóm đã sử dụng mẫu thiết kế khung dây, giá đỡ, chỗ lắp pin hoặc ăc quy như thế nào? Giải thích?

- Nhóm đã sử dụng loại pin hoặc ăc quy nào? Bao nhiêu vôn? Dòng điện bao nhiêu am pe?

- Sử dụng vật liệu nào để làm giá đỡ (kim loại, gỗ, xốp…)

- Các mối khớp trục quay xử lý như thế nào để cánh quạt quay hiệu quả

“Vận dụng dạy học theo định hướng giáo dục STEM chương Dòng điện xoay chiều Vật lý 12 – THPT”

nhất khi động cơ hoạt động.

- Sử dụng các thiết bị và các linh kiện điện tử lắp mạch đơn giản, vật liệu an toàn về điện.

- Đề cao tính sáng tạo của từng nhóm

nhất? Điều khiển tốc độ quay như thế nào?

Hoạt động 3. LỰA CHỌN GIẢI PHÁP (Trình bày bản thiết kế)

a) Mục đích của hoạt động

- HS hoàn thiện bản thiết kế mô hình động cơ điện và 1 ứng dụng với động cơ điện đơn giản của nhóm

- Có được bảng chi phí hiệu quả nhất, tiết kiệm nhất.

b) Nội dung của hoạt động

- HS trình bày, giải thích và bảo vệ bản thiết kế theo các tiêu chí đề ra. Thảo luận, phản biện các ý kiến về bản thiết kế; tiếp thu và điều chỉnh bản thiết kế nếu cần.

- Phân công công việc, lên kế hoạch thiết kế.

- Hoàn thành bảng chi phí vật liệu, dự kiến như sau: Nguyên vật liệu Địa chỉ tìm kiếm Giá thành (VN đồng) Số lượng

Dây kim loại (dây đồng, đường kính 0,3mm)

Phòng thí nghiệm, cửa hàng… 40K -> 120K 100g> 300g

Pin hoặc Ăc quy 12V (9V) Cửa hàng điện dân dụng 01 cái Mô tơ Cửa hàng điện dân dụng hoặc tự tìm kiếm. 01 cái

Cánh quạt Cửa hàng điện dân dụng 01 cái

Dây nối

Phòng thí nghiệm 2 cái Công tắc Cửa hàng điện dân dụng 1 cái

Giá đỡ (gỗ, xốp, kim loại…) Cửa hàng kinh doanh 1 cái

Nam châm vĩnh cửu Cửa hàng điện dân dụng 1 cái

Các nguyên vật liệu khác…

“Vận dụng dạy học theo định hướng giáo dục STEM chương Dòng điện xoay chiều Vật lý 12 – THPT”

c) Sản phẩm dự kiến của HS:

- Bản thiết kế mô hình với động cơ điện đơn giản.

- Bảng chi phí tổng thể.

d) Cách thức tổ chức

- GV đưa ra yêu cầu về: Cách trình bày, thời gian trình bày, thảo luận

- GV điều hành, nhận xét, góp ý và hỗ trợ HS.

Hoạt động 4. CHẾ TẠO MẪU THỬ NGHIỆM VÀ ĐÁNH GIÁ (Chế tạo và thử nghiệm mô hình chế tạo động cơ điện và các ứng dụng đơn giản)

a) Mục đích của hoạt động

- HS dựa vào bản thiết kế đã lựa chọn để chế tạo động cơ điện và 1 số ứng dụng với động cơ điện đơn giản, đảm bảo các yêu cầu đặt ra.

- HS thử nghiệm, đánh giá sản phẩm và điều chỉnh nếu cần.

b) Nội dung hoạt động

- HS chế tạo các mô hình với động cơ điện đơn giản (quạt gió, quạt cầm tay mini, máy khoan cầm tay…) theo nhóm ngoài giờ học

- GV theo dõi, tư vấn và hỗ trợ HS

c) Sản phẩm dự kiến của HS

- Bản thiết kế sản phẩm - Bản phân công nhiệm vụ - Ảnh và phim giới thiệu sản phẩm - Sản phẩm chế tạo d) Cách thức tổ chức: Hoạt động theo nhóm ngoài giờ lên lớp. Hoạt động 5. CHIA SẺ, THẢO LUẬN, ĐIỀU CHỈNH (Trình bày sản phẩm mô hình động cơ điện và các ứng dụng đơn giản) a) Mục đích của hoạt động Các nhóm HS giới thiệu mô hình trước lớp, chia sẻ về kết quả thử nghiệm, thảo luận và định hướng cải tiến sản phầm.

b) Nội dung hoạt động

- Các nhóm trình diễn sản phẩm trước lớp.

- Đánh giá sản phẩm dựa trên các tiêu chí đã đề ra

- Chia sẻ, thảo luận điều chỉnh, hoàn thiện sản phẩm.

“Vận dụng dạy học theo định hướng giáo dục STEM chương Dòng điện xoay chiều Vật lý 12 – THPT”

Các nhóm tự đánh giá kết quả nhóm mình và tiếp thu các góp ý, nhận xét từ GV và các nhóm khác.

Sau khi chia sẻ và thảo luận, đề xuất các phương án điều chỉnh sản phẩm.

Chia sẻ các khó khăn, các kiến thức và kinh nghiệm rút ra qua quá trình thực hiện nhiệm vụ thiết kế mô hình. c) Sản phẩm dự kiến của HS - Video, ảnh về quy trình tiến hành tạo sản phẩm - Sản phẩm thực d) Cách thức tổ chức: Tổ chức dạng trình chiếu

“Vận dụng dạy học theo định hướng giáo dục STEM chương Dòng điện xoay chiều Vật lý 12 – THPT”

2.5.2.2. Công cụ đánh giá

GV phát cho mỗi HS 1 phiếu đánh giá giữa các thành viên, nhóm trưởng tổng hợp lại kết quả (PHIẾU ĐÁNH GIÁ ĐỒNG ĐẲNG)

- Điểm của mỗi HS bao gồm điểm đánh giá của bạn và điểm sản phẩm HS làm được

2.5.2.3. Nhận xét, đánh giá của GV Các nhóm đã hoàn thành nhiệm vụ được giao, có sản phẩm để báo cáo và thuyết trình.

Nhóm Ưu điểm

Nhóm Thích sáng tạo

Nhóm Yêu kỹ thuật

- Làm việc khá là khoa học.

- Có sáng tạo cao.

- Có video đầy đủ, tinh thần làm việc nhóm cao

- Làm việc rất khoa học - Tính sáng tạo cao, công phu. - Có video đầy đủ, từ khâu tìm kiếm dụng đến hoàn thiện sản phẩm.

Hạn chế Điểm đánh giá

- Động cơ còn hơi ồn

8,5 điểm

- Mô hình đang hạn chế về kích thước quạt 9 điểm

Nhóm Thích vật lý yêu khoa học

- Có video đầy đủ - Hình thức đẹp - Khoan được sâu và động cơ êm

- Quá đơn giản - Thiếu tính sáng tạo 8 điểm

Nhóm

Thích khám phá

- Khá sáng tạo - Tinh thần hợp tác nhóm tốt.

2.5.2.4. Kiểm tra kiến thức vận dụng

Mục đích:

- Vẫn còn đơn giản

- Thiếu tính sáng tạo 8 điểm

- Kiểm tra kiến thức HS nắm được thông qua các bài đã học trên lớp.

- Kiểm tra kĩ năng thực hành, trải nghiệm của HS.

Kết quả bài kiểm tra được tổng hợp ở phần thực nghiệm với mục đích đánh giá chủ đề theo phương pháp dạy học STEM

“Vận dụng dạy học theo định hướng giáo dục STEM chương Dòng điện xoay chiều Vật lý 12 – THPT”

BÀI KIỂM TRA ĐÁNH GIÁ NL TRONG CHỦ ĐỀ 2

Câu 1. Chọn câu sai

A. Từ trường quay trong động cơ không được tạo ra bằng dòng điện 1 chiều

B. Động cơ không đồng bộ 3 pha có 2 bộ phận chính là stato và roto

C. Stato gồm các cuộn dây quấn trên các lõi thép bố trí trên 1 vành tròn có thể tác dụng tạo ra từ trường quay

D. Roto hình trụ có tác dụng như 1 cuộn dây quấn trên lõi thép

Câu 2. Một động cơ điện xoay chiều có điện trở dây cuốn là 32Ω , khi mắc vào mạch điện áp hiệu dụng 220V thì sản ra công suất 43W. Biết hệ số công suất là 0,9. Tính cường độ dòng điện chạy qua động cơ

A. 0,5A B. 0,25A C. 1A D. 2A

Câu 3. Một động cơ điện xoay chiều khi hoạt động bình thường với điện áp hiệu dụng 220 V thì sinh ra công suất cơ học là 170 W. Biết động cơ có hệ số công suất 0,85 và công suất tỏa nhiệt trên dây quấn động cơ là 17 W. Bỏ qua các hao phí khác, cường độ dòng điện cực đại qua động cơ là

A. 2 A. B. A. C. 1 A. D. A. Câu 4. Một động cơ điện xoay chiều hoạt động bình thường với điện áp hiệu dụng 220V, cường độ dòng điện hiệu dụng 0,5 A và hệ số công suất của động cơ là 0,8 . Biết rằng công suất hao phí của động cơ là 11 W. Hiệu suất của động cơ (tỉ số giữa công suất hữu ích và công suất tiêu thụ toàn phần) là

A. 80%. B. 90%. C. 92,5%. D. 87,5 %.

Câu 5. Một động cơ điện không đồng bộ sinh ra công cơ học gấp 80 lần nhiệt lượng tỏa ra trên máy. Hiệu suất của động cơ là A. 80%. B. 85%. C. 90%. D. 98,77%.

Câu 6. Một động cơ điện xoay chiều tiêu thụ công suất 15Kw và có hiệu suất 80%. Công suất cơ học do động cơ sinh ra trong 30 phút khi động cơ hoạt động là A. 2,16.103J. B. 4,32.103J. C. 2,16.106J. D. 4,32.106J

Câu 7. Một động cơ điện xoay chiều hoạt động bình thường với điện áp hiệu dụng bằng 200V và cường độ dòng điện hiệu dụng bằng 0,5A. Nếu công suất tỏa nhiệt trên dây quấn là 8W và hệ số công suất của động cơ là 0,8 thì hiệu suất động cơ là A. 86%. B. 90%. C. 75%. D. 80% Câu 8. Một động cơ điện xoay chiều hoạt động bình thường với điện áp hiệu dụng 220V, cường độ dòng điện hiệu dụng 0,5A và hệ số công suất của động cơ là

0,8. Biết rằng công suất hao phí của động cơ là 11W. Hiệu suất của động cơ (tỉ số giữa công có ích và công toàn phần) là

A. 80%. B. 90%. C. 92,5%. D. 87,5%

Câu 9. Khi mắc một động cơ điện xoay chiều có hệ số công suất vào mạch điện xoay chiều có điện áp hiệu dụng thì sinh ra một công suất cơ học Hiệu suất của động cơ . Điện trở thuần của động cơ là

A. 10  B.100  C. 90  D. 9  Câu 10. Cho mạch điện gồm một động cơ điện ghép nối tiếp với một tụ điện. Đặt vào 2 đầu mạch điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng , tần số không đổi thì hệ số công suất của mạch là 0,9. Động cơ hoạt động bình thường với hiệu suất 80%, hệ số công suất là 0,75. Động cơ có điện hoạt động . Cường độ dòng điện hiệu dụng của động cơ bằng A. 2,0A. B. 1,2A. C. 2,4A. D. 1,8A ĐÁP ÁN

Câu 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Đáp án A B D D D C B D A D III. HIỆU QUẢ CỦA SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM Tôi đã chọn các lớp có trình độ tương đương và tiến hành thực nghiệm ở trường THPT X với sự giúp đỡ nhiệt tình của các đồng nghiệp. Chúng tôi tiến hành ở lớp TN và lớp ĐC, cụ thể: CHỦ ĐỀ 1: + Lớp thực nghiệm: 12A2, 12A5, 12A3 ( năm học 2021 – 2022 ) + Lớp đối chứng: 12A4, 12D1, 12D4 (năm học 2021 - 2022) CHỦ ĐỀ 2: + Lớp thực nghiệm: 12A2, 12A5, 12A4 ( năm học 2021 - 2022) + Lớp đối chứng: 12A3, 12D1, 12D4 ( năm học 2021 - 2022) Thực nghiệm được tiến hành từ ngày 10/11/2021 đến 15/11/2021 tại trường

Trong học tập các em tỏ ra rất hào hứng, nhanh chóng biết hợp tác, xử lí công việc thông minh, linh hoạt, biết đặt các câu hỏi thể hiện trí tò mò của mình, biết quan sát và phát hiện ra các tình huống có vấn đề để tìm hiểu và tìm phương án xử lí tình huống.

Trong tiết học các em tỏ ra hào hứng và làm việc nhiều hơn, các em chủ động, sáng tạo hơn, giờ học diễn ra sôi nổi, hấp dẫn, lôi cuốn HS hơn, các em hiểu bài nhanh hơn.

Nhiều em học sinh ở các lớp thực nghiệm đã tìm ra nhiều tài liệu, nội dung phong phú và gắn liền với đời sống hàng ngày. Một số em HS có kĩ năng thông tin và xử lí tốt các tình huống đặt ra.

Qua các tiết dạy, tôi thấy khả năng vận dụng các vấn đề thực tiễn của các em ở lớp thực nghiệm tiến bộ rõ rệt, khả năng phối hợp của các em trong các hoạt động nhóm cũng hiệu quả hơn.

* Ở lớp đối chứng:

Trong tiết học, không khí học không lôi cuốn, hấp dẫn các em bằng ở tiết dạy của lớp thực nghiệm, các em tỏ ra khá thụ động khi liên hệ thực tiễn cũng như đề xuất phương án xử lí tình huống. .

Hầu hết các em còn có tâm lí nặng nề trong việc tiếp thu kiến thức mới và việc rèn luyện kĩ năng giải quyết vấn đề.

2. Kết quả định lượng Kết quả làm bài kiểm tra của học sinh lớp thực nghiệm và học sinh lớp đối chứng ở 3 lớp học của trường THPT X khảo sát được phân tích theo điểm số như sau:

“Vận dụng dạy học theo định hướng giáo dục STEM chương Dòng điện xoay chiều Vật lý 12 – THPT”

Từ biểu đồ khảo sát HS theo điểm số cho thấy rằng: Mục đích thực nghiệm đã được hoàn thành, tính khả thi và hiệu quả của phương pháp dạy học phần nào được được khẳng định. Đó là: Số điểm Khá – Giỏi và Trung bình của HS lớp TN cao hơn hẳn so với HS lớp ĐC, còn điểm Yếu – Kém của HS lớp TN lại thấp hơn nhiều so với HS lớp ĐC Lấy ngẫu nhiên 1 số bài của lớp đối chứng và lớp thực nghiệm để phân tích hiệu quả trước và sau tác động tôi thu được kết quả sau:

“Vận dụng dạy học theo định hướng giáo dục STEM chương Dòng điện xoay chiều Vật lý 12 – THPT”

- Trong bảng thực nghiệm cho thấy điểm kiểm tra của nhóm thực nghiệm có sự tăng đồng đều lên rất nhiều so với lớp đối chứng sau khi tác động chứng tỏ sự đồng đều hơn trong các bài kiểm tra đã có hiệu quả.

- Vậy kết quả về điểm trung bình và tỷ lệ đạt loại khá giỏi khi dạy bằng phương pháp mới áp dụng sẽ tốt hơn so với kết quả dạy bằng phương pháp cũ. Điều nàykhẳng định thêmsựtiến bộ tích cựcdo tácđộng mang lại.

Qua quá trình thực nghiệm cùng những kết quả rút ra sau thực nghiệm cho thấy: Mục đích thực nghiệm đã được hoàn thành, tính khả thi và hiệu quả của phương pháp dạy học phần nào được được khẳng định. Điều đó chứng tỏ trong dạy học nếu GV liên hệ thực tế thì sẽ làm cho HS thấy hứng thú và kích thích tư duy của các em. Đặc biệt việc áp dụng dạy học theo phương pháp tích hợp STEM là một trong những định hướng đổi mới phương pháp dạy học phát huy NL của HS. Đối với bộ môn vật lý là bộ môn khoa học thực tiễn thì lại càng cần thiết.

OFFICIAL

3. Ý kiến của các giáo viên khi tiến hành áp dụng phương pháp dạy học theo định hướng giáo dục STEM chương “Dòng điện xoay chiều”

Tôi tiến hành khảo sát đến các GV của trường THPT X đã tiến hành thực nghiệm về hiệu quả của việc áp dụng phương pháp dạy học trải nghiệm STEM. - Thầy Nguyễn Bá Tình, hiệu trưởng trường THPT X: Vận dụng dạy học STEM đã đem đến cho HS một phương pháp học tập mới lạ, giúp các em biết giá trị của sự nỗ lực sáng tạo, tìm tòi và vận dụng thực tế. Qua phương pháp dạy học này đã giúp GV năng động tìm được con đường giúp họ củng cố và nâng cao trình độ. Muốn hoàn thành một dự án tốt cần phải nỗ lực hết mình, GV phải nghĩ đó là mục tiêu ham thích tột độ của mình và phải lan truyền cảm hứng đó cho HS. - Thầy Vũ Văn Tân, Phó hiệu trưởng trường THPT X: Vận dụng dạy học STEM là một phương pháp hay, có thể lôi cuốn được tất cả các HS cùng tham gia vào các hoạt động cế tạo sản phẩm. Và kích thích được tính tò mò của HS khi tìm hiểu thực tế.

- Cô Nguyễn Thị Thu, Tổ trưởng tổ Tự nhiên trường THPT X: Phương pháp dạy học này tạo ra một sân chơi thú vị cho các em vừa học vừa chơi. Nếu có thể, nhà trường nên tạo điều kiện cho các em tham quan thực tế và tham gia những hoạt động xã hội khác. Điều này không những giúp các em nắm vững kiến thức hơn mà còn góp phần giáo dục con người tốt hơn. Tuy nhiên, trong điều kiện hiện nay hơi khó thực hiện, phải trang bị cho HS nhiều kĩ năng khác ngoài kiến thức chuyên môn, có thể tiến hành trong hoạt động ngoại khóa hoặc câu lạc bộ và cần được sự quan tâm từ gia đình và xã hội. - Thầy Vũ Duy Trung, GV trường THPT X: Đây là một phương pháp dạy học tích hợp nhiều kĩ năng, vận dụng kiến thức thực tiễn giúp các em phát triển toàn

“Vận dụng dạy học theo định hướng giáo dục STEM chương Dòng điện xoay chiều Vật lý 12 – THPT” diện. Tuy nhiên cần có kinh phí để tiến hành và cần sự quan tâm nỗ lực không chỉ của GV, nhà trường mà còn cần sự quan tâm của gia đình, xã hội.

4. Kết luận về thực nghiệm

Quá trình thực nghiệm cùng những kết quả rút ra sau thực nghiệm cho thấy mục đích thực nghiệm đã được hoàn thành, tính khả thi và hiệu quả của phương pháp dạy học phần nào được khẳng định. Phương pháp mới được sự quan tâm không chỉ riêng HS, GV mà cả những nhà quản lý giáo dục, xã hội.

OFFICIAL

Nếu trong quá trình dạy học vật lý, GV quan tâm, giúp HS liên hệ các kiến thức với thực tiễn, thì sẽ hình thành và rèn luyện ý thức học, vận dụng thực tiễn, tìm ra các biện pháp để giải quyết các vấn đề trong thực tiễn. Đồng thời góp phần quan trọng vào việc nâng cao hiệu quả dạy học môn vật lý và hoàn thành nhiệm vụ giáo dục toàn diện của trường THPT. Việc thực nghiệm và đánh giá các nội dung trên cũng phù hợp với hướng dẫn của BGD& ĐT trong công văn số 5555/BGDĐT – GDTrH ngày 8/10/2014 về các tiêu chí đánh giá bài học đang được thực hiện trong cả nước hiện nay. Thực nghiệm đã tiến hành và đánh giá ở các góc độ là tổ chức hoạt động cho HS và hoạt động của HS thể hiện qua các tiêu chí: Mức độ sinh động, hấp dẫn HS của phương pháp và hình thức chuyển giao nhiệm vụ học tập. Mức độ tích cực, chủ động, sáng tạo, hợp tác của HS trong việc thực hiện các nhiệm vụ học tập. Mức độ tham gia tích cực của HS trong trình bày, trao đổi, thảo luận về kết quả thực hiện nhiệm vụ học tập…

Phương pháp giảng dạy theo hướng dạy học tích hợp STEM là một trong những định hướng đổi mới quan trọng về phương pháp dạy học của Đảng, Nhà nước và của nghành giáo dục trong giai đoạn hiện nay. Đồng thời là sự kế thừa và phát huy những kinh nghiệm dạy học tiên tiến trên thế giới.

1. Kết luận Đề tài đã nghiên cứu cơ sở lí luận, cơ sở thực tiễn để xây dựng các hoạt động dạy học chủ đề tích hợp STEM trong chương “Dòng điện xoay chiều”, bao gồm các hoạt động được tổ chức ở trong lớp, ngoài lớp, trong trường, ngoài trường, ở nhà và cộng đồng. Bằng những quan sát trên thực tế, tôi thấy khi học chủ đề này theo hướng tích hợp STEM các em HS tích cực, chủ động, hứng thú trong việc tìm ra các tri thức; các em được quan sát, trải nghiệm thực tế nên hiểu bản chất, dễ nhớ và nhớ lâu, tăng khả năng vận dụng kiến thức vào thực tế cuộc sống… nâng cao ý thức, bồi dưỡng tâm hồn cho các em.

Và trong phạm vi đề tài này tôi cũng đã áp dụng ở lớp 12 tại trường THPT X, cụ thể: Lớp thực nghiệm 12A2, 12A3, 12A5 và lớp đối chứng 12D1, 12A4, 12D4 cho thấy tính khả thi của đề tài. Trong quá trình áp dụng tại cơ sở, tôi thấy các hoạt động dạy học mà tôi đưa ra là khả thi và hiệu quả, đi đúng hướng với mục tiêu đổi mới phương pháp giảng dạy hiện nay, chất lượng dạy và học trong trường được cải thiện rất nhiều. Phương pháp và hình thức tổ chức dạy học này không chỉ áp dụng được với chủ đề “Dòng điện xoay chiều” mà có thể áp dụng với nhiều chủ đề khác tùy vào khả năng vận dụng linh hoạt kiến thức ở lớp với những vấn đề thực tế. Vì vậy, tôi rất hy vọng đề tài của tôi được áp dụng rộng rãi trong quá trình dạy và học. Rất mong nhận được sự góp ý chân thành của quý thầy cô để tôi có thể hoàn thiện và mở rộng đề tài hơn nữa.

Tôi xin chân thành cảm ơn!

2. Kiến nghị

Để có điều kiện nghiên cứu và phát triển nhiều về các phương pháp dạy học tích cực hơn nữa, tôi xin được trình bày một số kiến nghị chủ quan của mình như sau :

+ Với Ban giám hiệu: Phối hợp chặt chẽ với các cơ quan, tổ chức để thực hiện có hiệu quả việc tổ chức các hoạt động dạy học tích hợp STEM.

+ Với tổ, nhóm chuyên môn: Xây dựng các chủ đề STEM để gắn lý thuyết với thực tế, xây dựng chủ đề STEM trong PPCT chính khóa. + Với GV: Tích cực nghiên cứu, tìm hiểu và áp dụng phương pháp dạy học tích hợp STEM để thực hiện dạy học các chủ đề trong SGK, bồi dưỡng, củng cố các kĩ năng, phương pháp tổ chức các hoạt động thực tiễn cho HS, tạo động lực, hứng thú để HS tích cực, chủ động trong hoạt động.

“Vận dụng dạy học theo định hướng giáo dục STEM chương Dòng điện xoay chiều Vật lý 12 – THPT”

TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1] Bộ Giáo dục và Đào tạo (2010), Dự án Việt – Bỉ - Dạy và học tích cực –Một số phương pháp và kỹ thuậy dạy học, NXB Đại học Sư phạm TP.HCM

[2] Bộ Giáo dục và Đào tạo (2017), Chương trình giáo dục phổ thông –Chương trình tổng thể, Tháng 7 năm 2017.

[3] Lương Duyên Bình (Tổng chủ biên), Vũ Quang (Chủ biên), Nguyễn Thượng Chung, Tô Giang, Trần Chí Minh, Ngô Quốc Quýnh (2008), Vật lí 12 cơ bản. NXB Giáo dục.

[4] Nguyễn Thế Khôi, Vũ Thanh Khiết, nguyễn Đức Hiệp, Nguyễn Ngọc Hưng, Nguyễn Đức Thâm, Phạm Đình Thiết, Vũ Đình Túy, Phạm Quý Tư (2008), Vật lý 12 nâng cao, NXB Giáo dục.

[5] . Mạng internet.

cho biết các em cảm thấy như thế nào đối với môn vật lý: A. Thích B. Không thích C. Bình thường C. Sợ

2. Các em hãy cho biết tình trạng học tập của các em đối với môn vật lý hiện nay (điền dấu X vào ô trống)

Tình trạng

Nghe GV giảng và ghi chép một cách thụ động

Không trao đổi với bạn, tự mình giải quyết vấn đề

Đọc trong SGK để trả lời câu hỏi Trao đổi, thảo luận với bạn để giải quyết vấn đề nào đó

Ghi chép vào vở Làm thí nghiệm hoặc thực hành

Quan sát tranh trong SGK

Yêu thích Bình thường Không thích

“Vận dụng dạy học theo định hướng giáo dục STEM chương Dòng điện xoay chiều Vật lý 12 – THPT”

PHIẾU TRƯNG CẦU Ý KIẾN (Đối với GV)

Để có căn cứ khách quan, toàn diện về thực trạng dạy học ở Trường Trung học phổ thông phục vụ cho việc thực hiện sáng kiến kinh nghiệm. Xin các thầy (cô) vui lòng cho biết ý kiến của mình về các câu hỏi dưới đây: Câu 1: Hãy đánh dấu x vào mức độ mà thầy (cô) thấy đúng nhất về các hoạt động trong giờ vật lý.

Mức đánh giá

Nội dung câu hỏi

Đọc cho HS chép bài

Cho HS ngồi học nghiêm túc, không di chuyển khỏi vị trí trong cả tiết học

Đặt các câu hỏi lý thuyết liên quan đến kiến thức của bài

Đặt ra các tình huống (câu hỏi thực tế) liên quan bài học

Cho HS hoạt động nhóm

Sử dụng tranh ảnh, thiết bị dạy học

Sử dụng thí nghiệm trong dạy học

Từ kiến thức của bài học cho HS làm ra các sản phẩm thực tiễn

Lấy điểm thường xuyên và định kỳ thông qua các bài kiểm tra trên lớp

Lấy điểm thông qua các hoạt động học khác của HS (hồ sơ học tập, thuyết trình, diễn kịch, quay video…)

Thường xuyên Đôi khi Chưa bao giờ

Câu 2: Thầy (cô) biết gì về dạy học STEM và trình bày một số ý kiến về phương pháp này?

2 Thư kí 1

- Lên chi tiết kế hoạch thực hiện và đôn đốc các thành viên trong nhóm hoàn thành đúng kế hoạch của nhóm mình.

- Liên hệ với GV mỗi ngày để thông báo tiến độ làm việc của nhóm

- Cùng các thàn viên trong nhóm tổng kết kiến thức đã tìm hiểu, hoàn thành thông báo kiến thức.

- Đánh giá tính tích cực và tự lực của các thành viên trong nhóm thông qua “Phiếu đánh giá đồng đẳng”

- Cùng với các thành viên trong nhóm tổng kết kiến thức đã tìm hiểu, hoàn thành thông báo kiến thức của nhóm mình - Viết báo cáo nhóm

3

Chuyên gia lí thuyết 3

- Tìm hiểu về lịch sử ra đời, những kiến thức lí thuyết và ứng dụng của “Dòng điện xoay chiều” nói chung và máy phát điện nói riêng.

- Viết báo cáo về nội dung đã tìm hiểu được.

4

Chuyên gia kĩ thuật 5

- Tìm hiểu những ứng dụng của máy phát điện và ứng dụng để chế tạo ra mô hình máy phát điện trong thực tế. - Thiết kế và chế tạo được mô hình máy phát điện chạy bằng sức gió. - Báo cáo về nội dung đã tìm hiểu và đã làm được. 5 Kế toán 1 Dự trù kinh phí, thu chi…

“Vận dụng dạy học theo định hướng giáo dục STEM chương Dòng điện xoay chiều Vật lý 12 – THPT”

HƯỚNG DẪN TÌM HIỂU KIẾN THỨC NỀN (Thực hiện ở nhà)

Nhiệm vụ Nghiên cứu kiến thức liên quan về: + Vật lý: Hiện tượng cảm ứng điện từ (vật lý 11), Máy phát điện xoay chiều (Bài 17, Vật lý 12) + Công nghệ: Bản vẽ chi tiết, vật liệu kĩ thuật điện + Kĩ thuật: Thiết kế mô hình sản phẩm nhỏ gọn và vận hành thành công + Toán học: Tính toán số liệu Hướng dẫn thực hiện - Phân chia mỗi thành viên trong nhóm tìm hiểu 1 nội dung trong nhiệm vụ - Các thành viên đọc sách giáo khoa vè vấn đề được phân công (trong SGK vật lý 11 và 12) và ghi tóm tắt lại. THIẾT KẾ SẢN PHẨM (Thực hiện khi nhóm làm việc đề xuất giải pháp thiết kế mô hình máy phát điện chạy bằng sức gió và báo cáo)

Hướng dẫn: Chia sẻ kiến thức nền đã tìm hiểu với các thành viên trong nhóm. Thảo luận đề xuất giải pháp thiết kế và chế tạo mô hình máy phát điện chạy bằng sức gió (chọn vật liệu dễ tìm kiếm, thiết kế được mô hình máy phát điện chạy ổn định, kiểu dáng đẹp và sáng tạo).

Vẽ bản mạch điện và thiết kế sản phẩm, giải thích nguyên lí hoạt động của máy phát điện.

Ghi lại các hoạt động thiết kế mô hình động cơ điện và các ứng dụng của động cơ điện, các vấn đề gặp phải, nguyên nhân và cách giải quyết. .............................................................................................................................

GÓP Ý VÀ CHỈNH SỬA SẢN PHẨM (Thực hiện trong buổi trình bày sản phẩm)

Ghi lại góp ý, nhận xét của các nhóm và giáo viên về sản phẩm của nhóm khi báo cáo.

Đưa ra các điều chỉnh cần thiết để hoàn thiện sản phẩm.

SẢN PHẨM VÀ HÌNH ẢNH MINH HỌA HOẠT ĐỘNG CỦA NHÓM

Dán các hình ảnh về sản phẩm động cơ điện và, hình ảnh minh hoạ hoạt động nhóm, có thể bao gồm đường link YouTube video mô tả quá trình làm việc nhóm.

CHỦ ĐỀ 2: THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÔ HÌNH ĐỘNG CƠ ĐIỆN VÀ CÁC ỨNG DỤNG CỦA ĐỘNG CƠ ĐIỆN ĐƠN GIẢN TRONG ĐỜI SỐNG BẢNG PHÂN CÔNG NHIỆM VỤ CHO THÀNH VIÊN CỦA NHÓM TT Họ và tên Vai trò Nhiệm vụ

1

Nhóm trưởng

Quản lí, tổ chức chung, phụ trách bài trình bày trên ppt

CÁC TIÊU CHÍ ĐÁNH GIÁ: Tiêu chí Điểm tối đa

Động cơ chạy mạnh mẽ 30 Tiếng ồn của động cơ khi hoạt động ở mức nhỏ 30 Giá đỡ cân bằng và cố định 20

Nhiệt độ khi động cơ hoạt động ổn định ở mức thấp nhất 10

Thiết kế gọn gàng, đẹp mắt và sáng tạo. 10 Tổng điểm 100

HƯỚNG DẪN TÌM HIỂU KIẾN THỨC NỀN (Thực hiện ở nhà)

Nhiệm vụ Nghiên cứu kiến thức liên quan về:

- Kiến thức về vai trò của động cơ điện và các ứng dụng của động cơ điện trong đời sống (Bài 18, vật lý 12); Động cơ không đồng bộ 3 pha (Bài 26, công nghệ 12)

- Hiện tượng cảm ứng điện từ (Vật lý 11)

- Mô tả được cấu tạo và nguyên lý làm việc của động cơ điện Hướng dẫn thực hiện

- Phân chia mỗi thành viên trong nhóm tìm hiểu 1 nội dung trong nhiệm vụ

- Các thành viên đọc sách giáo khoa vè vấn đề được phân công (trong SGK vật lý 11 và 12) và ghi tóm tắt lại

THIẾT KẾ SẢN PHẨM

(Thực hiện khi nhóm làm việc đề xuất giải pháp thiết kế mô hình động cơ điện và các ứng dụng và báo cáo)

Hướng dẫn: Chia sẻ kiến thức nền đã tìm hiểu với các thành viên trong nhóm.

Thảo luận đề xuất giải pháp thiết kế và chế tạo mô hình động cơ điện và các ứng dụng đơn giản trong đời sống (chọn vật liệu dễ tìm kiếm, thiết kế được mô hình với động cơ chạy ổn định, kiểu dáng đẹp và sáng tạo).

Ghi lại các hoạt động thiết kế mô hình động cơ điện và các ứng dụng của động cơ điện, các vấn đề gặp phải, nguyên nhân và cách giải quyết……………….. ……………………………………………………………………………………….

GÓP Ý VÀ CHỈNH SỬA SẢN PHẨM (Thực hiện trong buổi trình bày sản phẩm)

Ghi lại góp ý, nhận xét của các nhóm và giáo viên về sản phẩm của nhóm khi báo cáo.

Đưa ra các điều chỉnh cần thiết để hoàn thiện sản phẩm.

SẢN PHẨM VÀ HÌNH ẢNH MINH HỌA HOẠT ĐỘNG CỦA NHÓM

Dán các hình ảnh về sản phẩm động cơ điện và, hình ảnh minh hoạ hoạt động nhóm, có thể bao gồm đường link YouTube video mô tả quá trình làm việc nhóm.