DẠY HỌC STEM PHẦN “CHẤT RẮN, CHẤT LỎNG SỰ CHUYỂN THỂ” NHẰM PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN đề CỦA HỌC SINH THPT

Theo thông tư số 32/2018/TT- BGDĐT ngày 26/12/2018 của Bộ trưởng Bộ GD&ĐT về Ban hành chương trình giáo dục phổ thông, trong đó nêu rõ: “Giáo dục khoa học tự nhiên giúp học sinh dần hìn

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO NGHỆ AN TRƯỜNG THPT ĐÔ LƯƠNG 2

SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM

Họ và tên: Nguyễn Văn Phúc: 0918.215.567

Lê Hải Dương: 0923.454.666

Nghệ An, tháng 4 năm 2022

MỤC LỤC Trang

1 Lí do chọn đề tài……… 2

2 Mục đích nghiên cứu……… 2

3 Nhiệm vụ nghiên cứu……… 2

4 Giả thuyết khoa học……… 2

5 Đối tượng, phạm vi nghiên cứu……… 2

6 Phương pháp nghiên cứu……… 2

7 Những đóng góp mới của đề tài……… 2

II NỘI DUNG……… 3

Chương 1 Cơ sở lí luận và thực tiễn về giáo dục STEM trong trường phổ thông 3 1.1 Cơ sở lí luận về giáo dục STEM……… 3

1.1.1 Khái niệm về giáo dục STEM……… 3

1.1.2 Mục tiêu về giáo dục STEM……… 3

1.1.3 Tiêu chí xây dựng chủ đề giáo dục STEM……… 4

1.1.4 Thực tế giáo dục STEM trong trường trung học phổ thông……… 5

1.2 Năng lực giải quyết vấn đề của học sinh trong dạy học chủ đề STEM…… 5

1.2.1 Khái niệm năng lực giải quyết vấn đề……… 5

1.2.2 Cấu trúc và biểu hiện hành vi của năng lực giải quyết vấn đề……… 6

1.2.3 Năng lực giải quyết vấn đề trong dạy học vật lý……… 6

1.3 Cơ sở thực tiễn của đề tài……… 7

1.3.1 Mục đích khảo sát……… 7

1.3.2 Nội dung khảo sát……… 7

1.3.3 Phương pháp……… 7

1.3.4 Đối tượng khảo sát……… 7

1.3.5 Kết quả khảo sát……… 7

Chương 2 Xây dựng chủ đề STEM chương “Chất rắn và chất lỏng Sự chuyển thể” Vật lí 10 THPT nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn đê cho học sinh 9 2.1 Phân tích nội dung kiến thức chương “Chất rắn và chất lỏng Sự chuyển thể”

theo định hướng giáo dục STEM……… 9

2.1.1 Cấu trúc nội dung chương “Chất rắn và chất lỏng Sự chuyển thể” Vật lí 10……… 9

2.1.2 Các mức độ yêu cầu cần đạt của chương “Chất rắn và chất lỏng Sự chuyển thể” vật lí 10 THPT……… 9

2.2 Xây dựng quy trình dạy học chủ đề giáo dục STEM chương “Chất rắn và chất lỏng Sự chuyển thể”……… 10

2.2.1 Quy trình chung……… 10

2.2.2 Biểu hiện năng lực giải quyết vấn đề trong các chủ đề……… 13

2.3 Xây dựng kế hoạch dạy học chủ đề “ Cây hoa tinh thể”……… 13

2.3.1 Quy trình dạy học chủ đề……… 13

2.3.2 Biểu hiện năng lực giải quyết vấn đề các chủ đề……… 14

2.4 Xây dựng kế hoạch dạy học chủ đề “Nến thơm nhà làm”……… 24

2.4.1 Quy trình dạy học chủ đề……… 24

2.4.2 Biểu hiện năng lực giải quyết vấn đề các chủ đề……… 25

Chương 3 Thực nghiệm……… 36

3.1 Mục đích thực nghiệm……… 36

3.2 Đối tượng thực nghiệm……… 36

3.3 Phương pháp thực nghiệm……… 36

3.4 Thuận lợi và khó khăn khi tiến hành thực nghiệm……… 36

3.4.1 Thuận lợi……… 36

3.4.2 Khó khăn……… 36

3.5 Phân tích diễn biến thực nghiệm……… 37

3.6 Đánh giá kết quả thực nghiệm đối với mục tiêu giáo dục STEM………… 40

3.6.1 Phân tích sản phẩm của học sinh……… 40

3.6.2 Phân tích phiếu học tập của học sinh……… 41

3.6.3 Phân tích biểu hiện giải quyết vấn đề của HS qua sản phẩm……… 42

3.6.4 Kết quả đánh giá năng lực giải quyết vấn đề theo nhóm……… 43

III KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ……… 45

IV TÀI LIỆU THAM KHẢO……… 46

V PHỤ LỤC………

DANH MỤC BẢNG BIỂU, CHỮ VIẾT TẮT

BGD&ĐT Bộ giáo dục và đào tạo

xã hội, dẫn đến việc thay đổi phương thức và lực lượng sản xuất Giáo dục với chức năng cơ bản là đào tạo nhân lực cho xã hội cần phải thay đổi mạnh mẽ để đáp ứng nhu cầu này, đồng thời xác định đúng mô hình nhân cách của con người mà nhà trường phải đào tạo theo nhu cầu của xã hội Vì vậy, PPDH phải thay đổi theo hướng hiện đại, phát huy tính tích cực, chủ động sáng tạo của HS, lấy HS làm trung tâm Ngày 4/5/2017 Thủ tướng Chính phủ đã ban hành chỉ thị 16/CT-TTg về việc tăng cường tiếp cận cuộc cách mạng khoa học lần thứ tư Trong đó, việc đưa giáo dục STEM vào nhà trường phổ thông mang lại nhiều ý nghĩa, phù hợp với chương

trình giáo dục phổ thông Một trong những giải pháp là “Thay đổi mạnh mẽ các

chính sách, nội dung, phương pháp giáo dục và dạy nghề nhằm tạo ra nguồn nhân lực có khả năng tiếp nhận các xu thế công nghệ sản xuất mới, trong đó chú trọng thúc đẩy đào tạo về khoa học, công nghệ, kỹ thuật và toán học (STEM), ngoại ngữ, tin học trong chương trình giáo dục phổ thông mới” Theo thông tư số 32/2018/TT-

BGDĐT ngày 26/12/2018 của Bộ trưởng Bộ GD&ĐT về Ban hành chương trình

giáo dục phổ thông, trong đó nêu rõ: “Giáo dục khoa học tự nhiên giúp học sinh dần

hình thành và phát triển năng lực khoa học tự nhiên qua quan sát và thực nghiệm, vận dụng tổng hợp kiến thức, kĩ năng để giải quyết các vấn đề trong cuộc sống, đồng thời cùng với các môn Toán, Vật lí, Hóa học, Sinh học, Công nghệ, Tin học thực hiện giáo dục STEM, một trong những xu hướng giáo dục được coi trọng ở nhiều quốc gia trên thế giới và được quan tâm thích đáng trong đổi mới giáo dục phổ thông của Việt Nam”

Tại Nghệ An trong các văn bản hướng dẫn thực hiện nhiệm vụ năm học Sở giáo dục và đào tạo yêu cầu các trường triển khai tích hợp STEM trong dạy học với nội

dung: “Thực hiện giáo dục tích hợp khoa học – công nghệ - kĩ thuật – toán học trong

thực hiện chương trình giáo dục phổ thông ở tất cả các môn học liên quan”

Đối với bộ môn Vật lý là bộ môn khoa học thực nghiệm việc thực hiện tích hợp các kiến thức của các môn học Toán học – Kỹ thuật – Công nghệ - Vật lí đóng vai trò rất quan trọng

Trong quá trình dạy học, chúng tôi nhận thấy phần lớn giáo viên và học sinh chỉ mới chú trọng giải các bài tập phục vụ cho quá trình thi cử chứ chưa chú trọng phát triển các năng lực giải quyết vẫn đề trong thực tiễn Để phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho HS, giáo viên cần đưa học sinh vào các hoạt động học tập có tính thực tiễn

2

Với những lí do trên tôi chọn đề tài “Dạy học STEM phần “Chất rắn, chất lỏng

Sự chuyển thể” nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn đề của học sinh THPT”

với mong muốn nghiên cứu sâu hơn về giáo dục STEM

2 Mục đích nghiên cứu

- Xây dựng một số chủ đề STEM nội dung kiến thức “Chất rắn và chất lỏng.Sự chuyển thể” Vật lý 10 nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn đề của học sinh

- Đề xuất nội dung và phương pháp dạy học vật lý theo định hướng STEM

- Rèn luyện cho học sinh kĩ năng làm việc nhóm một cách có hiệu quả, định

hướng tìm tòi, khai thác các tài liệu liên quan đến vấn đề cần giải quyết

3 Nhiệm vụ nghiên cứu

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

- Nghiên cứu chương trình và sách giáo khoa vật lí

- Nghiên cứu phương pháp tổ chức các hoạt động trong giáo dục STEM

4 Giả thuyết khoa học

Nếu tổ chức dạy học phần “Chất rắn và chất lỏng Sự chuyển thể” theo định hướng giáo dục STEM với việc cho học sinh tìm hiểu và giải quyết các vấn đề đề mang tính thực tiễn liên quan đến cuộc sống hàng ngày, thiết kế chế tạo các sản phẩm khoa học kĩ thuật ứng dụng trong đời sống sẽ tạo sự hứng thú học tập cho học sinh, giúp học sinh phát triển năng lực giải quyết vấn đề

5 Đối tượng, phạm vi nghiên cứu

- Dạy học STEM phần Chất rắn và chất lỏng Sự chuyển thể

- Giáo viên và học sinh THPT

6 Phương pháp nghiên cứu

* Phương pháp nghiên cứu lí luận:

- Đọc và tìm hiểu các tài liệu liên quan

- Dạy học theo định hướng STEM

* Phương pháp nghiên cứu thực tiễn

- Quan sát, thăm lớp dự giờ trao đổi với GV và HS

- Điều tra, khảo sát tình hình dạy học STEM hiện nay

7 Những đóng góp mới của đề tài

- Góp phần làm sáng tỏ cơ sở lí luận về dạy học STEM nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn đề trong dạy học vật lý 10 THPT

- Cung cấp những giá trị cụ thể về giáo dục STEM

3

II NỘI DUNG Chương 1 Cơ sở lí luận và thực tiễn về giáo dục STEM trong trường phổ thông 1.1 Cơ sở lí luận về giáo dục STEM

1.1.1 Khái niệm về giáo dục STEM

STEM là thuật ngữ viết tắt của các từ Science (Khoa học), Technology (Công nghệ), Engineering (Kỹ thuật) và Mathematics (Toán học) thường được sử dụng để bàn đến các chính sách phát triển về Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật và Toán học của mỗi quốc gia Với những cách tiếp cận khác nhau, giáo dục STEM sẽ được hiểu

và triển khai theo những cách khác nhau Giáo dục STEM đề cao đến việc hình thành

và phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho người học Trong mỗi bài học theo chủ

đề STEM, học sinh được đặt trước một tình huống có vấn đề thực tiễn cần giải quyết liên quan đến các kiến thức khoa học Để giải quyết vấn đề đó học sinh phải tìm tòi, nghiên cứu những kiến thức thuộc các môn học có liên quan đến vấn đề và sử dụng chúng để giải quyết vấn đề

Giáo dục STEM là một phương thức giáo dục nhằm trang bị cho học sinh những kiến thức khoa học gắn liền với ứng dụng của chúng trong thực tiễn, bối cảnh cụ thể, kết nối giữa trường học và cộng đồng, nơi làm việc và các tổ chức toàn cầu, qua đó phát triển cho học sinh năng lực giải quyết vấn đề cùng với năng lực khác tương ứng, đáp ứng được nhu cầu của sự phát triển kinh tế xã hội, góp phần vào cạnh tranh trong nền kinh tế mới

Như vậy, định nghĩa về giáo dục STEM nói đến cách tiếp cận liên ngành, liên môn học trong một chương trình đào tạo, cụ thể phải có bốn lĩnh vực: Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học Giáo dục STEM giúp HS nhận thấy được tầm

quan trọng của kiến thức tổng hợp để vận dụng giải quyết vấn đề trong công việc

1.1.2 Mục tiêu về giáo dục STEM

Theo các báo cáo tại diễn đàn giáo dục STEM tại Mỹ thì mục tiêu của giáo dục STEM gồm 3 mục tiêu chính như sau:

- Xây dựng nhưng năng lực nhận thức STEM cho thế hệ công dân tương lai: Mục

tiêu này chủ yếu tập trung ở chương trình giáo dục phổ thông, hướng đến một nhận thức và hiểu biết trong lĩnh vực STEM

- Chuẩn bị những năng lực cần thiết cho nguồn lực lao động thế kỉ mới: Mục

tiêu này chủ yếu được lồng ghép trong các chương trình cả giáo dục chính quy và không chính quy, từ bậc phổ thông đến chương trình đại học Những năng lực này đều hướng tới người lao động thích nghi và làm việc hiệu quả trong môi trường lao động của xã hội hiện đại

- Tập trung nghiên cứu, phát triển và đổi mới trong lĩnh vực giáo dục ngành nghề STEM: Mục tiêu này chủ yếu tập trung vào các ngành học từ bậc cao đẳng trở

lên, liên quan tới khoa học, công nghệ, kĩ thuật và toán

4

1.1.3 Tiêu chí xây dựng chủ đề giáo dục STEM

Việc lồng ghép những kiến thức trên sách vở vào thực tế cuộc sống luôn là mục đích hướng đến của người dạy và người học Để thiết kế một chủ đề STEM chất lượng, giáo viên cần phải nắm được những hoạt động thực tế mà HS phải thực hiện:

- Tìm hiểu thực tiễn và phát hiện vấn đề

- Nghiên cứu kiến thức nền

- Giải quyết vấn đề

Vì vậy, để xây dựng chủ đề giáo dục STEM cần chú trọng các tiêu chí sau:

Tiêu chí 1 Chủ đề STEM tập trung vào các vấn đề thực tiễn

Trong bài giảng STEM giáo viên cần đặt học sinh vào những tình huống cần giải quyết của cuộc sống, và nhiệm vụ của HS là tìm giải pháp cho những vấn đề đó

Tiêu chí 2 Cấu trúc thiết kế bài giảng STEM theo quy trình thiết kế kĩ thuật

Tiêu chí 3 Đưa học sinh vào hoạt động tìm tòi khám phá và định hướng hành động

Trong các hoạt động STEM học sinh được học theo định hướng gợi mở, hoạt động của học sinh là hoạt động được chuyển giao và hợp tác, các quyết định về giải pháp để giải quyết các vấn đề đều ở học sinh Ngoài ra, học sinh thực hiện hoạt động trao đổi thông tin để chia sẻ ý tưởng và tự điều chỉnh các ý tưởng của mình

Tiêu chí 4 Hình thức tổ chức bài giảng STEM lôi cuốn học sinh vào thực hành nhóm

Hoạt động nhóm sẽ là phương pháp tối ưu để khai thác triệt để những kĩ năng nền của học sinh

Tiêu chí 5 Nội dung bài học STEM chủ yếu từ kiến thức mà học sinh đã được học của bộ môn Toán và khoa học

Toán học, công nghệ, tin học, khoa học không phải là những môn học độc lập

mà chúng liên kết với nhau, người học cần tổng hợp kiến thức và lồng ghép chúng

để có được kiến thức tích hợp vận dụng nó giải quyết những vấn đề trong thực tiễn

Tiêu chí 6 Coi sự thất bại trong quá trình học là một phần cần thiết

5

Có nhiều câu trả lời cho cùng một câu hỏi thế nhưng chỉ có một đáp án đúng và chính xác nhất, với phương pháp giáo dục mới, học sinh được phép sai và coi những thất bại đó như những bài học trong cuộc sống

1.1.4 Thực tế giáo dục STEM trong trường trung học phổ thông

Thực hiện chỉ thị số 16/CT-TTg của Thủ tướng chính phủ về tăng cường tiếp cận cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ 4, Bộ GD&ĐT đã triển khai thí điểm chương trình giáo dục STEM ở một số trường trung học ở một số tỉnh thành Thực

tế cho thấy giáo dục STEM ở các trường phổ thông ở Việt Nam thường tập trung qua các hình thức trải nghiệm, câu lạc bộ, các cuộc thi, ngày hội STEM

Tuy nhiên trong quá trình triển khai giáo dục STEM vẫn còn nhiều khó khăn xuất phát từ những lí do sau đây:

- Giáo dục STEM chưa được “chương trình hóa” Với khung chương trình đề ra

GV gặp khó khăn trong việc tổ chức các nội dung, chủ đề sao cho vừa đảm bảo khung chương trình, vừa phát huy tính sáng tạo của học sinh Như vậy khi triển khai chương trình giáo dục phổ thông mới cần có văn bản hướng dẫn về thực hiện chủ đề STEM để tạo thuận lợi cho giáo viên tổ chức dạy học

- Trình độ giáo viên chưa đáp ứng được yêu cầu Phần lớn giáo viên chỉ được đào tạo đơn môn, do đó gặp khó khăn khi triển khai theo hướng liên môn Bên cạnh

đó, đa số giáo viên còn ngại học hỏi, ngại chia sẻ với đồng nghiệp nên chưa có sự liên hệ tốt giữa giáo viên các bộ môn trong dạy học STEM

- Chưa có sự phối hợp chặt chẽ giữa nhà trường và các tổ chức, doanh nghiệp trong việc đào tạo tập huấn, cũng như hỗ trợ các hoạt động giáo dục STEM

- Nội dung kiểm tra, đánh giá trong dạy học còn gặp rào cản trong các trường học Hiện nay ở các trường phổ thông việc kiểm tra, đánh giá được tổ chức theo bài thi trắc nghiệm kiểm tra kiến thức, kĩ năng, còn nặng nề kiến thức thi cử nên đa phần việc triển khai giáo dục STEM vẫn phải tránh các lớp cuối cấp

- Điều kiện cơ sở vật chất chưa đáp ứng được yêu cầu đề ra Sĩ số HS các lớp quá đông gây khó khăn cho tổ chức hoạt động, cản trở việc đổi mới PPDH

1.2 Năng lực giải quyết vấn đề của học sinh trong dạy học chủ đề STEM

1.2.1 Khái niệm năng lực giải quyết vấn đề

Năng lực giải quyết vấn đề là khả năng sử dụng hiệu quả các quá trình nhận thức, hành động và thái độ động cơ cảm xúc để phân tích, đề xuất các biện pháp lựa chọn giải pháp và thực hiện giải quyết những tình huống, những vấn đề học tập và thực tiễn mà ở đó không có sẵn quy trình thủ tục, giải pháp thông thường Đồng thời đánh giá các giải pháp giải quyết vấn đề để điều chỉnh và vận dụng linh hoạt trong hoàn cảnh nhiệm vụ mới

1.2.2 Cấu trúc và biểu hiện hành vi của năng lực giải quyết vấn đề

6

NLGQVĐ thể hiện thông qua những hoạt động trong quá trình giải quyết vấn

đề, thường có cấu trúc gồm bốn thành tố là: tìm hiểu vấn đề; thiết lập không gian vấn đề; lập kế hoạch và thực hiện giải pháp; đánh giá và phản ánh giải pháp cụ thể:

- Tìm hiểu vấn đề: nhận biết, xác định, giải thích các thông tin ban đầu và trung

gian tương tác với vấn đề chia sẻ sự am hiểu vấn đề đó với người khác

- Thiết lập không gian, đề xuất giải pháp giải quyết vấn đề: lựa chọn, sắp xếp

tích hợp thông tin với kiến thức đã học; xác định thông tin trung gian qua đồ thị bảng biểu mô tả,…Xác định cách thức quy trình chiến lược giải quyết, cách hành động

- Lập kế hoạch và thực hiện giải pháp

+ Lập kế hoạch: thiết lập tiến trình thực hiện; thời điểm giải quyết từng mục

tiêu và phân bố các nguồn lực

+ Thực hiện kế hoạch: thực hiện và trình bày giải pháp điều chỉnh kế hoạch

phù hợp thực tiễn; tổ chức và duy trì hiệu quả hoạt động nhóm để thực hiện giải pháp

- Đánh giá và phản ánh giải pháp: Đánh giá giải pháp đã thực hiện; phản ánh

suy ngẫm về giải pháp đã thực hiện; đánh giá xác nhận những kiến thức và kinh nghiệm thu nhận được đề xuất phương án giải quyết các vấn đề tương tự

1.2.3 Năng lực giải quyết vấn đề trong dạy học vật lý

Theo chúng tôi, có thể hiểu năng lực giải quyết vấn đề của học sinh trong học tập Vật lý là tổ hợp các năng lực thành tố cho phép người học huy động kiến thức,

kỹ năng thích hợp với thái độ tích cực giải quyết thành công nhiệm vụ nhận thức lĩnh hội được kiến thức kỹ năng và phương pháp mới NLGQVĐ của học sinh trong học tập vật lý được thể hiện trong các hoạt động của quá trình giải quyết vấn đề

- Năng lực hiểu vấn đề gồm: nhận diện vấn đề, hiểu ngôn ngữ diễn đạt của vấn

đề Để hiểu vấn đề, học sinh thực hiện các thao tác tư duy: phân tích, tổng hợp, khái quát hóa, trừu tượng hoá…Như vậy, thông qua sự tái hiện quy luật Vật lý bằng thí nghiệm hay các bối cảnh vật lý do giáo viên đưa ra, thông qua các thao tác tư duy học sinh hiểu được vấn đề nhiệm vụ nghiên cứu

- Năng lực tìm được giải pháp và thực hiện giải pháp giải quyết vấn đề gồm: Để

tìm được giải pháp và thực hiện giải pháp, học sinh phải sử dụng kiến thức, kinh nghiệm kỹ năng, đồng thời thực hiện thao tác tư duy phân tích, so sánh, suy luận để hình thành các giả thuyết, sử dụng các phép đối chiếu, so sánh trong khâu kiểm chứng giả thuyết; vận dụng các thao tác tổng hợp, cụ thể hóa, khái quát hóa để hợp thức hóa kiến thức nội dung cần nghiên cứu

- Năng lực trình bày giải pháp và kết quả: thể hiện bằng ngôn ngữ nói khi thuyết

trình thảo luận tranh luận bảo vệ kiến thức; Thể hiện bằng ngôn ngữ viết khi trả lời trên phiếu tập báo cáo kết quả thí nghiệm báo cáo, dự án báo cáo thông qua các thiết

bị công nghệ thông tin lời giải bài tập

7

- Năng lực đánh giá giải pháp và kết quả: chỉ ra điểm mới, tính sáng tạo của giải

pháp giải quyết vấn đề; trình bày khả năng áp dụng của giải pháp trong học tập và hoạt động thực tiễn; biện luận kết quả giải pháp, đề xuất giải pháp mới ưu việt hơn

1.3 Cơ sở thực tiễn của đề tài

1.3.1 Mục đích khảo sát

Điều tra, đánh giá việc phát triển năng lực giải quyết vấn đề và dạy học theo định hướng STEM cho học sinh trong quá trình dạy học môn Vật lý Nhận thức của giáo viên, học sinh về việc phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh THPT Tìm hiểu việc dạy học Vật lý ở trường THPT thuộc địa bàn huyện Đô Lương, tỉnh Nghệ An để nắm được những phương pháp giảng dạy chính trong nhà trường hiện nay

Tìm hiểu thực trạng việc học tập môn Vật lý ở trường THPT Đô Lương 2 thuộc địa bàn tỉnh Nghệ An, coi đó là căn cứ để xác định nhiệm vụ và phương hướng của

đề tài Thông qua quá trình điều tra đi sâu phân tích những tồn tại của GV, từ đó đề xuất giải pháp phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh

1.3.2 Nội dung khảo sát

- Điều tra tổng quát quá trình dạy học Vật lý

- Điều tra tổng quát về tình hình học Vật lý ở trường THPT Đô Lương 2 tỉnh Nghệ An hiện nay

1.3.3 Phương pháp

- Xây dựng phiếu điều tra giáo viên và phiếu điều tra học sinh

- Phát phiếu hỏi, dự giờ, trao đổi với chuyên gia

1.3.4 Đối tượng khảo sát

- HS lớp 10C4 trường THPT Đô Lương 2

- 21 GV (9 GV vật lí, 6 GV sinh học, 6 GV hóa học) trường THPT Đô Lương 2 Đặc điểm của trường là trường THPT hệ công lập đóng trên địa bàn miền núi và chất lượng đầu vào học sinh thấp so với các trường trong toàn huyện

1.3.5 Kết quả khảo sát

Dựa vào kết quả điều tra trên, tôi nhận thấy:

* Đối với giáo viên:

- Với phần lớn GV cấp THPT thì day học theo định hướng STEM vẫn là điều vô cùng mới và khó khăn Các GV mong muốn được tiếp cận với dạy học theo định hướng STEM, nhưng cách tiếp cận chưa hiệu quả GV mong muốn có được tập huấn

và có cơ hội tiếp cận nhiều hơn với dạy học định hướng STEM

8

- Các GV đã có sử dụng kết hợp các phương pháp dạy học tích cực và STEM vào quá trình dạy học, song còn ở mức thấp Đặc biệt PPDH giải quyết vấn đề thông qua STEM chiếm rất nhỏ GV xác định chủ yếu sử dụng các PPDH truyền thống đơn giản, quen thuộc, ít đầu tư về thời gian, công sức để chuẩn bị Việc vận dụng STEM còn gặp phải nhiều khó khăn, GV chưa phân biệt được dạy học tích hợp và dạy học theo định hướng STEM

- Số GV sử dụng kiểm tra tự đánh giá và đánh giá theo quá trình còn rất ít Khó khăn lớn nhất của GV vẫn là ngại thay đổi, chưa hiểu biết rõ về dạy học theo định hướng STEM nên không mạnh dạn áp dụng

- Việc phát triển năng lực giải quyết vấn đề chủ yếu ở mức độ tái hiện kiến thức

và vận dụng kiến thức để giải thích được các hiện tượng của câu hỏi lí thuyết và giải các bài tập đơn giản Còn vận dụng ở mức độ cao còn rất thấp

* Đối với học sinh: Qua số liệu điều tra cho thấy các PPDH vật lý hiện tại còn hạn

chế kích thích hứng thú của học sinh Sự vận dụng kiến thức vào giải quyết các vấn

đề thực tiễn còn hạn chế, HS chưa tìm ra được phương pháp học tập phù hợp để dẫn đến kết quả học tập tốt hơn Ngoài ra, một bộ phận học sinh khá lười học, thụ động trong suy nghĩ, chưa coi trọng đúng mức viêc học tập, chưa có động cơ học tập đúng đắn GV chưa thường xuyên đưa ra các tình huống có vấn đề gắn liền với thực tiễn

để học sinh liên tưởng và áp dụng Đa phần GV chỉ yêu cầu học sinh làm bài tập SGK và sách bài tập trước khi đến lớp mà chưa giao nhiệm vụ tìm hiểu cuộc sống, môi trường xung quanh về các vấn đề có liên quan đến kiến thức bài giảng

Với kết quả điều tra khảo sát thực tiễn nói trên, tôi nhận thấy hướng nghiên cứu

đề tài này là hết sức cần thiết

- Thực trạng dạy học theo định hướng STEM ở tỉnh Nghệ An và trường THPT

9

Chương 2 Xây dựng chủ đề STEM chương “Chất rắn và chất lỏng Sự chuyển thể” Vật lí 10 THPT nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn đê cho học sinh 2.1 Phân tích nội dung kiến thức chương “Chất rắn và chất lỏng Sự chuyển thể” theo định hướng giáo dục STEM

2.1.1 Cấu trúc nội dung chương “Chất rắn và chất lỏng Sự chuyển thể” Vật lí

10

Chương “ Chất rắn và chất lỏng Sự chuyển thể” Vật lí 10 được phân phối chương trình cụ thể như sau:

Bài 34 Chất rắn kết tinh Chất rắn vô định hình

Bài 35 Biến dạng cơ của vật rắn

Bài 36 Sự nở vì nhiệt của vật rắn

Bài 37 Các hiện tượng bề mặt của chất lỏng

Bài 38 Sự chuyển thể của các chất

Bài 39 Độ ẩm của không khí

Bài 40 Thực hành: Xác định hệ số căng bề mặt của chất lỏng

2.1.2 Các mức độ yêu cầu cần đạt của chương “Chất rắn và chất lỏng Sự chuyển thể” vật lí 10 THPT

* Kiến thức:

- Phân biệt được chất rắn kết tinh và chất rắn vô định hình về cấu trúc vi mô và những tính chất vĩ mô của chúng

- Viết được các công thức nở dài và nở khối

- Nêu được ý nghĩa sự nở dài và sự nở khối của vật rắn trong đời sống và kĩ thuật

- Mô tả được thí nghiệm về hiện tượng căng bề mặt

- Mô tả được thí nghiệm về hiện tượng dính ướt và không dính ướt

- Mô tả được thí nghiệm về hiện tượng mao dẫn Viết được công thức tính độ chênh lệch mặt thoáng của chất lỏng trong ống mao dẫn và mặt thoáng bên ngoài

- Kể được một số ứng dụng về hiện tượng mao dẫn trong đời sống và kĩ thuật

- Viết được công thức của nhiệt nóng chảy, nhiệt hóa hơi

- Phân biệt được hơi khô và hơi bão hòa

- Phát biểu được định nghĩa độ ẩm tuyệt đối, độ ẩm cực đại, độ ẩm tỉ đối của không khí

- Nêu được ảnh hưởng của độ ẩm không khí đối với sức khỏe của con người, đời sống động thực vật và chất lượng hàng hóa

10

* Kĩ năng

- Vận dụng được các công thức nở dài, nở khối của vật rắn để giải các bài tập

- Vận dụng công thức tính nhiệt nóng chảy, nhiệt hóa hơi giải bài toán về sự chuyển thể

- Giải thích được các quá trình bay hơi và ngưng tụ dựa trên chuyển động của phân tử Xác định được lực căng bề mặt bằng thực nghiệm

* Các năng lực học sinh đạt được

- Năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo

- Năng lực tự chủ và tự học

- Năng lực giao tiếp và hợp tác

Trong giới hạn của đề tài, chúng tôi đề cập đến phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh thông qua dạy học các chủ đề STEM

2.2 Xây dựng quy trình dạy học chủ đề giáo dục STEM chương “Chất rắn và chất lỏng Sự chuyển thể”

2.2.1 Quy trình chung

Bước 1: Lựa chọn nội dung dạy học

Căn cứ vào nội dung kiến thức trong chương trình môn học và các hiện tượng, quá trình gắn với các kiến thức đó trong tự nhiên, xã hội; quy trình hoặc thiết bị công nghệ ứng dụng kiến thức đó trong thực tiễn để lựa chọn nội dụng của bài học

Bước 2: Xác định vấn đề cần giải quyết

Xác định vấn đề cần giải quyết đề giao cho học sinh thực hiện sao cho khi giải quyết vấn đề đó, học sinh phải học được những kiến thức, kĩ năng cần dạy trong chương trình môn học đã được lựa chọn hoặc vận dụng những kiến thưc, kĩ năng đã biết để xây dựng bài học

Bước 3: Xây dựng tiêu chí của sản phẩm/ giải pháp giải quyết vấn đề

Xác định rõ tiêu chí của giải pháp/sản phẩm làm căn cứ quan trọng để đề xuất giả thuyết khoa học/giải pháp giải quyết vấn đề/thiết kế mẫu sản phẩm

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

- Tiến trình tổ chức hoạt động dạy học được thiết kế theo phương pháp và kĩ thuật dạy học tích cực với các hoạt động học bao hàm các bước của quy trình kĩ thuật

- Mỗi hoạt động học được thiết kế rõ ràng về mục đích, nội dụng, dự kiến sản phẩm học tập mà học sinh phải hoàn thành và cách tổ chức hoạt động học tập Các hoạt động có thể tổ chức cả trong và ngoài lớp học

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

11

Bước 5: Xây dựng tiêu chí đánh giá (phụ lục)

Cấu trúc bài học STEM có thể được chia thành 5 hoạt động chính

Hoạt động của GV Hoạt động của HS

Hoạt động 1: Tìm hiểu thực tiễn, phát hiện vấn đề

- Yêu cầu học sinh thảo luận trong

nhóm để nêu một số nội dung,

nhiệm vụ

- GV đưa ra bộ câu hỏi định hướng

và yêu cầu học sinh thực hiện theo

nhiệm vụ

- GV cung cấp cho học sinh:

+ Phiếu hướng dẫn thực hiện chủ đề

- Nghiên cứu tìm hiểu nội dung yêu cầu của GV

- Các nhóm thảo luận để đưa ra

kế hoạch thực hiện nhiệm vụ của nhóm:

+ Xác định mục tiêu của chủ đề + Phân công nhiệm vụ cho từng thành viên

+ Dự kiến thời gian hoàn thành sản phẩm là 7- 10 ngày, báo cáo trên lớp 1 tiết

+ Viết sổ theo dõi dự án Các nhóm cùng với GV thống nhất lập kế hoạch để giải quyết vấn đề

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

GV định hướng cho HS các nội

dung cần nghiên cứu

- Tổ chức bốc thăm chủ đề

- Giao nhiệm vụ cho các nhóm

- Tổ chức cho học sinh thực hiện

hoạt động tích cực, tăng cường mức

- Tham gia bốc thăm và phân công chuẩn bị dụng cụ thực hành

- HS tập trung nghiên cứu các vấn đề có liên quan

12

độ tự lực tùy thuộc từng đối tượng

học sinh

Hoạt động 3: Lựa chọn giải pháp/ bản thiết kế

- Tổ chức cho HS trình bày, giải

thích và bảo vệ bản thiết kế kèm

theo thuyết minh

- Tổ chức góp ý, chú trọng việc

chỉnh sửa và xác thực các thuyết

minh của học sinh để học sinh nắm

kiến thức mới và tiếp tục hoàn thiện

bản thiết kế trước khi tiến hành chế

tạo và thử nghiệm

- Hoạt động nhóm: đề xuất các giải pháp

- Đưa ra giải pháp khả thi nhất, ghi vào phiếu hoạt động của nhóm

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

Tổ chức cho HS tiến hành chế tạo

mẫu theo bản thiết kế, kết hợp tiến

hành thử nghiệm trong quá trình chế

tạo Hướng dẫn HS đánh giá mẫu và

điều chỉnh thiết kế ban đầu để đảm

bảo mẫu chế tạo có tính khả thi

- Thường xuyên theo dõi, đôn đốc,

hướng dẫn giúp đỡ các nhóm

- GV bao quát các nhóm thực hiện

- Thực hiện theo kế hoạch đã đề

ra

- Phân tích tổng hợp thông tin thu thập được, trao đổi về ý tưởng thiết kế nội dung sản phẩm

- Các nhóm thực hiện sản phẩm

Hoạt động 5:Trình bày sản phẩm và đánh giá

- Thu sản phẩm của các nhóm

- Tổ chức cho các nhóm báo cáo kết

quả và trưng bày sản phẩm

- Theo dõi phần trình bày của các

nhóm, các hoạt động của học sinh

- Nhận xét, góp ý các câu hỏi và trả

lời của học sinh

- GV tổng hợp điểm và công bố kết

quả đánh giá của từng nhóm, nhận

xét và gợi ý cho HS hướng phát triển

tiếp theo

- Hoàn thiện và nộp sản phẩm đúng thời gian quy định

- Đại diện nhóm trình bày sản phẩm và báo cáo sổ theo dõi

- Các nhóm tích cực tham gia góp ý, nhận xét và có câu hỏi phản biện và chỉnh sửa, hoàn thiện sản phẩm

- Các nhóm tham gia đánh giá và

tự đánh giá

- Đề xuất ý tưởng phát triển tiếp của sản phẩm hoặc đề xuất chủ

đề mới

13

2.2.2 Biểu hiện năng lực giải quyết vấn đề trong các chủ đề

Năng lực giải quyết vấn đề được thể hiện rõ qua hai chủ đề “Cây hoa tinh thể”

và “Nến thơm nhà làm” Biểu hiện cụ thể qua các năng lực thành tố:

+ Tinh thể được nuôi tạo như thế nào?

* Đề xuất, lựa chọn giải pháp: Thu thập làm rõ các thông tin có liên quan đến vấn

đề; đề xuất và phân tích được một số giải pháp giải quyết vấn đề; lựa chọn được giải pháp phù hợp nhất

- Diễn đạt lại tình huống một cách đơn giản bằng ngôn ngữ của chính mình

- Tìm kiếm thông tin liên quan đến vấn đề: cách nuôi tinh thể, cách làm nến thơm, nguyên liệu…

- Đề xuất giải pháp giải quyết vấn đề

* Thực hiện giải pháp giải quyết vấn đề

- Lập kế hoạch cụ thể để thực hiện giải pháp: phân tích giải pháp thành kế hoạch thực hiện cụ thể bằng sơ đồ, thuyết minh bằng sơ đồ

- Thực hiện giải pháp: thực hiện được giải pháp để giải quyết vấn đề cụ thể

- Đánh giá và điều chỉnh các bước giải quyết vấn đề cụ thể ngay trong quá trình thực hiện

* Đánh giá việc giải quyết vấn đề, phát hiện vấn đề mới

- Đánh giá quá trình giải quyết vấn đề và điều chỉnh việc giải quyết vấn đề

- Phát hiện vấn đề cần giải quyết mới

2.3 Xây dựng kế hoạch dạy học chủ đề “Cây hoa tinh thể”

2.3.1 Quy trình dạy học chủ đề

Bước 1: Lựa chọn chủ đề:

- Chủ đề “Cây tinh thể” liên quan đến kiến thức các bài trong chương “Chất rắn

và chất lỏng Sự chuyển thể” và liên quan đến các môn học khác như: Hóa học, Công nghệ, Toán

- Thuộc các lĩnh vực STEM

Trong đó:

Siences: Thuộc các môn khoa học tự nhiên

14

Technology: Quy trình chế tạo nuôi tinh thể; tìm kiếm thông tin và nguyên liệu

nuôi tinh thể

Engineering: Bản vẽ cây hoa tinh thể; các thao tác nuôi tinh thể

Mathematics: Tính toán nguyên liệu, màu sắc Tính toán chiều cao, độ rộng

cây hoa

Bước 2: Xác định các vấn đề cần giải quyết trong chủ đề

Để giải quyết vấn đề đó là nuôi tinh thể học sinh cần trả lời được câu hỏi:

- Câu 1: Nuôi tinh thể như thế nào?

- Câu 2: Đề nuôi tinh thể cần những kiến thức gì?

Bước 3: Xây dựng mục tiêu dạy học của chủ đề

Các kiến thức cần thiết để giải quyết vấn đề:

Vật lí: Kiến thức về chất rắn kết tinh Sự chuyển thể của các chất Độ ẩm và ảnh

hưởng độ ẩm

Hóa học: Các chất hóa học như đồng sunphat, muối ăn…

Công nghệ: Nghệ thuật trang trí

Toán: Hình dạng tinh thể và cây tinh thể

- Xác định năng lực cần phát triển: Phát triển các thành tố của năng lực giải quyết vấn đề

- Xác định tiêu chí sản phẩm: đẹp, an toàn, chắc chắn

Bước 4: Thiết kế tiến trình tổ chức các hoạt động học tập

Bước 5: Xây dựng tiêu chí đánh giá

2.3.2 Biểu hiện năng lực giải quyết vấn đề các chủ đề

I Mô tả chủ đề:

Chủ đề “Cây hoa tinh thể” là ý tưởng dạy học theo định hướng STEM cho học

sinh khi học về chất rắn, chất lỏng và sự chuyển thể Qua chủ đề các em đã biết được quy trình làm tinh thể an toàn Học sinh học được kiến thức về chất rắn kết tinh, giãn

nở vì nhiệt, độ ẩm, và kiến thức các môn học khác như Toán, Hóa, Công nghệ

II Mục tiêu dạy học:

1 Phát triển năng lực khoa học tự nhiên

- Phân biệt được chất rắn kết tinh và chất rắn vô định hình về cấu trúc vi mô và tính chất vĩ mô của chúng

- Định nghĩa và nêu được các đặc điểm của sự kết tinh

- Biết cách đề xuất giải pháp làm tinh thể và làm thế nào để tạo tinh thể an toàn

15

- Vẽ được bản thiết kế và quy trình làm tinh thể; trình bày và bảo vệ ý kiến của mình và phản biện ý kiến người khác

2 Phát triển phẩm chất

- Có thái độ tích cực trong hoạt động nhóm

- Có trách nhiệm với tập thể và bản thân, ý thức bảo vệ môi trường

- Kiên trì, say mê tìm tòi nghiên cứu khoa học

3 Phát triển năng lực chung: Năng lực giải quyết vấn đề

- Tìm hiểu vấn đề: hành vi 1.1; 1.2; 1.3

- Đề xuất và lựa chọn giải pháp GQVĐ: hành vi 2.1; 2,2; 2.3

- Thực hiện giải pháp GQVĐ: hành vi 3.1; 3.2; 3.3

- Đánh giá việc GQVĐ: hành vi 4.1; 4.2

III Tiến trình dạy học

Hoạt động 1: Xác định yêu cầu thiết kế cây hoa tinh thể

1 Mục tiêu:

- Phát hiện vấn đề và đề xuất được giải pháp, lập được kế hoạch học tập

- Phát triển năng lực giải quyết vấn đề: 1.1; 1.2; 1.3; 2.1; 2.3

2 Nội dung: Nêu bối cảnh thực tiễn; xác định yêu cầu thiết kế cây hoa tinh thể Triển

khai các kế hoạch và hướng dẫn học sinh lập kế hoạch học tập

3 Phương pháp dạy học, hình thức tổ chức

- Phương pháp: phát hiện và giải quyết vấn đề

- Hình thức: Hoạt động cá nhân, thảo luận nhóm và toàn lớp

4 Chuẩn bị: Tình huống clip, bối cảnh, câu hỏi, bản kế hoạch, tiêu chí, phiếu ĐG

5 Thời gian, địa điểm dự kiến: 1 tiết tại lớp

Hoạt động của GV Hoạt động của

học sinh

Phương tiện dạy học/ đánh giá

Biểu hiện hành vi của NLGQVĐ/ sản phẩm mong đợi

GV cho học sinh xem

clip độc đáo về cây

nhiều người có

sở thích làm các loại cây sử dụng nguyên liệu từ kim loại và các

16

2 Bằng cách nào để

có thể làm được cây

hoa đẹp như vậy?

3 Câu hỏi đặt ra cho

chủ đề của chúng ta là

gì?

hạt cườm, hình thức đẹp

1.2 Phát hiện

vấn đề: Làm cây

hoa bằng tinh thể

1.3 Phát biểu vấn đề:

- Cách làm cây hoa từ tinh thể

Xác định yêu cầu đối với sản phẩm

Yêu cầu sản phẩm:

Chế tạo sản phẩm

thân thiện với môi

trường với các tiêu

chí: an toàn, hình thức

đẹp, chi phí rẻ

- Chia nhóm, yêu cầu

phân công nhiệm vụ

- Các nhóm nhận nhiệm vụ

và thảo luận lập

kế hoạch

- Cá nhân nhậm nhiệm vụ do nhóm phân công

Bản kế hoạch học tập

- Phiếu đánh giá

- Hoàn thành kế hoạch: phân công nhiệm vụ, liệt kê được các danh mục vật liệu cần có

Nhận xét: Nhận thức được việc chế tạo tinh thể và đề xuất giải pháp cơ bản làm

từ nguyên liệu có sẵn, lập được kế hoạch, liệt kê danh mục vật liệu làm cây hoa tinh thể an toàn

Hoạt động 2: Tìm hiểu kiến thức nền về tinh thể

1 Mục tiêu:

- Bản ghi chép chính xác các kiến thức nền cần có

- Hiểu được các kiến thức về:

+ Cấu trúc tinh thể, các đặc tính của chất rắn kết tinh, tính đẳng hướng và dị hướng, hiện tượng bề mặt của chất lỏng, sự giãn nở vì nhiệt, độ ẩm không khí

- Phát triển năng lực giải quyết vấn đề: năng lực thành tố: 2.1; 2.2

2 Nội dung: Tìm hiểu và báo cáo kiến thức liên quan đến chủ đề

17

- Kiến thức chủ đạo: vật lí: Các đặc tính của chất rắn kết tinh Các hiện tượng bề

mặt của chất lỏng, sự chuyển thể của các chất, biến dạng cơ và sự nở vì nhiệt của vật rắn Độ ẩm không khí

- Kiến thức hóa học: Liên kết ion, tinh thể ion, hợp chất của nhôm, bão hòa

- Kiến thức công nghệ: Nghệ thuật trang trí, trưng bày sản phẩm

- Kiến thức toán học: Khối đa diện

3 Phương thức, hình thức tổ chức

- Phương pháp: Dạy học giải quyết vấn đề, hướng dẫn tự học

- Hình thức: Hoạt động cá nhân, nhóm và cả lớp

4 Chuẩn bị:

- HS: trả lời được kiến thức nền theo bản kế hoạch, phân công cá nhân báo cáo

- GV: chuẩn bị phiếu học tập, phiếu đánh giá cá nhân và nhóm

5 Thời gian, địa điểm dự kiến: 1 tuần (tại nhà và tại lớp)

Hoạt động của GV Hoạt động của HS Phương tiện DH/

công cụ đánh giá

Biểu hiện hành

vi NLGQVĐ/ sản phẩm mong đợi

Bước 1: Chuyển giao nhiệm vụ

- Giao nhiệm vụ tìm

hiểu kiến thức liên

quan đến chủ đề cây

hoa tinh thể ở nhà

trong thời gian 1 tuần

và báo cáo kiến thức

sẻ trao đổi thống nhất trong nhóm trước khi báo cáo

Thư kí ghi chép nội dung trao đổi

- Lựa chọn được toàn bộ kiến thức nền liên quan đến chủ đề

Bước 2: Thực hiện nhiệm vụ

Bảng thống nhất nội dung kiến thức

Bước 3: Báo cáo kết quả

18

- Yêu cầu mỗi nhóm

bốc thăm báo cáo,

- Các nhóm theo dõi thảo luận

- Thảo luận trả lời phiếu học tập

Thư kí ghi chép các ý kiến đóng góp

- Phiếu đánh giá

cá nhân, nhóm

- Phiếu học tập

2.2 Phân tích thông tin:

Trình bày đầy đủ kiến thức

- Đánh giá đúng kiến thức nền của các nhóm ghi trên bảng

Bước 4: Đánh giá kết quả

Nhận xét: HS tìm kiếm và lựa chọn được kiến thức liên quan đến chủ đề cây hoa

tinh thể Ngoài việc tìm tòi khám phá kiến thức thuộc môn vật lí, học sinh còn được tìm hiểu, hình thành ý thức trách nhiệm và rèn luyện kĩ năng làm việc nhóm

Hoạt động 3: Đề xuất và bảo vệ phương án thiết kế chủ đề “Cây hoa tinh thể”

- Trình bày bản vẽ mô hình cây tinh thể

- Các nhóm nhận xét, đánh giá, GV nhận xét, đánh giá và chỉnh sửa thiết kế, lựa chọn phương án tối ưu nhất

3 Phương pháp, hình thức tổ chức

- Phương pháp: Thuyết trình, vấn đáp, dạy học giải quyết vấn đề

- Hình thức tổ chức: hoạt động cá nhân và thảo luận toàn lớp

4 Chuẩn bị: HS lâp bản thiết kế theo yêu cầu trong bản kế hoạch, cử đại diện báo

cáo, GV lập kế hoạch tổ chức báo cáo

5 Thời gian, địa điểm dự kiến: Họp nhóm 1 buổi thiết kế tại nhà và báo cáo 1 tiết

tại lớp

19

Hoạt động của GV Hoạt động của HS Phương tiện DH/

công cụ đánh giá

Biểu hiện hành vi của NLGQVĐ/ sản phẩm

cụ thể để thực hiện giải pháp

- Lập được bản thiết kế có đầy đủ

hồ sơ, hình vẽ, các quy trình, theo yêu cầu

2.3 Đề xuất giải pháp

- Thiết kế trên khổ giấy lớn theo các tiêu chí

Bước 2: Thực hiện nhiệm vụ

Theo dõi và hỗ trợ

qua nhóm

- Thực hiện làm bản thiết kế ở nhà

- Thư kí ghi chép

ý kiến đóng góp của các thành viên

- Giấy, bút dùng lập bản thiết kế

- Phiếu đánh giá

Thảo luận đưa ra phương án thiết

kế, lựa chọn loại vật liệu làm tinh thể phù hợp, an toàn và hiệu quả

- Các nhóm góp ý kiến cho các nhóm khác để hoàn thiện bản thiết kế

- Thư kí nhóm ghi nhận sai sót và chỉnh sửa bản thiết kế

- Giấy khổ lớn

- rubics đánh giá

- Phiếu theo dõi

- Phiếu đánh giá nhóm

- Trình bày các bước tiến hành GQVĐ

- Giải thích được

lí do lựa chọn nguyên vật liệu

- Bản góp ý chỉnh sửa thiết kế

Nhận xét: Sau hoạt động này, HS hiểu được quy trình làm tinh thể và cây hoa tinh

thể, biết lựa chọn nguyên vật liệu sạch và an toàn cho sức khỏe, biết dùng nhiều loại

có sẵn trong gia đình để làm tinh thể, sử dụng tinh thể cho nhiều mục đích khác nhau trong đời sống Phát triển tư duy thiết kế, sáng tạo, phát triển năng lực giải quyết vấn

đề, kĩ năng thuyết trình, tư duy phản biện

Hoạt động 4 Thiết kế sản phẩm cây hoa tinh thể

1 Mục tiêu:

- Thực hiện được giải pháp đã đề ra trong bản thiết kế cây hoa tinh thể

- Phát triển năng lực giải quyết vấn đề: năng lực thành tố: 3.2 và 3.3

2 Nội dung:

- Học sinh làm tinh thể tại nhà và nhóm trưởng trao đổi với giáo viên nếu cần

- Thử nghiệm, đánh giá và điều chỉnh thiết kế

3 Phương pháp dạy học, hình thức tổ chức

- Phương pháp: hướng dẫn học sinh tự học

21

- Hình thức: hoạt động ngoài giờ lên lớp

4 Chuẩn bị: học sinh chuẩn bị địa điểm, thời gian, nguyên vật liệu để làm nến, chụp

ảnh, hồ sơ học tập

5 Thời gian, địa điểm dự kiến: 1 buổi tại nhà

Hoạt động của GV Hoạt động của HS

Phương tiện DH/ công cụ đánh giá

Biểu hiện hành vi của NLGQVĐ/ sản phẩm

Bước 1: Chuyển giao nhiệm vụ

- Nhóm trưởng phân công nhiệm

vụ, trao đổi với

Nhóm trưởng theo dõi ghi nhận sự tham gia của các thành viên

3.2 Thực hiện giải pháp:

Thực hiện thành công giải pháp đã nêu

Bước 3: Thử nghiệm và tự đánh giá sản phẩm

Yêu cầu: so sánh với

các tiêu chí đánh giá

sản phẩm:

- Nếu sản phẩm đạt

yêu cầu thì trang trí

để chuẩn bị báo cáo

- Chụp hình, quay phim

- Bản tiêu chí đánh giá sản phẩm

3.3 Đánh giá và điều chỉnh các bước ngay trong quá trình thực hiện:

Nêu được nhược điểm của sản phẩm: nguyên liệu, hình dạng… sau đó đưa

ra giải pháp hợp lí hơn và thực hiện được giải pháp mới

Bước 4: Điều chỉnh thiết kế

22

Yêu cầu hoàn thiện

các báo cáo đánh giá

lí do Tiến hành điều chỉnh

Thư kí ghi chép

sự điều chỉnh vào hồ sơ nhóm

Ghi chép sự điều chỉnh cần thiết

Nhận xét: HS biết cách làm cây hoa tinh thể, biết dùng các vật liệu thân thiện

với môi trường, phát triển kĩ năng hợp tác, làm việc nhóm, phát triển năng lực sáng tạo, năng lực giải quyết vấn đề, phát triển kĩ năng STEM, say mê nghiên cứu khoa học

Hoạt động 5: Báo cáo và đánh giá sản phẩm

1 Mục tiêu

- Báo cáo và đánh giá được quá trình làm sản phẩm

- Biết cách khắc phục nhược điểm và cải tiến

- Phát triển năng lực giải quyết vấn đề : 4.1; 4.2

2 Nội dung: Các nhóm giới thiệu sản phẩm Phân tích quá trình làm và chỉnh sửa

sản phẩm Đề xuất các cải tiến (nếu có)

5 Thời gian, địa điểm dự kiến: 1 tiết tại lớp

Hoạt động của GV Hoạt động của HS

Phương tiện DH/ công cụ đánh giá

Biểu hiện hành vi của NLGQVĐ/ sản phẩm

Bước 1: Giao nhiệm vụ chuẩn bị báo cáo

Tổ chức cho HS

chuẩn bị và trưng bày

các sản phẩm

Các nhóm trưng bày sản phẩm trước lớp

Bước 2: Báo cáo giới thiệu sản phẩm

GV và các nhóm khác

- Bài thuyết trình

- Sản phẩm

- Phiếu đánh giá

4.1 Đánh giá quá trình GQVĐ và điều chỉnh việc GQVĐ:

- Bài thuyết trình đánh giá quá trình làm sản phẩm cây hoa tinh thể có ưu nhược điểm gì, đề xuất giải pháp

Bước 3: Đánh giá, nhận xét, phản biện

- Ghi nhận đóng góp và rút kinh nghiệm

- Cá nhân tự đánh giá và đánh giá lẫn nhau

- Hồ sơ học tập

- Phiếu theo dõi ghi điểm

- Phiếu đánh giá

4.3 Phát hiện vấn

đề mới cần giải quyết

Nêu được hướng cải tiến mới trong tương lai

Bước 4: Tổng kết, rút kinh nghiệm

Tổng kết chung và

công bố điểm cho các

nhóm và cá nhân

Ghi nhận xét và rút kinh nghiệm

- Phiếu điểm, phiếu đánh giá

Bước 5: Ý kiến học sinh

Phỏng vấn học sinh:

- Các em có thích thú với chủ đề STEM này không?

- Qua chủ đề các em đã học được những kiến thức và kĩ năng gì trong quá trình làm tinh thể?

- Các em thích nhất hoạt động nào khi tham gia STEM này?

Kết luận:

Qua chủ đề này giúp HS trải nghiệm về cách làm tinh thể, thông qua việc làm tinh thể các em hiểu thêm được kiến thức và rèn luyện được kỹ năng STEM như:

Kỹ năng khoa học: Kỹ năng sử dụng các kiến thức khoa học về tinh thể và cấu

trúc tinh thể, sự chuyển thể, độ ẩm không khí… để làm tinh thể

24

Kỹ năng công nghệ: Kỹ năng sử dụng lựa chọn nguyên vật liệu làm tinh thể, sáng

tạo hình dáng, cải tiến cho phù hợp bối cảnh và mục đích sử dụng

Kỹ năng kỹ thuật: Rèn luyện được các thao tác thiết kế

Kỹ năng toán học: Rèn luyện kỹ năng cân đo, đong đếm chính xác hơn

2.4 Xây dựng kế hoạch dạy học chủ đề “Nến thơm nhà làm”

2.4.1 Quy trình dạy học chủ đề

Bước 1: Lựa chọn chủ đề

- Xuất phát từ nhu cầu sử dụng nến trong cuộc sống nhưng đa phần nến trong thực tế thiếu an toàn, gây hại cho sức khỏe

- Chủ đề “Nến thơm nhà làm” liên quan đến kiến thức các bài học trong chương

“Chất rắn và chất lỏng Sự chuyển thể” và kiến thức các môn học khác liên quan như: Hóa học, Công nghệ, Toán

Bước 2: Xác dịnh các vấn đề cần giải quyết trong chủ đề

Để giải quyết vấn đề nến thơm an toàn, có mùi thơm sử dụng trong gia đình, học sinh cần xác định các kiến thức cần có:

- Chế tạo nến thơm như thế nào?

- Để làm nến thơm cần những kiến thức gì?

Bước 3: Xây dựng mục tiêu dạy học của chủ đề

Kiến thức cần thiết để giải quyết vấn đề:

Vật lý: Kiến thức về chất rắn vô định hình Sự nở dài, sự nở khối Các hiện tượng

dính ướt và không dính ướt Quá trình nóng chảy, đông đặc

Hóa học: Kiến thức về ankan, phản ứng oxi hóa khử

Công nghệ: nghệ thuật trang trí

Toán học: Hình dạng của nến và các vật dụng đựng nến

- Xác định năng lực cần phát triển; phát triển các thành tố của NLGQVĐ

- Xác định tiêu chí của sản phẩm: chế tạo từ sáp thực vật với mục đích sử dụng trong gia đình với tiêu chí: 1 Sử dụng sáp thực vật; 2 Có màu sắc, thơm Dễ cháy

và an toàn; 3 Hình thức đẹp; 4 Chi phí thấp

Bước 4: Thiết kế tiến trình tổ chức các hoạt động

Bước 5: Xây dựng các tiêu chí đánh giá (phụ lục)

2.4.2 Biểu hiện năng lực giải quyết vấn đề các chủ đề

I Mô tả chủ đề: Chủ đề “Nến thơm nhà làm” là ý tưởng dạy học theo định hướng

STEM cho học sinh khi học về chất rắn, chất lỏng và sự chuyển thể Qua chủ đề các

em đã biết được quy trình làm nến sạch và an toàn Học sinh học được kiến thức về

25

sự nóng chảy, đông đặc, bay hơi, giãn nở vì nhiệt, độ ẩm, sự dính ướt và không dính ướt và kiến thức các môn học khác như Toán, Hóa, Công nghệ

II Mục tiêu dạy học:

1 Phát triển năng lực khoa học tự nhiên

- Phân biệt được chất rắn kết tinh và chất rắn vô định hình về cấu trúc vi mô và tính chất vĩ mô của chùng

- Phân biệt được sự biến dạng của sáp nến thuộc biến dạng dẻo

- Nêu được ý nghĩa của sự nở vì nhiệt của vật rắn trong quá trình làm nến, mô tả được hình dạng mặt thoáng của chất lỏng ở sát thành ly đựng nến trong trường hợp thành ly thủy tinh bị dính ướt

- Định nghĩa và nêu được các đặc điểm của sự nóng cháy vầ sự đông đặc

- Vận dụng kiến thức về sự nóng chảy, hiện tượng mao dẫn để giải thích hiện tượng vì sao nến cháy được

- Biết cách đề xuất giải pháp làm nến và làm thế nào để tạo nến thơm an toàn

- Vẽ được bản thiết kế và quy trình làm nến thơm; trình bày và bảo vệ ý kiến của mình và phản biện ý kiến người khác

2 Phát triển phẩm chất

- Có thái độ tích cực trong hoạt động nhóm

- Có trách nhiệm với tập thể và bản thân

- Kiên trì, say mê tìm tòi nghiên cứu khoa học

- Có ý thức bảo vệ môi trường

3 Phát triển năng lực chung: Năng lực giải quyết vấn đề:

+ Tìm hiểu vấn đề: hành vi 1.1; 1.2; 1.3

+ Đề xuất và lựa chọn giải pháp GQVĐ: hành vi 2.1; 2,2; 2.3

+ Thực hiện giải pháp GQVĐ: hành vi 3.1; 3.2; 3.3

+ Đánh giá việc GQVĐ: hành vi 4.1; 4.2

III Tiến trình dạy học

Hoạt động 1: Xác định yêu cầu thiết kế nến thơm

1 Mục tiêu:

- Phát hiện vấn đề và đề xuất được giải pháp, lập được kế hoạch học tập

- Phát triển năng lực giải quyết vấn đề: 1.1; 1.2; 1.3

2 Nội dung: Nêu bối cảnh thực tiễn xác định yêu cầu thiết kế nến thơm

3 Phương pháp dạy học, hình thức tổ chức

26

- Phương pháp: phát hiện và giải quyết vấn đề

- Hình thức; Hoạt động cá nhân, thảo luận nhóm và toàn lớp

4 Chuẩn bị: Bối cảnh, câu hỏi, bản kế hoạch, tiêu chí, phiếu đánh giá

5 Thời gian, địa điểm dự kiến: 1 tiết tại lớp

Hoạt động của GV Hoạt động của học

sinh

Phương tiện dạy học/ đánh giá

Biểu hiện hành vi NLGQVĐ/ sản phẩm mong đợi

rủi ro này không?

3 Câu hỏi đặt ra cho

chủ đề của chúng ta

là gì?

- Lăng nghe tình huống có vấn đề

Phiếu đánh giá 1.1 Mô tả vấn

đề: Nến chúng ta

đang dùng là nến dùng từ paraphin trên thị trường không rõ nguồn gốc nên gây ra nhiều tác hại cho sức khỏe

1.2 Phát hiện vấn đề: Tạo nến

bằng nguyên liệu thân thiên với môi trường

1.3 Phát biểu vấn đề:

Cách tạo được nến từ nguyên liệu an toàn cho sức khỏe

Xác định yêu cầu đối với sản phẩm

Yêu cầu sản phẩm:

Chế tạo sản phẩm

thân thiện với môi

trường với các tiêu

- Cá nhân nhận nhiệm vụ do nhóm phân công

Bản kế hoạch học tập

- Phiếu đánh giá

Hoàn thành kế hoạch: phân công nhiệm vụ, liệt kê được các danh mục vật liệu cần có

27

- Chia nhóm, yêu cầu

phân công nhiệm vụ

Nhận xét: Nhận thức được việc dùng nến không an toàn và đề xuất giải pháp cơ

bản làm từ nguyên liệu có sẵn, lập được kế hoạch, liệt kê danh mục vật liệu làm nến thơm an toàn

Hoạt động 2: Tìm hiểu kiến thức nền

+ Sự giãn nở vì nhiệt, biến dạnh của vật rắn

- Phát triển năng lực giải quyết vấn đề: năng lực thành tố: 2.1; 2.2; 2.3; 3.1

2 Nội dung: Tìm hiểu và báo cáo kiến thức liên quan đến chủ đề

- Kiến thức chủ đạo: vật lí: Các hiện tượng bề mặt của chất lỏng, sự chuyển thể

của các chất, biến dạng cơ và sự nở vì nhiệt của vật rắn Độ ẩm không khí

- Kiến thức hóa học: Dãy đồng đẳng của ankan, phản ứng oxi hóa khử

- Kiến thức công nghệ: Nghệ thuật trang trí, trưng bày sản phẩm

- Kiến thức toán học: Hình dạng của nến thơm

3 Phương thức, hình thức tổ chức

- Phương pháp: Dạy học giải quyết vấn đề, hướng dẫn tự học

- Hình thức: Hoạt động cá nhân, nhóm và cả lớp

4 Chuẩn bị:

- HS: Trả lời được kiến thức nền theo bản kế hoạch, phân công cá nhân báo cáo

- GV: Chuẩn bị phiếu học tập, phiếu đánh giá cá nhân và nhóm

5 Thời gian, địa điểm dự kiến: 1 tuần (tại nhà và tại lớp)

28

Hoạt động của GV Hoạt động của HS

Phương tiện DH/ công cụ đánh gía

Biểu hiện hành vi NLGQVĐ/ sản phẩm mong đợi

Bước 1: Chuyển giao nhiệm vụ

- Giao nhiệm vụ tìm

hiểu kiến thức liên

quan đến chủ đề nến

thơm ở nhà trong thời

gian 1 tuần và báo

cáo kiến thức tại lớp

sẻ trao đổi thống nhất trong nhóm trước khi báo cáo

Thư kí ghi chép nội dung trao đổi

- Bản kế hoạch

- Phiếu đánh gái

- Phiếu theo dõi ghi điểm

2.2 Thu thập thông tin, xử lí các thông tin liên quan đến vấn đề:

- Lựa chọn được toàn bộ kiến thức nền liên quan đến chủ đề

Bước 2: Thực hiện nhiệm vụ

Bảng thống nhất nội dung kiến thức

Bước 3: Báo cáo kết quả

- Yêu cầu mỗi nhóm

bốc thăm báo cáo,

- Các nhóm theo dõi thảo luận để góp ý

- Thảo luận trả lời phiếu học tập

Thư kí ghi chép các ý kiến đóng góp

- Phiếu đánh giá cá nhân, nhóm

Nhận xét: HS tìm kiếm và lựa chọn được kiến thức liên quan đến chủ đề nến thơm

Ngoài việc tìm tòi khám phá kiến thức thuộc môn vật lí, học sinh còn đượctìm hiểu, hình thành ý thức trách nhiệm và rèn luyện kĩ năng làm việc nhóm

Hoạt động 3: Đề xuất và bảo vệ phương án thiết kế chủ đề “Nến thơm nhà làm”

29

1 Mục tiêu:

- Học sinh trình bày và bảo vệ được phương án thiết kế, ghi nhận đóng góp ý kiến của các nhóm và GV chỉnh sửa bản thiết kế phù hợp

- Sử dụng các kiến thức về hiện tượng mao dẫn, sự nóng chảy, nhiệt nóng chảy

để giải thích sự chảy của nến

- Phát triển các năng lực giải quyết vấn đề: 2.2; 2.2; 2.3; 3.1

2 Nội dung:

- Trình bày bản vẽ mô hình nến thơm, quy trình đúc nến và tạo mùi cho nến

- Các nhóm nhận xét, đánh giá, GV nhận xét, đánh giá và chỉnh sửa thiết kế, lựa chọn phương án tối ưu nhất

3 Phương pháp, hình thức tổ chức

- Phương pháp: Thuyết trình, vấn đáp, dạy học giải quyết vấn đề

- Hình thức tổ chức: hoạt động cá nhân và thảo luận toàn lớp

4 Chuẩn bị: HS lập bản thiết kế theo yêu cầu trong bản kế hoạch, cử đại diện báo

cáo, GV lập kế hoạch tổ chức báo cáo

5 Thời gian, địa điểm dự kiến: Họp nhóm 1 buổi thiết kế tại nhà và báo cáo 1 tiết

tại lớp

30

Hoạt động của GV Hoạt động của

HS

Phương tiện DH/ công cụ đánh giá

Biểu hiện hành

vi của NLGQVĐ/ sản phẩm

hoạch cụ thể để thực hiện giải pháp

- Lập được bản thiết kế có đầy

đủ hồ sơ, hình

vẽ, các quy trình, theo yêu cầu

2.3 Đề xuất giải pháp

- Thiết kế trên khổ giấy theo các tiêu chí

Bước 2: Thực hiện nhiệm vụ

Theo dõi và hỗ trợ qua

nhóm

- Thực hiện làm bản thiết kế ở nhà

- Thư kí ghi chép

ý kiến đóng góp của các thành viên

- Giấy, bút dùng lập bản thiết kế

- Phiếu đánh giá

Thảo luận đưa ra các phương án thiết kế, lựa chọn loại sáp phù hợp,

an toàn và hiệu quả

Bước 3: Báo cáo và đánh giá kết quả

chuẩn hóa các kiến thức

liên quan, chỉnh sửa góp

ý phương án thiết kế cho

- Các nhóm góp ý kiến cho các nhóm khác để hoàn thiện bản thiết kế

- Thư kí nhóm ghi nhận sai sót và chỉnh sửa bản thiết kế

- Giấy khổ lớn

- rubics đánh giá

- Phiếu theo dõi

- Phiếu đánh giá nhóm

- Trình bày các bước tiến hành GQVĐ

- Giải thích được

lí do lựa chọn nguyên vật liệu

Bản góp ý chỉnh sửa thiết kế

Nhận xét: Sau hoạt động này, HS hiểu được quy trình làm nến, biết lựa chọn

nguyên vật liệu sạch và an toàn cho sức khỏe, biết dùng nhiều loại sáp có sẵn trong gia đình để làm nến, sử dụng nến cho nhiều mục đích khác nhau trong đời sống Phát triển tư duy thiết kế, sáng tạo, phát triển năng lực giải quyết vấn đè, kĩ năng thuyết trình, tư duy phản biện Biết cách bảo vệ ý kiến của mình

Hoạt động 4 Thiết kế sản phẩm nến thơm

1 Mục tiêu:

- Thực hiện được giải pháp đã đề ra trong bản thiết kế nến thơm

- Phát triển năng lực giải quyết vấn đề: năng lực thành tố: 3.2 và 3.3

2 Nội dung:

- Học sinh làm nến tại nhà và nhóm trưởng trao đổi với giáo viên nếu cần

- Thử nghiệm đốt nến, đánh giá và điều chỉnh thiết kế

3 Phương pháp dạy học, hình thức tổ chức

- Phương pháp: hướng dẫn học sinh tự học

- Hình thức: hoạt động ngoài giờ lên lớp

4 Chuẩn bị: học sinh chuẩn bị địa điểm, thời gian, nguyên vật liệu để làm nến, chụp

ảnh, hồ sơ học tập