PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC TOÁN HỌC CHO HỌC SINH QUA DẠY HỌC CHỦ đề CÁC PHÉP TOÁN VECTƠ HÌNH HỌC 10 THEO ĐỊNH HƯỚNG GIÁO DỤC STEM

Giáo dục STEM là mô hình dựa trên cách tiếp cận liên môn, giúp HS áp dụng các kiến thức khoa học, công nghệ, kĩ thuật và toán học vào giải quyết một số vấn đề thực tiễn trong bối cảnh cụ

SỞ GD&ĐT NGHỆ AN TRƯỜNG THPT ANH SƠN 3

SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM

PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC TOÁN HỌC CHO HỌC SINH QUA DẠY HỌC CHỦ ĐỀ CÁC PHÉP TOÁN VECTƠ-HÌNH HỌC 10 THEO ĐỊNH HƯỚNG

GIÁO DỤC STEM

Môn: Toán học Tác giả: Hoàng Thị Hồng Yến Tổ: Toán-Tin

Năm học: 2021-2022

Số điện thoại: 094.545.8299

2.5 Phân tích và đánh giá kết quả điều tra 18

3 Thiết kế và tổ chức dạy học chủ đề Các phép toán véc tơ

theo định hướng giáo dục STEM

20

3.3 Xây dựng bảng mô tả các mức độ cần đạt nhằm phát triển

3.4 Một số câu hỏi định hướng cho học sinh tạo ra sản phẩm

dự án

23

4 Đánh giá kết quả dạy học 34 4.1 Đánh giá về năng lực được hình thành cho học sinh 34

4.2 Đánh giá về sự hứng thú và kết quả học tập sau dạy học

PHẦN 1 MỞ ĐẦU

1 Lí do chọn đề tài

Trong chương trình giáo dục phổ thông tổng thể của nước ta đã được công bố năm 2018 chỉ rõ việc coi trọng và tăng cường hoạt động theo định hướng giáo dục STEM (gọi tắt là hoạt động STEM) là một đổi mới căn bản của chương trình giáo dục phổ thông mới Giáo dục STEM là mô hình dựa trên cách tiếp cận liên môn, giúp HS áp dụng các kiến thức khoa học, công nghệ, kĩ thuật và toán học vào giải quyết một số vấn đề thực tiễn trong bối cảnh cụ thể Thông qua các hoạt động STEM,

HS không những lĩnh hội được các kiến thức khoa học mà còn phát triển được các phẩm chất, NL cần thiết, phát triển tư duy sáng tạo, tư duy phê phán, khả năng giải quyết vấn đề

Trong những năm qua, toàn thể GV cả nước đã thực hiện nhiều thay đổi trong PPDH, kiểm tra đánh giá và đã đạt được nhiều thành công Đây là tiền đề vô cùng quan trọng để chúng ta tiến tới việc dạy học và đánh giá HS một cách hiệu quả nhất Tuy nhiên, trên thực tế giảng dạy của bản thân cũng như qua các tiết dự giờ của đồng nghiệp, tôi thấy rằng việc đổi mới PPDH chưa nhiều Hầu như các tiết học đều mang tính truyền thụ kiến thức, chưa phát huy được tính tích cực, chủ động học tập, chưa phát triển các NL cho người học … Hoạt động kiểm tra, đánh giá còn mang tính tái hiện kiến thức Dẫn đến HS khó giải quyết được các tình huống trong thực tiễn

Là GV giảng dạy bộ môn Toán học bậc THPT nhiều năm, với mong muốn

nghiên cứu sâu hơn về tính ưu việt, khả năng vận dụng PPDH nhằm góp phần nâng cao chất lượng dạy học theo phương pháp STEM trong thời đại mới; giúp HS hình thành và phát triển NL, biết vận dụng kiến thức đã học vào giải quyết các vấn đề thực tiễn đồng thời giúp HS hứng thú trong vấn đề nghiên cứu khoa học, có thể định hướng nghề nghiệp một cách phù hợp

Với chương trình Hình học 10, Các phép toán vectơ là nội dung quan trọng của môn Toán cấp THPT, có nhiều khái niệm khá mới mẻ đối với HS mới chuyển cấp

Nó là cơ sở, là công cụ để HS làm quen với phương pháp tọa độ trong mặt phẳng, trong không gian Với phương pháp tọa độ, HS sẽ bước đầu nghiên cứu hình học bằng một phương pháp hoàn toàn khác với các phương pháp đã học trước đó Trong khi chủ đề này là cơ hội tốt giúp các em có một lượng kiến thức, kĩ năng cần thiết phục vụ bài học, phục vụ các môn học liên quan và phục vụ cho việc vận dụng kiến thức giải quyết các tình huống trong thực tiễn, phát triển được các NL của HS theo chương trình GDPT mới

Với những lý do trên, tôi đã lựa chọn và nghiên cứu đề tài : “Phát triển năng lực toán học cho học sinh qua dạy học chủ đề Các phép toán véc tơ-Hình học 10 theo định hướng giáo dục STEM ”

2 Mục đích nghiên cứu

Mục đích của đề tài là nghiên cứu thiết kế, tổ chức các hoạt động dạy học theo

định hướng giáo dục STEM trong dạy học chủ đề Các phép toán véc tơ-Hình học

10 nhằm phát triển NL toán học cho HS, nâng cao chất lượng dạy-học ở trường phổ

thông theo định hướng đổi mới giáo dục phổ thông

3 Đối tượng nghiên cứu

- Giáo dục STEM

- PPDH tích cực

- Các NL toán học

- Hoạt động dạy học chủ đề Các phép toán véc tơ-Hình học 10

4 Phương pháp nghiên cứu

Các phương pháp nghiên cứu lý luận:

- Đọc và nghiên cứu các tài liệu có liên quan đến đề tài

- Dạy học theo định hướng STEM trong bộ môn Toán

- Các NL HS đạt được thông qua dạy học STEM

Các phương pháp nghiên cứu thực tiễn:

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

- Điều tra, khảo sát tình hình sử dụng dạy học theo định hướng STEM hiện nay

- Tổng kết kinh nghiệm thực tiễn

Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm

Phương pháp thống kê toán học

5 Dự kiến đóng góp mới của đề tài

5.1 Đối với thực tiễn dạy học

- Dạy học phát triển NL là một trong những nguyên tắc quan trọng trong quá trình dạy học Đây được coi là một quan điểm dạy học hiện đại nhằm phát huy tính tích cực của HS, đồng thời nâng cao chất lượng giáo dục trong nhà trường

- Dạy học phát triển NL sẽ làm cho giờ học trở nên sinh động hơn vì không chỉ có

GV trình bày mà HS cũng phải tham gia vào quá trình tiếp nhận kiến thức, từ đó phát huy được tính tích cực của HS

- Dạy học phát triển NL cũng góp phần phát triển tư duy liên hệ, liên tưởng ở HS Tạo cho HS thói quen trong tư duy, lập luận, khi xem xét một vấn đề phải đặt chúng trong một hệ quy chiếu, từ đó mới có thể nhận thức vấn đề một cách thấu đáo

- Qua thực tế chuẩn bị và giảng dạy dự án tôi nhận thấy việc tích hợp kiến thức giữa các môn học để giải quyết một vấn đề nào đó là hết sức cần thiết Điều đó đòi hỏi

GV bộ môn không chỉ nắm bắt nhuần nhuyễn kiến thức bộ môn mình giảng dạy mà còn phải không ngừng trau dồi kiến thức của các môn học khác để có được cái nhìn

tổng quát dưới nhiều khía cạnh để giúp HS có thể giải quyết được các tình huống, các vấn đề đặt ra trong môn học một cách nhanh nhất và hiệu quả nhất Nhờ đó mà giờ học trở lên sinh động và hấp dẫn hơn

- Việc dạy học theo định hướng giáo dục STEM cũng giúp cho HS hiểu vấn đề và tình huống một cách sâu sắc Trên cơ sở đó sẽ giúp các em phát triển khả năng tư duy, sự sáng tạo trong học tập cũng như khả năng ứng dụng vào thực tiễn

- Qua dạy học theo định hướng giáo dục STEM, HS hiểu được mối quan hệ chặt chẽ giữa các môn học, từ đó xác định cần phải phân bố thời gian hợp lí cho việc tìm hiểu, học đều tất cả các môn không phân biệt môn “chính”, môn “phụ” để có sự hiểu biết đồng bộ tất cả các môn học

- Thiết kế dạy học chủ đề Các phép toán véc tơ theo quy trình dạy học STEM phù hợp với đối tượng người học

- Chứng minh tính khả thi và hiệu quả của dạy học theo định hướng STEM trong dạy học toán ở trường THPT

- Xây dựng được quy trình vận dụng dạy học dự án để thiết kế bài dạy nhằm phát triển NL toán học cho HS, phát huy hiệu quả dạy học tích hợp liên môn trong dạy học toán

5.2 Đối với thực tiễn xã hội

- Giáo dục với mỗi quốc gia đều được đặt lên hàng đầu Ở nước ta, với sự phát triển của đất nước, tư tưởng về giáo dục con cái của mỗi gia đình đã có sự tiến bộ vượt bậc Mỗi gia đình đều dành sự quan tâm nhất định tới việc học tập và rèn luyện của con cái ở mỗi cấp học

- Cùng với quá trình hội nhập là sự phát triển sôi động về kinh tế xã hội, bên cạnh những mặt tích cực như đời sống người dân được cải thiện và nâng cao, đầu tư cho

y tế, giáo dục và mọi mặt đời sống xã hội được nâng lên…Nền kinh tế thị trường khuyến khích sự tìm tòi và sáng tạo của mỗi cá nhân, nó sẵn sàng đào thải những biểu hiện của sự trì trệ, lỗi thời, lạc hậu Kinh tế thị trường thúc đẩy văn hóa theo hướng xã hội hóa, ý thức dân chủ, vai trò cá nhân và sự tự ý thức về bản thân sẽ có

cơ hội và điều kiện để phát triển

- HS ngày nay bị hấp dẫn, bị phân tán bởi quá nhiều cám dỗ, như game, facebook…do vậy các kiến thức môn học ở trường học trở nên khô khan, kém hấp dẫn đối với các em Các môn học như Toán, Vật lý đối với suy nghĩ của HS chỉ là những con số, những công thức Nhiều HS có những câu hỏi như : Vecto để làm gì ? Sao lại phải học vecto ? Từ việc không hiểu mục tiêu, ý nghĩa của các bài học trong môn Toán và các môn học khác khi dạy riêng rẽ với nhau nên HS tiếp nhận kiến thức một cách thụ động, học trước quên sau và không hiểu được ý nghĩa của bài học Vì vậy mặc dù giáo dục liên tục đổi mới, chương trình liên tục giảm tải kiến thức nhưng HS và phụ huynh vẫn thấy áp lực từ việc tiếp nhận kiến thức của các môn học hàng ngày

- Ngoài áp lực về học tập ra HS còn bị áp lực với vấn đề thi cử HS có xu hướng học lệch các môn, chú trọng môn này bỏ qua môn kia, do đó phát triển tư duy và hiểu biết xã hội không đồng đều Kết quả sản phẩm của giáo dục là những con người thiếu toàn diện, có NL này thiếu NL kia

Vì vậy dạy học Toán theo định hướng giáo dục STEM, kết hợp kiến thức Toán với những môn học khác như Vật lý, Địa lý, lịch sử, giáo dục công dân…là một hướng đi rất phù hợp với với quy luật chung của sự phát triển giáo dục và quy luật nhận thức của HS Giờ đây với bộ môn Toán, các em sẽ được tiếp cận với Vật lý theo cách rất tự nhiên, vừa giúp nắm được công thức toán lại thấy được ý nghĩa toán học nhờ môn vật lý Bằng cách khám phá ra các hiện tượng tự nhiên và giải thích được nó ở môn Địa lý, liên hệ để giải thích những chiến thắng lẫy lừng trong lịch sử của cha ông nhờ vào kiến thức tự nhiên xã hội mà HS được thêm hiểu biết và trau dồi lòng yêu nước, tự hào dân tộc Sức hấp dẫn của những câu hỏi thực tế mà dùng được công cụ môn học đã học được để trả lời khiến cho các bộ môn khác nhau có

sự liên kết làm cho HS thêm say mê tìm tòi và khám phá, có động lực tốt để học tập

và rèn luyện

PHẦN 2 NỘI DUNG

1 Cở sở lý luận

1.1 Giáo dục STEM

1.1.1 Khái niệm giáo dục STEM

STEM là thuật ngữ viết tắt của các từ Science (Khoa học), Technology (Công nghệ), Engineering (Kĩ thuật) và Mathematics (Toán học), thường được sử dụng khi bàn đến các chính sách phát triển về Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học của mỗi quốc gia Thuật ngữ này lần đầu tiên được giới thiệu bởi Qũy khoa học Mỹ vào năm 2001

Theo đó, giáo dục STEM được định nghĩa như sau: “Giáo dục STEM là một cách tiếp cận liên ngành trong quá trình học, trong đó các khái niệm học thuật mang tính nguyên tắc được lồng ghép với các bài học thế giới thực, ở đó HS áp dụng các kiến thức trong Khoa học, Kĩ thuật và Toán vào các bối cảnh cụ thể, giúp kết nối giữa trường học, cộng đồng, nơi làm việc và các tổ chức toàn cầu, để từ đó phát triển các NL trong lĩnh vực STEM và có thể góp phần vào cạnh tranh trong nền kinh tế mới”

Với những cách tiếp cận khác nhau, giáo dục STEM sẽ được hiểu và triển khai theo những cách khác nhau Các nhà lãnh đạo và quản lí đề xuất các chính sách để thúc đẩy giáo dục STEM, quan tâm tới việc chuẩn bị nguồn nhân lực đáp ứng yêu cầu của sự phát triển khoa học, công nghệ Người làm chương trình quán triệt giáo dục STEM theo cách quan tâm tới nâng cao vai trò, vị trí, sự phối hợp giữa các môn học có liên quan trong chương trình GV thực hiện giáo dục STEM thông qua hoạt động dạy học để kết nối kiến thức học đường với thế giới thực, giải quyết các vấn

đề thực tiễn, để nâng cao hứng thú, để hình thành và phát triển NL và phẩm chất cho

HS

1.1.2 Mục tiêu của giáo dục STEM

- Phát triển các NL đặc thù của các môn học thuộc về STEM cho HS: Đó là những

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

- Phát triển các NL cốt lõi cho HS: Giáo dục STEM nhằm chuẩn bị cho HS những

cơ hội cũng như thách thức trong nền kinh tế cạnh tranh toàn cầu của thế kỉ 21 Bên cạnh những hiểu biết về các lĩnh vực Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật, Toán học, HS

sẽ được phát triển tư duy phê phán, khả năng hợp tác để thành công,…

- Định hướng nghề nghiệp cho HS: Giáo dục STEM sẽ tạo cho HS có những kiến

thức, kĩ năng mang tính nền tảng cho việc học tập ở các bậc học cao hơn cũng như nghề nghiệp trong tương lai của HS Từ đó, góp phần xây dựng lực lượng lao động

có NL, phẩm chất tốt nhằm đáp ứng mục tiêu xây dựng và phát triển đất nước

Có thể hiểu, giáo dục STEM trang bị cho HS những kĩ năng phù hợp để phát triển trong thế kỉ 21: Tư duy phản biện và kĩ năng giải quyết vấn đề, kỹ năng trao

đổi và cộng tác, tính sáng tạo và kĩ năng phát triển, văn hóa công nghệ và thông tin truyền thông, kĩ năng làm việc theo dự án và kĩ năng thuyết trình

Những HS học theo cách tiếp cận giáo dục STEM đều có những ưu thế nổi bật như: kiến thức khoa học, kỹ thuật, công nghệ và toán học chắc chắn, khả năng sáng tạo, tư duy logic, hiệu suất học tập và làm việc vượt trội và có cơ hội phát triển các

kĩ năng mềm toàn diện hơn trong khi không hề gây cảm giác nặng nề, quá tải đối với HS

1.1.3 Đặc điểm của giáo dục STEM

- Quan tâm đến các môn Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật và Toán học: Đây cũng là

quan điểm về giáo dục STEM của Bộ giáo dục, giáo dục STEM là một chương trình nhằm cung cấp, hỗ trợ, tăng cường, giáo dục Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật và Toán học ở tiểu học và trung học cho đến bậc sau đại học

- Tích hợp của bốn lĩnh vực Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật và Toán học: Kiến thức

hàn lâm được kết hợp chặt chẽ với các bài học thực tế thông qua việc HS được áp dụng những kiến thức khoa học, công nghệ, kỹ thuật và toán học vào những bối cảnh

cụ thể nhằm tạo nên một kết nối giữa nhà trường, cộng đồng và các doanh nghiệp

- Tích hợp từ hai lĩnh vực về Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật và Toán học trở lên:

Giáo dục STEM là phương pháp tiếp cận, khám phá trong giảng dạy và học tập giữa hai hay nhiều hơn các môn học STEM hoặc giữa một chủ đề STEM và một hoặc

nhiều môn học khác trong nhà trường

- Học thông qua thực hành: Giáo dục STEM định hướng HS học thông qua thực

hành, qua các trải nghiệm, khám phá khoa học thực thụ, gắn kiến thức với thực tế cuộc sống GV chỉ là người định hướng, hỗ trợ, người học chủ động lĩnh hội kiến thức thông qua được trải nghiệm

Giáo dục STEM không chỉ cung cấp cho HS những kiến thức về mặt lí thuyết

mà còn tạo cơ hội cho HS được trải nghiệm, vận dụng kiến thức đã học để giải quyết các vấn đề của cuộc sống gắn với bối cảnh thực tiễn thông qua đó phát triển các NL đặc biệt NL giải quyết vấn đề

1.1.4 Vai trò và ý nghĩa của dạy học STEM

Việc đưa giáo dục STEM vào trường phổ thông mang lại nhiều ý nghĩa, phù hợp với định hướng đổi mới giáo dục phổ thông Cụ thể là:

- 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 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

- 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 các 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 phổ thông, 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 phổ thông cũng là cách thức thu hút HS theo học, lựa chọn ngành nghề thuộc lĩnh vực STEM, các ngành nghề có nhu cầu cao về nguồn lực trong cuộc cách mạng 4.0

1.1.5 Một số hình thức tổ chức thực hiện giáo dục STEM

Hiện nay, hầu hết các quốc gia trên thế giới không có một khung chương trình

cụ thể cho giáo dục STEM, không có môn học mang tên STEM trong chương trình giáo dục phổ thông Giáo dục STEM thường lồng ghép qua các hình thức như sinh hoạt câu lạc bộ khoa học, được giảng dạy thông qua các môn học trong chương trình học

Các hình thức tổ chức giáo dục STEM trong giáo dục phổ thông:

- Dạy học các môn khoa học theo phương thức giáo dục STEM

Đây là hình thức tổ chức giáo dục chủ yếu trong nhà trường Theo cách này các bài học, hoạt động giáo dục STEM được triển khai ngay trong quá trình dạy học các môn học STEM theo tiếp cận liên môn Các chủ đề, bài học, hoạt động STEM bám sát chương trình của các môn học thành phần Hình thức giáo dục STEM này không làm phát sinh thêm thời gian học tập

- Tổ chức các hoạt động trải nghiệm STEM

Trong hoạt động trải nghiệm STEM, HS được khám phá các thí nghiệm, ứng dụng khoa học, kỹ thuật trong thực tiễn đời sống Qua đó, nhận biết được ý nghĩa của khoa học, công nghệ, kỹ thuật và toán học đối với đời sống con người, nâng cao hứng thú học tập các môn STEM Trải nghiệm STEM còn có thể được thực hiện qua

sự hợp tác giữa trường trung học với các cơ sở giáo dục đại học, giáo dục nghề nghiệp và thông qua hình thức câu lạc bộ STEM, ngày hội STEM…

- Tổ chức hoạt động nghiên cứu khoa học, kỹ thuật

Giáo dục STEM có thể được triển khai thông qua hoạt động nghiên cứu khoa học

và tổ chức các cuộc thi sáng tạo khoa học kỹ thuật dành cho những HS có NL, sở thích và hứng thú với các hoạt động tìm tòi, khám phá khoa học, kỹ thuật giải quyết các vấn đề thực tiễn

1.1.6 Tiêu chí xây dựng bài học STEM

Tiêu chí 1: Chủ đề bài học STEM tập trung vào các vấn đề của thực tiễn

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

Tiêu chí 3: PPDH bài học STEM đưa HS vào hoạt động tìm tòi và khám phá, định

hướng hành động, trải nghiệm và sản phẩm

Hoạt động học của HS là hoạt động được chuyển giao và hợp tác; các quyết định về giải pháp giải quyết vấn đề là của chính HS HS thực hiện các hoạt động trao đổi thông tin để chia sẻ ý tưởng và tái thiết kế nguyên mẫu của mình nếu cần HS tự điều chỉnh các ý tưởng của mình và thiết kế hoạt động khám phá của bản thân

Tiêu chí 4: Hình thức tổ chức bài học STEM lôi cuốn HS vào hoạt động nhóm kiến

Tiêu chí 6: Tiến trình bài học STEM tính đến có nhiều đáp án đúng và coi sự thất

bại như là một phần cần thiết trong học tập

1.1.7 Quy trình xây dựng bài học STEM

Bước 1: Lựa chọn chủ đề bài 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; quy trình hoặc thiết bị công nghệ

có sử dụng của kiến thức đó trong thực tiễn…để ựa chọn chủ đề của bài học

Bước 2: Xác định vấn đề cần giải quyết

Sau khi chọn chủ đề của bài học, cần xác định vấn đề cần giải quyết để giao cho HS thực hiện sao cho khi giải quyết vấn đề đó, HS phải được học những kiến thức, kĩ năng cần dạy trong chương trình môn học đã được lựa chọn(đối với STEM kiến tạo) hoặc vận dụng những kiến thức, kỹ năng đã biết(đối với STEM vận dụng)

để xây dựng bài học

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

Sau khi đã xác định vấn đề cần giải quyết/sản phẩm cần chế tạo, cần xác định

rõ tiêu chí của giải pháp/sản phẩm Những tiêu chí này là căn cữ 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 các phương pháp và kĩ thuật dạy học tích cực với 5 loại hoạt động như sau:

Hoạt động 1: Xác định vấn đề

+ Chuyển giao nhiệm vụ

+ HS hoạt động tìm tòi, nghiên cứu

+ Báo cáo và thảo luận

+ Nhận xét, đánh giá

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

(Tổ chức dạy học các kiến thức có liên quan đến chương trình giáo dục phổ thông;

sử dụng thời gian phân phối của chương trình cho nội dung tương ứng)

+ Kiến thức mới

+ Giải thích các quy trình/ thiết bị đã tìm hiểu

+ Báo cáo và thảo luận

+ Nhận xét và đánh giá

Hoạt động 3: Lựa chọn giải pháp

+ Đề xuất giả thuyết/giải pháp giải quyết vấn đề

+ Thử nghiệm giải pháp

+ Báo cáo và thảo luận

+ Nhận xét và đánh giá

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

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

1.1.8 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, 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

Kỹ năng kĩ 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

1.2 Dạy học định hướng phát triển năng lực

1.2.1 Khái niệm năng lực

Theo Chương trình giáo dục phổ thông tổng thể, NL là thuộc tính cá nhân được hình thành, phát triển nhờ tố chất sẵn có và quá trình học tập, rèn luyện, cho phép con người huy động tổng hợp các kiến thức, kĩ năng và các thuộc tính cá nhân khác như hứng thú, niềm tin, ý chí, thực hiện thành công một loạt hoạt động nhất định, đạt kết quả mong muốn trong những điều kiện cụ thể

1.2.2 Một số năng lực Toán học cần chú trọng rèn luyện cho học sinh trong quá trình dạy học

- Năng lực sáng tạo và giải quyết vấn đề

Thông qua dạy học theo định hướng phát triển NL, HS phát hiện vấn đề cần giải quyết, đề xuất giải pháp giải quyết vấn đề, vận dụng kiến thức được học vào giải quyết các tình huống thực tiễn

Nhận biết, phát hiện được vấn đề cần giải quyết bằng toán học

Đề xuất, lựa chọn được cách thức, giải pháp giải quyết vấn đề

Sử dụng được các kiến thức, kĩ năng toán học tương thích (bao gồm các công

cụ và thuật toán) để giải quyết vấn đề đặt ra

Đánh giá giải pháp đề ra và khái quát hóa cho vấn đề tương tự

Thông qua quá trình phân tích, thảo luận và đưa ra phương án giải quyết của nhóm mình, HS có cơ hội được phát triển NL, HS có cơ hội được phát triển NL giải quyết vấn đề toán học

- Năng lực tư duy và lập luận toán học

Thực hiện được tương đối thành thạo các thao tác tư duy, đặc biệt phát hiện được sự tương đồng và khác biệt trong những tình huống tương đối phức tạp và lí giải được kết quả của việc quan sát

Sử dụng được các phương pháp lập luận, quy nạp và suy diễn để nhìn ra những cách thức khác nhau trong việc giải quyết vấn đề

Nêu và trả lời đước các câu hỏi khi lập luận, giải quyết vấn đề Giải thích, chứng

minh, điều chỉnh được giải pháp thực hiện về phương diện toán học

- Năng lực mô hình hóa toán học

Thiết lập được mô hình toán học (gồm công thức, phương trình, sơ đồ, hình vẽ, bảng biểu, đồ thị, ) để mô tả tình huống đặt ra trong một số bài toán thực tiễn Giải quyết được những vấn đề toán học trong mô hình được thiết lập

Lí giải được tính đúng đắn của lời giải (những kết luận thu được từ các tính toán

là có ý nghĩa, phù hợp với thực tiễn hay không) Đặc biệt, nhận biết được cách đơn

giản hoá, cách điều chỉnh những yêu cầu thực tiễn (xấp xỉ, bổ sung thêm giả thiết )

- Năng lực giao tiếp toán học

Nghe hiểu, đọc hiểu và ghi chép được các thông tin toán học cần thiết được trình bày dưới dạng văn bản toán học hay do người khác nói hoặc viết ra

Trình bày, diễn đạt (nói hoặc viết) được các nội dung, ý tưởng, giải pháp toán học trong sự tương tác với người khác (với yêu cầu thích hợp về sự đầy đủ, chính xác)

Sử dụng hiệu quả ngôn ngữ toán học (chữ số, chữ cái, kí hiệu, biểu đồ, đồ thị, các liên kết logic,) kết hợp với ngôn ngữ thông thường hoặc động tác hình thể khi trình bày, giải thích và đánh giá các ý tưởng toán học trong sự tương tác (thảo luận, tranh luận) với người khác

Như vậy, thông qua hoạt động mua bán giả định, HS được cùng nhau thảo luận, trao đổi và đưa ra quyết định của mình đã tạo cơ hội cho HS được phát triển NL giải quyết vấn đề và NL giao tiếp toán học

- Năng lực sử dụng công cụ, phương tiện học toán

Biểu hiện của NL này là HS thực hiện được các hành động sau:

Biết tên gọi, tác dụng, quy cách sử dụng, cách thức bảo quản các đồ dùng, phương tiện trực quan thông thường, phương tiện khoa học công nghệ (đặc biệt là phương tiện sử dụng công nghệ thông tin), phục vụ cho việc học toán

Sử dụng thành thạo và linh hoạt các công cụ, phương tiện học toán, đặc biệt phương tiện khoa học công nghệ để tìm tòi, khám phá và giải quyết vấn đề toán học (phù hợp với đặc điểm nhận thức lứa tuổi)

Chỉ ra được các ưu điểm, hạn chế của những công cụ, phương tiện hỗ trợ để có cách sử dụng hợp lí

Quá trình thực hành thao tác trên các mảnh giấy đã giúp HS có cơ hội được phát triển NL sử dụng công cụ và phương tiện toán học

Ngoài các NL cốt lõi thì cần rèn luyện cho HS về NL xã hội Các NL xã hội của HS được hình thành trong quá trình học tập như hợp tác nhóm, hỗ trợ lẫn nhau trong công việc; phát triển NL giao tiếp, làm việc nhóm, có tinh thần tập thể và có trách nhiệm với công việc, có ý thức cộng đồng và chia sẻ thông tin

Bên ạnh đó rèn luyện cho HS biết lập kế hoạch và thực hiện kế hoạch cho nhiệm

vụ của mình; thu thập, xử lý thông tin; đánh giá và tự đánh giá về sản phẩm

Thông qua các hoạt động dạy học, HS sẽ được tiếp cận với nguồn học liệu điện

tử phong phú trên mạng internet, đồng thời có cơ hội phát triển NL số

1.2.3 Mối quan hệ giữa dạy học theo định hướng giáo dục STEM với dạy học theo định hướng phát triển năng lực của học sinh

Một vấn đề rất lớn trong giáo dục STEM đó là đánh giá kết quả học tập của HS

Vì cách dạy thay đổi, cách học cũng thay đổi, kể cả môi trường học cũng thay đổi nên cách đánh giá không thể áp dụng theo kiểu truyền thống được Chúng ta cần có một hệ thống và bộ tiêu chuẩn và cả phương pháp đánh giá mới Đây là một vấn đề lớn và rất quan trọng, thể hiện được chất lượng chương trình, giúp GV biết được quá trình dạy học của mình, cũng như HS biết được sự tiến bộ của bản thân Đặc điểm của giáo dục STEM là định hướng sản phẩm, phương pháp giảng dạy là dạy học dựa trên dự án, học tập theo nhóm… Do vậy, việc đánh giá thường xuyên, đa dạng hóa các hình thức và công cụ đánh giá là rất cần thiết Mục tiêu trong giáo dục STEM là mục tiêu phát triển NL, phẩm chất HS do đó nguyên tắc đánh giá trong giáo dục STEM bám sát nguyên tắc đánh giá NL, đó là:

- Đánh giá bám sát mục tiêu phát triển NL

- Đánh giá quá trình kết hợp với đánh giá kết quả Đánh giá quá trình thông qua quan sát trực tiếp, thông qua sản phẩm của quá trình Đánh giá kết quả thông qua sản phẩm cuối cùng, thông qua bài kiểm tra

- Đánh giá của GV sử dụng cả các kết quả tự đánh giá và đánh giá đồng đẳng

Giáo dục theo định hướng giáo dục STEM có ý nghĩa phù hợp với định hướng đổi mới giáo dục phổ thông, đó là:

- Đảm bảo giáo dục toàn diện

- Nâng cao hứng thú học tập các môn học STEM

- Hình thành và phát triển NL, phẩm chất của HS

- Kết nối trường học với cộng đồng

- Hướng nghiệp, phân luồng

Để hình thành và phát triển NL cho HS cần tạo cơ hội để HS được vận dụng kiến thức, kĩ năng được học để giải quyết các tình huống trong thực tiễn Như vậy dạy học theo định hướng giáo dục STEM có vai trò và ý nghĩa rất lớn trong việc hình thành và phát triển NL cần thiết cho HS thông qua dạy học Toán

học tập, từ việc xác định mục đích, lập kế hoạch, đến việc thực hiện dự án, kiểm tra, điều chỉnh, đánh giá quá trình và kết quả thực hiện dự án

* Các bước dạy học dự án

PPDH theo dự án gồm 5 bước:

Bước 1 Chọn đề tài và xác định mục đích của dự án: GV và HS cùng nhau đề

xuất, xác định đề tài và mục đích dự án GV có thể giới thiệu một số hướng đề tài để

HS lựa chọn và cụ thể hóa Trong một số trường hợp, việc đề xuất đề tài có thể từ phía HS

Bước 2 Xây dựng đề cương, kế hoạch thực hiện: Trong giai đoạn này, với sự

hướng dẫn của GV, HS xây dựng đề cương, kế hoạch cho việc thực hiện dự án Trong kế hoạch cần xác định những công việc cần làm, thời gian dự kiến, cách tiến hành, người phụ trách mỗi công việc…

Bước 3 Thực hiện dự án: Các thành viên thực hiện công việc theo kế hoạch đã

đề ra cho nhóm và cá nhân

Bước 4 Thu thập kết quả và công bố sản phẩm: Kết quả thực hiện dự án có thể

được viết dưới dạng thu hoạch, báo cáo Sản phẩm dự án cũng có thể là tranh, ảnh, panno… để triển lãm, cũng có thể là những sản phẩm phi vật thể như: Diễn một vở kịch, tổ chức một cuộc tuyên truyền, vận động thực hiện nếp sống văn hóa mới trong cộng đồng dân cư,…Sản phẩm dự án có thể được trình bày giữa các nhóm HS, có thể được giới thiệu trong nhà trường hay ngoài xã hội

Bước 5 Đánh giá dự án: GV và HS đánh giá quá trình thực hiện, kết quả và

kinh nghiệm đạt được Từ đó rút kinh nghiệm cho các dự án tiếp theo

* Giáo dục STEM cho học sinh qua dự án học tập

Dạy học theo dự án và dạy học theo mô hình giáo dục STEM có những điểm tương đồng như sau:

- Đều hướng tới mục tiêu lâu dài, lấy người học làm trung tâm, gắn liền nội dung và tích hợp với các vấn đề thực hành trong thực tế GV chỉ đóng vai trò dẫn dắt và trao quyền cho HS làm chủ quá trình học tập, từ đó tạo dựng môi trường học tập chủ động hơn

- Đều là cách tiếp cận giúp nhà trường, lớp học có thể tạo dựng được môi trường học tập và từng bước hình thành khung NL của thế kỉ 21 Trong đó có mô hình 4Cs: Tư duy phản biện, tư duy sáng tạo, kỹ năng giao tiếp và kỹ năng họp tác Qua đó, HS rèn luyện kỹ năng nghề nghiệp và kỹ năng sống

- HS được tham gia trải nghiệm vào các hoạt động trong quá trình dạy học

- Sau khi kết thúc các hoạt động học tập, HS thường có các sản phẩm Sản phẩm đó

là kiến thức, NL và phẩm chất của HS có được trong quá trình học tập

- HS vận dụng kiến thức tích hợp của nhiều lĩnh vực, môn học để giải quyết vấn đề đặt ra Do đó, dạy học theo dự án hay mô hình giáo dục STEM thường gắn với dạy học tích hợp liên môn các môn học trong nhà trường

1.3.2 Dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề

PPDH phát hiện và giải quyết vấn đề là PPDH trong đó GV tạo ra những tình huống có vấn đề, điều khiển HS phát hiện vấn đề, hoạt động tự giác, tích cực, chủ

động, sáng tạo để giải quyết vấn đề và thông qua đó chiếm lĩnh tri thức, rèn luyện kĩ năng và đạt được những mục đích học tập khác Đặc trưng cơ bản của dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề là “tình huống gợi vấn đề”, vì “Tư duy chỉ bắt đầu khi xuất

hiện tình huống có vấn đề”

PPDH phát hiện và giải quyết vấn đề gồm 4 bước:

Bước 1 Phát hiện và thâm nhập vấn đề

- Phát hiện vấn đề từ một tình huống gợi vấn đề

- Giải thích và chính xác hóa tình huống( khi cần thiết) để hiểu đúng vấn đề được đặt ra

- Phát biểu vấn đề và đặt mục tiêu giải quyết vấn đề đó

Bước 2 Tìm giải pháp (Tìm cách giải quyết vấn đề)

- Phân tích vấn đề: Làm rõ mối liên hệ giữa cái đã biết và cái cần tìm (dựa vào những tri thức đã học, liên tưởng tới kiến thức thích hợp)

- Hướng dẫn HS tìm chiến lược giải quyết vấn đề thông qua đề xuất và thực hiện hướng giải quyết vấn đề Cần thu thập, tổ chức dữ liệu, huy động tri thức; sử dụng những phương pháp, kĩ thuật nhận thức, tìm đoán suy luận như hướng đích, quy lạ

về quen, đặc biệt hóa, chuyển qua những trường hợp suy biến, tương tự hóa, khái quát hóa, xét những mối liên hệ và phụ thuộc, suy xuôi, suy ngược tiến, suy ngược lùi,…

Phương hướng đề xuất có thể được điều chỉnh khi cần thiết Kết quả của việc

đề xuất và thực hiện hướng giải quyết vấn đề là hình thành được một giải pháp

- Kiểm tra tính đúng đắn của giải pháp: Nếu giải pháp đúng thì kết thúc ngay, nếu không đúng thì lặp lại từ khâu phân tích vấn đề cho đến khi tìm được giải pháp đúng Sau khi đã tìm ra một giải pháp, có thể tiếp tục tìm thêm những giải pháp khác, so sánh chúng với nhau để tìm ra giải pháp hợp lí nhất

Bước 3 Trình bày giải pháp

HS trình bày lại toàn bộ từ việc phát biểu vấn đề cho tới giải pháp Nếu vấn đề

là một đề bài cho sẵn thì có thể không cần phát biểu lại vấn đề

Bước 4 Nghiên cứu sâu giải pháp

Tìm hiểu những khả năng ứng dụng kết quả

Đề xuất những vấn đề mới có liên quan nhờ xét tương tự, khái quát hóa, lật ngược vấn đề,… và giải quyết nếu có thể

1.3.3 Dạy học bằng phương pháp mô hình hóa

Mô hình hóa trong dạy học toán là quá trình giúp HS tìm hiểu, khám phá các tình huống nảy sinh thực tiễn bằng công cụ và ngôn ngữ toán học với sự hỗ trợ của công nghệ thông tin Quá trình này đòi hỏi HS cần có các kĩ năng và thao tác tư duy toán học như phân tích, tổng hợp, so sánh, khái quát hóa, trừu tượng hóa

Ở trường phổ thông, mô hình hóa diễn tả mối quan hệ giữa các hiện tượng trong

tự nhiên và xã hội với nội dung kiến thức toán học trong SGK thông qua ngôn ngữ toán học như kí hiệu, đồ thị, sơ đồ, công thức, phương trình Từ đó có thể thấy hoạt động mô hình hóa giúp HS phát triển sự thông hiểu các khái niệm và quá trình toán học, hệ thống hóa các khái niệm, ý tưởng toán học và nắm được cách thức xây dựng

mối quan hệ giữa các ý tưởng đó Cách tiếp cận này giúp việc học Toán của HS trở nên có ý nghĩa hơn, tạo động cơ và niềm say mê học toán

Dạy học bằng mô hình hóa hay phương pháp mô hình hóa trong dạy học là quá trình GV tổ chức các hoạt động giúp HS xây dựng mô hình toán học để giải quyết các vấn đề trong thực tiễn

Mô hình hóa Toán học có vai trò tăng cường mối quan hệ toán học với thực tiễn, giúp việc học của HS trở nên có ý nghĩa hơn

Hoạt động mô hình hóa Toán học là một cách tiếp cận giúp HS vận dụng tri thức linh hoạt, tạo cơ hội cho các em học tập thông qua các vấn đề, tình huống gần gũi với thực tiễn Trong quá trình tìm hiểu và giải quyết các vấn đề thực tiễn, mô hình hóa Toán học cho phép HS phát hiện bản chất của vấn đề và giải quyết vấn đề

đó, tạo một môi trường học tập đa dạng, mà trong đó HS được sử dụng các phương tiện toán học để giải quyết tình huống nảy sinh ở các lĩnh vực khác nhau

Mô hình hóa Toán học có vai trò phát triển NL giải quyết vấn đề thực tiễn, rèn luyện các thao tác tư duy toán học

Mô hình hóa Toán học là một quá trình có liên quan đến NL quan sát, suy luận, phân tích, diễn giải, tạo cơ hội cho HS phát triển NL giải quyết vấn đề trong thực tiễn

Mô hình hóa Toán học có vai trò phát triển tư duy sáng tạo, nâng cao tinh thần hợp tác trong học tập, tăng cường tính độc lập và tự tin giải quyét vấn đề

Để thực hiện quá trình mô hình hóa thì HS cần vận dụng thành thạo các thao tác tư duy toán học Từ đó tạo động cơ và sự say mê học tập của các em

Tăng cường tính liên môn với các môn học khác như Vật lí, Hóa học, Sinh học, Ngữ văn, Địa lí, Giáo dục Là phương tiện phù hợp để phát triển NL toán học

2.2 Nội dung khảo sát

Đối với giáo viên: điều tra thăm dò về mức độ cần thiết của việc tăng cường liên

hệ toán học với thực tiễn, hiểu biết và vận dụng PPDH theo định hướng STEM trong quá trình dạy học

Đối với học sinh: điều tra thăm dò về sự hứng thú của các em đối với phân môn Hình học, mức độ tự giải quyết các tình huống trong thực tiễn, đặc biệt là mức độ sẵn sàng tham gia các dự án học tập theo định hướng giáo dục STEM

2.3 Đối tượng khảo sát

- Giáo viên dạy Toán trường THPT Anh Sơn 3

- Học sinh các lớp 10C1, 10C5 và 10C7 tại trường THPT Anh Sơn 3, năm học

2021-2022

2.4 Phương pháp khảo sát

Phát phiếu điều tra, thăm dò, phỏng vấn ngắn

Phiếu điều tra đối với học sinh:

PHIẾU TÌM HIỂU THỰC TRẠNG HỌC MÔN TOÁN-PHÂN MÔN HÌNH HỌC

Họ và tên học sinh (có thể không ghi): Lớp Trường THPT: Tích (×) vào đáp án em chọn cho mỗi câu hỏi dưới đây:

Trong giờ học môn Hình học, em thích học như thế nào?

B Tập trung nghe giảng, phát biểu ý kiến, thảo luận

C Thảo luận, phát biểu Giảm tải học lý thuyết, tăng cường

học thực hành tạo ra sản phẩm ứng dụng trong thực tiễn Để

C Không bao giờ □

5

Em có luôn sẵn sàng tham gia các dự án học tập mà giáo viên giao trong dạy học theo định hướng giáo dục STEM hay không?

Phiếu điều tra đối với giáo viên:

Họ và tên giáo viên (có thể không ghi):……… Trường THPT: Tích (×) vào đáp án em chọn cho mỗi câu hỏi dưới đây:

Khi thầy cô tổ chức dạy học theo định hướng STEM có những khó khăn gì?

(Thầy/cô có thể chọn nhiều hơn một phương án)

A Không có thời gian đầu tư thiết kế chủ đề □

B Năng lực, tố chất của học sinh còn nhiều hạn chế □

C Thiếu thốn cơ sở vật chất và thời lượng dạy học □

2.5 Phân tích và đánh giá kết quả điều tra

Thông qua phiếu khảo sát 130 HS các lớp 10C1, 10C5,10C7 và 7 GV dạy Toán trường THPT Anh Sơn 3 Sau khi thu lại, tôi đã thống kê và có kết quả như sau:

Khảo sát đối với học sinh:

(1) Thống kê về sự hứng thú học tập phân môn Hình học

(2) Thống kê sự cảm nhận của HS về môn Hình học

(3) Thống kê HS có thể thường xuyên tự tìm hiểu những ứng dụng thực tế của kiến thức Hình học đã(đang) được học hay không

(4) Thống kê HS có luôn sẵn sàng tham gia các dự án học tập mà GV giao trong dạy học theo định hướng giáo dục STEM hay không

72,2%

20,8%

7%

Khó học Bình thường

9,2%

40%

50,8%

Luôn sẵn sàng Chưa biết được Không bao giờ

Khảo sát đối với giáo viên:

(5) Thống kê đánh giá về mức độ cần thiết của việc tăng cường liên hệ toán học với thực tiễn trong dạy học môn Toán

(6) Thống kê mức độ sử dụng PPDH theo định hướng giáo dục STEM của thầy cô

Qua các biểu đồ trên và qua nhiều năm công tác tại trường THPT Anh Sơn 3, tôi nhận thấy:

- HS chưa nắm vững được kiến thức cơ bản của phân môn Hình học

- HS phần nào còn mơ hồ nghĩ kiến thức môn Toán có vai trò rất lớn trong cuộc sống, nhưng không thể chỉ ra được mỗi liên hệ đó là gì

- Các em chưa có thói quen tự tìm hiểu những vấn đề trong cuộc sống liên quan đến toán học HS chưa chịu khó, đam mê và chưa hứng thú trong học tập Cho nên luôn

ở tư thế “bắt buộc phải học” mà chưa làm chủ được bản thân, không sẵn sàng cho các dự án học tập mà GV đưa ra

- Tỉ lệ học sinh khá giỏi bộ môn toán hình trong trường còn ít, khả năng giải toán hình của học sinh còn chưa tốt nên nhiều học sinh chưa yêu thích môn hình

- Hơn nữa trường THPT Anh Sơn 3 nằm trên địa bàn thuộc diện nền kinh tế còn nhiều khó khăn, điều kiện học tập chưa đầy đủ, nhiều em không có thời gian học ở nhà, nhiều gia đình chưa quan tâm đến việc học của con em, vấn đề xã hội hoá giáo

71%

29%

0%

Rất cần thiết Cần thiết Không cần thiết

0%

29%

71%

Thường xuyên Thỉnh thoảng Không bao giờ

dục chưa ngang tầm với giai đoạn hiện nay Nên chất lượng học tập vẫn chưa được cao, số HS bị hổng kiến thức còn nhiều

- Điểm đầu vào môn Toán rất thấp

- Là HS đầu cấp, các em đến từ nhiều trường trung học cơ sở trên địa bàn các xã vùng khó khăn, do vậy việc hợp tác trong công việc chưa thuận lợi Đa số các em chưa từng được tham gia các tiết học theo định hướng STEM trước đó

- Khả năng làm việc nhóm và hợp tác trong giải quyết vấn đề còn nhiều hạn chế

- Kĩ năng thuyết trình vấn đề chưa tốt

- Một số HS còn chưa tích cực trong các hoạt động nhận thức, có nhiều em còn thụ động trong quá trình học tập

Về phía giáo viên:

- Tất cả GV đều nhận thấy vai trò cần thiết của việc dạy học Toán học gắn liền với cuộc sống GV chưa chú trọng đến việc hình thành và tổ chức cho HS những hoạt động học tập thực hành vận dụng toán học vào thực tiễn để các em được tham gia Mức độ sử dụng PPDH theo định hướng giáo dục STEM còn rất ít, bởi khi thực hiện còn gặp rất nhiều khó khăn về thời lượng dạy học ít, NL HS và điều kiện cơ sở vật chất của nhà trường còn hạn chế, HS chưa có đam mê và chịu khó

- Để phát huy hết vai trò của Toán học trong giảng dạy cho HS thì GV cần đổi mới PPDH, liên hệ với tình hình sản xuất, kinh tế của địa phương, của chính gia đình các

em HS, qua đó giúp HS được trải nghiệm, phát triển phẩm chất, kỹ năng và các NL cần thiết cho bản thân

3 Thiết kế và tổ chức dạy học chủ đề Các phép toán véc tơ theo định hướng giáo dục STEM

3.1 Mục tiêu

3.1.1 Kiến thức

- HS được học về định nghĩa, tính chất, các ứng dụng của các phép toán vectơ

- Nắm được cách xác định tổng, hiệu của hai vectơ, tích của véctơ với một số, tích

vô hướng của hai vectơ bằng định nghĩa và biểu thức tọa độ

- Nắm được quy tắc ba điểm, quy tắc hình bình hành, quy tắc trừ, công thức trung điểm của đoạn thẳng, trọng tâm tam giác, công thức biểu thức tọa độ của tích vô hướng hai vectơ và ứng dụng

3.1.2 Năng lực: Qua dạy học chủ đề này giúp HS rèn luyện được một số NL

- HS tiếp cận hệ thống câu hỏi và những tình huống có vấn đề như kéo thuyền, kéo co, kéo xe pháo Phân tích được các vấn đề để đưa ra những giải pháp sử dụng định nghĩa, tính chất và các quy tắc phép toán véctơ để xử lí tình huống, những vấn đề liên quan đến bộ môn và trong thực tế Từ đó hiểu rõ được khái niệm về Lực, cân bằng lực; Biết cách tổng hợp và phân tích lực; Nắm được điều

kiện cân bằng của chất điểm Biết được cách đánh giặc của Ngô Quyền trong chiến thắng Bạch Đằng năm 938 Dùng kiến thức vừa học giải thích được tác dụng về lực của các cọc đóng đứng theo hướng khác nhau góp phần nhanh chóng làm tiêu hao sức chiến đấu của giặc

- Thực hiện được tương đối thành thạo các thao tác tư duy, đặc biệt phát hiện được

sự tương đồng giữa lực kéo và các véc tơ Mô tả được tình huống kéo thuyền, kéo

co, kéo xe pháo để quy bài toán thực tiễn về bài toán toán học (Phép toán véc tơ)

- Nghe hiểu, đọc hiểu và ghi chép được các kiến thức về phép toán véc tơ được trình bày dưới dạng sơ đồ tư duy toán học hay do người khác nói hoặc viết ra

- HS thiết kế được biểu đồ, sơ đồ tư duy liên kết những phần kiến thức giữa các môn học với nhau

- Thông qua hoạt động kí kết hợp đồng giả định, HS được cùng nhau thảo luận, trao đổi và đưa ra quyết định của mình đã tạo cơ hội cho HS được phát triển NL giao tiếp toán học

- Biết lập kế hoạch hoạt động cho cá nhân, nhóm; sử dụng phương pháp thuyết minh, luyện tập viết đoạn văn để thuyết minh bài tập nhóm

- HS có thể tra cứu được các thông tin cần thiết cho dự án trên Internet Sử dụng các

thiết bị điện tử (máy ảnh, điện thoại Smartphone ) để thu thập và xử lí tư liệu Sử dụng được các phần mềm cơ bản để liên lạc (Facebook, Zalo, Email ), báo cáo trên Word/Powerpoin, xử lý số liệu (Exel, máy tính bỏ túi) khi thực hiện dự án Có ý thức

về sử dụng phần mềm bản quyền, văn hóa mạng

3.1.3 Phẩm chất

Từ kiến thức môn Toán, Vật lý, Địa lý, Lịch sử và Giáo dục công dân giúp HS chủ động lĩnh hội kiến thức của các môn học, thấy được ý nghĩa thực tiễn và vẻ đẹp của toán học Từ đó vận dụng vào giải quyết các bài toán thực tế

HS biết sử dụng những kiến thức môn toán để hiểu được cách phân tích và tổng hợp lực tác động vào một chất điểm, giải thích được hiện tượng đứng yên hay hướng chuyển động của chất điểm, từ đó biết vận dụng vào cuộc sống và giải thích được các ứng dụng trong công nghệ như thế nào Từ kiến thức về lực của môn vật lý vừa xây dựng giải thích được hiện tượng triều cường và triều kém trong môn địa lý Từ hiện tượng thủy triều của môn địa lý và kiến thức về lực của môn Vật lý giải thích được chiến thuật của Ngô Quyền trong trận đánh lịch sử trên sông Bạch Đằng năm

938 Từ đó HS có cái nhìn sâu sắc về lịch sử dựng nước và giữ nước của dân tộc ta, biết được ý nghĩa và trách nhiệm của bản thân trong sự nghiệp xây dựng và bảo vệ

- Giáo án word, giáo án điện tử, một số hình ảnh và video clip sưu tầm, các bài tập (giao cho các nhóm HS làm từ cuối tiết học trước và báo cáo khi xây dựng kiến thức mới trong một số bài học)

- Sách giáo khoa

- Các tài liệu chuẩn kiến thức kỹ năng, bồi dưỡng thường xuyên GV THPT

- Các loại phiếu học tập, bản hợp đồng, bản kế hoạch phân công, phiếu đánh giá trong quá trình tổ chức nhiệm vụ cho HS

-Biết được vectơ đối

-Biết được hiệu

của vectơ a và vectơ b là tổng của vectơ a và vectơ b -Biết được lực là đại lượng vectơ

- Hiểu được các tính chất

và các quy tắc

3 điểm, quy tắc hình bình hành, quy tắc trừ

- Nắm được công thức ghi nhớ trung điểm đoạn thẳng và trọng tâm tam giác

- Hiểu được lực cân bằng

- Giải quyết các bài toán chứng minh đẳng thức vectơ

- Giải thích được các hướng

chuyển động của

1 chất điểm khi

bị tác dụng các lực đơn giản

- Vận dụng để tổng hợp lực tác động vào chất điểm

- Vận dụng các

kiến thức tổng hợp để giải thích các hiện tượng tự nhiên

và ứng dụng trong thực tế (Hiện tượng thủy triều, chuyển động

- Hiểu được các tính chất của vectơ

- Vận dụng chứng minh 2 vectơ cùng

- Phân tích 1 lực thành 2 hay nhiều lực khác

một số thực là 1 vectơ

- Biết cách xác định hướng và độ lớn của vectơ là tích của vectơ với một số thực

Công thức trung điểm đoạn thẳng và trọng tâm tam giác

phương, 3 điểm thẳng hàng

Chứng minh các đẳng thức vectơ

- Phân tích 1 vectơ theo 2 vectơ không cùng phương

- Vận dụng vào bài toán thực

-Hiểu được cách giải thích các ứng dụng thực tế nhờ các phép toán vectơ

-Vận dụng giải thích hợp lý các hiện tượng hay ứng dụng thực tế

đã gặp

-Biết sử lý tình huống tốt nhờ các bộ môn khoa học đã học

3.4 Một số câu hỏi định hướng cho học sinh tạo ra sản phẩm của dự án

Dự án 1: Định nghĩa, Các quy tắc và tính chất của phép toán tổng và hiệu hai vecto - Ứng dụng thực tiễn

Câu hỏi 1: Nêu định nghĩa tổng, hiệu hai véc tơ

Câu hỏi 2: Nêu tính chất phép cộng hai véc tơ (vẽ hình mô tả cho các tính chất trên) Câu hỏi 3: Qui tắc 3 điểm, qui tắc hình bình hành, quy trắc trừ véc tơ (Xây dựng quy tắc bằng định nghĩa hoặc bằng cách đưa ra rồi chứng minh)

Câu hỏi 4: M là trung điểm AB Tìm MAMB

Câu hỏi 5: G là trọng tâm của tam giác ABC Tìm GAGBGC

Câu hỏi 6: Thế nào là tổng hợp lực? Lấy ví dụ cụ thể

Câu hỏi 7: Làm thế nào để tính được lực tác động vào 1 chất điểm đang chuyển động

để vật đứng yên hoặc chuyển động theo hướng định sẵn?

Câu hỏi 8: Nêu và giải thích được một số vận dụng trong thực tế như kéo thuyền, kéo co

Dự án 2: Các quy tắc và tính chất của phép toán tích vectơ với một số - Ứng dụng thực tiễn

Câu hỏi 1: Nêu định nghĩa tích của véc tơ với một số

Câu hỏi 2: Các tính chất của phép nhân vecto với một số

Câu hỏi 3: Tính chất trung điểm đoạn thẳng, trọng tâm tam giác

Câu hỏi 4: Điều kiện để 2 vecto cùng phương, 3 điểm thẳng hàng

Câu hỏi 5: Biểu thị một vecto theo 2 vecto không cùng phương

Câu hỏi 6: Thế nào là phân tích lực? Tác dụng của việc phân tích lực trong thực tiễn? (Lấy ví dụ cụ thể)

Câu hỏi 7: Cách tìm hướng và độ lớn của các lực tác động theo 2 hay nhiều hướng khác nhau để vật đứng cân bằng?

Dự án 3: Vận dụng các phép toán vecto giải thích các hiện tượng tự nhiên

Câu hỏi 1: Làm rõ các khái niệm: Thủy triều, “Triều cường”, “Triều kém”

Câu hỏi 2: Tìm hiểu các lực tác động lên trái đất

Câu hỏi 3: Tìm hiểu tác động của Mặt trăng, Mặt trời lên trái đất và giải thích hiện tượng thủy triều

Câu hỏi 4: Tìm hiểu trận đánh của Ngô Quyền trên sông Bạch Đằng

Câu hỏi 5: Lấy một số ứng dụng thực tiễn áp dụng kiến thức phép toán véc tơ

Dự án 4: Tạo sản phẩm thực tiễn

Tên sản phẩm: Tên lửa nước

Yêu cầu : - Sản phẩm hoạt động tốt, đảm bảo an toàn và hình thức(đẹp)

- Nguyên vật liệu đơn giản, dễ tìm, tiết kiệm tối đa kinh phí

3.5 Thiết kế và tổ chức thực hiện dạy học chủ đề Các phép toán vectơ theo định hướng STEM

- Câu trả lời cho các tình huống GV đặt ra

- Tạo ra được các dự án cần thực hiện

- Phân nhóm đúng sở trường và NL

- Kế hoạch thực hiện dự án

b) Tổ chức hoạt động

Hoạt động của GV Hoạt động của HS Nội dung

Hoạt động 1 Đặt vấn đề Tiếp nhận ý tưởng và nhiệm vụ dự án

Câu hỏi 2: Nếu lực

kéo của 5 người như

nhau, hãy dự đoán đội

Câu hỏi 2: Đội gồm 3 người sẽ thắng

Câu hỏi 3: Khi kéo pháo thường các chiến sĩ sẽ cùng kéo theo hiệu lệnh của chỉ huy, điều đó có tác dụng giúp tạo tổng lực lớn nhất

để có thể kéo xe di chuyển

Hình ảnh 1: Hai thuyền nhỏ kéo 1 thuyền lớn hơn

Hình ảnh 2: Kéo co giữa 2 đội

Hình ảnh :Kéo pháo của các chiến sĩ