Tổ chức dạy học stem chủ đề âm học” chương trình khoa học tự nhiên lớp 7 1

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM ĐÀ NẴNG PHAN MINH HUYÊN TỔ CHỨC DẠY HỌC STEM CHỦ ĐỀ "ÂM HỌC” CHƢƠNG TRÌNH KHOA HỌC TỰ NHIÊN LỚP 7 Ngành Lý luận và phƣơng pháp dạy học bộ môn Vật lí Mã số 814011[.]

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM ĐÀ NẴNG

PHAN MINH HUYÊN

TỔ CHỨC DẠY HỌC STEM CHỦ ĐỀ "ÂM HỌC” CHƯƠNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM

Người hướng dẫn khoa học: TS Dương Xuân Quý

Phản biện 1: PGS.TS Nguyễn Bảo Hoàng Thanh

Phản biện 2: TS Quách Nguyễn Bảo Nguyên

Luận văn sẽ được bảo vệ trước Hội đồng chấm Luận văn tốt nghiệp thạc sĩ Khoa học giáo dục họp tại Trường Đại học Sư phạm vào ngày 04 tháng 08 năm 2022

Có thể tìm hiểu luận văn tại:

Thư viện Trường Đại học Sư phạm - ĐHĐN

Khoa Vật lý, Trường Đại học Sư phạm - ĐHĐN

MỞ ĐẦU

1 Lí do chọn đề tài

Chúng ta đang sống trong thời đại của cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ tư, trong đó công nghệ đóng vai trò then chốt Điều này đòi hỏi nền giáo dục nước ta cần phải tìm ra những hướng đi mới, những cách tiếp cận mới để chuẩn bị cho nguồn nhân lực có chất lượng về nhiều mặt: khoa học, công nghệ, kĩ thuật và toán học, làm tiền đề cho việc đẩy mạnh hội nhập kinh tế quốc tế, nâng cao năng lực cạnh tranh quốc gia, khẳng định vị thế trong chuỗi sản xuất, thương mại toàn cầu

Đó là lý do thúc đẩy Việt Nam ban hành các chính sách giáo dục STEM trong hệ thống giáo dục, chỉ thị số 16/CT-TTg, ngày 4/5/2017 của Thủ tướng Chính phủ có đề cập

Nhận thấy vai trò của giáo dục STEM như là một giải pháp quan trọng và hiệu quả trong việc đổi mới căn bản và toàn diện nền giáo dục Việt Nam Từ đó cần phải quán triệt tinh thần giáo dục tích hợp giáo dục STEM trong việc thực hiện chương trình giáo dục phổ thông ở những môn học liên quan

Đặc thù của môn Vật lí là môn khoa học thực nghiệm, chính vì vậy chúng ta cần phải tăng cường hoạt động nghiên cứu và tìm hiểu, triển khai các ứng dụng của Vật lí trong quá trình học tập Việc đổi mới giáo dục phổ thông chuyển từ giáo dục tiếp cận nội dung sang tiếp cận năng lực đòi hỏi giáo viên phải đổi mới phương pháp dạy học theo hướng phát triển năng lực cho học sinh Một trong những năng lực rất quan trọng của học sinh đó là năng lực giải quyết vấn đề

Chủ đề “Âm học” có các kiến thức về sự truyền sóng âm và

các đặc trưng của sóng âm, có nhiều ứng dụng trong thực tiễn Các nội dung của chủ đề được đề cập ở chương trình khoa học tự nhiên lớp 7

Với những lý do trên chúng tôi lựa chọn đề tài nghiên cứu là:

TỔ CHỨC DẠY HỌC STEM CHỦ ĐỀ "ÂM HỌC” CHƯƠNG TRÌNH KHOA HỌC TỰ NHIÊN LỚP 7

2 Tổng quan vấn đề nghiên cứu

3 Mục đích nghiên cứu

Thiết kế và tổ chức dạy học STEM chủ đề “Âm học” chương

trình KHTN lớp 7 nhằm góp phần phát triển năng lực giải quyết vấn

đề của học sinh

4 Giả thuyết khoa học

Nếu thiết kế và tổ chức dạy học STEM trong chủ đề “Âm học” thông qua các hoạt động chiếm lĩnh và vận dụng kiến thức đa

dạng, gắn với thực tiễn, để sử dụng trong dạy học chương trình KHTN lớp 7 thì sẽ góp phần phát triển được năng lực giải quyết vấn

đề của học sinh

5 Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu

- Đối tượng nghiên cứu: Việc phát triển năng lực giải quyết

vấn đề của học sinh thông qua dạy học STEM chủ đề “Âm học”

- Phạm vi nghiên cứu: Hoạt động dạy - học tại trường THCS Phan Bội Châu thành phố Hội An tỉnh Quảng Nam trong dạy học STEM chủ đề “Âm học” chương trình khoa học tự nhiên lớp 7

6 Nhiệm vụ nghiên cứu

Để đạt được mục tiêu nghiên cứu trên, chúng tôi nhận thấy cần thực hiện được một số nhiệm vụ sau:

- Nghiên cứu cơ sở lý luận về dạy học phát triển năng lực; về năng lực giải quyết vấn đề

- Nghiên cứu về dạy học STEM và việc phát triển năng lực giải quyết vấn đề trong dạy học STEM

- Nghiên cứu cơ sở thực tiễn: Điều tra thực trạng việc tổ chức dạy học STEM

- Nghiên cứu mục tiêu dạy học môn khoa học tự nhiên; Chương trình và SGK hiện hành, chương trình KHTN - CTGD phổ thông mới và các tài liệu tham khảo có liên quan đến nội dung kiến thức “Âm học” chương trình 2018, để xây dựng các chủ đề bài học STEM

- Xây dựng sơ đồ cấu trúc logic nội dung chủ đề “ Âm học”

- Xây dựng tiến trình dạy học bài học STEM trong chủ đề

“Âm học”

- Tiến hành thực nghiệm sư phạm

7 Phương pháp nghiên cứu

Để thực hiện các nhiệm vụ trên sử dụng phối hợp các phương pháp nghiên cứu sau:

- Phương pháp nghiên cứu lí luận

- Phương pháp điều tra, quan sát thực tiễn

- Phương pháp TNSP

- Phương pháp thống kê, tính toán

8 Dự kiến kết quả đạt được

Sau khi hoàn thiện luận văn sẽ thu được những sản phẩm sau:

- Xác định cơ sở lý luận của việc tổ chức dạy học STEM nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn đề của học sinh trong dạy học chương trình KHTN lớp 7

- Thiết kế bài học STEM gắn với chủ đề “ Âm học”

- Đóng góp vào xu thế triển khai dạy học STEM vào thực tế

- Có thể làm tài liệu tham khảo cho giáo viên các trường THCS và sinh viên các trường sư phạm

9 Cấu trúc luận văn

Ngoài phần mở đầu, kết luận chung và tài liệu tham khảo, luận văn có cấu trúc 3 chương:

Chương 1: Cơ sở lí luận và thực tiễn của việc phát triển năng

lực giải quyết vấn đề của học sinh trong dạy học STEM

Chương 2: Thiết kế và tổ chức dạy học STEM gắn với NL GQVĐ chủ đề “Âm học” chương trình KHTN lớp 7

Chương 3: Thực nghiệm sư phạm

Chương 1: CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ CỦA HỌC

SINH TRONG DẠY HỌC STEM 1.1 Dạy học phát triển NL GQVĐ

1.1.1 Khái niệm NL

NL là sự huy động và kết hợp một cách linh hoạt và có tổ chức các kiến thức, kĩ năng, thái độ, tình cảm, giá trị, động cơ cá nhân để thực hiện thành công các yêu cầu phức hợp của hoạt động trong bối cảnh nhất định

1.1.2 Khái niệm NL GQV

Năng lực giải quyết vấn đề của HS được hiểu là sự huy động tổng hợp kiến thức, kĩ năng, thái độ, xúc cảm, động cơ của HS để giải quyết các tình huống thực tiễn trong bối cảnh cụ thể mà các giải pháp không có sẵn ngay lập tức

1.1.3 Cấu trúc năng lực giải quyết vấn đề

Bảng cấu trúc các thành tố năng lực GQVĐ của Polya, PISA, Úc, ATC21S

đề

Tìm hiểu để xác định, khám phá, tổ chức thông tin và ý tưởng

Xã hội

Phân tích vấn đề

và tham gia Chấp nhận quan điểm

Quản lý xã hội

Lập kế

hoạch

Mô tả và hình thành chiến lược

Đưa ra những ý tưởng, phương

án và các hành động

Nhận thức

Quản lý công việc: lập mục tiêu, quản

lý nguồn lực, thu thập và kết nối thông tin

Phân tích, tổng hợp, đánh giá

lý luận và quy trình thực hiện

Tính hệ thống và việc phát triển các quy tắc từ nguyên nhân và kết quả của hành động

Xem xét cách

tư duy và quy trình thực hiện

Xem xét và giám sát, kiểm nghiệm những giả thuyết khác

1.1.4 Các thành tố và tiêu chí đánh giá năng lực giải quyết vấn đề

Sau đây là các thành tố NL GQVĐ cùng với các chỉ số hành vi của từng thành tố:

- Tìm hiểu vấn đề:

+ Tìm hiểu tình huống vấn đề

+ Phát hiện vấn đề cần nghiên cứu

+ Phát biểu vấn đề

- Đề xuất các giả thuyết và giải pháp:

+ Diễn đạt lại tình huống bằng ngôn ngữ của chính mình + Tìm kiếm thông tin liên quan đến vấn đề

+ Đề xuất giải pháp giải quyết vấn đề

- Lập kế hoạch và thực hiện giải pháp:

+ Lập kế hoạch cụ thể để thực hiện giải pháp

1.1.5 Các biện pháp nhằm góp phần phát triển năng lực GQVĐ của học sinh

- Nâng cao nhận thức về năng lực GQVĐ cho học sinh

- Hình thành thái độ tích cực, nâng cao tinh thần GQVĐ cho học sinh

- Đổi mới, lựa chọn phương pháp dạy học nhằm nâng cao năng lực GQVĐ trong học tập cho học sinh

- Vận dụng năng lực trong dạy học để nâng cao năng lực GQVĐ cho học sinh

- Đổi mới phương pháp kiểm tra, đánh giá năng lực GQVĐ của học sinh

1.2 Dạy học STEM

1.2.1 Khái niệm về dạy học STEM

“ Dạy học STEM là một quan điểm dạy học theo tiếp cận liên ngành từ hai trong các lĩnh vực Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học trở lên Trong đó nội dung học tập được gắn với thực tiễn, PPDH theo quan điểm dạy học định hướng hành động ”

1.2.2 Các đặc điểm của dạy học STEM

- Nền tảng của dạy học STEM chính là dạy học khoa học (Science education)

- Cách tiếp cận liên ngành là sự thống nhất giữa các môn học, các ngành với nhau theo một thể thống nhất

- Từ kiến thức áp dụng vào thực tiễn là thể hiện tính ứng dụng cao vào thực tế

- Dạy học STEM hướng đến không chỉ từng địa phương mà còn hướng đến bối cảnh trên cả nước và liên hệ với bối cảnh kinh tế cùng xu thế trên toàn thế giới

- Dạy học STEM giúp HS thấy được sự quan trọng trong khoa học của các lĩnh vực liên ngành

- Chương trình dạy học STEM không phải để tạo ra các kĩ sư, các nhà khoa học, nhà toán học mà là đế truyền cảm hứng học tập, học đi đôi với hành giúp HS hiểu sâu hơn về kiến thức đã học trong

thực tế để giải quyết vấn đề

1.2.3 Một số hình thức tổ chức dạy học STEM

- Dạy học các môn khoa học theo bài học STEM

- Tổ chức hoạt động trải nghiệm STEM

- Tổ chức hoạt động nghiên cứu khoa học kĩ thuật

1.3 Tổ chức dạy học STEM nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh

1.3.1 Quy trình thiết kế và xây dựng bài học dạy học STEM

1.3.1.1 Quy trình thiết kế dạy học STEM

1.3.1.2 Xây dựng bài học dạy học STEM

- Nội dung bài học STEM nằm trong chương trình giáo dục phổ thông, gắn kết các vấn đề của thực tiễn xã hội

- Bài học STEM dựa theo quy trình thiết kế kỹ thuật

- Phương pháp dạy học đưa học sinh vào các hoạt động tìm tòi

và khám phá, định hướng hành động

- Hình thức tổ chức dạy học cần lôi cuốn học sinh vào hoạt động kiến tạo, tăng cường hoạt động nhóm, tự lực chiếm lĩnh kiến

thức mới và vận dụng kiến thức để giải quyết vấn đề

1.3.2 Quy trình tổ chức hoạt động chủ đề bài học STEM

Quy trình tổ chức dạy học STEM gồm 5 hoạt động sau:

 Hoạt động 1: Xác định vấn đề

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

 Hoạt động 3: Lựa chọn giải pháp

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

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

1.3.3 Quy trình tổ chức hoạt động chủ đề trải nghiệm

Xác định mục tiêu chủ

đề STEM

(4)

Xây dựng

bộ câu hỏi định hướng(5)

Quy trình tổ chức hoạt động chủ đề trải nghiệm bao gồm 8 bước sau đây:

a) Bước 1: Xác định nhu cầu tổ chức HĐTN

b) Bước 2: Đặt tên cho hoạt động

c) Bước 3: Xác định mục tiêu của hoạt động:

d) Bước 4: Xác định nội dung và phương pháp, phương tiện, hình thức của hoạt động

e) Bước 5: Lập kế hoạch

f) Bước 6: Thiết kế chi tiết hoạt động trên bản giấy

g) Bước 7: Kiểm tra, điều chỉnh và hoàn thiện chương trình hoạt động

h) Bước 8: Lưu trữ kết quả hoạt động vào hồ sơ của HS 1.3.4 Cách thức và phương pháp tổ chức dạy học STEM nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn đề của học sinh

1.3.4.1 Cách thức tổ chức dạy học

a) Dạy học STEM thông qua hoạt động ngoài giờ lên lớp

- Hoạt động trải nghiệm STEM

- Hoạt động nghiên cứu khoa học

b) Dạy học STEM thông qua dạy học các môn thuộc lĩnh vực STEM

- Mô hình dạy học STEM qua dạy học các môn khoa học tự nhiên khá phổ biến trên thế giới, đặc biệt là ở nước Anh trong đó nội dung học tập của môn học được thiết kế thành các chủ đề STEM và được giảng dạy theo các cách khác nhau

+ Chủ đề STEM được dạy trong một môn học duy nhất

+ Chủ đề STEM được dạy trong nhiều môn học

+ Chủ đề STEM nhiều môn phối hợp

1.3.3 Phương pháp dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề a) Bản chất

Dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề là PPDH trong đó GV đưa ra những tình huống có vấn đề, gợi ý giúp HS tìm ra vấn đề, HS

chủ động hoạt động tích cực, sáng tạo để tìm ra giải pháp nhằm chiếm lĩnh kiến thức, rèn luyện kĩ năng và đạt được những mục đích học tập khác

b) Quy trình thực hiện

- Bước 1: Phát hiện vấn đề

- Bước 2: Tìm giải pháp

- Bước 3: Trình bày giải pháp

- Bước 4: Nghiên cứu sâu giải pháp

1.4 Thực trạng dạy học STEM ở môn Vật lí nhằm góp phần phát triển NL GQVĐ cho học

1.4.1Mục đích điều tra

Tìm hiểu thực trạng dạy học STEM ở môn Vật lí nhằm góp

phần phát triển NL GQVĐ cho học sinh để phát hiện ra điểm hạn

chế, những khó khăn về kiến thức chuyên môn, từ đó xây dựng nội dung và tổ chức dạy học cho học sinh, cùng với việc sử dụng các phương pháp, phương tiện dạy học mới hiện nay chỗ nào chưa phù hợp Hạn chế của giáo viên và học sinh khi tiếp cận dạy và học STEM Từ nguyên nhân đó làm tiền đề cho việc xây dựng chủ đề dạy học STEM ở môn Vật lí nhằm góp phần phát triển NL GQVĐ cho học sinh

1.4.2 Đối tượng điều tra

- Điều tra 7 GV trong các tổ Vật Lí của trường THCS Phan Bội Châu thành phố Hội An tỉnh Quảng Nam

- Điều tra 30 HS khối 7 trường THCS Phan Bội Châu thành phố Hội An tỉnh Quảng Nam

1.4.3 Phương pháp điều tra

- Khảo sát GV thông qua phiếu điều tra và phỏng vấn trực tiếp

- Khảo sát HS thông qua phiếu điều tra, phỏng vấn trực tiếp

1.4.4 Kết quả điều tra

Tiêu chí Giáo viên (7 phiếu) Học sinh (30

phiếu) Tiếp cận và thực hiện đôi 42% (3/7) 27% (8/30)

mới giảng dạy và học tập

- Từ kết quả khảo sát cho thấy, GV đang trong quá trình tìm hiểu và nghiên cứu về dạy học STEM, cần thêm thời gian để được đào tạo, tự nghiên cứu sâu hơn về cách xây dựng và triển khai dạy học STEM trong nhà trường Đặc biệt cần trang bị thêm kiến thức để gắn liền dạy học STEM với mục tiêu phát triển năng lực giải quyết vấn đề của HS

- Hầu hết GV và HS đều yêu thích dạy học STEM nhằm góp phần phát triển NL GQVĐ của HS

b) Về việc phát triển triển NL GQVĐ:

Hầu hết GV đều quan tâm đến việc phát triển năng lực GQVĐ

của HS trong dạy học ở môn Vật lí

Như vậy, thực tế nhiều giờ dạy học Vật lí ở trường trung học

cơ sở đã đáp ứng được tương đối yêu cầu đổi mới phương pháp giảng dạy

1.5 Kết luận chương 1

Trong chương này nghiên cứu đã trình bày tổng quan cơ sở lí luận và thực tiễn của dạy học STEM ở môn Vật lí nhằm góp phần phát triển NL GQVĐ cho học sinh Những nội dung chính của chương này có thể tóm tắt như sau:

Dạy học STEM hiện nay đang trở thành một xu hướng giáo dục mang tính tất yếu trên thế giới trong bối cảnh cạnh tranh kinh tế, cạnh tranh nguồn nhân lực chất lượng cao giữa các quốc gia Dạy học STEM đã được đưa vào Việt Nam thông qua các công ty Công nghệ và giáo dục, tuy nhiên đến nay việc nghiên cứu về cơ sở lí luận

và thực tiễn của dạy học STEM nói chung và dạy học STEM trong dạy học Vật lí chưa được quan tâm đúng mức

Nội dung của chương cũng trình bày các cơ sở trong viêc tổ chức dạy học STEM nhằm phát triển NL GQVĐ cho học sinh Nội dung của chương cũng chỉ ra các thuận lợi và khó khăn trong thực tiễn khi triển khai dạy học STEM nhằm phát triển NL GQVĐ thông qua khảo sát thực tiễn ở trường THCS Phan Bội Châu thành phố Hội An, tỉnh Quảng Nam

Các cơ sở này sẽ được vận dụng và triển khai trong chương 2

để tổ chức dạy học STEM chủ đề "âm học” chương trình khoa học

2.1.1 Mục tiêu kiến thức của chủ đề

- Nhận biết được một số nguồn âm thường gặp trong cuộc

sống