Thiết kế một số chủ đề dạy học stem phần điện học, vật lý lớp 11

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TỈNH YÊN BÁI TRƯỜNG THPT LÊ QUÝ ĐÔN BÁO CÁO SÁNG KIẾN CẤP CƠ SỞ (Lĩnh vực Giáo dục và Đào tạo môn Vật lý) THIẾT KẾ MỘT SỐ CHỦ ĐỀ DẠY HỌC STEM PHẦN ĐIỆN HỌC VẬT LÝ, LỚP 11 Tác gi[.]

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TỈNH YÊN BÁI

TRƯỜNG THPT LÊ QUÝ ĐÔN

BÁO CÁO SÁNG KIẾN CẤP CƠ SỞ

(Lĩnh vực: Giáo dục và Đào tạo - môn Vật lý) THIẾT KẾ MỘT SỐ CHỦ ĐỀ DẠY HỌC STEM

PHẦN ĐIỆN HỌC - VẬT LÝ, LỚP 11

Tác giả: Phạm Thúy Nga Trình độ chuyên môn: Cử nhân Sư phạm Vật lý Chức vụ: Giáo viên

Đơn vị công tác: Trường THPT Lê Quý Đôn

Trấn Yên, ngày 04 tháng 02 năm 2022

MỤC LỤC

I Thông tin chung 3

II Mô tả giải pháp sáng kiến 3

1 Tình trạng giải pháp đã biết 3

2 Nội dung giải pháp đề nghị công nhận là sáng kiến 3

Mục đích của giải pháp 3

Nội dung giải pháp 4

Tính mới, sự khác biệt của giải pháp mới so với giải pháp cũ 20

3 Khả năng áp dụng của sáng kiến 20

4 Hiệu quả, lợi ích thu được 21

5 Những người tham gia tổ chức áp dụng sáng kiến lần đầu 23

6 Các thông tin cần được bảo mật 23

7 Các điều kiện cần thiết để áp dụng sáng kiến 23

III Cam kết không sao chép hoặc vi phạm bản quyền 23

I THÔNG TIN CHUNG VỀ SÁNG KIẾN

1 Tên sáng kiến: "Thiết kế một số chủ đề dạy học STEM phần Điện học - Vật lý lớp 11”

2 Lĩnh vực áp dụng sáng kiến: Giáo dục và Đào tạo

3 Phạm vi áp dụng sáng kiến: Sáng kiến có thể áp dụng cho các trường THPT

4 Thời gian áp dụng sáng kiến : Từ ngày 05 tháng 9 năm 2021 đến ngày 20 tháng 5 năm 2022

5 Tác giả:

Họ và tên: Phạm Thúy Nga

Năm sinh: 1977

Trình độ chuyên môn: Cử nhân Sư phạm Vật lí

Chức vụ công tác: Giáo viên

Nơi làm việc: Trường THPT Lê Quý Đôn

Địa chỉ liên hệ: Trường THPT Lê Quý Đôn

Qua quá trình nghiên cứu và giảng dạy bộ môn Vật lí ở THPT chúng tôi thấy có thể khai thác, thiết kế và thực hiện được nhiều chủ đề dạy học STEM ở tất cả các phân môn cơ, nhiệt, điện, quang và một số phần khác của bộ môn Vật lý Trong thực tiễn, các loại máy móc, đồ dùng quen thuộc, gần gũi phục vụ trong đời sống đa phần là những sản phẩm được ứng dụng từ điện học nên khai thác các chủ đề dạy học STEM phần điện học trong chương trình Vật lý phổ thông sẽ kích thích được sự hứng thú, tích cực của HS trong quá trình dạy học Với những lí do trên nhằm nâng cao hiệu quả

và chất lượng dạy học, tôi đã nghiên cứu đề tài “Thiết kế một số chủ đề dạy học STEM phần điện học Vật lý 11” Hy vọng đề tài sẽ góp một phần nhỏ, là nguồn tài

liệu có ích giúp các thầy cô và các đồng nghiệp tham khảo và vận dụng vào quá trình dạy học môn Vật lý theo định hướng STEM ở các trường phổ thông

2 Nội dung giải pháp đề nghị công nhận là sáng kiến

* Mục đích của giải pháp

- Phân tích cơ sở lý luận và thực tiễn của giáo dục STEM trong trường phổ thông

- Điều tra, phân tích thực trạng dạy học Vật lý theo định hướng STEM ở một số trường THPT trên địa bàn tỉnh Yên Bái Trên cơ sở đó phân tích các nguyên nhân, khó khăn để đề xuất hướng giải quyết của đề tài

- Đề xuất giải pháp thực hiện đề tài nghiên cứu: Xây dựng các chủ đề dạy học STEM phần điện học Vật lý 11, và tiến hành thực nghiệm tổ chức dạy học một số chủ

đề tại trường THPT Lê Quý Đôn

- Trên cơ sở các chủ đề đã thực nghiệm, lựa chọn và giới thiệu cách tổ chức hoạt động cụ thể một số chủ đề dạy học STEM phần điện học Vật lý 11, theo các phương pháp, hình thức dạy tích cực nhằm định hướng phát triển các năng lực HS

* Nội dung giải pháp

a Cơ sở lý luận về giáo dục STEM trong nhà trường phổ thông đáp ứng với chương trình GDPT mới

- Khái niệm về giáo dục STEM

STEM là viết tắt của từ Science (Khoa học), Technology (Công nghệ), Engineering (Kĩ thuật), Mathematics (Toán học) Giáo dục STEM về bản chất được hiểu trang bị cho người học những kiến thức và kĩ năng cần thiết liên quan đến các lĩnh vực khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học Các kiến thức và kĩ năng này phải được tích hợp, lồng ghép và bổ trợ cho nhau, giúp HS không chỉ hiểu về nguyên lí mà còn có thể thực hành

và tạo ra các sản phẩm trong cuộc sống hằng ngày

Đối với giáo dục STEM, các kiến thức khoa học, Toán học, Công nghệ và Kĩ thuật không chỉ được dạy học theo hướng trang bị kiến thức thông thường mà được vận dụng nhằm giải quyết các tình huống thực tiễn trong cuộc sống Việc làm này đem lại hai tác dụng lớn Một là giúp cho trải nghiệm học tập của HS trở nên thú vị hơn, tạo động lực thúc đẩy các em hứng thú với việc học tập và nghiên cứu khoa học, công nghệ ngay từ nhỏ Hai là gắn kết nhà trường với địa phương, cộng đồng cũng như các

tổ chức thông qua những vấn đề mang tính toàn cầu (ô nhiễm không khí, hiệu ứng nhà kính…) Sự gắn kết đa dạng các thành phần giáo dục, tạo thành một hệ sinh thái giáo dục, sẽ là một trong những chìa khóa giúp nuôi dưỡng và đào tạo những thế hệ công dân toàn cầu có kiến thức và kỹ năng, đặc biệt là tư duy sáng tạo trong thời đại mới

Như vậy giáo dục STEM là một phạm trù rộng và liên quan đến nhiều lĩnh vực với hai đặc điểm nổi bật là tính tích hợp liên môn và hoạt động thực hành gắn với lí thuyết Với giáo dục STEM, HS có thể học để lập trình điều khiển, chế tạo robot nhưng cũng có thể đơn giản là chế tạo ra những sản phẩm phục vụ đời sống Qua đó cho thấy việc dạy và học STEM không nhất thiết cần điều kiện cơ sở vật chất, công nghệ hiện đại mà hoàn toàn tùy thuộc vào ý tưởng triển khai bài dạy của GV

- Chủ đề dạy học STEM trong trường trung học

Chủ đề STEM là chủ đề dạy học được thiết kế dựa trên vấn đề thực tiễn kết hợp với chuẩn kiến thức, kỹ năng của các môn khoa học trong chương trình phổ thông Trong quá trình dạy học, GV tổ chức cho HS làm việc nhóm, sử dụng công nghệ truyền thống và hiện đại, công cụ toán học để tạo ra những sản phẩm có tính ứng dụng thực tiễn, phát triển kỹ năng và tư duy HS

Chủ đề STEM cần đảm bảo các tiêu chí: giải quyết vấn đề thực tiễn, kiến thức trong chủ đề thuộc lĩnh vực STEM, định hướng hoạt động thực hành, làm việc nhóm

Có thể phân loại các chủ đề dạy học STEM dựa vào các tiêu chí sau Dựa vào phạm vi kiến thức để giải quyết vấn đề STEM, người ta chia chủ đề STEM thành hai loại:

Chủ đề STEM cơ bản được xây dựng trên cơ sở kiến thức thuộc phạm vi các môn

khoa học, công nghệ, kỹ thuật và toán trong chương trình giáo dục phổ thông Các sản phẩm chủ đề STEM này thường đơn giản, bám sát nội dung SGK và thường được xây dựng trên cơ sở các nội dung thực hành, thí nghiệm trong chương trình GDPT

Chủ đề STEM mở rộng có những kiến thức nằm ngoài chương trình giáo dục

phổ thông và SGK Những kiến thức đó HS phải tự tìm hiểu và nghiên cứu từ tài liệu chuyên ngành Sản phẩm STEM loại hình này có độ phức tạp cao hơn Dựa vào mục đích dạy học, ta có thế chia chủ đề STEM thành hai loại chính:

Chủ đề STEM dạy học kiến thức mới được xây dựng trên cơ sở kết nối kiến

thức của nhiều môn học khác nhau mà HS chưa được học hoặc được học một phần,

HS sẽ vừa giải quyết được vấn đề và vừa lĩnh hội tri thức mới

Chủ đề STEM dạy học và vận dụng được xây dựng trên cơ sở những kiến thức

HS đã được học Chủ đề STEM dạng này bồi dưỡng cho HS năng lực vận dụng lý thuyết vào thực tiễn Kiến thức lý thuyết được củng cố và khắc sâu

- Quy trình xây dựng chủ đề 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 lựa chọn chủ đề bài học

Bước 2: Xác định vấn đề cần giải quyết

Sau khi lựa 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 học được những kiến thức,

kĩ năng cần dạy trong chương trình môn học đã lựa chọn hoặc vận dụng những kiến thức, kỹ năng đã biết để xây dựng bài học

Bước 3: Xây dựng tiêu chí của thiết bị và 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

Các tiêu chí này phải hướng tới việc định hướng quá trình học tập và vận dụng kiến thức nền của HS chứ không nên tập trung đánh giá sản phẩm vật chất

Bước 4: Thiết kế tiến trình tố chức hoạt động

Tiến trình tổ chức hoạt động học được thiết kế theo các phương pháp, kĩ thuật dạy học tích cực với 5 hoạt động học Mỗi hoạt động được thiết kế rõ ràng về mục đích, nội dung và sản phẩm học tập mà HS phải hoàn thành Các hoạt động này có thể được tổ chức cả trong và ngoài lớp học (ở trường, ở nhà và cộng đồng)

- Tiến trình tổ chức dạy học STEM trong trường Trung học

Mỗi bài học STEM thường được tổ chức theo 5 hoạt động như sau:

Hoạt động 1: Xác định vấn đề

Trong hoạt động này, GV giao cho HS nhiệm vụ học tập chứa đựng vấn đề, trong đó HS phải hoàn thành một sản phẩm học tập cụ thể với các tiêu chí đòi hỏi HS phải sử dụng kiến thức mới trong bài học để đề xuất, xây dựng giải pháp và thiết kế nguyên mẫu của sản phẩm cần hoàn thành Tiêu chí của sản phẩm là yêu cầu hết sức quan trọng, bởi đó chính là "tính mới" của sản phẩm, kể cả sản phẩm đó là quen thuộc với HS; đồng thời, tiêu chí đó buộc HS phải nắm vững kiến thức mới thiết kế và giải thích được thiết kế cho sản phẩm cần làm

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

Trong hoạt động này, HS thực hiện hoạt động học tích cực, tự lực dưới sự hướng dẫn của GV HS phải tự tìm tòi, chiếm lĩnh kiến thức để sử dụng vào việc đề xuất, thiết kế sản phẩm cần hoàn thành Kết quả là, khi HS hoàn thành bản thiết kế thì đồng thời cũng đã học được kiến thức mới theo chương trình môn học tương ứng

Hoạt động 3: Lựa chọn giải pháp

Trong hoạt động này, HS được tổ chức để trình bày, giải thích và bảo vệ bản thiết

kế kèm theo thuyết minh (sử dụng kiến thức mới học và kiến thức đã có); đó là sự thể hiện

cụ thể của giải pháp giải quyết vấn đề Dưới sự trao đổi, góp ý của các bạn, GV và HS tiếp tục hoàn thiện (có thể phải thay đổi để bảo đảm khả thi) bản thiết kế trước khi tiến hành chế tạo, thử nghiệm

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

HS tiến hành chế tạo mẫu theo bản thiết kế đã hoàn thiện; trong quá trình chế tạo đồng thời phải tiến hành thử nghiệm và đánh giá Trong quá trình này, HS cũng có thể phải điều chỉnh thiết kế ban đầu để bảo đảm mẫu chế tạo là khả thi và tối ưu (theo nhận thức của HS)

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

Trong hoạt động này, HS được tổ chức để trình bày sản phẩm học tập đã hoàn thành; trao đổi, thảo luận, đánh giá để tiếp tục điều chỉnh, hoàn thiện

b Cở sở thực tiễn của dạy học Vật lý theo định hướng STEM

- Thực trạng tổ chức dạy học môn Vật lý theo định hướng STEM ở một số trường THPT trên địa bàn tỉnh Yên Bái

Từ năm học 2014-2015, giáo dục STEM đã được Bộ GD-ĐT đưa vào một số văn bản hướng dẫn khuyến khích triển khai ở các nhà trường, đặc biệt sau khi Thủ tướng ban hành Chỉ thị 16/CT-TTg ngày 04/5/2017 về việc tăng cường năng lực tiếp cận cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ 4, Bộ GD-ĐT đã triển khai thí điểm và đến nay giáo dục STEM đã được triển khai đồng loạt trên phạm vi toàn quốc Riêng ở tỉnh Yên Bái, giáo dục STEM đã được Sở GD&ĐT đưa vào hướng dẫn nhiệm vụ năm học

ở bậc học Tiểu học và Trung học từ năm học 2013 - 2014.Tuy nhiên, trước năm 2014 không phải là trong GDPT của Việt Nam hoàn toàn không có giáo dục STEM Thực chất, giáo dục STEM là một phương thức giáo dục nhấn mạnh đến thực hành trải nghiệm sáng tạo của HS nhằm giải quyết các vấn đề liên quan đến cuộc sống thông qua dạy học tích hợp liên môn Trước đó Bộ GD-ĐT đã triển khai các phong trào, các cuộc thi trong trường phổ thông theo hướng này, điển hình như cuộc thi khoa học kĩ thuật dành cho HS trung học, cuộc thi vận dụng kiến thức liên môn vào giải quyết những vấn đề thực tiễn… Từ những chương trình thí điểm này, những phong trào, cuộc thi bước đầu đã có sự lan tỏa, tác động tích cực, làm chuyển biến trong dạy học tại trường THPT Lê Quý Đôn nói riêng và các trường THPT trên địa bàn tỉnh Yên Bái nói chung Từ đó, HS được thực hành, trải nghiệm nhiều hơn, học tập gắn với cuộc sống hơn Tuy nhiên, các phong trào vẫn chỉ dừng lại ở hình thức các cuộc thi, thu hút được một lượng nhỏ GV, HS tham gia, chưa trở thành hoạt động thường xuyên, phổ biến của GV và HS Hiện nay, tại tỉnh Yên Bái, việc giáo dục STEM đã và đang được nhiều trường tiểu học và trung học cơ sở như trường Phổ thông Dân tộc bán trú La Pán Tẩn huyện Mù Cang Chải áp dụng vào chương trình hoạt động chính khóa của nhà trường từ năm học 2013 - 2014, các trường THPT tại tỉnh Yên Bái, như Trường THPT chuyên Nguyễn Tất Thành, THPT Nguyễn Huệ, THPT Lê Quý Đôn…, đã thành lập các câu lạc bộ STEM Phương thức triển khai của các trường chủ yếu đó là xã hội hóa Nhà trường phối hợp cùng một số trung tâm để đưa giáo dục STEM vào trường học

…, xây dựng nhiều chuyên đề dạy học STEM, bước đầu đưa vào giảng dạy có hiệu quả ở các môn học

Thực tế triển khai cho thấy, giáo dục STEM được tổ chức trong nhà trường

Biểu đồ 1: Thống kê về sự hiểu biết, nhận thức của GV trong

dạy học định hướng theo định hướng STEM

Không biết đến 14% Đầy đủ 35%

Sơ sài 51%

thường tập trung qua các hình thức: dạy học tích hợp theo định hướng giáo dục STEM, sinh hoạt câu lạc bộ STEM, các cuộc thi, các hoạt động trải nghiệm sáng tạo, phối hợp

tổ chức các hoạt động STEM giữa nhà trường và các cơ sở dạy nghề, ngày hội STEM… Qua đây cho thấy, giáo dục STEM đã có được những kết quả bước đầu, tạo tiền đề thuận lợi cho bước triển khai tiếp theo mang tính đại trà và hiệu quả khi thời gian thực hiện chương trình GDPT mới chỉ còn không đầy một năm nữa.Tuy nhiên, theo điều tra ở một số trường phổ thông trên địa bàn tỉnh, thực tế triển khai vẫn còn gặp nhiều khó khăn, bất cập

Để tiến hành tìm hiểu về thực trạng dạy học STEM trong dạy học Vật lý ở trường THPT tôi đã tiến hành khảo sát bằng phiếu điều tra đối với GV và HS với mục đích thu thập thông tin, phân tích khó khăn, thuận lợi của thực trạng dạy học STEM môn Vật lý ở trường phổ thông

Nội dung khảo sát: Tìm hiểu nhận thức, hiểu biết, quá trình tổ chức dạy học STEM môn Vật lý các GV ở các trường THPT

Đối tượng khảo sát: 30 GV dạy các bộ môn KHTN và Toán, Công nghệ ở 3 trường THPT trong địa bàn tỉnh: Trường THPT Lê Quý Đôn, THPT Chu Văn An, THPT Hưng Khánh và 120 HS trường THPT Lê Quý Đôn

Thời gian khảo sát: Từ tháng 9/2020 đến tháng 11/2021 Phiếu khảo sát GV và

HS (trong Phụ lục kèm theo)

Sau khi thu thập, phân tích, tổng hợp qua các phiếu điều tra, kết quả cho thấy như sau:

1.1 Hiểu biết của GV trong dạy học STEM

Hình 1 Biểu đồ thống kê sự hiểu biết, nhận thức của GV về dạy học theo định hướng STEM

1.2 Mức độ cần thiết dạy học Vật lý theo định hướng giáo dục STEM

Biểu đồ 2 Thống kê mức độ cần thiết dạy học môn Vật lý theo định

hướng giáo dục STEM

Ít cần thiết 11%

Không cần thiết 7%

Cần thiết 27%

Rất cần thiết 55%

Biểu đồ 3 Thống kê về mức độ thường xuyên đưa STEM vào

dạy học Vật lý

Ít thường xuyên 2%

Chưa bao giờ 23%

Rất thường xuyên 33%

Thường xuyên 42%

Hình 2 Biểu đồ thống kê sự cần thiết dạy học môn Vật lý

theo định hướng giáo dục STEM

1.3 Mức độ thường xuyên đưa STEM và dạy học Vật lý

Hình 3 Biểu đồ thống kê về mức độ thường xuyên đưa STEM vào dạy học Vật lý

Biểu đồ 4 Thống kê sự hứng thú tham gia hoạt động STEM của HS

Thường xuyên Thỉnh thoảng Mới 1 lần Chưa bao giờ

1.4 Thống kê sự hứng thú của HS khi tham gia hoạt động STEM

Hình 4 Biểu đồ thống kê về sự hứng thú tham gia hoạt động STEM của HS

1.5 Thống kê số HS được học Vật lý theo định hướng giáo dục STEM

Hình 5 Biểu đồ thống kê số lượng HS đã được học các chủ đề môn Vật lý

theo định hướng giáo dục STEM

Như vậy thông qua khảo sát GV và HS chúng tôi nhận thấy nhìn chung các GV đều thấy được tầm quan trọng và sự cần thiết của dạy học môn Vật lý

theo định hướng STEM, tuy nhiên vấn đề vẫn là triển khai, tổ chức dạy học theo định hướng STEM như thế nào cho hiệu quả và phù hợp với điều kiện dạy học ở trường phổ thông Mặc dù một số GV đã thực hiện, nhưng vẫn còn lúng túng, hạn chế Nhiều GV cho biết, trong dạy học Vật lý chỉ tập trung truyền thụ kiến thức mà chưa chú trọng, chủ động trang bị cho HS kiến thức môn Vật lý cũng như các môn KHTN, Công nghệ và Toán theo định hướng STEM Đối với các em HS, việc đưa STEM vào dạy học là rất cần thiết bởi những hiệu quả mà nó mang lại trong giáo dục là to lớn Một mặt thực hiện được những mục tiêu của GDPT đó là phát triển các năng lực cốt lõi của HS và năng lực đặc thù của môn học, mặt khác nó tác động tích cực đến thái

độ, tâm lý người dạy bởi sự hứng thú, niềm đam mê, yêu thích khoa học của các em

- Nguyên nhân và khó khăn của thực trạng dạy học Vật lý ở trường THPT theo định hướng STEM

Mặc dù việc tiếp cận chương trình GDPT mới đã tạo điều kiện thuận lợi hơn để

có thể triển khai giáo dục STEM, tuy nhiên với khung chương trình hiện hành, GV vẫn còn gặp khó khăn trong việc tổ chức các nội dung, chủ đề sao cho vừa đảm bảo được yêu cầu của khung chương trình vừa phải phát huy tính sáng tạo của HS Vì vậy khi triển khai chương trình GDPT mới cần phải có hướng dẫn về những chủ đề STEM trong các môn, lĩnh vực học tập để tạo thuận lợi cho GV tổ chức dạy học

Tâm lý ngại tìm hiểu, ngại sáng tạo cùng với trình độ GV chưa đáp ứng được yêu cầu Phần lớn GV chưa có nhận thức đầy đủ về giáo dục STEM và có những hướng suy nghĩ giáo dục STEM cao xa, khó thực hiện GV THPT được đào tạo đơn môn, do đó gặp khó khăn khi triển khai dạy học theo hướng liên ngành như giáo dục STEM Bên cạnh đó, GV còn ngại học hỏi, ngại chia sẻ với đồng nghiệp, nên chưa có

sự phối hợp tốt giữa GV các bộ môn trong dạy học STEM

Hình thức kiểm tra, đánh giá hiện nay vẫn còn là rào cản Môn Công nghệ và Tin học là hai môn thành tố của giáo dục STEM nhưng vẫn chưa có vị trí chỗ đứng đúng nghĩa Hơn nữa việc kiểm tra, đánh giá hiện nay ở trường phổ thông cụ thể là kì thi trung học phổ thông quốc gia được tổ chức theo hình thức làm bài thi trắc nghiệm kiểm tra kiến thức, kĩ năng, trong khi kiểm tra, đánh giá theo mô hình giáo dục STEM

là đánh giá thông qua sản phẩm, đánh giá quá trình Vì vậy trên thực tế, việc triển khai giáo dục STEM vẫn phải hạn chế ở các lớp cuối cấp để dành thời gian cho em ôn thi Còn các khối lớp khác không nặng nề về thi cử thì đảm bảo học để thi hết kì cho nên việc học theo SGK, luyện giải bài tập vẫn là một hoạt động chính của HS GV chỉ dành một phần thời gian cho hoạt động STEM (ngoại khóa, hoạt động ngoài giờ lên lớp hoặc một số tiết tự chọn) là chủ yếu

Điều kiện cơ sở vật chất chưa đáp ứng được yêu cầu đề ra Sĩ số mỗi lớp học quá đông cũng gây khó khăn cho tổ chức hoạt động, cản trở việc đổi mới phương pháp dạy học của GV, việc chưa có phòng học STEM riêng, trong khi phòng thực hành bộ môn chưa phù hợp để HS có không gian hoạt động, làm việc nhóm, nghiên cứu, thí nghiệm cũng là một khó khăn

Trên cơ sở phân tích các nguyên nhân, khó khăn đã đề cập ở trên, tôi thấy muốn

tổ chức dạy học STEM có hiệu quả, thành công việc đầu tiên GV phải dành nhiều thời gian đọc, nghiên cứu, tìm hiểu về các tài liệu chuyên sâu STEM Từ đó, căn cứ vào điều kiều kiện dạy học cụ thể ở mỗi nhà trường thực hiện các hoạt động chuyên môn: trao đổi ý kiến với đồng nghiệp, thống nhất xây dựng các chủ đề STEM của mỗi phân

môn, tổ chức các hoạt động dạy học phù hợp Không nhất thiết đặt nặng vấn đề tạo ra các sản phẩm STEM phức tạp, có tính kĩ thuật cao mà điều quan trọng trong dạy học là tạo cho HS một thói quen thường xuyên ứng dụng các kiến thức lý thuyết, các nguyên

lý đã học vào thực tiễn để quá trình học là một quá trình kiến tạo, phát triển năng lực Sau khi học được mỗi chủ đề STEM các em đạt được những phẩm chất, năng lực mà

GV đã đề ra Trong quá trình dạy học nên khuyến khích các em sử dụng các nguồn nguyên vật liệu sẵn có, quen thuộc, rẻ tiền, có thể tận dụng những phế phẩm để tạo ra những sản phẩm thân thiện với môi trường, giáo dục ý thức trách nhiệm các em với cộng đồng, môi trường tự nhiên Các sản phẩm STEM có thể không mới đối với nhân loại nhưng lại có tính mới đối với HS nên kích thích được sự tò mò, hứng thú trong quá trình học của HS Nhìn nhận vấn đề như vậy GV có thể dễ dàng, thoải mái hơn trong tiếp cận dạy học các bộ môn KHTN theo phương thức STEM Trong đề tài này, với mục đích đưa giáo dục STEM vào trường học để nâng cao chất lượng dạy học bộ môn, tôi xin trình bày giải pháp thực hiện dưới đây

c Thiết kế một số chủ đề dạy học theo định hướng STEM phần điện học Vật lý 11, THPT

- Phân tích đặc điểm nội dung phần điện học Vật lý 11, chương trình THPT dưới góc độ STEM

Phần điện học của chương trình Vật lý THPT bắt đầu từ việc cung cấp cho HS những kiến thức cơ bản đó là nguyên nhân xuất hiện dòng điện - Điện tích - Điện trường đến những khái niệm về sự hình thành dòng điện không đổi, nguồn điện, điện năng tiêu thụ, công suất điện, các loại định luật Ôm … Sự xuất hiện của từ trường xung quanh dòng điện…

Nói chung phần lớn các kiến thức của phân môn điện học chương trình Vật lý

11, THPT hiện hành rất gần gũi và có nhiều ứng dụng trong đời sống và kỹ thuật Đây

là một điểm rất thuận lợi để triển khai dạy học theo định hướng STEM Trong đề tài này, tôi chủ yếu tập trung đi sâu nghiên cứu vào chương “Dòng điện không đổi” Vật lý

11 Nếu HS được tiếp cận những kiến thức này bằng những phương pháp dạy học tích cực và gắn liền với thực tiễn như dạy học STEM sẽ giúp HS hiểu sâu sắc hơn lý thuyết cũng như vận dụng nó để giải quyết những vấn đề hay và khó liên quan kỹ thuật mà những phương pháp dạy học truyền thống khó có thể đem lại hiệu quả cao

Chương “Dòng điện không đổi” là chương II trong chương trình Vật lí 11, là chương nối tiếp kiến thức chương “Điện tích - Điện trường”, đồng thời là nền tảng để nghiên cứu các phần điện học khác trong chương trình Vật lí phổ thông như: dòng điện trong các môi trường, từ trường, dòng điện xoay chiều Phân tích nội dung kiến thức chương “Dòng điện không đổi” theo quan điểm STEM cho thấy dòng điện một chiều

có thể dùng để thắp sáng, các nguồn điện một chiều cũng được sử dụng rộng rãi Trong các trường hợp dùng đến dòng điện không đổi ở hiệu điện thế nhỏ, nguồn điện đóng vai trò quan trọng, chẳng hạn đèn pin cầm tay, radio, điều khiển ti vi… Nguồn điện có thể tạo ra bằng nhiều cách như dùng pin điện hóa, thực phẩm xanh, từ USB…, thắp sáng hệ thống đèn chiếu sáng, đèn tín hiệu Điện năng có thể dễ dàng chuyển hóa thành các dạng năng lượng khác Đó là một đặc tính có tầm quan trọng đặc biệt, nhờ

đó năng lượng điện được sử dụng rộng rãi trong đời sống và kỹ thuật GV có thể tổ chức cho HS khai thác các chủ đề STEM từ đây Các mạch điện dùng trong thực tế là tương đối phức tạp, hầu hết các thiết bị điện đều có sự chuyển hóa năng lượng điện thành nhiều dạng năng lượng khác nhau Kiến thức về định luật Ôm cho mạch kín và cho các loại đoạn mạch giúp ta tính chính xác khi thiết kế và lắp ráp mạch điện Việc

sử dụng các nguồn điện thích hợp và mắc chúng thành bộ một cách hợp lí sẽ nâng cao được hiệu suất sử dụng

Vì vậy nếu xây dựng được một số chủ đề dạy học STEM ở phần này nhằm định hướng tư duy một cách tích cực thì sẽ có tác dụng tốt trong việc phát triển các năng lực cốt lõi và năng lực đặc thù của môn học

- Đề xuất một số chủ đề dạy học STEM phần điện học Vật lý 11 - THPT

Dựa vào nhu cầu thực tiễn của cuộc sống mà HS cần khám phá, kết hợp với nội dung kiến thức chương trình SGK Vật lý 11, phần điện học, GV có thể xây dựng được rất nhiều chủ đề dạy học STEM Tuy nhiên khi lựa chọn, xây dựng và thực hiện các chủ

đề STEM này thì GV cần lưu ý không nên để ảnh hưởng đến thời lượng dạy học của bộ môn, xáo trộn nhiều kiến thức trong chương trình dạy học Sau khi học xong chủ đề STEM, HS phải nắm được các chuẩn kiến thức, kĩ năng được quy định trong chương trình THPT, các chủ đề STEM khai thác phù hợp với điều kiện thực tiễn dạy học của nhà trường, trình độ của HS Trên cơ sở đó, tôi đề xuất một số chủ đề STEM phần điện học Vật lý 11, mà theo tôi là phù hợp trong quá trình dạy học tại trường phổ thông

+ Đề xuất thiết kế một số chủ đề STEM cơ bản chương 2 “Dòng điện không đổi” Vật lý 11

Trong quá trình triển khai, tôi đã đề xuất 07 chủ đề như sau:

TT Chủ đề thực tiễn Kiến thức, kỹ năng môn Vật lý có liên quan

1 Pin điện hóa sáng tạo Bài 7 Dòng điện không đổi Nguồn điện - Vật

lý 11

2 Đèn ngủ từ cổng sạc điện

thoại, loa đài

Bài 18: Khảo sát đặc tính chỉnh lưu của điốt bán dẫn và đặc tính khuếch đại của Tranzio - Vật lý 11

3 Máy bắt muỗi sáng tạo Bài 9- Vật lý 11

4 Các hệ thống điều khiển bằng

dòng điện với nguồn pin

Từ bài 7 đến bài 10 chương 2 - Vật lý 11

7 Chế tạo các mạch điều khiển Từ bài 11 đến bài 15 - Vật lý11

Với các chủ đề STEM cơ bản được xây dựng trên cơ sở kiến thức thuộc phạm

vi các môn khoa học, công nghệ, kỹ thuật và toán trong chương trình giáo dục phổ thông Các sản phẩm chủ đề STEM này thường đơn giản, bám sát nội dung SGK và thường được xây dựng trên cơ sở các nội dung thực hành, thí nghiệm trong chương trình GDPT

+ Đề xuất thiết kế một số chủ đề STEM mở rộng phần điện học Vật lý 11

Chủ đề STEM mở rộng có những kiến thức nằm ngoài chương trình GDPT và SGK Những kiến thức đó GV hướng dẫn để HS tự tìm hiểu và nghiên cứu từ tài liệu chuyên ngành Sản phẩm STEM loại hình này có độ phức tạp cao hơn

Ở nội dung này, tôi đã triển khai 04 chủ đề như sau: