Skkn dạy học theo định hướng stem bằng công nghệ thực tế ảo tăng cường” trong toán học nhằm phát triên năng lực cho hs thpt đáp ứng chương trình giáo dục phổ thông mới

---ĐỀ TÀI: DẠY HỌC THEO ĐỊNH HƯỚNG STEM BẰNG “CÔNG NGHỆ THỰC TẾ ẢO TĂNG CƯỜNG” TRONG TOÁN HỌC NHẰM PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC CHO HỌC SINH THPT ĐÁP ỨNG CHƯƠNG TRÌNH GIÁO DỤC PHỔ THÔNG MỚI MÔN:

ĐỀ TÀI:

DẠY HỌC THEO ĐỊNH HƯỚNG STEM BẰNG “CÔNG NGHỆ THỰC TẾ ẢO TĂNG CƯỜNG” TRONG TOÁN HỌC NHẰM PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC CHO HỌC SINH THPT ĐÁP ỨNG CHƯƠNG TRÌNH GIÁO DỤC

PHỔ THÔNG MỚI

MÔN: TOÁN NHÓM: ỨNG DỤNG TIẾN BỘ KHOA HỌC

Năm thực hiện: 2019- 2020

-ĐỀ TÀI:

DẠY HỌC THEO ĐỊNH HƯỚNG STEM BẰNG “CÔNG NGHỆ THỰC TẾ ẢO TĂNG CƯỜNG” TRONG TOÁN HỌC NHẰM PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC CHO HỌC SINH THPT ĐÁP ỨNG CHƯƠNG TRÌNH GIÁO DỤC

PHỔ THÔNG MỚI

MÔN: TOÁN NHÓM: ỨNG DỤNG TIẾN BỘ KHOA HỌC

Người thực hiện: CHU VIẾT TẤN

Tổ: TOÁN TIN

Số điện thoại: 0989202955

Năm thực hiện: 2019- 2020

1 Lý do chọn đề tài 1

A NỘI DUNG

2 Những kinh nghiệm ứng dụng “công nghệ thực tế ảo tăng cường” trong dạy

học toán theo định hướng stem nhằm phát triển năng lực cho hs thpt đáp ứng

2.1 Nắm vững cách sử dụng các ứng dụng AR, lựa chọn kiểu bài phù hợp có thể

2.2 Kinh nghiệm thiết kế quy trình Dạy học theo định hướng STEM bằng “

Công nghệ thực tế ảo tăng cường” trong Toán học nhằm phát triên năng lực

2.3 Phát triển năng lực cho HS trong dạy học Toán học theo định hướng STEM

thông qua việc ứng dụng công nghệ AR phối kết hợp với các phương pháp và

càng nhiều với các tính năng được cải tiến, đem lại hiệu quả cao, dễ sử dụng

đã hỗ trợ không nhỏ cho việc dạy học nói chung và dạy học Toán nói riêng, mở

ra nhiều cơ hội cho giáo viên và học sinh trong việc đổi mới phương pháp và đạt mục tiêu dạy học một cách tối ưu Do đó, ứng dụng CNTT là một năng lực cốt lõi mà HS cần đạt, là năng lực chìa khóa, năng lực công cụ để HS phát triển các năng lực khác cũng như đi vào cuộc sống một cách chủ động, tự tin Từ việc biết cách làm việc với các ứng dụng CNTT, học sinh sẽ được phát triển và

tự phát triển nhiều năng lực như năng lực giao tiếp; năng lực tự học, năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo,… Đó cũng là những năng lực chung và năng lực đặc thù của môn Toán mà giáo viên cần hình thành cho học sinh, nhằm đáp ứng được yêu cầu đặt ra của chương trình g iáo dục phổ thông mới.

Một trong những ứng dụng công nghệ có thể vận dụng vào giảng dạy nói chung, giảng dạy Toán ở trường THPT nói riêng là Công nghệ thực tế ảo tăng cường- Augmented Reality (AR) Ưu điểm lớn nhất khi lựa chọn ứng dụng này là bởi bất cứ học sinh nào cũng sử dụng được nó bằng cách tải về máy điện thoại, máy tính bảng, laptop, có thể sử dụng offline và học bất cứ không, thời gian nào.

Nó có khả năng bổ trợ thông tin vô tận bao gồm cả hình ảnh, video rất sống động cho mỗi bài học thông qua việc học sinh tìm hiểu, luyện tập, thực hành, soạn bài Bởi những ứng dụng to lớn của Augmented Reality có thể mang lại một cái nhìn khác cho người học về việc tương tác với những mô hình ảo, những hình ảnh dường như chỉ có trong phim viễn tưởng Một lợi thế nữa của giáo viên và nhất là học sinh khi sử dụng các ứng dụng này là việc các em có thể khắc phục được tình trạng trước đây: học sinh chỉ có thể tiếp cận thông tin một chiều thông qua việc xem các như video, âm thanh hay hình ảnh trực tuyến trên màn hình Internet Sử dụng ứng dụng này, nó sẽ tạo ra môi trường mô phỏng thế giới thực Trong môi trường mô phỏng đó, học sinh có thể tác động vào đối tượng trực tiếp bằng cách

di chuyển, khám phá, cảm nhận và trải nghiệm một cách chân thực thông qua các thao tác: tiến - lùi, xoay trái, quay phải để có được những góc nhìn chân thực nhất, đem lại những trải nghiệm đầy thực tế và ấn tượng Với ưu điểm trên, bài giảng dễ dàng tạo được hứng thú cho học sinh, giúp học sinh tích cực học tập, hiểu và nhớ kiến thức một cách sâu sắc, yêu thích môn học hơn bởi nó đáp ứng được phương pháp dẫn dắt tư duy học sinh đi từ “trực quan sinh động đến tư duy trừu tượng” Trong số những ứng dụng công nghệ thực tế ảo tăng cường có giá trị phục vụ cho việc dạy học, tôi đặc biệt chú ý đến ứng dụng HP reveal và Mind map AR, Geogebra

AR giúp các em hình thành và phát triển được nhiều năng lực Một lợi thế nữa của giáo viên và học sinh khi sử dụng ứng dụng AR đó sẽ khắc phục được tình trạng giáo viên khi dạy - học bằng powerpoint, học sinh chỉ có thể tiếp cận thông tin một chiều thông qua việc xem các Slide như video, âm thanh hay hình ảnh trực tuyến trên màn hình Internet, máy chiếu Sử dụng các ứng dụng này, HS sẽ tự mình tạo ra được lớp phủ/ phần phủ, sơ đồ tư duy, mô hình thực tế ảo AR

cho đối tượng mà mình đang tìm hiểu Điều quan trọng nhất, ứng dụng các phần mềm AR trong dạy học Toán là thông qua sự tự học, tự nghiên cứu, soạn bài bằng chính hình dung tưởng tượng của các em,

HS hình thành và phát triển được các kĩ năng cần thiết.

Mặc dù tiềm năng to lớn của việc ứng dụng công nghệ thực tế ảo tăng cường trong việc dạy học là không thể phủ nhận Tuy nhiên, thực tế dạy học Toán ở trường THPT lâu nay cho thấy, việc ứng dụng CNTT, ứng dụng công nghệ AR vào dạy học bộ môn này còn nhiều bất cập Đặc biệt trong giai đoạn hiện nay, nó lại càng cấp bách hơn khi đứng trước yêu cầu đổi mới mục tiêu giáo dục theo hướng phát triển năng lực HS Thậm chí nhiều giáo viên vẫn còn rất xa lạ với việc sử dụng công nghệ này trong việc dạy học HS được tiếp xúc nhiều với các thiết bị thông minh như smartphone, tablet, máy tính … là những công cụ có thể sử dụng để ứng dụng công nghệ AR cho việc học tập hằng ngày nhưng hầu như chỉ xem đó là phương tiện để giải trí, thỏa mãn trí tò mò chứ không biết cách vận dụng để phục vụ việc học tập dễ dàng hơn.

Mặt khác nếu chỉ sử dụng các công nghệ AR để chỉ mô tả cho HS thì cũng chỉ là một trong những giải pháp minh họa sống động chứ chưa thể tạo động lực sáng tạo cho học sinh hết mức, HS chiếm lĩnh kiến thức không những chỉ thông qua nhìn mô hình minh họa mà còn cần phải “ Cầm, nắm, hòa mình” vào mô hình kiến thức Và đặc biệt hơn nữa để HS phát huy được năng lực chung cũng như năng lực đặc thù đó là việc học sinh tự tạo ra các

mô hình, tự chiếm lĩnh kiến thức thì mới nhớ lâu, nhớ kỹ và vận dụng được thành thạo kiến thức Vì vậy mà dạy học theo định hướng STEM ngày càng

tỏ rõ thế mạnh và kích thích tư duy, phát triển năng lực cho học sinh.

Chính vì vậy, qua một thời gian nghiên cứu thực hiện, tôi đúc kết kinh

“Công nghệ thực tế ảo tăng cường” trong Toán học nhằm phát triên năng lực cho HS THPT đáp ứng chương trình giáo dục phổ thông mới” Qua nghiên cứu và tìm hiểu tôi thấy việc áp dụng công nghệ AR vào dạy học đã có thực hiện nhưng chỉ là ứng dụng trong 1 bộ môn hay 1 phần nhỏ

mô tả, riêng với bộ môn Toán học thì chưa thấy áp dụng nhiều trên thế giới

và tại Việt Nam Đề tài tôi thực hiện thể hiện tính mới, tính áp dụng thực tiễn trong bối cảnh giáo dục hiện nay, đặc biệt việc dạy học theo định hướng STEM là giải pháp để phát triển năng lực của học sinh một cách tối ưu.

Trong sáng kiến kinh nghiệm này, tôi trình bày những kinh nghiệm cá nhân

về ứng dụng của AR trong việc bổ trợ thông tin cho một số bài học có khả năng

áp dụng và phù hợp với phương pháp, phương tiện này trong môn Toán thông qua dạy học theo định hướng STEM Qua đó, tôi mong muốn đóng góp vào việc nâng cao chất lượng môn học Toán, hình thành cho HS những năng lực chung

và năng lực chuyên biệt trong môn Toán nhằm đáp ứng yêu cầu định hướng của chương trình giáo dục phổ thông mới

2 Mục đích và phạm vi nghiên cứu 2.1 Mục đích nghiên cứu

- Thấy được ý nghĩa, vai trò của việc ứng dụng AR để bổ trợ thông tin cho bộ môn Toán giúp HS hình thành và phát triển các năng lực cần thiết theo định hướng chương trình giáo dục đổi mới

3 Phương pháp nghiên cứu

- Phương pháp điều tra, khảo sát

- Phương pháp phân tích tổng hợp

- Phương pháp thống kê, so sánh

- Phương pháp thực nghiệm sư phạm….

4 Các bước thực hiện đề tài

- Khảo sát thực tiễn việc sử dụng công nghệ AR vào giảng dạy Toán tại 3 trường trên địa bàn Thị xã Hoàng Mai, huyện Quỳnh Lưu

- Tổng hợp kết quả điều tra và phân tích số liệu thu thập được để đưa ra kết luận về thực trạng vấn đề và tính thiết thực, cần thiết của vấn đề nghiên cứu

- Đề xuất các kinh nghiệm của bản thân đã đúc rút được trong quá trình áp dụng công nghệ AR vào giảng dạy, hướng dẫn HS sử dụng công nghệ này vào việc học tập Toán giúp các em hình thành và phát triển được các năng lực cần có.

- Soạn giáo án theo hướng phát triển năng lực HS, có ứng dụng công nghệ

AR Từ đó thực nghiệm tại các lớp đã chọn Sau khi giảng dạy có hình thức kiểm tra, đánh giá được sự tiến bộ của các em và để đánh giá tính hiệu quả của đề tài

- Phân tích kết quả sau khi đã tác động Đưa ra kết luận về tính thiết thực, khả năng ứng dụng của đề tài nghiên cứu.

PHẦN II NỘI DUNG

I CƠ SỞ KHOA HỌC 1.1 Cơ sở lý luận

1.1.1 Dạy học theo định hướng phát triển năng lực cho học sinh trung học: Quán triệt tinh thần Nghị quyết số 29-NQ/TW ngày 4/11/2013 của Đảng về đổi mới căn bản, toàn diện giáo dục và đào tạo đã đề ra nhiệm vụ: “Đổi mới chương trình nhằm phát triển năng lực và phẩm chất người học, hài hòa đức, trí, thể, mỹ; dạy người, dạy chữ và dạy nghề …Tiếp tục đổi mới mạnh mẽ phương pháp dạy và học theo hướng hiện đại; phát huy tính tích cực, chủ động, sáng tạo và vận dụng kiến thức, kỹ năng của người học; khắc phục lối truyền thụ áp đặt một chiều, ghi nhớ máy móc” Bộ Giáo dục và Đào tạo đã xây dựng Chương trình giáo dục phổ thông (Ban hành kèm theo Thông tư số 32/2018/TT-BGDĐT ngày 26/12/2018 của Bộ trưởng Bộ Giáo dục và Đào tạo)với mục tiêu hình thành và phát triển cho học sinh những phẩm chất chủ yếu: yêu nước, nhân ái, chăm chỉ, trung thực, trách nhiệm ; đồng thời, hình thành và phát triển cho học sinh những năng lực cốt lõi (bao gồm những năng lực chung được hình thành, phát triển thông qua tất cả các môn học và hoạt động giáo dục: năng lực tự chủ và tự học, năng lực giao tiếp và hợp tác, năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo) và những năng lực đặc thù được hình thành, phát triển chủ yếu thông qua một số môn học và hoạt động giáo dục: năng lực ngôn ngữ, năng lực tính toán, năng lực khoa học, năng lực công nghệ, năng lực tin học, năng lực thẩm mĩ , năng lực thể chất Chương trình dạy học theo định hướng phát triển năng lực là dạy học định hướng kết quả đầu ra, chú trọng năng lực vận dụng tri thức vào thực tiễn Dạy học theo định hướng phát triển năng lực là mô hình dạy học nhằm phát triển tối đa năng lực của người học, trong đó, người học tự mình hoàn thành nhiệm

vụ nhận thức dưới sự tổ chức, hướng dẫn của người dạy Quá trình giáo dục từ chủ yếu trang bị kiến thức sang phát triển toàn diện năng lực và phẩm chất người học trên nguyên lý:- Học đi đôi với hành;- Lý luận gắn với thực tiễn;- Giáo dục nhà trường kết hợp với giáo dục gia đình và giáo dục xã hội

Để đáp ứng được yêu cầu dạy- học theo định hướng phát triển năng lực HS, Nghị quyết số 29-NQ/TW cũng định hướng một trong những để giải pháp thực hiện

là “Tập trung dạy cách học, cách nghĩ, khuyến khích tự học, tạo cơ sở để người học tự cập nhật và đổi mới tri thức, kỹ năng, phát triển năng lực Đẩy mạnh ứng dụng công nghệ thông tin và truyền thông trong dạy và học” Chương trình giáo dục phổ thông mới ban hành cũng xác định một trong những năng lực mà HS cần đạt được đó chính là năng lực ứng dụng CNTT Nghĩa là một trong những năng lực cốt lõi mà HS phải đạt được qua quá trình học phổ thông chính là biết sử dụng CNTT để hỗ trợ học tập và đi vào thực tiễn cuộc sống.

1.1.2 Dạy học theo định hướng STEM

a Khái niệm 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 Sự phát triển về Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học được mô tả bởi chu trình STEM (Hình 1), trong đó Science là quy trình sáng tạo ra kiến thức khoa học; Engineering là quy trình sử dụng kiến thức khoa học

để thiết kế công nghệ mới nhằm giải quyết các vấn đề; Toán là công cụ được sử dụng để thu nhận kết quả và chiasẻ kết quả đó với những người khác.

“Science” trong chu trình STEM được mô tả bởi một mũi tên từ

“Technology” sang “Knowledge” thể hiện quy trình sáng tạo khoa học Đứng trước thực tiễn với "Công nghệ" hiện tại, các nhà khoa học, với năng lực tư duy phản biện, luôn đặt ra những câu hỏi/vấn đề cần tiếp tục nghiên cứu, hoàn thiện công nghệ, đó là các câu hỏi/vấn đề khoa học Trả lời các câu hỏi khoa học hoặc giải quyết các vấn đề khoa học sẽ phát minh ra các "Kiến thức" khoa học Ngược lại, “Engineering” trong chu trình STEM được mô tả bởi một mũi tên từ

“Knowledge” sang “Technology” thể hiện quy trình kĩ thuật Các kĩ sư sử dụng

"Kiến thức" khoa học để thiết kế, sáng tạo ra công nghệ mới Như vậy, trong chu trình STEM, "Science" được hiểu không chỉ là "Kiến thức" thuộc các môn khoa học (như Vật lí, Hoá học, Sinh học) mà bao hàm "Quy trình khoa học" để phát minh ra kiến thức khoa học mới Tương tự như vậy, "Engineering" trong chu STEM không chỉ là "Kiến thức" thuộc lĩnh vực "Kĩ thuật" mà bao hàm"Quy trình

kĩ thuật" để sáng tạo ra "Công nghệ" mới Hai quy trình nói trên tiếp nối nhau, khép kín thành chu trình sáng tạo khoa học – kĩ thuật theo mô hình

"xoáy ốc" mà cứ sau mỗi chu trình thì lượng kiến thức khoa học tăng lên và cùng với nó là công nghệ phát triển ở trình độ cao hơn.

b Giáo dục STEM Phỏng theo chu trình STEM, giáo dục STEM đặt học sinh trước những vấn đề thực tiễn ("công nghệ" hiện tại) cần giải quyết, đòi hỏi học sinh phải tìm tòi, chiếm lĩnh kiến thức khoa học và vận dụng kiến thức để thiết kế và thực hiện giải pháp giải quyết vấn đề ("công nghệ" mới) Như vậy, mỗi bài học STEM sẽ đề cập và giao cho học sinh giải quyết một vấn đề tương đối trọn vẹn, đòi hỏi học sinh phải huy động kiến thức đã có và tìm tòi, chiếm lĩnh kiến thức mới để sử dụng.

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

Đây là hình thức tổ chức giáo dục STEM 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, học sinh 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 học STEM Đây cũng là cách thức để thu hút sự quan tâm của xã hội tới giáo dục STEM.

+ Tổ chức hoạt động nghiên cứu khoa học, kĩ 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 Hoạt động này không mang tính đại trà mà dành cho những học sinh có năng lực, sở thích và hứng thú với các hoạt động tìm tòi, khám phá khoa học, kỹ thuật giải quyết các vấn đề thực tiễn.

Tổ chức tốt hoạt động câu lạc bộ STEM cũng là tiền đề phát triển hoạt động sáng tạo khoa học kỹ thuật và triển khai các dự án nghiên cứu trong khuôn khổ cuộc thi khoa học kỹ thuật dành cho học sinh trung học Bên cạnh đó, tham gia câu lạc bộ STEM và nghiên cứu khoa học, kĩ thuật là cơ hội để học sinh thấy được sự phù hợp về năng lực,

sở thích, giá trị của bản thân với nghề nghiệp thuộc lĩnh vực STEM.

c Vai trò, ý nghĩa của giáo dục STEM Việc đưa giáo dục STEM vào trường trung học 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 giáo viên, chương trình, cơ sở vật chất.

– Nâng cao hứng thú học tập các môn học STEM: Các dự án học tập trong giáo dục STEM hướng tới việc vận dụng kiến thức liên môn để giải quyết các vấn đề thực tiễn, học sinh 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 học sinh.

– Hình thành và phát triển năng lực, phẩm chất cho học sinh: Khi triển khai các dự án học tập STEM, học sinh hợp tác với nhau, chủ động

và tự lực thực hiện các nhiệm vụ học; được làm quen hoạt động có tính chất nghiên cứu khoa học Các hoạt động nêu trên góp phần tích cực vào hình thành và phát triển phẩm chất, năng lực cho học sinh.

– Kết nối trường học với cộng đồng: Để đảm bảo triển khai hiệu quả giáo dục STEM, cơ sở giáo dục phổ thông thường kết nối với các cơ sở giáo dục nghề nghiệp, đại học tại địa phương nhằm khai thác nguồn lực

về con người, cơ sở vật chất triển khai hoạt động giáo dục STEM.

– Hướng nghiệp, phân luồng: Tổ chức tốt giáo dục STEM ở trường trung học, học sinh sẽ được trải nghiệm trong các lĩnh vực STEM, đánh giá được sự phù hợp, năng khiếu, sở thích của bản thân với nghề nghiệp thuộc lĩnh vực STEM Thực hiện tốt giáo dục STEM ở trường trung học cũng là cách thức thu hút học sinh theo học, lựa chọn các ngành nghề thuộc lĩnh vực STEM, các ngành nghề có nhu cầu cao về nguồn nhân lực trong cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ tư.

` 1.1.3 Ứng dụng thực tế ảo tăng cường trong giáo dục (ar educaition)

a Khái niệm thực tế ảo VR, thực tế ảo tăng cường AR:

Công nghệ thực tế ảo (Công nghệ VR) là môi trường mô phỏng thế giới thực, trong môi trường mô phỏng đó, con người có thể di chuyển, khám phá, cảm nhận và trải nghiệm một cách chân thực Người xem có thể thực hiện các thao tác: tiến - lùi, xoay trái, quay phải để có được những góc nhìn chân thực nhất, đem lại những trải nghiệm đầy thực tế và ấn tượng

Một khía cạnh khác là hình thức đào tạo từ xa Với thực tế ảo, chỉ cần ngồi tại nhà và đeo kính VR, người học sẽ có cảm giác như đang ngồi ngay tại lớp học nghe giảng, vấn đề về khoảng cách địa lý sẽ chẳng còn là nỗi lo với các học viên Công nghệ thực tế ảo tăng cường Augmented Reality (AR) là công nghệ không còn quá mới lạ trong xã hội hiện nay Kể từ khi ra đời những năm 80 của thế kỷ trước, nó dần được ứng dụng trong các lĩnh vực rộng khắp AR là một công nghệ cho phép lồng ghép thông tin ảo vào thế giới thực (và ngược lại), nó giúp người sử dụng tương tác với những nội dung số trong thực tại (như chạm vào, phủ vật thể lên trên - nói dễ hiểu là ghép ảnh theo dạng 3D).

Hiện nay, AR đang được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau, nổi bật là các trò chơi, quảng cáo, bảo trì - sửa chữa sản phẩm, y học và giáo dục Công

nghệ “biến ảo ảnh thành hiện thực” này đang được ứng dụng trong các lớp học tại các quốc gia phát triển trên thế giới Những ứng dụng được áp dụng AR nhằm minh họa các kiến thức phổ thông cho học sinh, sinh viên như ITCraft: Pop Up Sách; Aurasma;Arloon… AR sẽ đem đến những trải nghiệm người dùng mới mẻ, mang lại bước tiến mới trong lĩnh vực khoa học công nghệ.

Khác với thực tế ảo (Virtual Reality - VR), vốn được thiết kế cho người

sử dụng tương tác hoàn toàn trong không gian mô phỏng, AR giúp người dùng tương tác với nội dung ảo trong môi trường thật Sự tương tác của đồ họa, âm thanh và các cảm giác cải tiến khác trong môi trường thực tế - tất

cả đều được hiển thị trong thời gian và không gian thực.

Thực tế ảo đã và đang được ứng dụng rất nhiều trong giáo dục Với đặc điểm này, AR có thể là tương lai của giáo dục 4.0 Với những tính năng thiết thực, AR sẽ góp phần hỗ trợ các mục tiêu học tập cá nhân của sinh viên bằng cách đưa nội dung học lý thuyết vào thực hành, trải nghiệm trực tiếp thông qua tương tác một cách sinh động và tiết kiệm chi phí AR không chỉ góp phần đưa nội dung học tập tới học sinh một cách hấp dẫn, mà thông qua đó, học sinh còn đạt được hiểu biết tốt hơn về các khái niệm mà giáo viên đã giải thích trong bài giảng trên lớp hoặc đọc trong sách giáo khoa truyền thống., đoạn âm thanh, video, đồ họa…

b Các ứng dụng thực tế ảo tăng cường trong dạy học môn toán HP REVEAL - Augmented Reality Tools

HP reveal-Augmented Reality (AR) cung cấp cho chúng ta một cách nhìn mới và tương tác với môi trường tự nhiên của chúng ta Là công cụ hiệu quả hỗ trợ cho học sinh trãi nghiệm các bài học một cách sinh động.

HP Reveal là một ứng dụng miễn phí dành cho thiết bị di động dựa trên iOS và Android, cung cấp nền tảng cho bất kỳ ai khám phá thực tế mở rộng ở mọi nơi! Nó nâng cao trải nghiệm của chúng tôi bằng cách biến bất kỳ mẫu bề mặt đặc biệt nào thành màn hình tương tác của hình ảnh động, đoạn âm thanh, video, đồ họa, v.v.

Tải phần mềm cho Adroid và cài file APK bên ngoài Google play bằng đường link sau:

https://drive.google.com/file/d/1DFY8rPn7YZYKce34EZHm5awqK7ALPcMT/vi ew?usp=sharing

Hướng dẫn sử dụng: https://www.youtube.com/watch?v=ATAao1DVa80

MIND MAP AR, (Augmented Reality ARCore Mind Mapping)

Bản đồ tư duy 3D với ứng dụng bản đồ thực tế ảo tăng cường đầu tiên cho Google ARCore Bạn có thể giải phóng sức mạnh bẩm sinh của não bằng cách lập bản đồ tư duy trong không gian 3D với thực tế tăng cường.

Ta có thể đi qua và xung quanh bản đồ tư duy AR của bạn Không cần phải lãng phí thời gian vào việc định dạng, sắp xếp hoặc giãn cách trên bề mặt Tiêu điểm tính năng :

- Lập bản đồ tư duy thực tế ảo tăng cường 3D; Truyền bản đồ AR đến màn hình lớn bằng Chromecast

- Chia sẻ tệp bản đồ tư duy cho người khác hoặc xuất bản phác thảo văn bản

- Hỗ trợ siêu liên kết ( Với mỗi nút bản đồ tư duy các bạn có thể chèn vào 1 đường link bởi các file tài liệu, hình ảnh, âm thanh, video hay bất cứ mô hình mô tả nào )

- Các file tạo ra có thể đính kèm trong lưu trữ đám mây (GDrive, OneDrive, Dropbox, Evernote)

- Nhập bản đồ và các nút lệnh bằng giọng nói tức thì

- Thêm chi tiết văn bản dài vào các nút bản đồ tư duy

- Nhập các tệp FreeMind; Mở rộng / Thu gọn chi nhánh

- Các mối quan hệ hướng; Tùy chọn nền VR Canvas

Tải phẩn mềm Mind Map AR trên Google play Tài liệu hướng dẫn sử dụng đầy đủ tại: https://www.mindmapar.com

GEOGEBRA 3D TRÊN IOS HAY GEOGEBRA AR TRÊN ANDROID

Dễ dàng giải các bài toán 3D, đồ thị các hàm và bề mặt 3D, tạo các cấu trúc hình học trong 3D, lưu và chia sẻ kết quả của bạn Với thực tế ảo tăng cường AR được kích hoạt, bạn có thể đặt các đối tượng toán học trên bất kỳ bề mặt nào và đi bộ xung quanh chúng! Hàng triệu người trên thế giới sử dụng GeoGebra để học toán và khoa học.

Vẽ các hàm f (x, y) và các bề mặt tham số

• Tạo vật rắn, hình cầu, mặt phẳng và nhiều vật thể 3D khác

• Nhận điểm giao nhau và mặt cắt ngang

• Trải nghiệm thanh trượt, điểm, đồ thị và hình học đều hoạt động cùng nhau

• Tìm kiếm các hoạt động học tập miễn phí trực tiếp từ ứng dụng của chúng tôi

• Lưu và chia sẻ kết quả của bạn với bạn bè và giáo viên

https://www.geogebra.org/download hoặc tìm phần mềm geogebra 3d calculator trên appstore hay googleplay

AR PLATONIC SOLIDS

Ứng dụng này cho thấy năm khối đa diện đều trong thực tế tăng cường

và nhiều hình hình học khác được sử dụng trong các trường học trung học.

Để sử dụng được ứng dụng này làm theo các bước sau Bước 1 Tải ứng dụng về smartphone

Bước 2 Tải mã QR Code và in ra giấy:

https://docs.google.com/document/d/1zK0ve_SFOzpKygVXykRnz0awta83bLcV2 oKfGd4XFfk/edit

ARGEO (Augmented Reality Geometry) - Trải phẳng các hình không gian

Một ứng dụng Android cho giáo dục để giúp học sinh phải biết những điều cơ bản của hình học không gian cơ bản (16 dạng hình) như: - Hình lăng trụ - Hình trụ - Hình cầu

cầu - Hình chóp Ứng dụng sử dụng kỹ thuật 3D với Augmented Reality (AR) Hỗ trợ Bằng cách tải tài liệu Flash card ( Thẻ) in ra để hỗ trợ AR bởi đường link:

https://drive.google.com/open?id=1M9C_jXbjYgm_I-G5-0r5K37h2aQ0GPrx Phiên bản này của ứng dụng có 3 cấp độ:

1- Khái niệm cơ bản của Shapes 2- Phân loại Shapes 3 Nets ( Trải hình) Mỗi cấp độ có 2 giai đoạn:

1- Đào tạo giai đoạn: tìm hiểu các thông tin.

2- Kiểm tra giai đoạn: Khi áp dụng và thử nghiệm hiểu biết về thông tin.

Để sử dụng các bạn thực hiện theo các bước sau:

Bước 1 Tải ứng dụng tại địa chỉ:

https://play.google.com/store/apps/details?id=com.exploreFuture.ARGeo Bước 2 Tải FlashCard và in ra để hỗ trợ AR:

https://drive.google.com/file/d/1M9C_jXbjYgm_I-G5-0r5K37h2aQ0GPrx/view

Bước 3 Mở ứng dụng lên, soi camera và trải nghiệm các hình ảnh thu được.

Video hướng dẫn bằng tiếng Anh:

GEO-AR (tương tự như GeoGebra 3D)

1.2 Cơ sở thực tiễn và thực trạng vấn đề nghiên cứu

Đáp ứng yêu cầu của chương trình giáo dục theo định hướng phát triển năng lực, việc dạy học Toán cũng phải đổi mới theo xu thế đó Trong đó định hướng những phẩm chất và năng lực cần có của học sinh THPT như sau

Chương trình môn Toán giúp học sinh đạt các mục tiêu chủ yếu sau:

- Hình thành và phát triển năng lực toán học bao gồm các thành

tố cốt lõi sau: năng lực tư duy và lập luận toán học; năng lực mô hình hoá toán học; năng lực giải quyết vấn đề toán học; năng lực giao tiếp toán học; năng lực sử dụng công cụ, phương tiện học toán.

- Góp phần hình thành và phát triển ở học sinh các phẩm chất chủ yếu và năng lực chung theo các mức độ phù hợp với môn học, cấp học được quy định tại Chương trình tổng thể.

- Có kiến thức, kĩ năng toán học phổ thông, cơ bản, thiết yếu; phát triển khả năng giải quyết vấn đề có tính tích hợp liên môn giữa môn Toán và các môn học khác như Vật lí, Hoá học, Sinh học, Địa lí, Tin học, Công nghệ, Lịch sử, Nghệ thuật, ; tạo cơ hội để học sinh được trải nghiệm, áp dụng toán học vào thực tiễn.

- Có hiểu biết tương đối tổng quát về sự hữu ích của toán học đối với từng ngành nghề liên quan để làm cơ sở định hướng nghề nghiệp, cũng như có đủ năng lực tối thiểu để tự tìm hiểu những vấn đề liên quan đến toán học trong suốt cuộc đời.

Nói tóm lại, các năng lực mà môn Toán hướng đến hình thành cho học sinh là Năng lực tự học; Năng lực giải quyết vấn đề; Năng lực sáng tạo; Năng lực hợp tác; Năng lực giao tiếp, Năng lực sử dụng công nghệ thông tin và truyền thông; Môn Toán góp phần hình thành và phát triển cho học sinh năng lực toán học (biểu hiện tập trung nhất của năng lực tính toán) bao gồm các thành phần cốt lõi đã nêu trên

Vai trò của việc dạy học Toán nhằm hình thành và phát triển năng lực cho

HS là rất to lớn Thế nhưng, từ nhiều năm nay, trong đại bộ phận HS nói chung, HSTHPT nói riêng tồn tại thực trạng lười đọc tài liệu và sách giáo khoa Toán, ỷ lại vào các bài giảng của giáo viên và các tài liệu có sẵn phương pháp giải toán.

Đa số HS đều chỉ ra rằng thông tin, ký hiệu trên SGK là khô khan và một chiều,

ít có hình ảnh trực quan Toán học là bộ môn khoa học mang tính logic và có tính kế thừa từng cấp học, học sinh muốn lĩnh hội tốt môn Toán thì đòi hỏi cần

có bề dày kiến thức, nhớ kiến thức cơ bản, muốn biết thêm thông tin về một nhân vật Toán học, công trình toán học kinh điển hay sự kiện nào đó liên quan,

HS không có cách nào khác ngoài việc mất công tra tài liệu trên google hoặc đến thư viện Kể cả như hiện nay khi CNTT phát triển, HS có thể tiếp cận thông tin theo nhiều cách khác nhau như video, âm thanh hay hình ảnh nhưng vẫn là thông tin một chiều và nhàm chán trên mạng Internet.

Qua số liệu, thông tin mà chúng tôi thu thập được khi đi sâu khảo sát, điều tra tình hình học Toán của HS ở các trường THPT trên địa bàn thị xã Hoàng Mai và huyện Quỳnh Lưu với 25 GV và 250 em HS được khảo sát bằng các phiếu thăm dò (Số liệu cụ thể đã được phân tích ở Phụ lục 3) chỉ ra rằng

Nhiều giáo viên xác nhận rằng các bài dạy CNTT trong GD hiện nay chỉ là các bài giảng PowerPoint hay E-learning cũng có nhiều hạn chế Rất ít GV (cụ thể 3/25) người hiểu đã từng áp dụng ứng dụng AR phục vụ dạy Toán học để cố gắng phát huy NL của HS

- Về học sinh: Đa số HS đều cảm thấy nội dung bài học Toán học tương đối khó hiểu, khô khan, chưa có giá trị áp dụng thực tiễn 25/150 HS thấy rằng có rất ít

GV cố gắng số tìm kiếm thêm các ứng dụng phổ biến trên các thiết bị điện thoại thông minh, laptop, máy tính bảng phục vụ dạy Toán học để cố gắng phát huy NL của HS Hầu như HS rất hạn chế của sử dụng các ứng dụng CNTT để tìm hiểu bài

học nhưng lại có nhu cầu được học phần Toán học bài học thông qua các ứng dụng CNTT có thể sử dụng cho cả GV và HS để cùng soạn, cùng trình bày quan điểm cá nhân Có rất ít HS đã từng áp dụng ứng dụng AR phục vụ học Toán học để cố gắng phát huy NL của cá nhân

Cũng trong cuộc khảo sát này, về phía giáo viên, các thầy cô cũng khẳng định, trong giờ học Toán của bản thân mình, việc ứng dụng CNTT trong dạy học vẫn chủ yếu là từ phía GV GV cũng chỉ suy nghĩ đơn giản ứng dụng CNTT là soạn bài trên máy tính, dùng laptop để in giáo án, hoặc dừng lại ở một số bài giảng powepoint Nhiều giờ dạy học mặc dù có sử dụng máy tính, kết nối internet nhưng chỉ dừng lại như một phương tiện trình chiếu thay thế việc viết bảng và đọc thuộc giáo án của GV, phục vụ cho hoạt động thuyết trình truyền thụ nội dung bài học đã được chuẩn bị sẵn Với cách dạy học này, CNTT chỉ có thể giải phóng sức lao động

cơ học cho GV còn HS vẫn chỉ tiếp nhận một chiều HS vẫn chưa phải là những chủ thể tích cực, sáng tạo, chủ động Sự hỗ trợ này của CNTT là chưa phù hợp với quan điểm và mục tiêu dạy học mới nhấn mạnh đến việc hình thành năng lực cho người học, chú trọng phát huy vai trò chủ thể cho HS.

Một vấn đề còn khá mới mẻ đó là dạy học theo định hướng STEM đặc biệt ở bộ môn Toán Theo khảo sát của chúng tôi sau khi được tập huấn dạy học theo định hướng STEM của BGD và SGD xong, cùng với sự chỉ đạo kiên quyết của SGD và nhà trường cũng đã tổ chức được một số chủ đề STEM nhưng chủ yếu là các môn KHTN chứ môn Toán là rất ít Theo nghiên cứu điều tra khảo sát các giáo viên và học sinh chúng tôi thấy:

- Về phía giáo viên: Theo cách hiểu của đa số giáo viên thì bộ môn Toán trong dạy học STEM chỉ là công cụ nên ít quan tâm và chỉ tạo các chủ đề STEM đối phó Việc hiểu dạy học STEM là có sản phẩm thực tế và phải có ứng dụng thực tiễn làm khó các giáo viên tìm ra các chủ đề thích hợp Các giáo viên được phân công phụ trách cũng chỉ là qua loa chiếu lệ hoặc xin nhau các chủ đề STEM để thực hiện trong tổ mà không giám đột phát hay tự mình tìm tòi các chủ đề mới Về dạy học theo chủ đề STEM: rất ít GV đã từng dạy học theo chủ đề STEM nhằm phát huy NL của HS nên cũng ít học sinh được tiếp cận với các chủ đề STEM đặc biệt hơn là bộ môn toán

- Về phía học sinh: Với đối tượng học sinh cấp THPT luôn đặt ra mục tiêu thi ĐHCĐ nên chủ yếu học nhanh, học các phương phải giải toán mà ít được trải nghiệm sáng tạo, không tự mình tìm tòi kiến thức tìm tòi sự sáng tạo Toán học, tóm lại nhiều em bị đánh mất khả năng tự học, hạn chế khả năng giao tiếp

và hoạt động tập thể Tuy nhiên khi được giao các chủ đề trải nghiệm, tự mình sáng tạo các sản phẩm STEM theo định hướng của giáo viên thò các em lại rất hào hứng và sẵn sàng để tạo ra các sản phẩm STEM có chất lượng.

Việc dạy học theo định hướng STEM thông qua trải nghiệm AR là một hướng đi khá mới mẻ tạo sức lôi cuốn cho học sinh phát triển các năng lực chung và năng lực Toán học đặc thù

Để khắc phục những hạn chế trên và tạo ra cho HS một môi trường học tập Toán sinh động hấp dẫn cuốn hút, các ứng dụng của AR sẽ góp phần hỗ trợ các

mục tiêu học tập của mỗi HS bằng cách đưa nội dung học lý thuyết vào thực hành, trải nghiệm trực tiếp thông qua tương tác một cách sinh động và tiết kiệm chi phí.

AR không chỉ góp phần đưa nội dung học tập tới học sinh một cách hấp dẫn, mà thông qua đó, người học còn đạt được hiểu biết tốt hơn về các khái niệm mà giáo viên đã giải thích trong bài giảng trên lớp hoặc đọc trong sách giáo khoa truyền thống AR có thể đem đến những thông tin, cái nhìn tổng quan nhất để bổ trợ cho những thông tin được in ấn, hay những vật thể ngoài đời thực Với khả năng của

AR hoàn toàn có thể đem đến những video, hình ảnh, thông tin mình họa cho những tờ báo giấy thông thường hay thậm chí là cả một mô hình 3D hoạt động.

Hình dung những tờ sách giáo khoa Toán hiện nay là những tờ “sách thực tại ảo” được in trên giấy như thông thường, nhưng khi người dùng sử dụng thiết bị nhận dạng ( thường là điện thoại thông minh, máy tính bảng hay là Máy tính có Camera) quét lên, những thông tin bổ trợ cho trang báo

có thể hiện ra Như gặp trang viết về những nhân vật lịch sử Toán học, một

mô hình 3D sống động của nhân vật đó hiện lên, kích thước tỉ lệ như thật, người học có thể xoay quanh mô hình theo nhiều chiều khác nhau Hay hình ảnh một công thức, một phương trình sẽ có một video sẽ hiện lên những hình ảnh đó sống động như thật với thông tin đầy đủ về nó.

Trong bộ môn hình học việc giáo viên tự làm các mô hình hình học phẳng hay không gian cũng là mô hình tốt cho việc giới thiệu giảng dạy tuy nhiên học sinh có thể tự tay làm các mô hình đó thông qua nhiệm vụ giáo viên giao cho, đặc biệt các em có thể tạo các mô hình trực quan thông qua Công nghệ thực tế

ảo mà ta có thể chiếu nó trực tiếp lên môi trường xung quang, có thể thấy, chạm vào, tưởng tượng và cảm nhận như mình đang đứng trong môi trường đó thì sức hấp dẫn và luôi cuốn của bài học sẽ kích thích sự ham thích học toán … Những điều như thế sẽ giúp người dùng có một cái nhìn trực quan hơn qua những thông tin bằng nhiều hình thức mà AR đem lại Quan trọng hơn, AR được sử dụng không chỉ từ phía GV mà HS cũng có thể làm chủ công nghệ này

và vận dụng chúng một cách dễ dàng ngay cả trong giờ học trên lớp, lẫn ở nhà, học nhóm, làm semina hay hỗ trợ cho việc hùng biện, thuyết trình tất cả chỉ bằng những thiết bị sẵn có như máy tính bảng, máy tính hoặc đơn giản hơn là một chiếc smatphone Từ đó, việc sử dụng công nghệ AR không chỉ góp phần giải quyết được bài khó về hướng đi cho việc dạy và học Toán sao cho hấp dẫn

mà qua đó HS sẽ tự mình lĩnh hội được kiến thức, hình thành được kĩ năng và phát triển được những năng lực như đã đề ra ở trên.

Như vậy, qua khảo sát, người viết nhận thấy cơ sở lý luận và thực tiễn của việc dạy học Toán THPT theo định hướng STEM nhằm phát triển năng lực của HS thông qua việc sử dụng các ứng dụng công nghệ thực

tế ảo tăng cường là điểm tựa, nguồn tư liệu phong phú, đáng tin cậy, là động lực giúp người viết có căn cứ để thực hiện đề tài này.

2 Những kinh nghiệm ứng dụng “công nghệ thực tế ảo tăng cường” trong dạy học toán theo định hướng stem nhằm phát triển năng lực cho hs thpt đáp ứng chương trình giáo dục phổ thông mới

2.1 Nắm vững cách sử dụng các ứng dụng AR, lựa chọn kiểu bài phù hợp

có thể ứng dụng công nghệ AR giúp HS phát triển năng lực trong quá trình dạy – học

Trước hết, muốn vận dụng AR thành công trong việc dạy và học theo định hướng phát triển năng lực, GV cần hướng dẫn cho HS làm quen, tìm hiểu, thông thạo cách sử dụng phương tiện hỗ trợ này GV có thể giới thiệu tên ứng dụng, hướng dẫn HS tìm kiếm cách thức tải về và sử dụng nó thông qua việc xem các video trên youtobe GV có thể cùng HS tiến hành cùng tải ứng dụng và sử dụng vào những trường hợp cụ thể tại lớp GV cần giải đáp được những thắc mắc của HS Việc làm nay có thể thực hiện lồng ghép vào các buổi sinh hoạt lớp, ngoại khóa hoặc trong những giờ ra chơi.

Đồng nghĩa với việc này, HS trước hết sẽ cảm thấy được giá trị của chiếc điện thoại mà mình đang sử dụng ngoài việc chơi game, lướt mạng, kết nối facebook Thêm vào đó, dần dần hình thành ở các em niềm say mê với việc tìm hiểu, cập nhật các ứng dụng công nghệ, theo kịp xu thế thời đại công nghệ 4.0 Đồng thời, khi tìm hiểu được cách thức sử dụng ứng dụng này, HS sẽ cảm thấy rất thú vị trong việc áp dụng vào tìm hiểu thêm về tài liệu học tập môn Toán học, tháo

gỡ dần những khó khăn của các em trong việc tiếp cận các kiến thức trừu tượng không có mô hình thực tế minh họa Qua việc hỗ trợ, hướng dẫn HS sử dụng ứng dụng này, các em cũng có thể phát huy được tinh thần tự học thông qua việc tự mình xây dựng hình ảnh, quay video liên quan, tổ chức học nhóm để cùng nghiên cứu quan sát cách sử dụng, ứng dụng vào việc học môn Toán học.

So với việc sử dụng CNTT trước đây, chủ yếu là qua các bài giảng powerpoint, đó chỉ là bài dạy độc quyền của GV mà HS không thể tự mình tìm hiểu thêm, nghiên cứu tiếp về bài học Do áp lực về thời gian, sau mỗi giờ học, mỗi khi gập máy tính lại, tắt màn hình máy chiếu đi, nhiều HS vẫn than vãn cô trình chiếu quá nhanh, giáo viên cho xem ít quá hoặc bản thân chưa xem video, hình ảnh minh họa cho bài dạy được một cách cụ thể…

Từ khi hướng dẫn các em sử dụng các phần mềm, chứng kiến sự thay đổi trong không khí của các giờ học, nhất là giờ báo cáo bản thiết kế sản phẩm và báo cáo sản phẩm hoàn thiện của chủ đề STEM trong toán học và kể cả các giờ ra chơi, tôi mới cảm nhận hết được không khí học tập môn Toán vẫn tiếp tục rất sôi nổi bởi các em có thể cùng nhau tiếp tục theo dõi các video, hình ảnh minh họa cho bài học do chính các em chuẩn bị sẵn phục vụ cho việc học tập mà không bị phụ thuộc vào bài giảng duy nhất của cô Đồng thời, các em cũng không còn dùng điện thoại của mình vào việc chơi game hoặc trò chuyện mà đã biết cách sử dụng nó hợp lí hơn Tất cả những gì người GV cần làm để chuẩn bị cho cả thầy và trò sử dụng được ứng dụng này là cần có điện thoại, máy tính bảng, laptop có kết nối Internet Khi cần báo cáo có thể sử dụng sản phẩm offline để minh họa

Sản phẩm của học sinh về mặt tròn xoay dùng phần mềm GEO Gebra 3D

Sản phẩm của học sinh vẽ Bản đồ tư duy Mind map AR

Sản phẩm của học sinh minh họa cho phần mềm hp reveal.

Quá trình này cho thấy học sinh phải theo dõi, thực hành, tự nghiên cứu thêm thông qua mạng, qua bạn bè và qua sự hướng dẫn thầy cô điều đó đang từng bước dần phát triển năng lực tự chủ và tự học, năng lực giao tiếp và hợp tác, năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo; năng lực khoa học, năng lực công nghệ, năng lực tin học

Định hướng lựa chọn bài học áp dụng công nghệ AR:

Bên cạnh nguyên tắc nắm vững cách sử dụng các phần mềm công nghệ thực tế ảo, GV còn cần lựa chọn kiểu bài phù hợp có khả năng ứng dụng công nghệ này hướng đến mục đích cao nhất là giúp HS phát triển năng lực Tuy nhiên, không phải bài học nào GV và HS cũng cần, cũng có thể sử dụng ứng dụng AR.

Những kiểu bài mà tôi lựa chọn để áp dụng công nghệ thực tế ảo là:

- Những bài học có đặc điểm là những bài có dung lượng lớn, các nội dung toán học trừu tượng, tương đối khó hình dung nếu chỉ tiếp cận qua khái niệm Toán học.

- Những bài học về Ôn tập chương.

- Những bài học hình học cần mô tả không gian 3 chiều.

- Những bài học có thể áp dụng việc dạy học theo định hướng STEM cần học sinh tự học tự tìm hiểu, cần học sinh làm sản phẩm STEM để phát triển năng lực thì giáo viên cần định hướng lựa chọn một cách cụ thể có kế hoạch bài dạy chi tiết.

Qua thực tiễn áp dụng tại trường phổ thông, HS đã hình dung được một mô hình hình học không gian thế nào qua màn hình 3D do chính các em soạn ra Hình dung những tờ sách giáo khoa Toán học hiện nay là những tờ “sách thực tại ảo” được in trên giấy như thông thường, nhưng khi người dùng sử dụng thiết bị nhận dạng ( thường là điện thoại thông minh) quét lên, những thông tin

bổ trợ cho trang sách có thể hiện ra Như gặp trang viết về những nhân vật lịch

sử Toán, một mô hình 3D sống động của nhân vật đó hiện lên, kích thước tỉ lệ như thật, người học có thể xoay quanh mô hình theo nhiều chiều khác nhau Hay sách viết về hình ảnh một công thức Toán học, 1 BĐT kinh điển, một phương trình, một video sẽ hiện lên những hình ảnh đó sống động như thật với thông tin đầy đủ về nó Một mô hình không gian hình chóp, hình trụ… khi cần chúng ta có thể chiếu lên sàn nhà, bàn học hay lơ lửng giữa lớp học mà ta có thể với tới, chạm vào và đi xung quanh nó …

Tuy nhiên, vận dụng những công nghệ trong việc dạy học Toán học, nhằm mục đích giúp HS có thể sử dụng những ứng dụng này để phát triển các năng lực của mình, người GV cần thường xuyên cập nhật những tiến bộ của KHCN Đồng thời không ngừng tìm hiểu những ứng dụng có thể sử dụng

Lưu ý của người GV khi hướng dẫn HS áp dụng công nghệ này vào việc dạy – học Toán là GV phải có sự giám sát quá trình sử dụng các thiết bị công nghệ trong giờ học của mỗi HS Tránh tình trạng HS sử dụng điện thoại vì mục đích cá nhân nhưng vẫn nhân danh việc học Thêm vào đó, các phần mềm này có thể hoạt

động thành nhóm có thể dẫn đến tình trạng mất thời gian trong một giờ học chỉ có

45 phút/tiết GV cần yêu cầu HS chuẩn bị trước các nội dung này ở nhà để phục vụ hiệu quả cho việc học trên lớp Nếu có hoạt động nhóm cho HS khi sử dụng công nghệ này có thể gây ra tiếng ồn lớn trong giờ học, GV cần quán triệt cho HS về tính trật tự khi tham gia quan sát, nghiên cứu cùng nhau Đặc biệt, dẫu sử dụng ứng dụng công nghệ nào vẫn đảm bảo chuẩn kiến thức của từng đơn vị bài học Đồng thời sự hướng dẫn của giáo viên nhằm tác động, định hướng vào quá trình phân tích, tiếp nhận của học sinh, chứ không hàm nghĩa giáo viên mặc nhiên quyết định hoàn toàn, áp đặt cách tiếp nhận sản phẩm cho học sinh.

2.2 Kinh nghiệm thiết kế quy trình Dạy học theo định hướng STEM bằng “ Công nghệ thực tế ảo tăng cường” trong Toán học nhằm phát triên năng lực cho HS THPT đáp ứng chương trình giáo dục phổ thông mới

Đây là công việc được thực hiện trong một hoặc nhiều tiết học tôi thường hay tổ chức cho HS Tiết học STEM có sử dụng ứng dụng AR trong việc giúp HS học tập và phát triển các năng lực cần có Để tiến hành dạy học theo định hướng STEM sử dụng công nghệ AR tôi tiến hành qua quy trình kỹ thuật sau

Tiến trình bài học STEM tuân theo quy trình kĩ thuật nêu trên nhưng các "bước" trong quy trình không được thực hiện một cách tuyến tính (hết bước nọ mới sang bước kia) mà có những bước được thực hiện song hành, tương hỗ lẫn nhau Cụ thể là việc "Nghiên cứu kiến thức nền" được thực hiện đồng thời với "Đề xuất giải pháp"; "Chế tạo mô hình" được thực hiện đồng thời với "Thử nghiệm và đánh giá", trong

đó bước này vừa là mục tiêu vừa là điều kiện để thực hiện bước kia.

Vì vậy, mỗi bài học STEM được tổ chức theo 5 hoạt động:

HOẠT ĐỘNG 1: XÁC ĐỊNH VẤN ĐỀ

Trong hoạt động này, giáo viên giao cho học sinh nhiệm vụ học tập chứa đựng vấn đề, trong đó học sinh phải hoàn thành một sản phẩm học tập cụ thể với các tiêu chí đòi hỏi học sinh 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.

– Mục đích: Xác định tiêu chí sản phẩm; phát hiện vấn đề/nhu cầu – Nội dung: Tìm hiểu về hiện tượng, sản phẩm, công nghệ; đánh giá về hiện tượng, sản phẩm, công nghệ

– Dự kiến sản phẩm hoạt động của học sinh: Các mức độ hoàn thành nội dung (Ghi chép thông tin về hiện tượng, sản phẩm, công nghệ; đánh giá, đặt câu hỏi về hiện tượng, sản phẩm, công nghệ).

– Kỹ thuật tổ chức hoạt động: Giáo viên giao nhiệm vụ (nội dung, phương tiện, cách thực hiện, yêu cầu sản phẩm phải hoàn thành); Học sinh thực hiện nhiệm vụ (qua thực tế, tài liệu, video; cá nhân hoặc nhóm); Báo cáo, thảo luận (thời gian, địa điểm,cách thức); Phát hiện/phát biểu vấn đề (giáo viên hỗ trợ) Việc chọn chủ đề STEM cho bộ môn Toán học gây khó khăn cho GV vì tư duy là môn Toán chỉ là ứng dụng cho các môn KHTN, không có nhiều sản phẩm thực tế Tuy nhiên khảo sát qua kiến thức SGK hiện hành và chương trình mới tôi thấy rằng có rất nhiều chủ đề có thể ứng dụng STEM: Các bài học về hình học: Vectơ liên quan đến tổng hợp lực Đường tròn, Elip ở lớp 10 liên quan đến các mô hình thực tế rất nhiều trong cuộc sống Hình học không gian 11 liên quan nhiều tới

mô hình xây dựng Đạo hàm, giới hạn, tổ hợp xác suất tích phân liên quan tới vật

lý, kiến trức, kinh tế… Vì vậy không thiếu các chủ đề STEM cho toán học, vấn đề là

GV biết cách tìm các chủ đề gần gữi với cuộc sống, với trình độ kiến thức của HS mình dạy, có tính thực tiễn, có tính thân thiện, dễ dàng thực hiện không đánh đố, không quá tốn kém về kinh tế đặc biệt cần chọn những chủ đề có thể áp dụng và tái chế để giáo dục cho HS bảo vệ môi trường sống tươi đẹp xung quanh

Ví dụ: Để thực hiện hoạt động này tôi chọn chủ đề cho các khối thực hiện trong đề tài này như sau (Tiêu chí của sản phẩm có trong phụ lục giáo án STEM).

- Khối 11, 12 chủ đề chế tạo hộp quà hình đa diện, hình nón hình trụ

- Khối 10 tôi có thể xác định chủ đề thiết kế logo hình elip, hộp quà

có đáy là hình elip

Bằng cách sử dụng các vật liệu tái chế thân thiện môi trường làm hộp quà tặng thể hiện tình yêu thương qua đó ta vừa GD cho học sinh các phẩm chất và năng lực cần có cho HS trong thời đại mới HOẠT ĐỘNG 2: NGHIÊN CỨU KIẾN THỨC NỀN VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP

Trong hoạt động này, học sinh thực hiện hoạt động học tích cực, tự lực dưới sự hướng dẫn của giáo viên Trong bài học STEM sẽ không còn các "tiết học" thông thường mà ở đó giáo viên "giảng dạy" kiến thức mới cho học sinh Thay vào đó, học sinh 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 học sinh hoàn thành bản thiết kế thì đồng thời học sinh cũng đã học được kiến thức mới theo chương trình môn học tương ứng.

– Mục đích: Hình thành kiến thức mới và đề xuất giải pháp.

– Nội dung: Nghiên cứu nội dung sách giáo khoa, tài liệu, thí nghiệm

để tiếp nhận, hình thành kiến thức mới và đề xuất giải pháp/thiết kế.

– Dự kiến sản phẩm hoạt động của học sinh: Các mức độ hoàn thành nội dung (Xác định và ghi được thông tin, dữ liệu, giải thích, kiến thức mới, giải pháp/thiết kế).

– Cách thức tổ chức hoạt động: Giáo viên giao nhiệm vụ (Nêu rõ yêu cầu đọc/nghe/nhìn/làm để xác định và ghi được thông tin, dữ liệu, giải thích, kiến thức mới); Học sinh nghiên cứu sách giáo khoa, tài liệu, làm thí nghiệm (cá nhân, nhóm); Báo cáo, thảo luận; Giáo viên điều hành, “chốt” kiến thức mới, hỗ trợ HS đề xuất giải pháp/thiết kế mẫu thử nghiệm.

Phần nghiên cứu kiến thức nền này tùy từng chủ đề STEM, tùy thời lượng bài học và tùy mức độ khó dễ của kiến thức mà tôi có thể cho học sinh nghiên cứu

ở lớp và cả ở nhà Và phải kiểm tra việc nghiên cứu kiến thức nền của học sinh như thế nào Tôi cho học sinh luyện tập củng cố kiến thức ngay trước khi cho học sinh thực hiện hoạt động chế tạo bản thiết kế cụ thể như sau + Trước hết là kiểm tra việc chuẩn bị bài ở nhà của HS Phần việc này

có thể thực hiện vào đầu giờ học hoặc tiến hành lồng ghép vào quá trình dạy học STEM ( Thông qua quá trình đặt câu hỏi hoặc phiếu học tập khi học sinh báo cáo bản thiết kế) Điều đó tùy thuộc vào đặc điểm của bài học và mục đích của GV Tuy nhiên đã giao bài tập yêu cầu HS thực hiện thì nhất định GV phải dành thời gian kiểm tra, đánh giá, sửa chữa nhận xét cụ thể.

Thông thường với các tiết học, GV thường kiểm tra một số các chuẩn bị

về việc HS đọc lại kiến thức ở nhà không, HS đã nghiên cứu kĩ các khái niệm cũng như các dạng toán hay bài toán khó, để hỏi giáo viên chưa Cách làm này thường tạo thành thói quen là HS chép bài tập đối phó trước những định hướng của GV Còn HS vẫn chưa thể tự hình dung, tưởng tượng được khái niệm, mô hình toán học và không tóm tắt hay tổng kết được kiến thức đã học

và không hình thành được các năng lực thiết yếu cho HS.

+ Ngoài cách thức kiểm tra chuẩn bị bài về nhà của HS như trên đây (còn nặng về hình thức), Tôi đinh hướng cho học sinh bằng các ứng dụng

AR chuẩn bị bài của HS qua các video, hình ảnh mà HS đã làm sẵn ở nhà để chuẩn bị tiến hành bài học Đó là những video, hình ảnh bổ trợ cho bài học thêm thông tin Cách thức kiểm tra qua các video này rất nhanh bởi nếu HS

đã chuẩn bị các sản phẩm thì nó sẽ được lưu vào một địa chỉ cụ thể trong điện thoại, máy tính hoặc máy tính bảng (thông thường vẫn được gọi là các thư viện trong máy hay trên mạng đám mây: Google drive, Icloud, Box ) Việc sử dụng AR để chuẩn bị bài về nhà có nhiều giá trị trong việc phát triển năng lực cho HS Bởi những kiến thức, yêu cầu mà GV yêu cầu

HS về nhà chuẩn bị thường sẽ không thể sao chép nhanh và có sẵn như khi soạn bài bằng bút giấy được Có những hình ảnh, tư liệu GV còn yêu cầu người học phải quay trực tiếp mới có thể có được.

Ví dụ : + Sử dụng phần mềm HP-REVEAL để quay video hình ảnh làm gốm để minh họa cho sự tạo thành mặt tròn xoay trong hình học 12 Tự tạo video hoặc tải các video minh họa khi giới thiệu cách vẽ hình Elip minh họa cho bài học phương trình Elip ở hình học 10 Tìm các tư liệu hình ảnh giới thiệu về nhà toán học Cauchy (Côsi) khi học đến bài BĐT Hoặc yêu cầu HS hãy quay video giới thiệu tóm tắt về cuộc đời và các thành tựu của các nhà Toán học Mỗi

HS sẽ phải tự mình thực hiện để khi có yêu cầu kiểm tra của GV, HS có thể trực tiếp trình chiếu trên trang sách của mình hoặc chia sẻ cho các bạn cùng tham khảo Rõ ràng những hoạt động như thế không thể sao chép từ Internet hoặc bất cứ nguồn thông tin nào khác mà HS cần phải tự học và tự thực hiện.

Phần phủ mô tả hình trụ tròn xoay của HP reveal + Sử dụng phần mềm GEOGEBRA 3D CALCULATOR để tạo các mô hình hình học, hình học không gian bất kỳ trong các bài học hình học THPT

Mô hình mặt tròn xoay AR

Mô hình mặt tròn xoay Geogebra

+ Sử dụng phần mềm AR PLATONIC SOLIDS hay ARGEO để dùng các Flash card để chiếu các mô hinh đa điện trong các bài học về hình đa diện, hình chóp của bộ môn Hình học lớp 11 và 12

+ Sử dụng phần mềm MINND MAP AR để học sinh lập bản đồ tư duy không gian ảo với các bài học ôn tập chương, Ôn tập kiến thức bài cũ trong các tiết luyện tập Hay thậm chí là các bài chuẩn bị trước của học sinh về 1 tiết nào đó cần sử dụng nhiều mô tả

Mô hình Mind Map AR mặt tròn xoay + Sử dụng phối hợp nhiều phần mềm AR để mô tả hay tạo ra các sản phẩm ảo trong một số chủ đề STEM ở các hoạt động giao nhiệm

vụ về nhà, báo cáo bản vẽ thiết kế

Mô hình phối hợp HP reveal và GeoGebra AR

Để thực hiện thì giáo viên có thể giao nhiệm vụ học tập ở nhà theo cá nhân hay nhóm, nghiên cứu kiến thức nền đã học hoặc thậm chí tự mình nghiên cứu một số kiến thức liên quan nhiệm vụ được giao mà chưa được thầy

cô dạy và hướng dẫn, thậm chí là những kiến thức không nằm trong SGK.

Trong phần tìm hiểu về kiến thức chung SGK, GV có thể tổ chức cho

HS trình bày những kiến thức mà mình đã tìm hiểu được, biên soạn được qua việc xây dựng video, sơ đồ, tranh ảnh minh họa Sử dụng các phềm mềm AR để minh họa cho các mạch kiến thức bài học

VD: Ở 2 chủ đề STEM trong ví dụ ban đầu đã nêu như trên : Với chủ đề STEM thiết kế logo và hộp quà hình elip việc nghiên cứu kiến

thức nền của học sinh được giáo viên giao nhiệm vụ tìm hiểu các kiến thức Yêu cầu như sau: Tìm hiểu được cách xây dựng phương trình đường elip, Hình dạng Elip, học sinh sử dụng các phần mềm AR để mô phỏng được cách

vẽ hình Elip cũng như lập được bản đồ tư duy AR kiến thức của bài học Tìm

hiểu được một số mô hình thực tế của Elip

Với chủ đề STEM chế tạo hộp quà hình đa diện, hình nón hình trụ tôi giao nhiệm vụ cho học sinh nhiên cứu các kiến thức thức nền về các khối đa diện, sự hình thành mặt tròn xoay, khái niệm tính chất của các hình đó, các công thức tính diện tích thể tích và một số yếu tố khác Tìm hiểu được một

số mô hình thực tế và sử dụng các ứng dụng AR để mô phỏng kiến thức, Lập được bản đồ tư duy AR cho kiến thức về mặt tròn xoay.

Từ việc nghiên cứu kiến thức để thiết kế bản vẽ sản phẩm hay lên ý tưởng sản phẩm cho cả nhóm Thông qua cách này, HS đã bước đầu tự hình thành cho mình năng lực tự học, tự nghiên cứu và năng lực công nghệ thông tin của các em sẽ tiến bộ qua từng bài học Ngoài ra việc thực hiện nhiệm vụ theo nhóm các em còn phát triển thêm được năng lực giao tiếp và hợp tác.Để thực hiện được nhiệm vụ này học sinh ngoài phát triển những năng lực chung như trên đòi hỏi học sinh phát triên các năng lực Toán học sau:

Năng lực tư duy và lập luận toán học thể hiện qua việc:

– 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 được 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 hoá toán học thể hiện qua việc:

– 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, tổng quát hoá, ) để đưa đến những bài toán giải được

Năng lực giao tiếp toán học thể hiện qua việc – Nghe hiểu, đọc hiểu và ghi chép (tóm tắt) được tương đối thành thạo các thông tin toán học cơ bản, trọng tâm trong bài học nói hoặc viết Từ đó phân tích, lựa chọn, trích xuất được các thông tin toán học cần thiết từ bài học nói hoặc viết.

– Lí giải được (một cách hợp lí) việc trình bày, diễn đạt, thảo luận, tranh luận các nội dung, ý tưởng, giải pháp toán học trong sự tương tác với người khác.

– Sử dụng được một cách hợp lí ngôn ngữ toán học kết hợp với ngôn ngữ thông thường để biểu đạt cách suy nghĩ, lập luận, chứng minh các khẳng định toán học.

– Thể hiện được sự tự tin khi trình bày, diễn đạt, thảo luận, tranh luận, giải thích các nội dung toán học trong nhiều tình huống không quá phức tạp.

HOẠT ĐỘNG 3: LỰA CHỌN GIẢI PHÁP

Trong hoạt động này, học sinh 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 và giáo viên, học sinh 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.

– Mục đích: Lựa chọn giải pháp/bản thiết kế.

– Nội dung: Trình bày, giải thích, bảo vệ giải pháp/thiết kế để lựa chọn và hoàn thiện.

– Dự kiến sản phẩm hoạt động của học sinh: Giải pháp/bản thiết

kế được lựa chọn/hoàn thiện.

– Cách thức tổ chức hoạt động: Giáo viên giao nhiệm vụ (Nêu rõ yêu cầu HS trình bày, báo cáo, giải thích, bảo vệ giải pháp/thiết kế); Học sinh báo cáo, thảo luận; Giáo viên điều hành, nhận xét, đánh giá + hỗ trợ HS lựa chọn giải pháp/thiết kế mẫu thử nghiệm.

Ví dụ: Ở phần này tôi giao nhiệm vụ thiết kế bản vẽ của nội dung chủ đề bằng bản vẽ tay và mô hình thực tế ảo thông qua các phần mềm GEOGEBRA 3D, hay Geo AR.

Để thực hiện được nhiệm vụ này rõ ràng hóc sinh cần có Năng lực giải quyết vấn đề toán học thể hiện qua việc:

– Xác định được tình huống có vấn đề; thu thập, sắp xếp, giải thích và đánh giá được độ tin cậy của thông tin; chia sẻ sự am hiểu vấn đề với người khác.

– Lựa chọn và thiết lập được cách thức, quy trình giải quyết vấn đề – Thực hiện và trình bày được giải pháp giải quyếtvấn đề.

– Đánh giá được giải pháp đã thực hiện; phản ánh được giá trị của giải pháp; khái quát hoá được cho vấn đề tương tự.

- Học sinh cần có năng lực mô hình hoán Toán học thì mới chuyển từ bản vẽ thiết kê tay sang mô hình thực tế ảo

HOẠT ĐỘNG 4: CHẾ TẠO MẪU, THỬ NGHIỆM VÀ ĐÁNH GIÁ Trong hoạt động này, học sinh tiến hành chế tạo mẫu theo bản thiết

kế đã hoàn thiện sau bước 3; trong quá trình chế tạo đồng thời phải tiến hành thử nghiệm và đánh giá Trong quá trình này, học sinh cũng có thể phải điều chỉnh thiết kế ban đầu để bảo đảm mẫu chế tạo là khả thi.

– Mục đích: Chế tạo và thử nghiệm mẫu thiết kế.

– Nội dung: Lựa chọn dụng cụ/thiết bị thí nghiệm; chế tạo mẫu theo thiết kế; thử nghiệm và điều chỉnh.

– Dự kiến sản phẩm hoạt động của học sinh: Dụng cụ/thiết bị/mô hình/đồ vật…đã chế tạo và thử nghiệm, đánh giá.

– Cách thức tổ chức hoạt động: Giáo viên giao nhiệm vụ (lựa chọn dụng cụ/thiết bị thí nghiệm để chế tạp, lắp ráp…); Học sinh thực hành chế tạo, lắp ráp và thử nghiệm;

Phần này nhiệm vụ chính là của học sinh giáo viên hỗ trợ học sinh trong quá trình thực hiện Qua hoạt đông này học sinh phải có năng lực sử dụng công cụ, phương tiện học toán ứng dụng vào chế tạo sản phẩm STEM thể hiện qua việc: – Nhận biết được tác dụng, quy cách sử dụng, cách thức bảo quản các công

cụ, phương tiện học toán (bảng tổng kết về các dạng hàm số, mô hình góc và cung lượng giác, mô hình các hình khối, bộ dụng cụ tạo mặt tròn xoay, ).

– Sử dụng được máy tính cầm tay, phần mềm, phương tiện công nghệ, nguồn tài nguyên trên mạng Internet để giải quyết một số vấn đề toán học – Đánh giá được cách thức sử dụng các công cụ, phương tiện học toán trong tìm tòi, khám phá và giải quyết vấn đề toán học.

HOẠT ĐỘNG 5: CHIA SẺ, THẢO LUẬN, ĐIỀU CHỈNH

Trong hoạt động này, học sinh 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.

– Mục đích: Trình bày, chia sẻ, đánh giá sản phẩm nghiên cứu.

– Nội dung: Trình bày và thảo luận.

– Dự kiến sản phẩm hoạt động của học sinh: Dụng cụ/thiết bị/mô hình/đồ vật Đã chế tạo được + Bài trình bày báo cáo.

– Cách thức tổ chức hoạt động: Giáo viên giao nhiệm vụ (mô tả rõ yêu cầu và sản phẩm trình bày); Học sinh báo cáo, thảo luận (bài báo cáo, trình chiếu, video, dung cụ/thiết bị/mô hình/đồ vật đã chế tạo…) theo các hình thức phù hợp (trưng bày, triển lãm, sân khấu hóa); Giáo viên đánh giá, kết luận, cho điểm và định hướng tiếp tục hoàn thiện.

Ví dụ: Khi báo cáo sản phẩm logo Elip, hộp quà hình elip, đa điện, hình tròn xoay tôi yêu cầu học sinh thực hiện báo cáo bằng các hình thức

sử dụng sản phẩm và mô phỏng thông qua các ứng dụng AR với những tiêu chí cụ thể đã có ( Phần phụ lục của giáo án) Chẳng hạn, yêu cầu học sinh quay video sản phẩm và dùng phần mềm HP REVEAL hay GEOGEBRA 3D để minh họa cho bài báo cáo thêm sinh động.

Các mô hình động minh họa bằng các file ảnh động gif có thể download

về và chuyển đổi thành Video để sử dùng cho phần phủ mô tả từ trang

https://www.mathwarehouse.com/geometry/

Rõ ràng hoạt động này tạo thế mạnh cho học sinh phát triển năng lực ngôn ngữ, năng lực giao tiếp và hợp tác Đựợc thể hiện mình, được phản biện và rút kinh nghiệm chế tạo thiết kế sản phẩm mộ cách chân thành nhất.

2.3 Phát triển năng lực cho HS trong dạy học Toán học theo định hướng STEM thông qua việc ứng dụng công nghệ AR phối kết hợp với các phương pháp và các hình thức dạy học linh hoạt trong giờ dạy học

Vận dụng ứng dụng AR chỉ là một phương tiện trong vô số những phương tiện và cách thức dạy học Toán học giúp HS phát triển năng lực Vì vậy, đó không thể là phương tiện được sử dụng độc lập khi dạy học Bởi nó chỉ là công cụ hỗ trợ cho người GV và HS cho việc học tập được dễ dàng hơn Vì vậy, ngoài việc sử dụng AR, trong quá trình dạy học Toán học, học sinh THPT còn được hình thành và phát triển năng lực thông qua việc GV biết cách vận dụng linh hoạt các phương pháp, thủ pháp, hình thức tổ chức dạy học phù hợp với năng lực, sở thích của các

em AR có thể được sử dụng kết hợp với các hình thức học tập như tổ chức hoạt động học theo nhóm, tổ chức dạy học ngoài không gian lớp học, dạy học thuyết trình, phương pháp trò chơi Một giờ Toán học thành công chính là hiệu quả của việc sử dụng tổng hợp sáng tạo các phương pháp, phương tiện dạy học.

2.3.1 Kết hợp vận dụng công nghệ AR hỗ trợ cho việc thảo luận nhóm (dạy học hợp tác) trong dạy học Toán.

Toán học là phân môn có nhiều vấn đề để thảo luận nhóm khi giảng dạy Thông qua việc học sinh đại diện nhóm trình bày quan điểm cá nhân để rèn năng lực cho các em, nhất Năng lực giao tiếp toán học thể hiện qua việc

– Nghe hiểu, đọc hiểu và ghi chép (tóm tắt) được tương đối thành thạo các thông tin toán học cơ bản, trọng tâm trong bài học nói hoặc viết Từ đó phân tích, lựa chọn, trích xuất được các thông tin toán học cần thiết từ bài học nói hoặc viết – Lí giải được (một cách hợp lí) việc trình bày, diễn đạt, thảo luận, tranh luận các nội dung, ý tưởng, giải pháp toán học trong sự tương tác với người khác.

– Sử dụng được một cách hợp lí ngôn ngữ toán học kết hợp với ngôn ngữ thông thường để biểu đạt cách suy nghĩ, lập luận, chứng minh các khẳng định toán học.

– Thể hiện được sự tự tin khi trình bày, diễn đạt, thảo luận, tranh luận, giải thích các nội dung toán học trong nhiều tình huống không quá phức tạp

Biện pháp này khá thích hợp với những kiểu bài thực hành làm bài tập, các bài dạy theo định hướng STEM khi báo cáo bản thiết kế hay trình bày sản phẩm STEM Không một nhà giáo dục nào phủ nhận vai trò, tác dụng của phương pháp này trong dạy học Đây là một trong những phương pháp có sự tham gia tích cực của HS Thảo luận nhóm còn là phương tiện học hỏi có tính dân chủ, mọi cá nhân được tự do bày tỏ quan điểm, tạo thói quen sinh hoạt bình đẳng, biết đón nhận quan điểm bất đồng, hình thành quan điểm cá nhân giúp HS rèn luyện kĩ năng giải quyết các vấn đề khó khăn.

Hình ảnh thảo luận mô hình AR

Kinh nghiệm bản thân cho thấy nên chia nhóm trong đó có cả HS giỏi, khá, trung bình, yếu là tốt nhất Số lượng HS giỏi, khá, trung bình, yếu giữa các nhóm phải bằng nhau để đảm bảo công bằng Quy mô nhóm có thể lớn hoặc nhỏ tuỳ theo vấn đề thảo luận Tuy nhiên, nhóm từ 4 - 6 HS là tốt nhất Quy trình giảng dạy với thời gian một tiết (45 phút), GV tiến hành tuần tự các bước lên lớp theo quy định chung GV nêu chủ đề cần thảo luận, chia nhóm vào thời điểm thích hợp của tiết học, giao câu hỏi cho các nhóm Yêu cầu các nhóm thảo luận, quy định thời gian thảo luận và phân công vị trí ngồi thảo luận cho các nhóm Các nhóm tiến hành thảo luận Đại diện nhóm trình bày kết quả thảo luận Các nhóm khác lắng nghe, chất vấn, trao đổi bổ sung ý kiến GV bổ sung nội dung mà HS trình bày còn thiếu cho hoàn thiện GV đưa ra định hướng đúng những vấn đề HS cần nhớ sau khi thảo luận HS ghi nhớ hoặc ghi chép nội dung chính của bài học vào vở.

Qua việc dự giờ đồng nghiệp và giảng dạy, bản thân tôi thấy rằng: Thông thường, sau khi thảo luận xong, các nhóm thường cử một người thay mặt nhóm lên trình bày kết quả thảo luận của nhóm mình và hầu hết đó đều là những HS khá, giỏi, có kĩ năng trình bày vấn đề khá tốt Kết quả thảo luận được trình bày chủ yếu bằng hình thức viết lên giấy khổ lớn dán lên bảng Đến đây, HS coi như “xong nhiệm vụ” Đến phần giáo viên chữa bài của HS, vì tâm lý sợ HS trình bày rườm rà

sẽ “cháy” giáo án, nên GV thường chữa bài của các em thật nhanh GV chỉ chú ý xem các em viết được bao nhiêu phần trăm kiến thức và xem nhẹ cách các em thức trình bày vấn đề trên giấy, bỏ qua cả lỗi chính tả, dùng từ, đặt câu và sự thiếu hợp

lý của bố cục trình bày Thậm chí, học sinh sẽ không có cơ hội được trình bày quan điểm cá nhân và như vậy sẽ không rèn được khả năng nói của mình.

Để khắc phục tình trạng này, trong phần trình bày của HS, tôi cũng đã quy định điểm số cho cả phần viết trình bày sơ đồ, bảng phụ (nếu có) thông qua phiếu đánh giá, và cho điểm cả cách thuyết trình của HS GV cần tạo điều kiện cho tất cả thành viên trong nhóm được trình bày quan điểm, kể cả những người rụt rè e thẹn hay ngại trước đám đông, GV có thể yêu cầu HS đó đại diện trình bày ý kiến của nhóm mình Thậm chí, qua sự quan sát của mình, nếu thấy học sinh nào chưa thực

sự tập trung, giáo viên có thể yêu cầu chính em đó đại diện nhóm trình bày kết quả thảo luận của nhóm.

Về phần trình bày kết quả thảo luận Tôi thường khuyến khích các em trình bày dưới nhiều hình thức như trình bày bằng lời; đóng vai; viết hoặc vẽ lên giấy khổ lớn; đặc biệt cố gắng tận dụng lợi thế của các phần mềm ứng dụng AR để mô

tả, một người thay mặt nhóm trình bày, hoặc một người trình bày một ý tưởng… Trong quá trình HS trình bày, GV cần tập trung để điều chỉnh và sửa chữa cho các

em để các em hoàn thiện được khả năng nói – và trình diễn của mình.

Một kinh nghiệm nữa để sử dụng phương pháp này hiệu quả nhằm rèn kỹ năng giao tiếp cho HS là trong 45 phút của một tiết học, nếu thảo luận với thời gian quá ngắn, sử dụng phương pháp này sẽ không có hy vọng gì trong việc rèn được kĩ năng nói – phản biện cho học sinh Vì vậy, GV có thể chuyển tải nhiều nội dung khác nhau của bài học bằng nhiều hình thức học tập: Học ở lớp,

ở nhà tự học, tự nghiên cứu Nên dành một thời giờ thích đáng cho việc thảo luận nhóm và để học sinh có cơ hội trình bày quan điểm cá nhân Để giúp HS mài sắc năng lực tư duy và sử dụng ngôn ngữ, trong khi sử dụng phương pháp này, GV cũng có thể sử dụng thêm phương pháp phản ứng nhanh và xử lý tình huống Đừng để phương pháp thảo luận chỉ còn là hình thức vì không đủ thời gian cần thiết để hoàn thành như vậy sự thay đổi về mặt phương pháp chỉ là

“cái bình mới cho rượu cũ” là việc thuyết giảng của GV.

Ví dụ: Khi dạy học bài chủ đề STEM có nhiều hoạt động luôn dành cho các nhóm thảo luận nhóm đó là: Hoạt động Nghiên cứu kiến thức nền và chuẩn bị bản thiết kế sản phẩm để báo cáo, Hoạt động: Báo cáo phương án thiết kế, Hoạt động : Triển lãm, giới thiệu sản phẩm;

Với chủ đề STEM chế tạo logo và hộp quà hình Elip khi thực hiện vấn đề thiết

kế logo hình Elip và hộp quà giáo viên cho các nhóm các nhóm sẽ tiến hành thảo luận (GV có thể gợi ý các khía cạnh của vấn đề học HS suy nghĩ: Thảo luận về logo hình dạng Elip thế nào? Kích cỡ? Vật liệu, phân công nhiệm vụ thế nào?) trả lời câu hỏi, để giải quyết vấn đề mà GV đưa ra Thời gian thảo luận nhóm là 10 phút, thời gian báo cáo trước lớp cho mỗi nhóm là bốn phút Sau đó các nhóm khác sẽ

có phản biện giữa các nhóm với nhau nhằm đóng góp ý kiến bổ sung cho các bản thiết kế để hoàn thiện hơn GV phải vừa bao quát lớp vừa góp ý để các nhóm hoàn thành nhiệm vụ theo quan điểm của mình.

Sau khi các nhóm báo cáo và phản biện (nếu có) GV phải là người đánh giá lại, định hướng chọn phương án thiết kế tối ưu nhất cho vấn đề đặt ra Đáp án này

là trọng tâm của câu hỏi cùng là tâm điểm kiến thức mà HS cần lĩnh hội ở bài học

GV có thể gọi vài HS phát biểu suy nghĩ của các em về vai trò, tác dụng của các phản biện Nếu HS chưa nhận ra, GV có thể chỉ cho các em biết lợi ích của việc nắm vững trong giao tiếp (người nói thể hiện đúng mực thái độ của mình, người nghe tiếp nhận cảm thấy thoải mái; đồng thời người nói có thể nắm bắt được thái

độ, tình cảm của người nghe đối với mình từ đó mà có cách cư xử phù hợp …

) và cho VD từ tình huống giao tiếp cụ thể để minh họa (nếu chưa hết thời gian của tiết học).

2.3.2 Hình thức vừa chơi vừa học ở lớp Hình thức dạy học vừa chơi vừa học toán là dạy học bằng trò chơi, chơi là hình thức còn học là mục đích Đây là hình thức dạy học có khả năng hấp dẫn, cuốn hút sự tham gia, sự tập trung của HS, đem lại hiệu quả nhất định bởi “biết mà học không bằng vui mà học” (Khổng Tử) Hình thức dạy học này có thể được áp dụng ở đầu tiết học để tập trung sự chú ý của HS, từ đó tạo không khí sinh động cho lớp học, tạo hứng thú học tập cho các em, dẫn dắt HS đến với nội dung bài học Cách thức tổ chức: GV chia lớp ra làm nhiều đội chơi, mội đội cử

HS lần lượt lên bảng tham gia trò chơi GV cũng có thể tổ chức cho

HS chơi thông qua các bài tập ngắn xen kẽ giữa tiết học để HS thư giãn, vừa chơi vừa học, thu hút sự tập trung chú ý của các em:

Để hỏi bài cũ ta có thể giao trước nhiệm vụ cho học sinh về nhà vẽ sơ đồ tư duy bài học trước rồi chiếu lên máy chiếu và các đội lần lượt đặt câu hỏi tiếp

sức trong sơ đồ tuy duy đó và tính điểm cho từ nhóm Trong một số bài dạy về hình học không gian, tôi có thể cho học sinh thi

vẽ mô hình không gian AR đội nào nhanh, đúng, đẹp sẽ chiến thắng Trò chơi cũng có thể diễn ra gần cuối tiết để củng cố bài học cho

HS đồng thời GV kiểm tra được mức độ hiểu bài của các em).

Chẳng hạn: Tôi sẽ cho học sinh sử dụng Mind map AR vẽ sơ đồ tư duy AR kiến thức bài học theo từng nhóm Nhóm A có thể dùng tính năng xoay cảu bản đồ AR, thu gọn 1 nhánh để hỏi nhóm B kiến thức bài vừa học ở nhánh đó, Nhóm B trả lời rồi lại tiếp tục trò chơi hỏi nhóm C Nhóm nào không trả lời được thì bị loại, Sau đó các nhóm nạp file sản phẩm ngay cho giáo viên qua tính năng chia sẽ sản phẩm của phần mềm Mind map AR và đồng thời chia sẽ sản phẩm cho nhóm khác.

Có thể tiến hành trò chơi sắm vai tạo ra tình huống toán học theo các bước sau: GV nêu chủ đề toán học, phân vai theo từng nhóm hoặc mỗi cá nhân Giao tình huống Toán học Trong đó có quy rõ thời gian chuẩn bị, thời gian thể hiện Các nhóm thảo luận/cá nhân chuẩn bị đóng vai Các nhóm/cá nhân lên đóng vai tạo tình huống và hỏi cách xử lí tình huống cho nhóm khác Lớp thảo luận, nhận xét GV kết luận

Ví dụ: Tôi cho học sinh 1 tình huống bài tập: Yêu cầu các nhóm tạo 1 tình huống kịch dẫn dắc đến bài toán thực tiễn trong phần tìm hiểu công thức thể tích hình trụ, nón của khối 12:

“ Cần ít nhất bao nhiêu hộp đựng sữa hình trụ kích thước có chiều cao h 3 cm và bán kính đáy r 2 cm để đựng 1 lít sữa tươi?”

Sau khi diễn kịch thì nhóm diễn sẽ hỏi 1 nhóm bất ký trong khoảng thời gian 1p cho câu trả lời và giải thích được câu trả lời Và đương nhiên nhóm diễn cũng phải trả lời được câu hỏi

Kết quả thu được: Trong vòng 5p các nhóm đã có các kịch bản.

Học sinh đầu tiên phải nghĩ các kịch bản để dẫn ra tình huống trên: Có nhóm thì tạo kịch bản mẹ làm sữa chua, có nhóm thì tạo kịch bản nhà máy sản xuất hộp nâng cao doanh thu… Và tất nhiên qua tình huống đó học sinh năm vững công thức tính thể tích hình trụ ứng dụng trong thực tiễn.

Qua dự giờ thăm lớp và giảng dạy, tham dự các phân cảnh HS đóng vai, bản thân tôi thấy rằng: Muốn lôi cuốn Hs tham gia đóng vai, tình huống đóng vai phải phù hợp với chủ đề giáo dục, phù hợp với lứa tuổi, trình độ HS và điều kiện, hoàn cảnh lớp học Tình huống nên để mở, không cho trước “ kịch bản” Sau khi đóng vai, HS chủ yếu nhận xét về cách ứng xử của các nhân vật cụ thể hoặc tình huống trong vở diễn Thường, kỹ năng nói, diễn của HS chưa được chú ý nhận xét thích đáng Vì vậy, muốn HS được rèn luyện thực hành kĩ năng ứng xử, GV phải đề ra tiêu chí cho điểm cả kĩ năng trình bày, ứng xử của HS Qua thời gian triển khai phương pháp này, tôi nhận thấy, nếu áp dụng nó trong không gian lớp học và thời lượng tiết học có hạn thì phương pháp này sẽ ít

có hiệu quả Nhưng khi sử dụng ở tiết ngoại khóa hoặc tiết hoạt động ngoài giờ lên lớp lại rất có hiệu quả Nếu tiến hành trong phạm vi lớp học thì GV cũng cần khích

lệ (nhiều khi phải chỉ định) cả những HS nhút nhát cùng tham gia Nên có hoá trang

và đạo cụ đơn giản để tăng tính hấp dẫn của trò chơi đóng vai.

Hình ảnh trò chơi trong mô tả sơ đồ tư duy AR 2.3.3 Rèn kĩ năng nói, kĩ năng phản biện cho HS qua hình thức thuyết trình nội dung bài học STEM tại lớp

Thuyết trình là một trong những phương thức hiệu quả giúp HS rèn luyện kỹ năng nói một cách bài bản Tuy nhiên, phương pháp này không giống cách truyền