- Học sinh thụ động tiếp cận kiến thức hàn lâm vì vậy khả năng tư duy sáng tạocòn hạn chế, không có khả năng tự học, tự nghiên cứu khoa học vì vậy sản phẩm củacác hoạt động dạy học chỉ d
Trang 1CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập - Tự do - Hạnh phúc ĐƠN ĐỀ NGHỊ CÔNG NHẬN SÁNG KIẾN
Kính gửi: Hội đồng sáng kiến ngành Giáo dục và Đào tạo Ninh Bình
Chúng tôi gồm:
T
Ngày tháng năm sinh
Nơi công tác
Chức vụ
Trình độ chuy ên môn
Tỷ lệ (%) đóng góp vào việc tạo
ra sáng kiến
- Là nhóm tác giả đề nghị xét công nhận sáng kiến:
“Phát triển năng lực giải quyết vấn đề, định hướng nghiên cứu khoa học kĩ thuật cho học sinh thông qua dự án STEM thiết kế và chế tạo các thiết bị sử dụng năng lượng tái tạo ứng dụng trong đời sống”
- Lĩnh vực áp dụng: thuộc lĩnh vực giáo dục và dạy học vật lý
2 MÔ TẢ BẢN CHẤT CỦA SÁNG KIẾN
2.1 Về nội dung của sáng kiến
2.1.1 Giải pháp cũ thường làm.
a Mô tả thực trạng
Hiện nay vấn đề dạy học STEM đối với giáo viên Vật lý nói riêng và các bộ môn khoa học khác trong nhà trường THPT vẫn còn nhiều khó khăn Hình thức dạy
và học môn Vật lý hiện nay trong các nhà trường thường diễn ra như sau:
* Về phía Giáo viên:
- Trong phương pháp dạy học
Trang 2+ Hầu hết các giáo viên vẫn mang nặng phương pháp truyền thụ, thuyết trình, thông báo
+ Giáo viên chưa coi trọng việc soạn và thiết kế bài giảng theo hướng phát triển năng lực của học sinh Mỗi hoạt động dạy học diễn ra theo tiến trình: giáo viên phát vấn, phân tích; học sinh đọc sách giáo khoa, trả lời; giáo viên kết luận; học sinh ghi kiến thức vào vở
+ Việc thiết kế giáo án không làm hoặc làm không rõ ràng các hoạt động của giáo viên và học sinh trong mỗi hoạt động dạy học, vai trò tổ chức, định hướng của giáo viên chưa được thể hiện rõ.
+ Hoạt động của giáo viên cơ bản là mô tả, giải thích, giảng giải rồi đi đến kết luận về kiến thức mới Chưa chú trọng đến việc phát huy các năng lực cho học sinh đặc biệt là năng lực tư duy thực tiễn, năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo.
+ Việc tổ chức dạy học dự án chưa được áp dụng nhiều hoặc mang tính hình thức, hiệu quả chưa cao Giáo viên con lúng túng trong việc giao nhiệm vụ, hướng dẫn học sinh thực hiện nhiệm vụ; đánh giá sản phẩm học sinh còn chung chung, hình thức.
- Về nội dung
+ Nội dung Điện – Từ trong Vật lý lớp 11, lớp 12 là phần kiến thức tương đối trừu tượng, học sinh khó tiếp cận, tiếp nhận kiến thức còn mơ hồ, không rõ ràng hoặc chỉ thông qua các công thức, mạch vẽ trên giấy khô khan…
+ Khi dạy về nội dung này thì dường như có rất ít thí nghiệm kiểm chứng, không tường minh hay riêng lẻ trong một sản phẩm nào đó, kiến thức trong sách vở
ít gắn với thực tiễn Ví dụ khi dạy chương dòng điện không đổi thì các thí nghiệm trực tiếp chủ yếu chỉ dừng lại ở thí nghiệm chế tạo và đo suất điện động thế nguồn điện ( pin điện hoá, acquy, … ), hay khi dạy kiến thức Từ Trường, Hiện tượng cảm ứng điện từ thì cũng chủ yếu thông qua các thí nghiệm xác định tương tác từ, thí nghiệm phát hiện dòng điện cảm ứng…
+ Học sinh không nhận dạng được các linh kiện điện, điện tử đơn giản như : điện trở, tụ điện, cuộn cảm, điot, tranzito… và các ứng dụng thực tiễn vào các vi mạch tích hợp để có các mạch điện điều khiển gần với thực tiễn được Nhiều học sinh chưa biết cách sử dụng đồng hồ đa năng để đo điện áp, đo dòng điện, đo điện trở…; chưa biết cách thiết kế, chế tạo các mạch điện đơn giản có thể sử dụng để phục vụ nhu cầu cuộc sống
- Trong kiểm tra đánh giá
Giáo viên nặng về kiểm tra trí nhớ, chưa đề cao việc kiểm tra, đánh giá năng lực vận dụng kiến thức giải quyết vấn đề, việc kiểm tra hầu hết đơn phương do giáo viên tự ra đề, chấm và đánh giá Kĩ năng thí nghiệm thực hành ít được kiểm tra đánh giá, chủ yếu chỉ dành cho kỳ thi học sinh giỏi quốc gia và trong các cuộc thi nghiên cứu khoa học hay sáng tạo trẻ cho thanh thiếu niên nhi đồng.
Trang 3cũng nhìn nhận môn Vật Lý là môn khó hiểu, nhiều công thức, khó tiếp nhận kiến thức
- Học sinh thụ động học theo kiến thức mà GV truyền thụ, học thuộc nội dung các định luật, viết dược các công thức của các định luật, giải các dạng bài tập của chủ đề một cách máy móc, rập khuân Các mạch điện đơn giản trên giấy chỉ giải quyết vấn đề dòng điện qua điện trở, tụ điện, cuộn cảm là các linh kiện điện tử cơ bản nhất, không thể tiếp cận đến các mạch điện – điện tử được sử dụng trong gia đình, xã hội.
- Học sinh không được phát triển tư duy và khả năng sáng tạo, không được rèn luyện nhân cách và phát triển năng lực thông qua môn học Rất ít học sinh biết
tự thiết kế và chế tạo ra được các mạch điện dù đơn giản nhất có thể sử dụng trong thực tiễn từ những kiến thức đã học Do đó các em khó có thể đam mê nghiên cứu, sáng tạo để tạo ra sản phẩm ứng dụng trong đời sống sản xuất.
- Rất ít được làm việc theo nhóm và thảo luận với nhau về các kiến thức nên các em không mạnh dạn và tự tin khi trình bày hoặc bảo vệ ý kiến của mình
- Kĩ năng thực hành ít được rèn luyện nên các em lúng túng hoặc không biết cách sử dụng các thiết bị như thước, đồng hồ đo, ổn áp, máy hàn điện
b Ưu điểm, hạn chế và những vấn đề đặt ra cho giải pháp mới
* Ưu điểm:
- Giáo viên dạy học đúng, đủ và đảm bảo thời lượng chương trình theo kế hoạch giáo dục của bộ môn.
- Học sinh nhớ lại kiến thức đã học, xâu chuỗi mối quan hệ của các kiến thức
đã học Giải được các dạng bài tập liên quan đến kiến thức đã học và hình thành được kĩ năng giải bài tập tốt Do đó, kết quả các kì thi kiểm tra về mặt kiến thức của các em đạt hiệu quả cao: Như thi tốt nghiệp; Thi Đại học…
- Đáp ứng được yêu cầu của các đề thi và kiểm tra hiện nay trong việc học theo định hướng nghề nghiệp sau khi ra trường thông qua các nhóm môn lựa chọn học chuyên sâu.
* Hạn chế
- Học sinh tiếp nhận kiến thức theo hướng học và ghi nhớ nhằm mục đích thi
và kiểm tra kiến thức cả “đầu vào” và “đầu ra” Vì vậy khả năng vận dụng kiến thức
để giải quyết vấn đề, vận dụng vào thực tiễn là rất hạn chế
- Học sinh thụ động tiếp cận kiến thức hàn lâm vì vậy khả năng tư duy sáng tạo còn hạn chế, không có khả năng tự học, tự nghiên cứu khoa học vì vậy sản phẩm của các hoạt động dạy học chỉ dừng lại ở tiếp thu kiến thức để thi và kiểm tra lên lớp.
- Hầu hết các em yếu các kĩ năng cơ bản như kĩ năng thuyết trình, kĩ năng làm việc nhóm, kĩ năng thiết kế, kĩ năng làm báo cáo dự án, năng lực, năng khiếu chuyên biệt của cá nhân chưa chuyên sâu
- Các em không hình thành được niềm đam mê tìm hiểu bộ môn không biết mình có những năng lực đặc biệt gì; thế mạnh của bản thân thuộc lĩnh vực nào Học sinh không có cơ hội rèn luyện, không được trang bị theo hình thức tích hợp các kiến thức khoa học, công nghệ, tin học và toàn học vào bài học nên không phát triển được khả năng, kĩ năng và năng lực của mình Vì vậy để các em hình thành và phát triển năng lực thiết kế, chế tạo một sản phẩm cụ thể ứng dụng trong thực tiễn là rất khó khăn Do đó cơ hội thể hiện để phát huy sở thích của bản thân để tiến đến định hướng nghề nghiệp sau khi ra trường hạn hẹp.
Trang 4* Những vấn đề đặt ra cho giải pháp mới
- Các em ở độ tuổi rất ham thích tìm hiểu những thứ mới lạ, tính cách đa phần ưa tìm hiểu về khoa học, công nghệ, kĩ thuật do đó rất cần các giờ học theo dự
án thực nghiệm giải quyết các vấn đề thực tiễn giúp học sinh hứng thú học tập tìm tòi nghiên cứu của các em
- Nhiều em không tự tin với kiến thức vốn có của mình, các em không dám chắc kiến thức mình có là đúng hay sai Hoặc khi không biết các em cũng không mạnh dạn trao đổi với giáo viên và bạn học Không có khả năng nói trước đám đông Có em khi trình bày thí nghiệm mà em đó chế tạo ở nhà thì nói lắp bắp không thành lời, diễn đạt lộn xộn không thành ý Do đó cần có các giải pháp thường xuyên cho các em hoạt động nhóm, rèn luyện kĩ năng thuyết trình bảo vệ vấn đề khoa học Tổ chức giờ học dưới dạng ngoại khoá, báo cáo chuyên đề dạng phòng tranh, sân khấu hoá
- Học sinh chưa từng được giáo viên giao nhiệm vụ tìm hiểu nhu cầu thực tiễn, tìm hiểu kiến thức nền, lên ý tưởng thiết kế cho sản phẩm, chế tạo sản phẩm vật
lí hay làm dụng cụ thí nghiệm vật lí, chưa bao giờ được tham gia các hoạt động mang tính chất vừa học vừa chơi về vật lí Do đó có thể tổ chức các cuộc thi ý tưởng nghiên cứu, ý tưởng sáng tạo từ đó phát triển thành các dự án dạy học lớn hay định hướng cho các em nghiên cứu khoa học, thiết kế chế tạo các sản phẩm sáng tạo trẻ
Hiện nay vấn đề đổi mới toàn diện trong dạy học đang là vấn đề hết sức khó khăn cho hầu hết giáo viên và học sinh Tiếp cận dạy học theo định hướng giáo dục STEM sao cho có hiệu quả là điều mà các thầy cô, các nhà trường và toàn xã hội đều quan tâm đặc biệt đối với các bộ môn KHTN nói chung và trong hoạt động dạy học Vật Lí nói riêng
2.1.2 Giải pháp mới cải tiến
a Mô tả bản chất của giải pháp mới
Hiện nay toàn ngành giáo dục đang tiến hành đổi mới một cách căn bản toàn diện theo định hướng phát triển năng lực cho học sinh Trong công văn số 5512 của
Bộ Giáo dục và Đào tạo ngày 18 tháng 12 năm 2020 đã nhấn mạnh yêu cầu đối với
công tác giáo dục trong nhà trường: “tạo môi trường cho học sinh được trải nghiệm, vận dụng các kiến thức, kĩ năng đã học trong chương trình các môn học, hoạt động giáo dục vào thực tiễn” Theo mục tiêu chương trình giáo dục mới, việc dạy học
không chỉ là truyền thụ tri thức một chiều mà phải chú trọng đến phát huy năng lực, phẩm chất của người học Năng lực của học sinh không chỉ bó hẹp trong yêu cầu ghi nhớ, tích lũy kiến thức mà còn là khả năng phân tích sâu, vận dụng sáng tạo trong công việc và cuộc sống Bộ môn Vật lý là một trong các bộ môn khoa học tự nhiên
có thể sử dụng các kiến thức khoa học để thiết kế, chế tạo các sản phẩm ứng dụng trực tiếp trong thực tiễn, qua đó phát triển cho học sinh năng lực phát hiện và giải quyết vấn đề cùng với những năng lực khác tương ứng, đáp ứng được yêu cầu của
sự phát triển kinh tế – xã hội Chính vì vậy yêu cầu dạy học STEM nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn đề thực tiễn là vô cùng cần thiết và là định hướng khuyến khích khả năng nghiên cứu khoa học và sáng tạo của học sinh là vô cùng cần thiết Qua quá trình nghiên cứu và giảng dạy chương trình Vật lí lớp 11, 12, nghiên cứu về giáo dục STEM tôi thấy mục tiêu về kiến thức, kĩ năng, thái độ và năng lực cần hình thành từ các chủ đề kiến thức về Điện – Điện Từ là một mảng kiến thức tương đối nhiều, kiến thức dài, trừu tượng khó nhớ nhưng lại có rất nhiều ứng dụng trong đời sống và kĩ thuật, có thể tích hợp với khoa học, công nghệ, tin học để hình
Trang 5thành và phát triển được rất nhiều năng lực và khơi dậy niềm đam mê cho học sinh thông qua việc học tập các nội dung này Để HS hệ thống kiến thức đầy đủ, phát huy tính tự học, tự tìm tòi khám phá khoa học thông qua hoạt động học, tránh nhàm chán
và thụ động trong việc tiếp thu kiến thức và đặc biệt là đảm bảo học phải đi đôi với hành chúng tôi đã thực hiện dự án dạy học STEM dành cho học sinh lớp 11 nhắm
mục tiêu: “Phát triển năng lực giải quyết vấn đề, định hướng nghiên cứu khoa học
kĩ thuật thông qua dự án STEM thiết kế và chế tạo các thiết bị sử dụng năng lượng tái tạo ứng dụng trong đời sống”
* Kế hoạch giáo dục của chủ đề được xây dựng gồm 5 hoạt động chính với
bối cảnh thực tế và mục tiêu cần đạt (phụ lục 1)
Hoạt động 1: Xác định yêu cầu thiết kế các sản phẩm
Để thực hiện tốt nhiệm vụ này chúng tôi đưa ra giải pháp tổ chức thi “Tím kiếm ý tưởng sáng tạo nhằm mục đích thiết kế và chế tạo mạch điện ứng dụng cho các thiết
bị điện trong gia đình và xã hội ưu tiên sử dụng năng lượng tái tạo” Hoạt động này
HS làm việc ở nhà có thể nhận hỗ trợ của giáo viên bằng hình thức trực tuyến
B1: Xây dựng kế hoạch chung yêu cầu dành cho học sinh cho mỗi lớp : Giáo viên
sẽ giao cho học sinh các lớp đề suất các ý tưởng theo yêu cầu của dự án.
B2: GV chẩm các ý tưởng do học sinh các lớp gửi về ban tổ chức, lựa chọn các ý tưởng hay có triển vọng vào vòng trong
B3: Phỏng vấn học sinh trực tiếp về hướng nghiên cứu thiết kế chế tạo để xem xét các ý tưởng có thể tiến hành làm sản phẩm.
B4: Giáo viên đưa ra kết quả lựa chọn các ý tưởng có khả thi và định hướng hoàn thiện sản phẩm.
+ Chúng tôi thu được một số ý tưởng học sinh của 7 lớp KHTN như sau
khích
khích
5 11B1 Mạch đèn chiếu sáng sân vườn tự động Giải ba
6 11B3 Hệ thống cảnh báo nguy hiểm do mưa
7 11B2 Máy phân loại hàng hoá bằng mã QR Giải nhì
+ Chúng tôi thảo luận với tổ chuyên môn và quyết định chọn ra 5 sản phẩm vào vòng trung kết học sinh có thể hoàn thiện sản phẩm để báo cáo là các sản phẩm đạt giải: Nhất, nhì, ba Đồng thời khuyến khích các em hoàn thiện sản phẩm để báo cáo dưới dạng đề tài nghiên cứu khoa học.
Hoạt động 2: Nghiên cứu kiến thức nền, đề xuất giải pháp
- Học sinh tìm hiểu kiến thức nền cần thiết sau khi có ý tưởng, đối với chủ đề này kiến thức liên quan nhiều đến điện một chiều, nguồn điện và kết hợp với các kiến thức cơ bản về công nghệ cũng như lập trình tin học Các em chủ động nghiên cứu các kiến thức Vật lí, Toán học, Công nghệ, Tin học liên quan đến nội dung Học sinh thực hiện hoạt động học tích cực, tự lực dưới sự định hướng của giáo viên
Trang 6Hoạt động 3: Đề xuất các bản thiết kế, lựa chọn phương án thiết kế sản phẩm
Hoạt động này các em làm việc theo nhóm dự án của các lớp lên phương án thiết kế sản phẩm, dự kiến các thiết bị linh kiện cần sử dụng, đưa ra dự kiến chi phí mua sản phẩm
- Giáo viên tổ chức để học sinh được 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)
- HS đưa ra được phương án thiết kế tối ưu để thực hiện chế tạo sản phẩm cho từng nhóm lớp
Sau khi chấm sản phẩm thu được bao gồm 5 sản phẩm chính để hoàn thiện thử nghiệm sản phẩm bao gồm
+ Rôbốt hút bụi khử khuẩn thông minh
+ Hệ thống tưới tiêu sử dụng năng lượng gió
+ Cây nhân tạo
+ Hệ thống cảnh báo nguy hiểm do mưa giông đột ngột
+ Máy phân loại hàng hoá bằng mã QR
Thông qua hoạt động này các em đã có kĩ năng thiết kế sơ đồ khối, sơ đồ mạch điện cơ bản, nhận dạng được các linh kiện điện - điện tử trên bản vẽ kĩ thuật, tìm hiểu được vai trò và tác dụng của các linh kiện điện cơ bản như điện trở, tụ điện, điôt, acquy, transitor… đồng thời tìm hiểu một số mạch điện tử cơ bản như mạch điện chỉnh lưu, mạch nạp điện cho nguồn điện một chiều (acquy, pin)
Hoạt động 4: Chế tạo và thử nghiệm sản phẩm
Các nhóm HS thực hành, chế tạo được các sản phẩm của nhóm mình căn cứ trên bản thiết kế đã chỉnh sửa, thử nghiệm sản phẩm và hoàn thiện sản phẩm
Hoạt động 5: Trình bày sản phẩm, báo cáo và thảo luận
Trong hoạt động này học sinh sẽ thực hiện báo cáo sản phẩm bao gồm: Bài 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) Đồng thời các
em có thể đánh giá và tự đánh giá về sản phẩm của nhóm mình và của nhóm bạn Giáo viên sẽ là người tổng hợp kết quả, đưa ra nhận xét về sản phẩm và định hướng
để các em tiếp tục hoàn thiện sản phẩm
Qua sản phẩm báo cáo của mỗi chuyên đề đã thu được cho thấy học sinh rất yêu thích, say mê nghiên cứu chế tạo và hoàn toàn tự tin, làm chủ được sân khấu của buổi trình bày báo cáo sản phẩm.
(Phụ lục 2)
*Tiêu chí đánh giá hoạt động:
- Các nhóm chế tạo được các sản phẩm tương đối giống với thiết kế của mỗi
- Báo cáo sản phẩm rõ ràng, mạch lạc, khoa học, có tính sáng tạo cao.
* Tiêu chí đánh giá hoạt động (kĩ năng, năng lực):
- Có sự phân công nhiệm vụ hoạt động rõ ràng, cụ thể cho các thành viên trong nhóm.
Trang 7- Các thành viên được trải nghiệm trong vai trò người sáng chế: tìm kiếm thông tin, thảo luận, đề xuất các dụng cụ cần thiết, thiết kế các phương án chế tạo sản phẩm, biết hệ thống hoá thông tin tìm kiếm, xử lí thông tin tốt và biết dùng kiến thức vật lí để bảo vệ ý kiến của mình trước các phản biện…
- Các nhóm hoạt động tích cực, không có thành viên ỉ lại, hoàn thành đúng tiến độ được giao…
+ Giáo viên đánh giá: Căn cứ vào mục tiêu của hoạt động về kiến thức, kĩ năng, thái độ, năng lực cần đạt được thông qua hoạt động trải nghiệm sáng tạo; căn cứ vào bảng mô tả các mức độ của quá trình thực hiện chủ đề ( bảng 04 phụ lục 5), giáo viên đánh giá học sinh theo mẫu ( mẫu 05 phụ lục 5)
b) Tính mới tính sáng tạo của giải pháp mới
Để hoàn thành các sản phẩm của dự án này, học sinh được phát huy vai trò chủ thể, tính tích cực, chủ động, tự giác và sáng tạo của bản thân Các em cần chủ động tham gia vào tất cả các khâu của quá trình hoạt động bao gồm:
+ tìm kiếm thông tin, lên ý tưởng cho sản phẩm,
+ thống nhất ý tưởng, tìm hiểu kiến thức nền, xây dựng bản thiết kế, lựa chọn thiết kế, vẽ thiết kế, chuẩn bị vật liệu, dụng cụ, dự trù kinh phí
+ chế tạo, thử nghiệm, hoàn thiện sản phẩm
+ xây dựng kế hoạch báo cáo và giới thiệu sản phẩm, thuyết trình sản phẩm trong hội thi Các em được trải nghiệm, được bày tỏ quan điểm, ý tưởng, được đánh giá và lựa chọn ý tưởng hoạt động, được thể hiện, tự khẳng định bản thân, được tự đánh giá và đánh giá kết quả hoạt động của bản thân, của nhóm mình và của bạn bè,…Từ
đó, hình thành và phát triển cho các em những giá trị sống và các năng lực cần thiết.
Một số ưu điểm của giải pháp mới
Thứ nhất: Thông qua các hoạt động dạy học theo dự án này đã giúp phát
triển năng lực và phẩm chất của người học đã giúp học sinh phát triển được năng lực giải quyết vấn đề, biết cách vận dụng các kiến thức đã học để thiết kế chế tạo ra các sản phẩm có tính ứng dụng cao, phù hợp với nhu cầu cuộc sống hiện nay.
+ Các em xây dựng được mục tiêu, lập kế hoạch hoạt động đóng góp sức mình và kết hợp với người khác để hoàn thành công việc
+ Các em có khả năng hợp tác nhóm, biết lắng nghe, chia sẻ và hỗ trợ bạn cùng thực hiện nhiệm vụ nhóm
+ Các em nêu được cách thức giải quyết những vấn đề thực tiễn dựa trên kiến thức khoa học đã biết và giải quyết được các vấn đề đó
+ Các em đánh giá được kết quả hoạt động và kết quả rèn luyện của bản thân sau khi tham gia hoạt động.
- Phát triển năng lực thích ứng với cuộc sống của học sinh
Trang 8+ Học sinh có khả năng tự làm được công việc của mình một cách độc lập theo sự phân công, hướng dẫn của giáo viên.
+ Học sinh nhận biết được các trạng thái cảm xúc cơ bản của bản thân và thể hiện được sự hoà đồng trong tập thể
+ Học sinh bước đầu thể hiện được sự chủ động trong điều chỉnh bản thân để
có khả năng thích ứng linh hoạt với những đổi thay trong bối cảnh toàn cầu hóa và cách mạng công nghiệp mới.
Thứ hai: Học sinh được rèn luyện các bước nghiên cứu khoa học để tạo ra
các sản phẩm hữu ích có thể ứng dụng trong thực tiễn Từ đó có thể giúp các em có thêm nhiều ý tưởng sáng tạo, đam mê nghiên cứu khoa học và tự học, tự tìm hiểu kiến thức theo nhu cầu thực tiễn.
Thứ ba: Sản phẩm hoàn thiện của dự án của các em có thể sử dụng trực tiếp để
thực hiện báo cáo chuyên đề, hoàn thiện hồ sơ tham gia các cuộc thi nghiên cứu khoa học cho học sinh THPT và sáng tạo trẻ cho thanh thiếu niên nhi đồng trong năm học Sản phẩm có tính thực tiễn cao nên có thể sử dụng phát triển và hoàn thiện thêm để áp dụng vào đời sống thực tiễn (Phụ lục 3)
2.1.3 Về khả năng áp dụng của sáng kiến:
+) Sáng kiến đã được áp dụng cho học sinh khối 11 tại trường THPT Kim Sơn A năm học 2021-2022 và 2022-2023 Dạy học theo định hướng STEM hay trải nghiệm sáng tạo đều nhằm giải quyết vấn đề thực tiễn có vai trò rất quan trọng trong công tác giáo dục ở nhà trường phổ thông, góp phần nâng cao chất lượng giáo dục trên tất
cả các mặt của trường THPT Kim Sơn A.
+) Với định hướng đổi mới toàn diện của ngành giáo dục theo chương trình phổ thông 2018 thì sáng kiến này có khả năng áp dụng ở tất cả các trường THPT, đồng thời có thể áp dụng cho mọi đối tượng học sinh theo quy mô một lớp, một khối lớp hoặc toàn trường.
+) Hiện nay hầu hết các trường THPT đều phân lớp theo năng lực của học sinh, ở các lớp khá, có thể áp dụng luôn sáng kiến, còn với các lớp học sinh trung bình giáo viên có thể linh động giảm bớt mức độ khó của một số yêu cầu trong các hoạt động, các em vẫn có thể tiếp cận và đạt được các mục tiêu như mong muốn +) Sáng kiến này có thể như một tài liệu mẫu để các thầy cô giáo đã và đang muốn tìm hiểu cách thức tổ chức hoạt động dạy học theo hướng giáo dục STEM nhằm phát triển toàn diện năng lực và phẩm chất học sinh tham khảo và làm theo.
3 Các điều kiện cần thiết để áp dụng sáng kiến
+) Đối với nhà quản lý:
- Ngay từ đầu năm học phải chỉ đạo các tổ nhóm chuyên môn xây dựng kế hoạch giáo dục tổng thể của nhà trường và kế hoạch chuyên môn của mỗi nhóm rõ ràng, chi tiết và có tính liên kết chặt chẽ với nhau.
- Có sự chỉ đạo rõ ràng trong cách thức tổ chức, thời gian và địa điểm tổ chức các hoạt động dạy học, các hoạt động giáo dục một cách phù hợp hài hòa ở các nhóm bộ môn và các tổ chức đoàn thể của nhà trường.
+) Đối với giáo viên:
- Nhóm chuyên môn xây dựng kế hoạch chuyên môn cụ thể bám sát với khung chương trình của bộ giáo dục, giao nhiệm vụ rõ ràng cho thầy cô chủ nhiệm chuyên
đề chính
Trang 9- Các thầy cô giáo cũng cần linh hoạt, tích cực đổi mới tư duy trong cách tổ chức các hoạt động dạy học, các hoạt động giáo dục để thực hiện triệt để kế hoạch của nhóm chuyên môn.
+) Đối với học sinh: Các em cần chủ động, tích cực trong việc hợp tác nhóm, lắng nghe, chia sẻ và hỗ trợ bạn trong nhóm; có ý thức, trách nhiệm tìm hiểu kiến thức, đam mê trong nghiên cứu, chế tạo ra các sản phẩm có ý nghĩa thực tiễn.
4 Hiệu quả đạt được
4.1 Hiệu quả kinh tế
Học sinh có cơ hội được trực tiếp tham gia các hoạt động STEM, hoạt động trải nghiệm sáng tạo với các dụng cụ thí nghiệm, linh kiện điện – điện tử sử dụng trong các hoạt động gần gũi trong đời sống, các em không cần tìm kiếm ở đâu xa; phương tiện hỗ trợ là điện thoại di động, máy tính – những phương tiện đã trở nên thân thuộc và sẵn có với mọi gia đình Các hoạt động được thiết kế trên cơ sở phù hợp với đặc điểm của nhà trường, điều kiện kinh tế của địa phương nên có sức lan tỏa cao, và chi phí rất nhỏ so với lợi ích của nó
Việc tổ chức dạy học theo định hướng phát triển năng lực và phẩm chất của học sinh có ý nghĩa thiết thực trong thực tiễn dạy học Nhiều giáo viên lúng túng khi
tổ chức dạy học dự án, dạy học trải nghiệm sáng tạo, dạy học STEM Sáng kiến là một mô hình nhân rộng ra tất cả các trường trong và ngoài tỉnh để các nhà quản lý, giáo viên thực sự hiểu đầy đủ về định hướng dạy học theo tiếp cận năng lực, như vậy có thể mang lại lợi nhuận lớn cho ngân sách nhà nước.
4.2 Hiệu quả xã hội
4.2.1 Đối với nhà trường
Giải pháp đổi mới đã mang lại hiệu quả rõ rệt trong công tác bồi dưỡng chuyên môn; bồi dưỡng và phát triển đội ngũ nhằm nâng cao nghiệp vụ dạy học phát triển định hướng năng lực tổ chức các hoạt động cho học sinh Kết quả đó đã ảnh hưởng trực tiếp tạo nên thành tích của nhà trường trong dạy và học
Trong hai năm học vừa qua nhà trường tiếp tục là một trong các đơn vị dẫn đầu các phong trào thi đua trong khối THPT của tỉnh Ninh Bình Đặc biệt, nhà trường vinh dự được nhận danh hiệu kép của Chính phủ đó là được cờ thi đua xuất sắc và Bằng khen của Thủ tướng chính phủ; là tập thể xuất sắc trong học tập và làm theo tư tưởng, đạo đức, phong cách Hồ Chí Minh Nhà trường còn được tặng nhiều Bằng khen, Giấy khen của tỉnh Ninh Bình trong các cuộc thi dành cho học sinh và giáo viên.
4.2.2 Đối với học sinh
Giáo dục STEM Vật lí vai trò rất quan trọng trong công tác giáo dục ở nhà trường phổ thông, góp phần nâng cao chất lượng giáo dục trên tất cả các mặt.
Khi thực hiện dự án giáo dục STEM “Thiết kế và chế tạo các thiết bị điện sử dụng năng lượng tái tạo ứng dụng trong đời sống” có thể rút ra các hiệu quả về mặt
giáo dục học sinh như sau:
- Về giáo dục nhận thức:
Giúp học sinh củng cố, đào sâu, mở rộng những tri thức đã học trong giờ học chính khoá; giúp các em vận dụng được những kiến thức vật lý và các môn khoa học khác vào giải quyết những vấn đề thực tiễn trong cuộc sống, gắn lí thuyết với thực tiễn, thấy được những ứng dụng của kiến thức đã được học trong đời sống và kĩ thuật
- Về rèn luyện kỹ năng:
Trang 10Giúp cho HS được rèn luyện kỹ năng tự quản, kỹ năng tổ chức điều khiển chế tạo các sản phẩm đơn giản, phát triển kỹ năng tiến hành lập kế hoạch, bước đầu làm quen với việc lập bản thiết kế cho sản phẩm cần chế tạo, biết chế tạo sản phẩm dựa trên thiết kế, kỹ năng giải quyết vấn đề; rèn luyện kỹ năng làm việc theo nhóm, kỹ năng tự tổ chức, kỹ năng tự quản lí, kỹ năng điều khiển hoạt động nhóm Ngoài ra, thông qua dự án học tập này còn giúp HS phát triển kỹ năng giao tiếp, thuyết trình, maketing, giải quyết vấn đề, rèn luyện ngôn ngữ và kỹ năng phát biểu trước đám đông, đó là những kỹ năng rất cần khi các em trở thành người lao động trong thời đại mới.
- Về mặt giáo dục tinh thần, thái độ làm việc:
Giáo dục STEM kích thích sự hứng thú học tập, khơi dậy lòng ham hiểu biết, lôi cuốn vì vậy học sinh tự giác tham gia một cách nhiệt tình vào các hoạt động, phát huy tính tích cực, tự lực Từ đó, các em hình thành được thói quen luôn sẵn sàng trước mọi nhiệm vụ được giao và dễ dàng thích ứng với mọi hoàn cảnh.
- Về rèn luyện năng lực tư duy:
Trong dạy học ta có thể rèn luyện cho học sinh biết tư duy khoa học và có định hướng nghiên cứu khoa học rõ nét phát triển được tư duy sáng tạo khoa học của các em Sáng kiến này chúng tôi đã trực tiếp thực hiện ở trường tôi, đã có đối chứng với lớp không được tham gia và nó thực sự mang lại hiệu quả vô cùng to lớn Tư duy của các em tốt lên rất nhiều, nhiều em trước đó rụt rè nhút nhát, ngại trao đổi giao tiếp với giáo viên, học nhành chểnh mảng… thì sau khi tham gia hoạt động dự
án giáo dục STEM này các em đã mạnh dạn hơn, nhanh nhẹn hơn, hoạt bát hơn, sáng tạo và thức thời hơn, tiến bộ hơn về kĩ năng
Giáo dục STEM nói chung và dạy học STEM nói riêng không phải là để học sinh trở thành những nhà khoa học mà là xây dựng cho học sinh có kỹ năng cần thiết, để làm việc và phát triển trong thế giới công nghệ hiện đại, trong tương lai
- Về giáo dục đạo đức lối sống:
Sau khi tham gia hoạt động trải nghiệm một số học sinh đã có ý tưởng sẽ chế tạo nhiều sản phẩm hơn, thiết thực hơn giúp ích cho gia đình, cho bà con nông dân với tiêu trí vật liệu rẻ, dễ tìm, dễ sử dụng ; sản phẩm có thể sẽ được mở rộng quy
mô sản xuất và bán trên thị trường tại địa phương và ngoài xã hội, trưng bày và bán hàng trong ngày hội STEM do trường tổ chức, số tiền thu được các em sẽ sử dụng vào việc trao quà cho các bạn học sinh có hoàn cảnh đặc biệt khó khăn Như vậy với kết qủa sáng kiến đã giáo dục lòng nhân ái vì cộng đồng cho các em, nónhư chiếc cầu nối các tâm hồn với nhau, giúp cho mọi người được gắn kết, thắt chặt với nhau.
* Hiệu quả đạt được của chuyên đề được thể hiện rõ qua các kết quả mà học sinh đạt được trong các cuộc thi cấp tỉnh, cấp trường…
- Kết quả cuộc thi nghiên cứu khoa học kĩ thuật dành cho học sinh THPT có sử dụng sản phẩm của chuyên đề dạy học theo dự án này Có 04 sản phẩm của dự án trực tiếp tham gia kì thi nghiên cứu khoa học kĩ thuật dành cho học sinh THPT trong hai năm 2021-2022 và 2022-2023
Kết quả năm 2021-2022 Kết quả năm 2022-2023
- Rô bốt hút bụi
- Cây nhân tạo - Hệ thống cảnh báo nguy hiểm cho người tham gia giao thông khi mưa
giông cục bộ
Trang 11Kết quả: Đạt được 02 giải tư - Máy phân loại hàng hoá bằng mã
QR Kết quả: Đạt 01 giải ba và 01 giải tư
- Về thành tích thi HSG lớp 12 cấp tỉnh: Môn Vật lý của nhà trường luôn đứng trong tốp đầu toàn tỉnh.
- Trong các cuộc thi trí tuệ như “ Đường lên đỉnh Olympia”: Em Nguyễn Thị Thu Hằng vô địch năm thứ 20; em Trần Đức Trung giải ba cuộc thi tháng năm 21; Em Phạm Quang Trung đạt giải nhì cuộc thi tháng năm 22.
Đó là những kết quả đạt được có thể nhìn thấy bằng mắt, còn những kết quả
về năng lực, phẩm chất, đạo đức mà các em đạt được dù không thể thống kê cụ thể nhưng nó thực sự vô cùng to lớn cho sự phát triển năng lực, nghề nghiệp và kĩ năng sống cho các em trong tương lai.
Các dự án giáo dục theo hướng phát triển năng lực tổ chức các hoạt động sẽ phát triển được các năng lực chung và năng lực đặc thù bộ môn, giúp học sinh được rèn luyện các phẩm chất, nhân cách và học hỏi thêm nhiều tri thức ngoài sách vở, luyện tập được nhiều kỹ năng, thói quen cần thiết cho cuộc sống Dạy học dự án, cũng làm tăng hứng thú đối với các môn học là cầu nối để các kiến thức hàn lâm trở nên hấp dẫn, gần giũi, ý nghĩa và thiết thực hơn
4.2.3 Đối với xã hội
Hiệu quả của sáng kiến góp phần khẳng định trường THPT Kim Sơn A là địa chỉ tin cậy trong huyện, trong tỉnh về giáo dục toàn diện năng lực và phẩm chất của học sinh
Chúng tôi xin cam đoan mọi thông tin nêu trong đơn là trung thực, đúng sự thật và hoàn toàn chịu trách nhiệm trước pháp luật.
Kim Sơn, ngày 10 tháng 05 năm 2023
ĐẠI DIỆN NHÓM TÁC GIẢ
Đỗ Thị Túc
Trang 12“Thiết kế và chế tạo thiết bị điện sử dụng năng lượng tái tạo ứng
dụng trong đời sống.”
2 Mô tả chủ đề:
Nội dung Điện – Từ trong Vật lý lớp 11 là phần kiến thức tương đối trừutượng, học sinh khó tiếp cận, tiếp nhận kiến thức còn mơ hồ, không rõràng hoặc chỉ thông qua các công thức, mạch vẽ trên giấy khô khan …
do khi học về nội dung này thì dường như có rất ít thí nghiệm kiểmchứng, không tường minh hay riêng lẻ trong một sản phẩm nào đó, kiếnthức trong sách vở ít gắn với thực tiễn Học sinh không nhận dạng đượccác linh kiện điện, điện tử đơn giản như : điện trở, tụ điện, cuộn cảm,điot, tranzito…; có nhiều em không biết cách sử dụng đồng hồ đa năng
để đo điện áp, đo dòng điện, đo điện trở …; các em khó hình dung đượccách mắc một mạch điện trong thực tế cần làm như thế nào…
Vấn đề tiết kiệm năng lượng vẫn đang là một chủ đề quan trọngxuyên suất trong quá trình dạy các môn khoa học tự nhiên nói chung và
bộ môn Vật lý nói riêng Việc lồng ghép giáo dục tiết kiệm năng lượngvào các chủ đề dạy học liên quan đến sử dụng năng lượng trong đờisống, sản xuất là rất cần thiết có ảnh hưởng trực tiếp đến hệ tư tưởngcủa các thế hệ học sinh Điện năng là dạng năng lượng sạch được sảnxuất từ nhiều nguồn năng lượng tái tạo tự nhiên, được sử dụng rất phổbiến và ứng dụng trong mọi lĩnh vực khoa học, kĩ thuật… Thiết kế và chếtạo các mô hình máy phát điện sử dụng năng lượng tái tạo và ứng dụng
Trang 13nó trong các thiết bị, máy móc thông minh sử dụng rộng rãi trong sinhhoạt, trong xử lý ô nhiễm môi trường … là một trong các hướng nghiêncứu khoa học hiện nay Học sinh được làm, tiếp cận sẽ kích thích sự say
mê, sáng tạo trong nghiên cứu các lĩnh vực khoa học tiếp cận với thựctiễn Đồng thời các ngành điện, kĩ thuật điện- điện tử, công nghệ thôngtin là những ngành có nhiều triển vọng phát triển và cũng là nhữnghướng lựa chọn nghề nghiệp ở các trường đại học hiện nay Việc thựchiện thiết kế một mạng điện đơn giản và ứng dụng được trong cuộcsống cũng góp phần giúp các em hình dung ra công việc của các kĩ sưđiện, kĩ sư cơ khí, kĩ sư điện tử viễn thông … như thế nào Từ đó cũnggóp phần định hướng trong việc lựa chọn nghề nghiệp của học sinh khối
- Kĩ năng tính toán
+ Tính toán và đưa ra kết quả với độ chính xác phù hợp
+ Sử dụng các đại lượng và các đơn vị theo chuẩn
+ Trình bày số liệu bằng cách sử dụng đồ thị, biểu đồ
+ Phân tích số liệu và đồ thị
+ Thực hiện phân tích toán học
+ Sử dụng các mô hình và lý thuyết để dự đoán kết quả và xu hướng
- Kỹ năng lên kế hoạch:
+ Học sinh biết cách đặt những câu hỏi có tính khoa học
+ Xác định được các bằng chứng phù hợp, chặt chẽ, có tính khoa học đểtrả lời cho câu hỏi
+ Đề xuất giả thuyết và dự đoán kết quả của những tình huống thay đổi+ Xác định được các biến, các yếu tố có thể gây ảnh hưởng đến việc khảo sát
+ Chuẩn bị, lên kế hoạch những phương pháp dùng trong khảo sát
+ Lựa chọn thiết bị và dụng cụ phù hợp khi thực hiện hoặc có thể hiểu được hạn chế của thiết bị để đề xuất các phương án thay thế
+ Lựa chọn phương pháp kỹ thuật thực hành phù hợp để thực hiện
nhiệm vụ
– Kỹ năng quan sát:
+ Quan sát các công trình, kiến trúc nơi mình sinh sống
+ Quan sát các tác phẩm hội hoạ, thiết kế
+ Tìm kiếm và xử lý được những thông tin phù hợp từ nhiều nguồn khác nhau
+ Nêu được lý do quyết định, xác định được các phép biến hình có trong các tác phẩm
– Kỹ năng thực hành:
+ Sử dụng các thiết bị phù hợp để thực hiện quy trình
+ Tiến hành quan sát và thiết kế phù hợp cho những yêu cầu khác nhau+ Thu thập và ghi nhận được số liệu
– Kỹ năng đánh giá:
+ Phân tích lỗi trong dữ liệu có được
+ Đánh giá và cải thiện phương pháp
+ Phân tích bằng chứng để đưa ra kết quả chính xác
Trang 14+ Đánh giá phương pháp trình bày
+ Đánh giá luận điểm khoa học và đưa ra các bằng chứng phù hợp
+ Đánh giá các mô hình khoa học
+ Biết đánh giá rủi ro và lợi ích của các yếu tố một cách chặt chẽ, khoa học
+ Xem xét những hạn chế và đạo đức của khoa học
– Kỹ năng giao tiếp:
+ Biết cách sắp xếp thông tin từ nhiều nguồn khác nhau
+ Đề xuất được phương pháp để mô tả cách thực hiện nhiệm vụ
+ Biết cách trình bày giải pháp khoa học, hiệu quả
+ Đưa ra cách giải thích hợp lý cho các quan sát
+ Có thể lập luận, lý giải với các bằng chứng hỗ trợ
+ Có kỹ năng giao tiếp hiệu quả với người nghe, có thể sử dụng các thuật ngữ khoa học đúng ngữ cảnh
Trong chủ đề này, học sinh sẽ thực hiện dự án thiết kế và chế tạo được thiết kế từ những nguồn vật liệu dễ kiếm, an toàn đối với người sử dụng
Theo đó, HS phải tìm hiểu và chiếm lĩnh các kiến thức mới
– Vật lý 11
+ Dòng điện không đổi Nguồn điện + Điện năng Công suất điện+ Định luật Ôm đối với toàn mạch + Ghép các nguồnđiện thành bộ
+ Dòng điện trong môi trường kim loại + Dòng điện trong chất điệnphân
+ Dòng điện trong môi trường chất bán dẫn
– Vật lý 9
+ Hiện tượng cảm ứng điện từ
+ Máy phát điện (Dinamo)
Trang 15Không gian Lớp học và tại nhà
Kế hoạch
bài học
Mục tiêu bài học: Vận dụng kiến thức đã học và kiến thức
về dòng điện, nguồn điện, máy phát điện, điện công suất điện,định luật ôm cho toàn mạch, dòng điệntrong các môi trường, kiến thức thiết kế mạch điện, mạchchỉnh lưu, để xác định vấn đề, thiết kế và tìm giải pháp,đánh giá hiệu quả của giải pháp thiết kế, nhận diện cáchạn chế thiết kế, kĩ năng hợp tác nhóm, kĩ năng thuyếttrình và giao tiếp hiệu quả
năng-Kiến thức liên quan:
Vật lý: Dòng điện, nguồn điện, Máy phát điện, công- côngsuất điện, định luật ôm cho toàn mạch, dòng điện trongkim loại, dòng điện trong chất điện phân, dòng điện trongchất bán dẫn…
Công nghệ: Điện trở - tụ điện – cuộn cảm; Các linh kiệnđiện tử; Mạch chỉnh lưu; Nguồn điện một chiều; Các bướcthiết kế chế tạo mạch điện nguồn một chiều …
Tiến trình học: Học sinh vận dụng quy trình thiết kế kĩ
thuật gồm 8 bước để giải quyết vấn đề đặt ra:
1 Tìm hiểu thực tiễn, xác định vấn đề
2 Nghiên cứu kiến thức nền
3 Động não – tìm giải pháp
4 Lựa chọn giải pháp khả thi
5 Thiết kế - chế tạo mẫu thử nghiệm
6 Thử nghiệm mẫu thiết kế
7 Báo cáo và thảo luận kết quả
8 Đánh giá và thiết kế lạiTrong chuyên đề này quy trình 8 bước được thể hiện qua
5 hoạt động chínhHĐ1: Xác định vấn đề (yêu cầu thiết kế, chế tạo)HĐ2: Nghiên cứu kiến thức nền và đề xuất giải pháp thiếtkế
HĐ3: Trình bày và thảo luận phương án thiết kếHĐ4: Chế tạo mô hình/ thiết bị theo phương án thiết kế
HĐ5: Trình bày và thảo luận về sản phẩm được chế tạo,
điều chỉnh thiết kế ban đầu
Trang 16điện năng Xây dựng được công thức tính công và công suất của nguồnđiện.
- Phát biểu được nội dung định luật Ôm cho toàn mạch.
- Tự suy ra được định luật Ôm cho toàn mạch từ định luật bảo toànnăng lượng
- Nhận biết được các loại bộ nguồn nối tiếp, song song, hỗn hợp đốixứng
- Vận dụng được định luật Ôm đối với đoạn mạch có chứa nguồn điện,
- Nhớ lại và vận dụng kiến thức về quan hệ hiệu điện thế, cường độdòng điện, điện trở trong đoạn mạch mắc song song và đoạn mạch mắcnối tiếp
- Biết cách lựa chọn và sử dụng một số dụng cụ điện thích hợp vàmắc chúng thành mạch điện để khảo sát sự phụ thuộc của hiệu điện thế
U giữa hai đầu đoạn mạch chứa nguồn vào cường độ dòng điện I chạytrong mạch đó
- Có thể nhận biết được điện trở, tụ điện, cuộn cảm, điot ,các linh kiệnđiện tử ; biết cách sử dụng đồng hồ đo điện đa năng để đo điện áp, đodòng điện
- Có kĩ năng thiết kế, chế tạo hoặc lắp ráp một máy phát điện
- Có kĩ năng lắp ráp một mạch điện một chiều gồm máy phát (hoặcpin quang điện), mạch chỉnh lưu, mạch sạc và tích điện vào pin hoặcacquy để sử dụng
- Thiết kế mạch điện đơn giản gồm nguồn điện một chiều và tải tiêuthụ (mạch đèn, động cơ, )
- vẽ được bản vẽ thiết kế mạch điện đơn giản của sản phẩm
- Mô tả được cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của sản phẩm
- Có kĩ năng viết báo cáo dự án khoa học
- Có kĩ năng thiết kế bài thuyết trình bằng Video, PowerPoint
- Trình bày, bảo vệ được ý kiến của mình và phản biện ý kiến củangười khác;
- Hợp tác trong nhóm để cùng thực hiện nhiệm vụ học tập
b) Phát triển phẩm chất:
- Trách nhiệm: Biết chịu trách nhiệm với thành quả của cá nhân, tập
thể; không đổ lỗi cho người khác Chủ động phát hiện, chiếm lĩnh trithức mới, biết quy lạ về quen, có tinh thần trách nhiệm hợp tác xâydựng cao
- Trung thực: Học sinh biết tôn trọng kết quả của bản thân, tôn
trọng lẽ phải; thật thà, ngay thẳng trong học tập và làm việc, lên án
sự gian lận Trung thực trong các phép đo vật lý, trong thí nghiệm,thực hành vật lý
- Chăm chỉ: Chăm làm, ham học, có tinh thần tự học, chăm chỉ tích
cực xây dựng bài, nhiệt tình tham gia các công việc của tập thể, tinhthần vượt khó trong công việc
- Nhân ái: Yêu con người, yêu cái đẹp của khoa học tự nhiên, ham
thích các thí nghiệm vật lý, tôn trọng sự khác biệt, ý kiến trái chiều;sẵn sàng học hỏi, hòa nhập và giúp đỡ mọi người
c) Định hướng phát triển năng lực:
- Năng lực tự học: Học sinh xác định đúng đắn động cơ, thái độ học
tập; tự đánh giá và điều chỉnh được kế hoạch học tập; tự nhận ranhững sai sót và khắc phục Học sinh phân biệt được các linh kiện điện,điện tử, động cơ, motơ, đinamo… học cách nối dây điện, hàn điện, thiết
kế mạch điện và học cách lắp ráp mạch điện hoàn chỉnh
Trang 17- Năng lực giao tiếp: Tiếp thu kiến thức, trao đổi học hỏi bạn bè
thông qua việc thực hiện nhiệm vụ trong các hoạt động trải nghiệm,thiết kế, tạo ra được các sản phẩm có ứng dụng cao trong thực tiễn; cóthái độ tôn trọng, lắng nghe, có phản ứng tích cực trong giao tiếp
- Năng lực hợp tác: Học sinh xác định được nhiệm vụ của tổ/nhóm,
trách nhiệm của bản thân đề xuất được những ý kiến đóng góp, gópphần hoàn thành nhiệm vụ học tập
- Năng lực giải quyết vấn đề: Học sinh tiếp cận hệ thống câu hỏi và
bài tập, những tình huống có vấn đề Phân tích được các vấn đề đểđưa ra những giải pháp xử lí tình huống, những vấn đề liên quan đến
bộ môn và trong thực tế
- Năng lực mô hình hóa: Biết thiết kế mạch điện đơn giản, từ đó
thực hành chế tạo, lắp ráp mạch điện hoàn chỉnh
- Năng lực sử dụng ngôn ngữ: Học sinh có khả năng thuyết trình,
giảng giải cho các bạn và thầy cô sản phẩm sau khi hoàn thành
4 Thiết bị:
GV sẽ hướng dẫn HS sử dụng một số thiết bị sau khi học chủ đề:
– Tím hiểu cấu tạo máy phát điện, pin quang điện, pin, acquy…
- Điện trở, tụ điện, mạch chỉnh lưu, mạch sạc phù hợp, các IC cảmbiến…
– Một số nguyên vật liệu như:, đồng hồ đo điện đa năng,các linh kiệnđiện, điện tử : dây điện, dụng cụ hàn điện, bóng đèn, động cơ, bút vẽ,bảng màu,…
Từ đó xác định được phương án thiết kế hệ thống mạch điện của nhóm
- Học sinh nhận thấy được ý nghĩa, tầm quan trọng của việc thiết kếchế tạo các mô hình mạch điện sử dụng năng lượng tái tạo có ứng dụngtrong đời sống Đặc biệt các mô hình đó có thể được sử dụng trong giađình, nhà trường và địa phương…góp phần tiết kiệm năng lượng, tái sửdụng các nguồn năng lượng tái tạo, có ứng dụng trong các lĩnh vực khoahọc, kĩ thuật và bảo vệ môi trường sống
b Nội dung:
- Học sinh hiểu rõ yêu cầu của hoạt động này là thu thập thông tintìm hiểu về : mô hình máy phát điện sử dụng năng lượng gió, thủy điện,pin quang điện; mạch chỉnh lưu, pin điện hóa, acquy, đinamo,động cơđiện, cảm biến ánh sáng, hệ thống tưới tiêu tự động, hệ thống lọc khí …
Từ đó xác định được phương án thiết kế hệ thống mạch điện của nhóm
- GV & HS đưa ra được ý tưởng các sản phẩm mà các nhóm sẽ thiết
kế và chế tạo trong chuyên đề, nói rõ mỗi sản phẩm xuất phát từ nhucầu thực tế nào, xây dựng tiêu chí đánh giá đối với mỗi sản phẩm
- Giáo viên thống nhất kế hoạch triển khai:
Trang 18Hoạt động 1: Giao nhiệm vụ dự án Tiết 1
Hoạt động 2: Nghiên cứu kiến thức nền,
đề xuất giải pháp và chuẩn bị bản thiết
kế sản phẩm để báo cáo
1 tuần ở nhà, HS tự nghiêncứu, GV cho HS báo cáo kiếnthức và chốt nội dung kiếnthức nền (4 tiết )
Hoạt động 3: Đề xuất các bản thiết kế,
Hoạt động 4: Chế tạo, thử nghiệm 2 tuần HS tự làm ở nhà, trường theo nhóm + GV hỗ trợ
(3 tiết)
Hoạt động 5: Chia sẻ, thảo luận, điều
c Dự kiến sản phẩm hoạt động của học sinh
Kết thúc hoạt động, HS cần đạt được các sản phẩm sau:
– Bản ghi chép tìm hiểu về sản phẩm của nhóm mình, ứng dụng củasản phẩm trong thực tiễn, và có ý nghĩa như thế nào với tập thể, cánhân
– Bản ghi chép trong nhật ký học tập cá nhân kiến thức về các kiếnthức liên quan và cơ sở tìm hiểu thực tế của sản phẩm
– Bảng mô tả nhiệm vụ của dự án và nhiệm vụ các thành viên; thờigian thực hiện dự án và các tiêu chí đánh giá sản phẩm của dự án
– Mô tả và giải thích được bản thiết kế mạch điện sử dụng nănglượng tái tạo của nhóm và ứng dụng của sản phẩm trong thực tiễn
Lưu ý: Học sinh có thể tìm hiểu thêm trên Internet, đi tìm hiểu trực
tiếp, phỏng vấn… ghi lời mô tả hoặc quay video, chụp ảnh…và ghi tómtắt vào vở cá nhân chuẩn bị báo cáo
Những thông tin và ý kiến cá nhân này có thể sai hoặc không hoànthành ở các mức độ khác nhau Giáo viên có thể và cần phải dự đoánđược mức độ hoàn thành của sản phẩm này để định trước phương án xử
lí phù hợp
Dự kiến sản phẩm mà các nhóm sẽ thiết kế và chế tạo
+ Hệ thống tưới tiêu tự động sử dụng máy phát điện dùng năng lượnggió
+ Hệ thống cảnh báo nguy hiểm cho người tham gia giao thông khi mưagiông cục bộ sử dụng máy phát điện dùng năng lượng gió, pin nănglượng mặt trời
+ Máy hút bụi khử khuẩn thông minh sử dụng pin năng lượng mặt trời+ Cây nhân tạo sử dụng năng lượng mặt trời
d Cách thức tổ chức hoạt động
– Trước khi diễn ra tiết học GV giao cho học sinh tìm hiểu:
+ Phân loại năng lượng hoá thạch và năng lượng tái tạo
+ Vai trò của năng lượng tái tạo
+ Tìm hiểu về các nhà máy phát điện ở Việt Nam Mỗi nhà máy đó
sử dụng nguồn năng lượng nào để chuyển hóa thành điện năng? Môhình máy phát điện mà các em ấn tượng nhất là loại nào?
+ Tìm hiểu các mô hình mạch điện có máy phát điện hoặc pin điện
sử dụng năng lượng tái tạo và ứng dụng thực tiễn của nó trong đời sống
- Tổ chức cho học sinh báo cáo nội dung đã tìm hiểu được và phântích nhu cầu thực tế các nhóm đưa ra ý tưởng cần thiết kế, chế tạo các
mô hình sản phẩm của nhóm mình, GV định hướng tổng hợp và đi đếnthống nhất các sản phẩm mà các nhóm sẽ thiết kế, chế tạo gồm:
Trang 19+ Hệ thống tưới tiêu tự động sử dụng máy phát điện dùng nănglượng gió
+ Mạch đèn giao thông tự động sử dụng máy phát điện dùng nănglượng gió
+ Máy hút bụi thông minh sử dụng pin năng lượng mặt trời
+ Hệ thống lọc bụi không khí sử dụng pin năng lượng mặt trời
- Giáo viên xác nhận kiến thức cần sử dụng là chủ yếu thuộc phần Vật
lý 11, Chương II Dòng điện không đổi, chương III Dòng điện trong cácmôi trường Ngoài ra, học sinh cần nắm được một số kĩ năng liên quanđến máy tính, thiết kế đồ họa, kĩ năng nhận biết các linh kiện điện, điện
tử, cách thiết kế mạch điện – điện tử đơn giản trong kiến thức chương1Công nghệ 12,…
Bước 1 Đặt vấn đề, chuyển giao nhiệm vụ
Trên cơ sở GV đã giao nhiệm vụ cho HS về nhà tìm hiểu về nănglượng tái tạo, các mô hình nhà máy phát điện ở Việt nam, các mô hìnhmạch điện có sử dụng năng lượng tái tạo ứng dụng trong đời sống thựctiễn giáo viên định hướng để học sinh đặt ra được các câu hỏi, giả thuyếtkhoa học để đưa ra định hướng nghiên cứu bao gồm:
Câu 1 Điện năng có thể được sản xuât từ các nguồn năng lượng tái tạo
nào? Nếu thay thế sử dụng điện lưới quốc gia bằng một nguồn điện tự
chế sử dụng năng lượng tái tạo ở gia đình, nhà trường, xã hội em nghĩ sẽ
sử dụng dạng năng lượng nào? Có thể ứng dụng năng lượng điện đótrong các thiết bị điện nào?
Câu 2 Để chế tạo được nguồn điện từ các nguồn năng lượng tái tạo ta
cần phải chuẩn bị những gì? Nguyên tắc hoạt động của máy phát điện(pin điện) như thế nào?
Câu 3 Để có thể lưu trữ điện năng sản xuất được ta cần nạp điện vào
pin hoặc ácquy Cần phải có lưu ý gì khi nạp điện vào acquy và pin?
Câu 4 Nếu sản xuất điện nhỏ sử dụng cho nhu cầu đơn lẻ của gia đình
hoặc cộng đồng thì có thể sử dụng nguồn điện đó để làm gì?
Hiện nay, điện, kĩ thuật điện- điện tử, công nghệ thông tin là mộttrong những ngành có nhiều triển vọng phát triển và cũng là nhữnghướng lựa chọn nghề nghiệp ở các trường đại học hiện nay Việc thựchiện thiết kế một mạng điện đơn giản và ứng dụng được trong cuộcsống cũng góp phần giúp các em hình dung ra công việc của các kĩ sưđiện, kĩ sư cơ khí, kĩ sư điện tử viễn thông … như thế nào Cô tin rằng,qua quá trình làm dự án này các em sẽ rèn luyện thêm kĩ năng của bảnthân và xây dựng đam mê của bản thân trong các lĩnh vực nghiên cứukhoa học
Bước 2 Giao nhiệm vụ cho HS và xác lập tiêu chí đánh giá sản phẩm
Trang 20GV nêu nhiệm vụ: dự án thiết kế sản phẩm theo ý tưởng.
Sản phẩm chế tạo cần đạt được các tiêu chí về các phép biến hình,hình thức, chi phí và được đánh giá cụ thể qua phần đánh giá của Phiếuđánh giá số 1
Bước 3 Giáo viên thống nhất kế hoạch triển khai
Hoạt động 2: Nghiên cứu kiến thức nền,
đề xuất giải pháp và chuẩn bị bản thiết
kế sản phẩm để báo cáo
1 tuần ở nhà, HS tựnghiên cứu, GV cho HSbáo cáo kiến thức và chốtnội dung kiến thức nền (3tiết)
Hoạt động 3: Đề xuất các bản thiết kế,
Hoạt động 4: Chế tạo, thử nghiệm 2 tuần HS tự làm ở nhà, trường theo nhóm + GV
Nghiên cứu các kiến thức Vật lý, Công nghệ liên quan
b Nội dung hoạt động
Học sinh phải nắm được kiến thức nền sau:
- Nội dung 1: Dòng điện không đổi Nguồn điện Ghép nguồn điện thành bộ
- Nội dung 2: Điện năng Công suất điện
- Nội dung 3: Định luật ôm cho toàn mạch
- Nội dung 4 Dòng điện trong các môi trường (kim loại, chất điện phân, chất khí, chất bán dẫn)
- Nội dung 5: Các linh kiện điện tử
Phiếu đánh giá số 2: Đánh giá kiến thức nền
