Thực trạng dạy học chủ đề "Bản vẽ kỹ thuật" hiện nay Qua quan sát thực tế, trao đổi với đồng nghiệp và tham khảo các tài liệu hướng dẫn giảng dạy, có thể nhận thấy một số đặc điểm phổ b
NỘI DUNG
CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN
Giáo dục STEM là một phương pháp giáo dục tích hợp, kết hợp các môn học khác nhau và chú trọng vào thực hành Qua đó, học sinh không chỉ tiếp thu kiến thức khoa học mà còn học cách áp dụng kiến thức đó vào thực tiễn.
Giáo dục STEM tập trung vào việc phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh thông qua các tình huống thực tiễn Trong mỗi bài học STEM, học sinh phải đối mặt với một vấn đề thực tế liên quan đến kiến thức khoa học Để tìm ra giải pháp, học sinh cần nghiên cứu và khai thác kiến thức từ các môn học liên quan, sử dụng sách giáo khoa, học liệu, thiết bị thí nghiệm và công nghệ để giải quyết vấn đề.
1.1.1 Một số đặc điểm dạy học tích hợp STEM
- Là một quan điểm dạy học, bản chất là dạy học tích hợp ( S, T, E , M) trong đó: Science: Khoa học, Technology: Công nghệ, Engineering: Kỹ thuật và Math: Toán học
- Hướng tới giải quyết các vấn đề thực tiễn
- Là hoạt động định hướng thực hành và định hướng sản phẩm
- Là hoạt động nhằm hình thành xúc cảm tích cực cho người học
- Là hoạt động dạy học nhằm phát triển kết hợp trí óc và chân tay
1.1.2 Điều kiện triển khai giáo dục STEM
- Đảm bảo: có sự quan tâm đầy đủ và toàn diện đến lĩnh vực giáo dục
- Hiểu biết: toàn diện và thống nhất về giáo dục STEM Kết nối hoạt động STEM với hoạt động dạy học
Kết nối giữa các cơ sở giáo dục đại học, giáo dục nghề nghiệp, trung tâm nghiên cứu và cơ sở sản xuất là rất quan trọng để khai thác nguồn lực về con người và cơ sở vật chất, nhằm hỗ trợ hiệu quả cho các hoạt động giáo dục STEM.
1.2.1 Tiêu chí xây dựng bài học STEM
TC 1 Chủ đề bài học STEM tập trung vào các vấn đề thực tiễn
TC 2 Cấu trúc bài học STEM theo quy trình thiết kế kĩ thuật
TC 3 Phương pháp dạy học bài học stem đưa học sinh vào hoạt động tìm tòi và khám phá, định hướng hành động, trải nghiệm và sản phẩm
TC 4 Hình thức tổ chức bài học stem lôi cuốn học sinh vào hoạt động nhóm kiến tạo
TC 5 Nội dung bài học stem áp dụng chủ yếu vào nội dung khoa học và toán mà học sinh đã và đang học
TC 6 Tiến trình bài học stem tính đến có nhiều đáp án đúng và coi sự thất bại như là một phần cần thiết trong học tập
1.2.2 Quy trình xây dựng bài học STEM
Bước đầu tiên trong việc xây dựng bài học là lựa chọn chủ đề, dựa trên nội dung kiến thức trong chương trình môn học, mối liên hệ với các kiến thức tự nhiên và ứng dụng thực tiễn của chúng.
Bước 2: Xác định vấn đề cần giải quyết là rất quan trọng sau khi chọn chủ đề bài học Việc này giúp giao cho học sinh một nhiệm vụ mà họ phải vận dụng kiến thức và kỹ năng đã học, đặc biệt là trong lĩnh vực STEM, để xây dựng bài học hiệu quả.
Bước 3: Để giải quyết vấn đề đã xác định, cần xây dựng tiêu chí rõ ràng cho giải pháp.
Bước 4: Thiết kế tiến trình tổ chức hoạt động dạy học cần xác định rõ mục đích, nội dung và sản phẩm học tập mà học sinh phải hoàn thành Các hoạt động học có thể diễn ra trong và ngoài lớp học, bao gồm cả ở trường, tại nhà và trong cộng đồng Ngoài ra, cần phát triển bài học điện tử trên mạng để hỗ trợ và hướng dẫn học sinh trong quá trình học tập bên ngoài lớp học.
1.2.3 Tiến trình tổ chức hoạt động dạy học STEM
Hoạt động 1: Tìm hiểu thực tiễn, phát hiện vấn đề
Hoạt động 2: Hoạt động nghiên cứu kiến thức nền
Hoạt động 3: Hoạt động giải quyết vấn đề
1.2.4 Chú ý khi soạn bài học STEM
- Xây dựng bài học STEM về chủ đề sẽ dạy
- Liên hệ chủ đề của bài học với một vấn đề thực tiễn
- Xác định rõ thử thách STEM mà học sinh sẽ thực hiện
- Xác định tiêu chí đánh giá kết quả thực hiện nhiệm vụ học tập
- Áp dụng quy trình thiết kế công nghệ để xây dựng kế hoạch bài học
Về sách giáo khoa và tài liệu tham khảo
Chương trình GDPT 2018 trong SGK đã tinh giản nội dung hàn lâm và thiết kế các hoạt động dẫn dắt gần gũi, thực tiễn Tuy nhiên, sự liên hệ giữa môn Toán và thực tế cuộc sống vẫn còn hạn chế, đặc biệt là khả năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn chưa được phát huy cao.
SGK xuất hiện các bài tập thực tế nhưng số lượng còn rất ít so với kiến thức thực tế mà các em được học
Năng lực giải quyết vấn đề và ứng dụng thực tế thông qua mô hình hóa toán học trong sách giáo khoa vẫn chưa được thể hiện rõ ràng.
Về tài liệu tham khảo
Hiện nay, nhu cầu đổi mới thi cử đã dẫn đến sự gia tăng tài liệu về các bài tập toán ứng dụng thực tế Tuy nhiên, các tài liệu này thường còn rời rạc, thiếu hệ thống và phân loại chi tiết Hầu hết chỉ cung cấp các bài tập trích dẫn từ đề thi thử mà không có phân tích hay thiết kế cho các bài giảng cụ thể, gây khó khăn cho giáo viên trong việc tham khảo và áp dụng.
Về giáo viên và học sinh a Ưu điểm
Khóa học đầu tiên đã khởi động chương trình mới, mang lại những chuyển biến tích cực trong phương pháp dạy học môn Toán ở trường THPT Giáo viên đã chú trọng chuyển từ hình thức học tập thụ động sang học tập chủ động, tập trung vào năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh Các hình thức dạy học tích cực được áp dụng, làm cho việc học trở nên hứng thú hơn Sự phát triển mạnh mẽ của công nghệ thông tin cũng đã hỗ trợ quá trình dạy học, giúp học sinh tự khám phá tri thức mới một cách độc lập, giảm sự phụ thuộc vào giáo viên.
Khóa đầu tiên thực hiện chương trình mới đã cho thấy nỗ lực của giáo viên trong việc tiếp cận phương pháp dạy học đổi mới, tuy nhiên, sự thực hiện không đồng đều giữa các trường và địa phương Một số giáo viên vẫn chưa áp dụng phương pháp giáo dục mới do quá trình chuyển đổi diễn ra chậm Hơn nữa, phương pháp dạy học của nhiều giáo viên còn thiếu tính sáng tạo và có phần gượng ép.
Nhiều giáo viên chỉ tập trung vào việc rèn luyện các dạng bài tập để chuẩn bị cho kỳ thi tốt nghiệp và đại học, khiến học sinh chỉ học để vượt qua các kỳ thi mà quên đi mục tiêu quan trọng là áp dụng kiến thức vào thực tiễn.
Trong thời đại AI hiện nay, sự phát triển mạnh mẽ của khoa học kỹ thuật đòi hỏi chúng ta phải xem xét lại phương pháp truyền thụ kiến thức cho học sinh Quá trình hình thành năng lực không chỉ là phát triển phẩm chất mà còn là nâng cao năng lực toàn diện của học sinh Việc bồi dưỡng giáo dục năng lực cần được thực hiện theo quy luật sư phạm, đảm bảo tính khoa học và thực tiễn.
Chúng tôi áp dụng phương pháp dạy học theo định hướng STEM trong môn Toán tại trường phổ thông nhằm đổi mới phương pháp giảng dạy, đáp ứng nhu cầu của xã hội hiện đại.
THIẾT KẾ HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC STEM
THIẾT KẾ BẢN VẼ KĨ THUẬT
- Nhận biết, trình bày được các yếu tố, nguyên tắc cơ bản trong bản vẽ kỹ thuật như khổ giấy, viết khung tên, khung bản vẽ,
- Liệt kê được các tiêu chuẩn của bản vẽ kỹ thuật
- Đọc được thông tin về một số bản vẽ kỹ thuật đơn giản
- Vẽ được bản vẽ kỹ thuật đơn giản
- Năng lực tư duy và lập luận toán học:
+ Học sinh biết cách nghiên cứu tài liệu, biết chỉ ra các yếu tố của bản vẽ kĩ thuật trong một trường hợp cụ thể
- Năng lực giải quyết vấn đề toán học:
+ Học sinh biết áp dụng cách đọc, vẽ bản vẽ kĩ thuật vào những trường hợp cụ thể
+ Học sinh có thể áp dụng các kiến thức về bản vẽ kĩ thuật để giải quyết những bài toán trong thực tế
- Năng lực mô hình hoá toán học:
+ Học sinh vẽ được bản vẽ kĩ thuật đơn giản
- Năng lực tự chủ và tự học:
+ Tự tìm hiểu nội dung một số vấn đề liên quan đến bản vẽ kĩ thuật
+ Tự mình giải quyết các bài tập được giao
- Năng lực giao tiếp và hợp tác:
Học sinh thảo luận về bài tập trong nhóm và trả lời câu hỏi từ giáo viên Sau đó, các em trình bày sản phẩm của mình để các bạn khác lắng nghe và đưa ra ý kiến góp ý.
- Nhân ái: có ý thức tôn trọng ý kiến của các thành viên trong nhóm khi hợp tác
- Chăm học, chăm chỉ: tích cực làm bài trên lớp, phát biểu xây dựng bài, trao đổi bài với học sinh khác trên lớp
- Có trách nhiệm: có ý thức hỗ trợ, hợp tác với các thành viên trong nhóm để hoàn thành nhiệm vụ
Tạo hứng thú, kết nối thực tế với bài học bản vẽ kỹ thuật
HS trải nghiệm quan sát vật thể đa chiều và phác thảo hình ảnh ban đầu
HS hiểu được khái niệm phép chiếu vuông góc, tên gọi, vị trí và mối liên hệ
của 3 hình chiếu cơ bản (đứng, bằng, cạnh)
GV giới thiệu nhiệm vụ dự án STEM
Bài thuyết trình bao gồm hình ảnh và video về công trình và máy móc, bản vẽ lắp ráp đồ gia dụng IKEA, cùng với sơ đồ phép chiếu vuông góc thể hiện ba mặt phẳng và hướng chiếu Ngoài ra, còn có sơ đồ mở các mặt phẳng chiếu và ví dụ về ba hình chiếu của khối hộp và khối lăng trụ, đồng thời giới thiệu các loại nét như nét liền đậm và nét đứt.
Vật thể 3D đơn giản cho mỗi nhóm (hộp diêm, cục tẩy hình lăng trụ, lon nước, khối gỗ chữ L, chặn giấy đơn giản )
Giấy nháp, bút chì cho HS phác thảo ở Hoạt động 2
Mô hình 3 mặt phẳng chiếu đôi một vuông góc có tháo ra được
Hoạt động 1: Khởi động (1-5 phút) - Giáo viên sẽ chiếu video hấp dẫn cho học sinh, bao gồm hình ảnh cầu vượt biển hiện đại, robot công nghiệp đang hoạt động, bản thiết kế chi tiết máy bay, và mô hình LEGO phức tạp đã hoàn thành.
Hãy để học sinh quan sát những hình ảnh về các cây cầu vững chãi, cỗ máy hiện đại và các mô hình phức tạp Điều này dẫn đến câu hỏi: Làm thế nào con người có thể tạo ra những sản phẩm tuyệt vời và chính xác đến từng milimet từ những ý tưởng ban đầu? Dự kiến, học sinh sẽ trả lời rằng cần có bản thiết kế, kế hoạch và hình vẽ Tuy nhiên, nếu học sinh im lặng hoặc chưa hình dung được, chúng ta cần khuyến khích họ suy nghĩ thêm.
Nếu không có hướng dẫn chi tiết, công nhân sẽ gặp khó khăn trong việc lắp ráp các bộ phận của robot theo đúng thứ tự Họ cũng sẽ không biết cần bao nhiêu trụ cho cây cầu và vị trí đặt chúng Điều này cho thấy sự cần thiết của một "bản chỉ dẫn" rõ ràng và cụ thể.
Bản vẽ kỹ thuật là ngôn ngữ chung mà các kỹ sư, kiến trúc sư và nhà thiết kế sử dụng để giao tiếp ý tưởng một cách rõ ràng và thống nhất Ví dụ như tờ hướng dẫn lắp ráp bàn ghế học sinh, nó cung cấp thông tin về hình dạng, số lượng các bộ phận và cách lắp ráp Bản vẽ kỹ thuật có vai trò quan trọng trong việc mô tả hình dạng, kích thước và cấu tạo của vật thể, cũng như các thông tin kỹ thuật cần thiết cho chế tạo và kiểm tra.
Trong bài học STEM sắp tới, giáo viên sẽ hướng dẫn học sinh lớp 11 về cách biểu diễn vật thể 3 chiều lên mặt phẳng 2 chiều thông qua bài Bản vẽ kỹ thuật, với trọng tâm là phương pháp Hình chiếu vuông góc Để áp dụng lý thuyết vào thực tiễn, học sinh sẽ thực hiện một dự án nhỏ, trong đó mỗi nhóm sẽ đóng vai trò như những nhà thiết kế, tiến hành quan sát, đo đạc và hoàn thiện bản vẽ kỹ thuật với 3 hình chiếu vuông góc của một vật thể đơn giản Sản phẩm cuối cùng sẽ là một bản vẽ đúng quy cách Tuy nhiên, một số học sinh tỏ ra lo lắng vì cho rằng "vẽ kỹ thuật nghe có vẻ khó".
Đừng quá lo lắng! Chúng ta sẽ tiến hành từng bước một Hôm nay, chúng ta sẽ tìm hiểu các nguyên tắc cơ bản và sau đó sẽ có thời gian để thực hành Điều quan trọng là phải quan sát một cách tỉ mỉ và cẩn thận.
Chia nhóm và chuyển tiếp hoạt động
Trong khoảng thời gian từ phút 6 đến 8, giáo viên sẽ giao nhiệm vụ và phát vật liệu cho học sinh Mỗi nhóm sẽ nhận một vật thể 3D, như hộp diêm, cục tẩy lăng trụ, lon nước ngọt hoặc khối gỗ chữ L Giáo viên yêu cầu học sinh quan sát kỹ lưỡng vật thể từ nhiều góc độ khác nhau Để minh họa, giáo viên sẽ cầm một vật thể mẫu và hướng dẫn học sinh chú ý nhìn từ các hướng chính.
1 Nhìn trực diện vào mặt mà các em cho là thể hiện rõ nhất đặc điểm của vật (gọi là mặt TRƯỚC)
2 Nhìn thẳng từ trên trời nhìn xuống (hướng trên xuống)
3 Nhìn từ phía bên trái nhìn sang (hướng trái sang phải)."
Trong khoảng thời gian từ phút 9 đến 19, học sinh sẽ quan sát và phác thảo hình ảnh 2D từ ba hướng: hình trước, hình trên và hình trái Giáo viên hướng dẫn: "Sau khi quan sát, các em hãy lấy giấy nháp và bút chì, mỗi thành viên thử phác thảo nhanh lại hình ảnh mà mình nhìn thấy Lưu ý: chỉ cần vẽ hình dạng chính, không cần đẹp hay đúng kích thước tuyệt đối ở bước này." Học sinh có 10 phút để thực hiện, trong khi giáo viên sẽ đi vòng quanh các nhóm, quan sát và đặt câu hỏi gợi mở.
"Nhóm em chọn mặt nào làm mặt trước? Vì sao?"
"Khi nhìn từ trên xuống cái hộp này, em thấy hình gì? Là hình vuông hay chữ nhật?" (Với hộp diêm)
"Khi nhìn từ bên trái cái lon nước, em thấy hình gì? Có giống khi nhìn từ trước không?" (Với lon nước)
"Với khối chữ L này, khi nhìn từ trên xuống, em có thấy hết toàn bộ hình dạng của nó không? Có phần nào bị khuất không?"
Hãy so sánh hình vẽ của các bạn trong nhóm để xem có sự tương đồng hay khác biệt nào không, và thảo luận về nguyên nhân của những sự khác biệt đó Trong tình huống 3, học sinh có thể gặp khó khăn trong việc hình dung hình chiếu bằng, chiếu cạnh, hoặc có thể vẽ sai khi thực hiện vẽ phối cảnh.
GV sử dụng vật thể thật để mô phỏng các mặt phẳng chiếu, yêu cầu HS nhìn từ trên xuống để thấy hình chiếu bằng, và từ phía trước để thấy hình chiếu đứng Bằng cách đặt một tấm bìa bên cạnh, HS có thể nhìn từ trái qua để hiểu mặt phẳng chiếu cạnh GV nhấn mạnh tầm quan trọng của việc nhìn vuông góc và có thể sử dụng đèn pin để tạo bóng, giúp HS hình dung rõ hơn về hình chiếu Khi HS vẽ phối cảnh, GV nhẹ nhàng giải thích rằng hình vẽ rất giống vật thật, nhưng trong kỹ thuật, cần có hình ảnh phẳng hơn để đo kích thước chính xác.
Trong phần thảo luận từ phút 20 đến 23, giáo viên đã yêu cầu đại diện của 2-3 nhóm trình bày bản phác thảo của mình, nhấn mạnh rằng cùng một vật thể khi nhìn từ các hướng khác nhau sẽ tạo ra những hình ảnh 2D khác nhau Giáo viên đã chỉ ra rằng một số hình ảnh thể hiện chiều cao và chiều dài, trong khi những hình khác lại thể hiện chiều dài và chiều rộng Ông đặt ra câu hỏi về cách kết hợp các hình ảnh này một cách có quy tắc trên cùng một tờ giấy, để người đọc có thể hiểu đúng về vật thể 3D ban đầu Cuối cùng, tình huống cho thấy các nhóm đã vẽ khá giống nhau và đều đi đúng hướng.
GV đã khen ngợi khả năng quan sát của học sinh và đặt ra câu hỏi sâu sắc: "Làm sao để chiều cao của hình nhìn từ bên trái lại đúng bằng chiều cao của hình nhìn từ trước?" Điều này dẫn dắt đến sự cần thiết của quy tắc bố trí và gióng hình chiếu trong việc hiểu rõ hơn về hình học.
Trong hoạt động giải thích, giáo viên nhấn mạnh rằng để trả lời các câu hỏi và thống nhất cách thể hiện, chúng ta sẽ cùng khám phá một phương pháp phổ biến toàn cầu, đó là phép chiếu vuông góc và cách biểu diễn các hình chiếu trên bản vẽ kỹ thuật.
Hoạt động 3: Giải thích (15 phút)
