XÂY DỰNG và THỰC HIỆN một số CHỦ đề GIÁO dục STEM môn vật lí 11 TRUNG học PHỔ THÔNG( chế tạo mạch đi ốt chỉnh lưu cầu cấp điện một chiều 12v” và “chế tạo thiết bị lọc khói hương bảo vệ môi trường)

Lý do chọn đề tài Vật lí với đặc thù là môn khoa học thực nghiệm, nên một trong các khâuquan trọng của quá trình đổi mới phương pháp dạy học Vật lí là tăng cường hoạtđộng nghiên cứu và t

MỞ ĐẦU

1 Lý do chọn đề tài

Vật lí với đặc thù là môn khoa học thực nghiệm, nên một trong các khâuquan trọng của quá trình đổi mới phương pháp dạy học Vật lí là tăng cường hoạtđộng nghiên cứu và tìm hiểu các ứng dụng kỹ thuật của học sinh trong quá trìnhhọc tập thông qua việc giao nhiệm vụ liên quan đến việc tìm hiểu công dụng,nguyên tắc hoạt động, cấu tạo và chế tạo thí nghiệm để học sinh được nghiêncứu khoa học, qua đó giúp học sinh hiểu sâu sắc các kiến thức Vật lí

Trong đề tài này, chúng tôi đề cập đến việc nghiên cứu và vận dụng quanđiểm giáo dục STEM, hiện đang còn tương đối mới ở Việt Nam Đây là phươngthức giáo dục tích hợp theo cách tiếp cận liên môn và thông qua thực hành, ứngdụng, trải nghiệm sáng tạo STEM là viết tắt của các từ Science (khoa học),Technology (công nghệ), Engineering (kỹ thuật) và Math (toán học) Giáo dụcSTEM về bản chất được hiểu là trang bị cho người học những kiến thức và kỹnăng cần thiết liên quan đến các lĩnh vực khoa học, công nghệ, kỹ thuật và toánhọc Các kiến thức và kỹ năng này (gọi là kỹ năng STEM) phải được tích hợp,lồng ghép và bổ trợ cho nhau giúp học sinh không chỉ hiểu biết về nguyên lý màcòn có thể áp dụng để thực hành và tạo ra được những sản phẩm trong cuộc sốnghằng ngày Giáo dục STEM sẽ phá đi khoảng cách giữa hàn lâm và thực tiễn, tạo

ra những con người có năng lực làm việc “tức thì” trong môi trường làm việc cótính sáng tạo cao với những công việc đòi hỏi trí óc của thế kỷ 21 Điều này phùhợp với cách tiếp cận tích hợp trong Chương trình GDPT mới

Qua quá trình nghiên cứu và giảng dạy chương trình Vật lí 11, chúng tôithấy có thể áp dụng một vài nội dung tiết học vào thiết kế xây dựng các chủ đềgiáo dục STEM Chính vì những lí do trên, với mong muốn góp phần vào việcđổi mới nâng cao chất lượng và hiệu quả dạy học môn Vật lí ở trường THPT,

chúng tôi xác định đề tài nghiên cứu: “XÂY DỰNG VÀ THỰC HIỆN MỘT SỐ CHỦ ĐỀ GIÁO DỤC STEM MÔN VẬT LÍ 11 TRUNG HỌC PHỔ THÔNG”.

2 Mục đích nghiên cứu

◦ - Nghiên cứu việc tổ chức dạy học STEM một số chủ đề liên quan đến nộidung kiến thức vật lí 11 THPT, nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn đề chohọc sinh

- Đề xuất 2 chủ đề dạy học STEM là “Chế tạo mạch đi ốt chỉnh lưu cầu

cấp điện một chiều 12V” và “Chế tạo thiết bị lọc khói hương bảo vệ môi trường”

3 Giả thuyết khoa học

Nếu tổ chức dạy học theo chủ đề một số kiến thức vật lí 11 theo địnhhướng giáo dục STEM với việc cho học sinh tìm hiểu, giải thích các hiện tượnghay gặp trong cuộc sống hàng ngày, thiết kế, chế tạo các sản phẩm khoa học kỹthuật để ứng dụng trong đời sống thì sẽ tạo được sự hứng thú học tập cho họcsinh, giúp phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh

4 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

4.1 Đối tượng nghiên cứu của đề tài

- Cơ sở lý thuyết về dạy học STEM và hình thức dạy học theo chủ đềSTEM nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn đề thực tiễn cho học sinh

- Hoạt động dạy học theo chủ đề STEM một số kiến thức phần Vật lí 11

4.2 Phạm vi nghiên cứu đề tài

Hoạt động dạy học theo chủ đề STEM một số kiến thức phần Vật lí 11

5 Nhiệm vụ nghiên cứu

- Nghiên cứu cơ sở lý luận về giáo dục STEM và cơ sở lý luận của cácphương pháp, quan điểm dạy học hiện đại, trong đó đặc biệt quan tâm đến cơ sở

lý luận của dạy học theo chủ đề STEM

- Nghiên cứu mục tiêu dạy học về kiến thức, kỹ năng, thái độ, phát triểnnăng lực mà học sinh cần đạt được khi học chủ đề STEM

- Tiến hành thực nghiệm sư phạm nhằm đánh giá tính khả thi của nội dung

và quy trình dạy học STEM đã xây dựng và bước đầu đánh giá hiệu quả của dạyhọc STEM về việc phát triển năng lực giải quyết vấn đề và chất lượng nắm vữngkiến thức của học sinh

6 Phương pháp nghiên cứu

Để thực hiện các nhiệm vụ trên chúng tôi sử dụng phối hợp các phươngpháp nghiên cứu sau:

- Phương pháp nghiên cứu lí luận:

+ Nghiên cứu cơ sở lí luận của dạy học STEM trong dạy học Vật lí ởtrường phổ thông

+ Nghiên cứu cách thức sử dụng cụ thí nghiệm đơn giản

- Phương pháp điều tra, quan sát thực tiễn.

- Phương pháp thực nghiệm sư phạm.

- Triển khai xây dựng 2 chủ đề dạy học STEM trong chương trình môn Vật lí 11 trong khoảng thời gian từ tháng12/2018 đến hết tháng 2/2019.

7 Đóng góp của đề tài: Xây dựng được 2 chủ đề dạy học STEM trong

chương trình Vật lí lớp 11 làm cơ sở để triển khai dạy học STEM trong trườngTHPT

CHƯƠNG 2

CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN VỀ DẠY HỌC STEM THEO HƯỚNG PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VÁN ĐỀ CHO HỌC SINH

1 Giáo dục STEM trong dạy học

1.1 Khái niệm về dạy học STEM

1.1.1 Thuật ngữ STEM

STEM là viết tắt của các từ Science (khoa học), Technology (công nghệ),Engineering (kỹ thuật) và Math (toán học) Giáo dục STEM về bản chất đượchiểu là trang bị cho người học những kiến thức và kỹ năng cần thiết liên quanđến các lĩnh vực khoa học, công nghệ, kỹ thuật và toán học Các kiến thức và kỹnăng này (gọi là kỹ năng STEM) phải được tích hợp, lồng ghép và bổ trợ chonhau giúp học sinh không chỉ hiểu biết về nguyên lý mà còn có thể áp dụng đểthực hành và tạo ra được những sản phẩm trong cuộc sống hằng ngày

Science (Khoa học): Gồm các kiến thức về Vật lý, Hóa học, Sinh học vàKhoa học trái đất nhằm giúp HỌC SINH hiểu về thế giới tự nhiên và vận dụngkiến thức đó để giải quyết các vấn đề khoa học trong cuộc sống hàng ngày

Technology (Công nghệ): phát triển khả năng sử dụng, quản lý, hiểu vàđánh giá công nghệ của học sinh, tạo cơ hội để học sinh hiểu về cộng nghệ đượcphát triển như thế nào, ảnh hưởng của cộng nghệ mới tới cuộc sống

Engineering (Kỹ thuật): phát triển sự hiểu biết ở HỌC SINH và cách côngnghệ đang phát triển thông qua qúa trình thiết kế kỹ thuật, tạo cơ hội để tích hợpkiến thức của nhiều môn học, giúp cho những khái niệm liên quan trở nên dễhiểu Kỹ thuật cũng cung cấp cho HỌC SINH những kỹ năng để vận dụng sángtạo cơ sở Khoa học và Toán học trong quá trình thiết kế các đối tượng, các hệthống hay xây dựng các quy trình sản xuất

Mathọc sinh (Toán): là môn học nhằm phát triển ở HỌC SINH khả năngphân tích, biện luận và truyền đạt ý tưởng một cách hiệu quả thông qua việc tínhtoán, giải thích các giải pháp giải quyết các vấn đề về toán học trong các tìnhhuống đặt ra.Thuật ngữ STEM được dùng trong hai ngữ cảnh khác nhau đó làngữ cảnh giáo dục và ngữ cảnh nghề nghiệp

Đối với ngữ cảnh giáo dục, STEM nhấn mạnh đến sự quan tâm của nền giáo dục đối với các môn Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học Quan tâm đến việc tích hợp các môn học trên gắn với thực tiễn để nâng cao năng lực cho

người học Giáo dục STEM có thể được hiểu và diễn giải ở nhiều cấp độ như:chính sách STEM, chương trình STEM, nhà trường STEM, môn học STEM, bàihọc STEM hay hoạt động STEM

Đối với ngữ cảnh nghề nghiệp, STEM được hiểu là nghề nghiệp thuộc cáclĩnh vực Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học [1], [2]

1.1.2 Giáo dục STEM

Hiện nay, giáo dục STEM được nhiều tổ chức, nhà giáo dục quan tâmnghiên cứu Do đó, khái niệm về giáo dục STEM cũng được định nghĩa dựa trêncác cách hiểu khác nhau Có ba cách hiểu chính về giáo dục STEM hiện nay là:

Quan tâm đến các môn Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học: Đây cũng là quan niệm về giáo dục STEM của Bộ giáo dục Mỹ, giáo dục STEM là

một chương trình nhằm cung cấp hỗ trợ, tăng cường, giáo dục Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học ở tiểu học và trung học cho đến bậc sau đại học Đây

là nghĩa rộng khi nói về giáo dục STEM

Tích hợp của 4 lĩnh vực Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học: Kiến thức hàn lâm được kết hợp chặt chẽ với các bài học thực tế thông qua việc

HỌC SINH được áp dụng những kiến thức Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật vàToán học vào trong những bối cảnh cụ thể tạo nên một kết nối giữa nhà trường,cộng đồng và các doanh nghiệp

Tích hợp từ 2 lĩnh vực về Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học trở lên:

Giáo dục STEM là phương pháp tiếp cận, khám phá trong giảng dạy vàhọc tập giữa hai hay nhiều hơn các môn học STEM, hoặc giữa một chủ đềSTEM và một hoặc nhiều môn học khác trong nhà trường

Trong nghiên cứu này giáo dục STEM được hiểu theo nghĩa thứ ba và

được tác giả định nghĩa như sau: “Giáo dục STEM là một quan điểm dạy học theo tiếp cận liên ngành từ hai trong các lĩnh vực Khoa học, Công nghệ, Kĩ

thuật và Toán học trở lên Trong đó nội dung học tập được gắn với thực tiễn, PPDH theo quan điểm

dạy học định hướng hành động” [1], [2].

1.2 Mục tiêu của dạy học STEM

Phát triển các năng lực đặc thù của các môn học thuộc về STEM cho HỌC SINH: Đó là những kiến thức, kĩ năng liên quan đến các môn học Khoa

học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học Trong đó HỌC SINH biết liên kết cáckiến thức Khoa học, Toán học để giải quyết các vấn đề thực tiễn Biết sử dụng,quản lí và truy cập Công nghệ HỌC SINH biết về quy trình thiết kế và chế tạo

ra các sản phẩm

Phát triển các năng lực cốt lõi cho HỌC SINH: Giáo dục STEM nhằm chuẩn bị cho HỌC SINH những cơ hội cũng như thách thức trong nền kinh tế cạnh tranh toàn cầu của thế kỉ 21 Bên cạnh những hiểu biết về các lĩnh vực Khoa

học, Công nghệ, Kĩ thuật, Toán học, HỌC SINH sẽ được phát triển tư duy phêphán, khả năng hợp tác để thành công

Định hướng nghề nghiệp cho HỌC SINH: Giáo dục STEM sẽ tạo cho HỌC SINH có những kiến thức, kĩ năng mang tính nền tảng cho việc học tập ở

các bậc học cao hơn cũng như cho nghề nghiệp trong tương lai của HỌC SINH

Từ đó, góp phần xây dựng lực lượng lao động có năng lực, phẩm chất tốt đặcbiệt là lao động trong lĩnh vực STEM nhằm đáp ứng mục tiêu xây dựng và pháttriển đất nước [1]

1.3 Các kỹ năng của dạy học STEM

Những kỹ năng STEM là tích hợp của 4 kỹ năng:

- Kỹ năng khoa học: Học sinh được trang bị những kiến thức về các khái

niệm, các nguyên lý, các định luật và các cơ sở lý thuyết của giáo dục khoa học.Mục tiêu quan trọng nhất là thông qua giáo dục khoa học, học sinh có khả năngliên kết các kiến thức này để thực hành và có tư duy để sử dụng kiến thức vàothực tiễn để giải quyết các vấn đề trong thực tế

- Kỹ năng công nghệ: Học sinh có khả năng sử dụng, quản lý, hiểu biết,

và truy cập được công nghệ từ những vật dụng đơn giản như cái bút, chiếc quạtđến những hệ thống phức tạp như mạng internet, máy móc

- Kỹ năng kỹ thuật: Học sinh được trang bị kỹ năng sản xuất ra đối tượng và

hiểu được quy trình để làm ra nó Vấn đề này đòi hỏi học sinh phải có khả năngphân

tích, tổng hợp và kết hợp để biết cách làm thế nào để cân bằng các yếu tố liênquan (như khoa học, nghệ thuật, công nghệ, kỹ thuật) để có được một giải pháptốt nhất trong thiết kế và xây dựng quy trình Ngoài ra học sinh còn có khả năngnhìn nhận ra nhu cầu và phản ứng của xã hội trong những vấn đề liên quan đến

kỹ thuật

- Kỹ năng toán học: Là khả năng nhìn nhận và nắm bắt được vai trò của

toán học trong mọi khía cạnh tồn tại trên thế giới Học sinh có kỹ năng toán học

sẽ có khả năng thể hiện các ý tưởng một cách chính xác, có khả năng áp dụngcác khái niệm và kĩ năng toán học vào cuộc sống hằng ngày [3]

1.4 Phân loại STEM

Việc phân loại STEM là cần thiết bởi đó là một trong những cơ sở choviệc lựa chọn các hình thức tổ chức giáo dục STEM, phương pháp giáo dụcSTEM hay xây dựng các chủ đề giáo dục STEM đảm bảo phù hợp với mục tiêu,điều kiện, bối cảnh triển khai STEM khác nhau

- Phân loại dựa trên các lĩnh vực STEM tham gia giải quyết vấn đề:

+ STEM đầy đủ: là loại hình STEM yêu cầu người học cần vận dụng kiếnthức của cả bốn lĩnh vực STEM để giải quyết vấn đề

+ STEM khuyết: là loại hình STEM mà người học không phải vận dụng kiến thức cả bốn lĩnh vực STEM để giải quyết vấn đề

- Phân loại dựa trên phạm vi kiến thức để giải quyết vấn đề STEM:

+ STEM cơ bản: là loại hình STEM được xây dựng trên cơ sở kiến thứcthuộc phạm vi các môn học Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học trongchương trình giáo dục phổ thông Các sản phẩm STEM này thường đơn giản,chủ đề giáo dục STEM bám sát nội dung sách giáo khoa và thường được xây

dựng trên cơ sở các nội dung thực hành, thí nghiệm trong chương trình giáo dụcphổ thông

+ STEM mở rộng: là loại hình STEM có những kiến thức nằm ngoàichương trình và sách giáo khoa Những kiến thức đó người học phải tự tìm hiểu

và nghiên cứu Sản phẩm STEM của loại hình này có độ phức tạp cao hơn

- Phân loại dựa vào mục đích dạy học:

+ STEM dạy kiến thức mới: là STEM được xây dựng trên cơ sở kết nốikiến thức của nhiều môn học khác nhau mà HỌC SINH chưa được học (hoặcđược học một phần) HỌC SINH sẽ vừa giải quyết được vấn đề và vừa lĩnh hộiđược tri thức mới

+ STEM vận dụng: là STEM được xây dựng trên cơ sở những kiến thứcHỌC SINH đã được học STEM dạng này sẽ bồi dưỡng cho HỌC SINH nănglực vận dụng lí thuyết vào thực tế Kiến thức lí thuyết được củng cố và khắc sâu[1]

1.5 Chủ đề giáo dục STEM

một chủ đề giáo dục STEM.

Hình 1.1 Tiêu chí của chủ đề giáo dục STEM

- Chủ đề STEM hướng tới giải quyết các vấn đề trong thế giới thực.

Vận dụng kiến thức STEM để giải quyết các vấn đề thực tiễn chính làmục tiêu của dạy học theo quan điểm STEM Do vậy, bài học STEM không phải

là để giải quyết các vấn đề mang tính tưởng tượng và xa rời thực tế mà nó luônhướng đến giải quyết các vấn đề các tình huống trong xã hội, kinh tế, môitrường trong cộng đồng địa phương của họ cũng như toàn cầu.

- Chủ đề STEM phải hướng tới việc HỌC SINH vận dụng các kiến thức trong lĩnh vực STEM để giải quyết.

Tiêu chí này nhằm đảm bảo theo đúng tinh thần giáo dục STEM, qua đó mới phát triển được những năng lực chuyên môn liên quan

- Chủ đề STEM định hướng thực hành.

Định hướng hành động là một đặc điểm của quan điểm STEM Chỉ khichủ đề STEM định hướng thực hành mới đảm bảo hình thành và phát triển nănglực cho HỌC SINH Điều này sẽ giúp HỌC SINH có được kiến thức từ kinhnghiệm thực hành chứ không phải chỉ từ lí thuyết Bằng cách xây dựng các bàigiảng theo chủ đề và dựa trên thực hành, HỌC SINH sẽ được hiểu sâu về líthuyết, nguyên lí thông qua các hoạt động thực tế Chính các hoạt động thực tếnày sẽ giúp HỌC SINH nhớ kiến thức lâu hơn và sâu hơn HỌC SINH sẽ đượclàm việc theo nhóm, tự thảo luận tìm tòi kiến thức, tự vận dụng kiến thức vàocác hoạt động thực hành rồi sau đó có thể truyền đạt lại kiến thức cho ngườikhác Với cách học này, GIÁO VIÊN không còn là người truyền đạt kiến thứcnữa mà sẽ là người hướng dẫn để HỌC SINH tự xây dựng kiến thức cho chínhmình [20]

- Chủ đề STEM khuyến khích làm việc nhóm giữa các HỌC SINH.

Trên thực tế có những chủ đề STEM vẫn có thể triển khai cá nhân Tuynhiên, làm việc theo nhóm là hình thức làm việc phù hợp trong việc giải quyếtcác nhiệm vụ phức hợp gắn với thực tiễn Làm việc theo nhóm là một kĩ năngquan trọng trong thế kỉ 21 bên cạnh đó khi làm việc theo nhóm HỌC SINH sẽđược đặt vào môi trường thúc đẩy các nhu cầu giao tiếp chia sẻ ý tưởng và cùngnhau phát triển giải pháp [1], [2]

Tư tưởng của dạy học theo định hướng STEM là dựa trên sự kết nối kiếnthức của các lĩnh vực chuyên môn: Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học,cũng như gắn với các tình huống thực tiễn Mặt khác, thông qua các ứng dụng

trong Kĩ thuật, Công nghệ, các kiến thức Khoa học tự nhiên và Toán học đượchiểu một cách sâu sắc và cụ thể hơn Trong dạy học theo định hướng STEM, nộidung và PPDH không giới hạn ở dạy học lí thuyết mà có sự liên kết giữa líthuyết và thực hành, giữa tư duy và hành động thông qua những quy trình kĩthuật.

1.6 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 thong 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 vựcCông 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 STEM: Các dự án học tập trong

giáo dục STEM hướng tới việc vận dụng kiến thức liên môn để giải quyết cácvấn đề thực tiễn, học sinh được hoạt động, trải nghiệm và thấy được ý nghĩa củatri 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 lựcthực hiện các nhiệm vụ học tập, được làm quen hoạt động có tính chất nghiêncứu khoa học Các hoạt động nêu trên góp phần tích cực vào hình thành và pháttriển 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 thong thường kết nối với các cơ sở giáo dụcnghề 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 Bên cạnh đó, giáo dục STEMphổ thong cũng hướng tới giải quyết các vấn đề có tính đặc thù của địa phương

- Hướng nghiệp, phân luồng: Tổ chức tốt giáo dục STEM ở trường trung

học, học sinh sẽ được trải nghiệm các lĩnh vực STEM, đánh giá được sự phùhợp, năng khiếu, sở thích của bản than 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

2 Giáo dục STEM trong trường Trung học.

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

Mỗi bài học STEM trong chương trình giáo dục phổ thông đề cập đến mộtvấn đề tương đối trọn vẹn, đòi hỏi học sinh phải học và sử dụng kiến thức thuộccác môn học trong chương trình để sử dụng vào giải quyết vấn đề đó Tiến trìnhmỗi bài học STEM được thực hiện phỏng theo quy trình kỹ thuật (Hình 1.2),trong đó việc "Nghiên cứu kiến thức nền" (background research) trong tiến trìnhdạy học mỗi bài học STEM chính là việc học để chiếm lĩnh nội dung kiến thứctrong chương trình giáo dục phổ thông tương ứng với vấn đề cần giải quyếttrong bài học, trong đó học sinh là người chủ động nghiên cứu sách giáo khoa,tài liệu bổ trợ, tiến hành các thí nghiệm theo chương trình học (nếu có) dưới sựhướng dẫn của Giáo viên; vận dụng kiến thức đã học để đề xuất, lựa chọn giảipháp giải quyết vấn đề; thực hành thiết kế, chế tạo, thử nghiệm mẫu; chia sẻ,thảo luận, điều chỉnh thiết kế Thông qua quá trình học tập đó, học sinh được rènluyện nhiều kĩ năng để phát triển phẩm chất, năng lực

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 lẫnnhau Cụ thể là việc "Nghiên cứu kiến thức nền" được thực hiện động thời với

"Đề xuất giải pháp"; "Chế tạo mô hình" được thực hiện đồng thời với "Thửnghiệm và đánh giá” trong đó bước này vừa là mục tiêu vừa là điều kiện để thựchiện bước kia Vì vậy, mỗi bài học STEM được tổ chức theo 5 hoạt động nhưsau

Xác định vấn đềNghiên cứu kiến thức nền

Đề xuất các giải pháp thiết kếLựa chọn giải pháp bản thiết kếChết tạo mô hình nguyên mẫuThử nghiệm và đánh giáChia sẻ và thảo luậnĐiều chỉnh thiết kế

Hình 1.2 Tiến trình bài học STEM

Hoạt động 1: Xác định vấn đề

Trong hoạt động này, Giáo viên giao cho học sinh nhiệm vụ học tập chứađựng vấn đề, trong đó học sinh phải hoàn thành một sản phẩm học tập cụ thể vớicác tiêu chí đòi hỏi học sinh phải sử dụng kiến thức mới trong bài học để đềxuất, xây dựng giải pháp và thiết kế nguyên mẫu của sản phẩm cần hoàn thành.Tiêu chí của sản phẩm là yêu cầu hết sức quan trọng, bởi đó chính là "tính mới"của sản phẩm, kể cả sản phẩm đó là quen thuộc với học sinh; đồng thời, tiêu chí

đó buộc học sinh phải nắm vững kiến thức mới thiết kế và giải thích được thiết

kế cho sản phẩm cần làm

– 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 (Bài ghi chép thông tin về hiện tượng, sản phẩm, công nghệ; đánh giá, đặtcâu hỏi về hiện tượng, sản phẩm, công nghệ)

- Cách thức 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 thựchiện nhiệm vụ (qua thực tế, tài liệu, video; cá nhân hoặc nhóm); Báo cáo, thảoluận (thời gian, địa điểm, cách thức); Phát hiện/phát biểu vấn đề Giáo viên hỗtrợ)

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 lựcdưới sự hướng dẫn của Giáo viên Trong bài học STEM sẽ không còn các "tiếthọc" 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 đềxuất,

thiết kế sản phẩm cần hoàn thành Kết quả là, khi học sinh hoàn thành bạn kế thìđồng thời học sinh cũng đã học được kiến thức mới theo chương trình, học tươngứng

- 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 đi

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 3

dung (Xác định và ghi được thông tin, dữ liệu, giải thích, kiến thức mới,

pháp/thiết kế).

Cách thức tổ chức hoạt động: Giáo viên giao nhiệm vụ (Nêu rõ yêu

-đọc/nghe/nhìn/làm để xác định và ghi được thông tin, dữ liệu, giải thích, kiến thimới); Học sinh nghiên cứu sách giáo khoa, tài liệu, làm thí nghiệm (cá nhânnhóm); Báo cáo, thảo luận; Giáo viên điều hành, “chốt” kiến thức mới + hỗ trợHỌC SINH đề xuất giải pháp/thiết kế mẫu thử nghiệm

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 thayđổi 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

HỌC SINH trình bày, báo cáo, giải thích, bảo vệ giải pháp/thiết kế); Học sinhbáo cáo

thảo luận; Giáo viên điều hành, nhận xét, đánh giá + hỗ trợ HỌC SINH lựa chọngiải pháp/thiết kế mẫu thử nghiệm

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 đãhoàn 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 chỉnhthiết 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 tạo, lắp ráp ); Học sinh thực hành chế tạo, lắp ráp

và thử nghiệm; Giáo viên hỗ trợ học sinh trong quá trình thực hiện

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

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

- 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, trìnhchiếu, video, dụng cụ/thiết bị/mô hình/đồ vật đã chế tạo ) theo các hình thứcphù hợp (trưng bày, triển lãm, sân khấu hóa); Giáo viên đánh giá, kết luận, chođiểm và định hướng tiếp tục hoàn thiện

Sự phù hợp của tiến trình tổ chức các hoạt động học của học sinh trong

các bài học STEM với phương pháp dạy học tích cực được mô tả trong bảngsau.

HĐ1: Xác định vấn

đề (nêu rõ tiêu chídụng cụ/thiết bị cần chế tạo)

Explore Khám

phá

Hình thành kiếnthức

Nghiên cứu kiếnthức thức mới cần

sử dụng

HĐ2: Học kiến thứcmới; Đề xuất cácgiải pháp/Bản thiết

kế mẫu cần chế tạoExplain Giải thích Luyện tập

Chế tạo mẫu

đánh giá

HĐ3:Trình bày/giảithích/bảo vệ giảipháp

/Bản thiết kế mẫu

Chia sẻ và thảo

dụng cụ, Chế tạomẫu và thử nghiệm Evaluate/ Đánh

giá

Điều chỉnh thiết kế HĐ5: Trình bày sản

phẩm, Đánh giá,Điều chỉnh thiết kế

2.2 Xây dựng và thực hiện bài học STEM

2.2.1 Tiêu chí xây dựng bài học STEM

Tiêu chí 1: Chủ đề bài học STEM tập trung vào các vấn đề

của thực tiễn

Trong các bài học STEM, học sinh được đặt vào các vấn đề thực tiễn xãhội, kinh tế, môi trường và yêu cầu tìm các giải pháp

Tiêu chí 2: Cấu trúc bài học STEM theo quy trình thiết kế kĩ thuật

Quy trình thiết kế kĩ thuật cung cấp một tiến trình linh hoạt đưa học sinh

từ việc xác định một vấn đề – hoặc một yêu cầu thiết kế – đến sáng tạo và pháttriển một giải pháp Theo quy trình này, học sinh thực hiện các hoạt động: (1)Xác định vấn đề – (2) Nghiên cứu kiến thức nền – (3) Đề xuất các giảipháp/thiết kế – (4) Lựa chọn giải pháp/thiết kế – (5) Chế tạo mô hình (nguyênmẫu) – (6) Thử nghiệm và đánh giá – (7) Chia sẻ và thảo luận – (8) Điều chỉnhthiết kế Trong thực tiễn dạy học, quy trình 8 bước này được thể hiện qua 5 hoạtđộng chính: HĐ1: Xác định vấn đề (yêu cầu thiết kế, chế tạo) > HĐ2: Nghicứu kiến thức nền và đề xuất các giải pháp thiết kế -> HĐ3: Trình bày và thảluận phương án thiết kế > HĐ4: Chế tạo mô hình/thiết bị theo phương ánthiết kế (đã được cải tiến theo góp ý); thử nghiệm và đánh giá > HĐ1: Trìnhbày và | thảo luận về sản phẩm được chế tạo; điều chỉnh thiết kế ban đầu Trongquy trình kĩ thuật, các nhóm học sinh thử nghiệm các ý tưởng dựa nghiên cứucủa mình, sử dụng nhiều cách tiếp cận khác nhau, mắc sai lầm, chấp nhận và học

từ sai lầm, và thử lại Sự tập trung của học sinh là phát triển các giải pháp để giảiquyết vấn đề đặt ra, nhờ đó học được và vận dụng được kiến thức mới trongchương trình giáo dục

Tiêu chí 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

Trong các bài học STEM, hoạt động học của học sinh được thực hiện theohướng mở có "khuôn khổ" về các điều kiện mà học sinh được sử dụng (chẳnghạn các vật liệu khả dụng) Hoạt động học của học sinh là hoạt động đượcchuyển giao và hợp tác; các quyết định về giải pháp giải quyết vấn đề là củachính học sinh Học sinh thực hiện các hoạt động trao đổi thông tin để chia sẻ ýtưởng và tái thiết kế nguyên mẫu của mình nếu cần Học sinh tự điều chỉnh các ýtưởng của mình và thiết kế hoạt động tìm tòi, khám phá của bản thân

Tiêu chí 4: Hình thức tổ chức bài học STEM lôi cuốn học sinh vào hoạt động nhóm kiến tạo

Giúp học sinh làm việc trong một nhóm kiến tạo là một việc khó khăn, đòihỏi tất cả Giáo viên STEM ở trường làm việc cùng nhau để áp dụng phươngthức dạy học theo nhóm, sử dụng cùng một ngôn ngữ, tiến trình và yêu cầu vềsản phẩm học tập mà học sinh phải hoàn thành Làm việc nhóm trong thực hiệncác hoạt động của bài học STEM là cơ sở phát triển năng lực giao tiếp và hợptác cho học sinh

Tiêu chí 5: Nội dung bài học STEM áp dụng chủ yếu từ nội dung khoa học và toán mà học sinh đã và đang học

Trong các bài học STEM, Giáo viên cần kết nối và tích hợp một cách cómục đích nội dung từ các chương trình khoa học, công nghệ, tin học và toán.Lập kế

hoạch để hợp tác với các Giáo viên toán, công nghệ, tin học và khoa học khác.hiểu rõ nội hàm của việc làm thế nào để các mục tiêu khoa học có thể tích."trong một bài học đã cho Từ đó, học sinh dần thấy rằng khoa học, công nghệ,tin học và toán không phải là các môn học độc lập, mà chúng liên kết với nhau

để giải quyết các vấn đề Điều đó có liên quan đến việc học toán, công nghệ, tinhọc và khoa học của học sinh

Tiêu chí 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

Một câu hỏi nghiên cứu đặt ra, có thể đề xuất nhiều giả thuyết khoa học,một các vấn đề cần giải quyết, có thể đề xuất nhiều phương án, và lựa chọnphương án tối qua ưu Trong các giả thuyết khoa học, chỉ có một giả thuyếtđúng Ngược lại, các phương án giải quyết vấn đề đều khả thi, chỉ khác nhau ởmức độ tối ưu khi giải quyết vấn đề Tiêu chí này cho thấy vai trò quan trọng củanăng lực giải quyết vấn cơ đề và sáng tạo trong dạy học STEM

2.2.2 Quy trình xây dựng bài học STEM

Bước 1: Lựa chọn chủ đề bài học

Căn cứ vào nội dung kiến thức trong chương trình môn học và các hiệntượng, quá trình gắn với các kiến thức đó trong tự nhiên; quy trình hoặc thiết bịcông nghệ có sử dụng của kiến thức đó trong thực tiễn để lựa chọn chủ đề củabài học Những ứng dụng đó có thể là: Hiện tượng tán sắc ánh sáng - Tính chấtsóng của ánh sáng - Máy quang phổ lăng kính; Hiện tượng khúc xạ và phản xạánh sáng - Gương cầu và thấu kính – Ống nhòm, kính thiên văn; Sự chìm, nổi –lực đẩy Ác-si-mét – Thuyền/bè; Hiện tượng cảm ứng điện từ – Định luật Cảmứng điện từ và Định luật Lenxơ – Máy phát điện/động cơ điện; Vật liệu cơ khí;Các phương pháp gia công cơ khí; Các cơ cấu truyền và biến đổi chuyển động;Các với mối ghép cơ khí; Mạch điện điều khiển cho ngôi nhà thông minh; Sữachua/dưa tiêu muối – Vi sinh vật – Quy trình làm sữa chua/muối dưa; Thuốc trừsâu – Phản ứng hóa học - Quy trình xử lí dư lượng thuốc trừ sâu; Hóa chất –Phản ứng hóa học - Quy trình xử lí chất thải; Sau an toàn – Hóa sinh – Quy trìnhtrồng rau an toàn

Bước 2: Xác định vấn đề cần giải quyết

Sau khi chọn chủ đề của bài học, cần xác định vấn đề cần giải quyết đểgiao cho học sinh thực hiện sao cho khi giải quyết vấn đề đó, học sinh phải học

được những kiến thức, kĩ năng cần dạy trong chương trình môn học đã được lựachọn (đối với STEM kiến tạo) hoặc vận dụng những kiến thức, kỹ năng đã biết(đối với STEM vận dụng) để xây dựng bài học Theo những ví dụ nêu trên,nhiệm vụ giao cho học sinh thực hiện trong các bài học có thể là: Thiết kế, chếtạo một máy quang phổ đơn giản trong bài học về bản chất sóng của ánh sáng;Thiết kế, chế tạo một ống nhòm đơn giản khi học về hiện tượng phản xạ và khúc

xạ ánh sáng; Chế tạo bè nổi/thuyền khi học về Định luật Ác-si-mét; Chế tạo máyphát điện/động cơ điện khi học về cảm ứng điện từ; Thiết kế mạch lôgic khi học

về dòng điện không đổi; Thiết kế robot leo dốc, cầu bắc qua hai trụ, hệ thốngtưới nước tự động, mạch điện cảnh báo và điều khiển cho ngôi nhà thông minh;Xây dựng quy trình làm sữa chua/muối dưa; Xây dựng quy trình xử lí dư lượngthuốc trừ sâu trong rau/quả; Xây dựng quy trình xử lí hóa chất ô nhiễm trong nướcthải; Quy trình trồng rau an toàn

Bước 3: Xây dựng tiêu chí của thiết bị/giải pháp giải quyết vấn đề

Sau khi đã xác định vấn đề cần giải quyết/sản phẩm cần chế tạo, cần xácđịnh rõ tiêu chí của giải pháp/sản phẩm Những tiêu chí này là căn cứ quan trọng

để đề xuất giả thuyết khoa học/giải pháp giải quyết vấn đề/thiết kế mẫu sảnphẩm Đối với các ví dụ nêu trên, tiêu chí có thể là: Chế tạo máy quang phổ sửdụng lăng kính, thấu kính hội tụ; tạo được các tia ánh sáng màu từ nguồn sángtrắng; Chế tạo ống nhòm/kính thiên văn từ thấu kính hội tụ, phân kì; quan sátđược vật ở xa với độ bội giác trong khoảng nào đó; Quy trình sản xuất sữachua/muối dưa với tiêu chí cụ thể của sản phẩm (độ ngọt, độ chua, dinhdưỡng ); Quy trình xử lí dư lượng thuốc trừ sâu với tiêu chí cụ thể (loại thuốctrừ sâu, độ "sạch" sau xử lí);Quy trình trồng rau sạch với tiêu chí cụ thể ("sạch"cái gì so với rau trồng thông thường)

Bước 4: Thiết kế tiến trình tổ chức hoạt động dạy học.

Tiến trình tổ chức hoạt động dạy học được thiết kế theo các phương pháp

và kĩ thuật dạy học tích cực với 5 loại hoạt động học đã nêu ở trên Mỗi hoạt

động học được thiết kế rõ ràng về mục đích, nội dung và sản phẩm học tập màhọc sinh, phải hoàn thành Các hoạt động học đó có thể được tổ chức cả ở trong

và ngoài lớp học ở trường, ở nhà và cộng đồng)

Cần thiết kế bài học điện tử trên mạng để hướng dẫn, hỗ trợ hoạt độnghọc của học sinh bên ngoài lớp học

2.2.3 Tiêu chí đánh giá bài học STEM

Mỗi bài học STEM được thực hiện ở nhiều tiết học nên một hoạt độnghọc có thể được thực hiện ở trong và ngoài lớp học Vì thế, trong một tiết học cóthể chỉ thực hiện một số hoạt động học trong tiến trình bài học theo phươngpháp dạy học tích cực được sử dụng Các tiêu chí đánh giá tiến trình dạy học đãđược nêu rõ trong Công văn số 5555/BGDĐT-GDTrH ngày 08/10/2014

Bảng dưới đây trình bày 3 mức độ của mỗi tiêu chí đánh giá.

a) Việc đánh giá về kế hoạch và tài liệu dạy học được thực hiện dựa trên

hồ sơ dạy học theo các tiêu chí về: phương pháp dạy học tích cực; kĩ thuật tổ chức hoạt động học; thiết bị dạy học và học liệu; phương án kiểm tra, đánh giá quá trình và kết quả học tập của học sinh.

Tình huống/câuhỏi /nhiệm vụ mởđầu nhằm huyđộng thức/kĩ năng

đã có của học sinh

Tình huống/câuhỏi /nhiệm vụ mởđầu

Tình huống/câuhỏi /nhiệm vụ mởđầu

b)Việc đánh giá về hoạt động của Giáo viên và học sinh được thực hiện

dựa trên thực tế dự giờ theo các tiêu chí dưới đây.

- Hoạt động của Giáo viên:

Câu hỏi/lệnh rõ ràng về mục tiêu, sản phẩm học tập, phương thức hoạt

Câu hỏi/lệnh rõ ràng

về mục tiêu, sản phẩm học tập, phương thức hoạt

hình thức chuyển

giao nhiệm vụ

học tập

đảm bảo cho phần lớn học sinh nhận thức đúng nhiệm

vụ phải thực hiện

động gắn với thiết

bị dạy học và học liệu được sử dụng; đảm bảo chohầu hết học sinh nhận thức đúng nhiệm vụ và hăng hái thực hiện

động gắn với thiết bịdạy học và học liệu được sử

dụng; đảm bảo cho 100% học sinh nhậnđúng nhiệm vụ và hăng hái thực hiện

phát hiện được những nhóm học sinh

Quan sát được cụ thể quá trình động trong từng nhóm học sinh; chủ độngphát hiện được khókhăn cụ thể mà nhóm học sinh gặpphải trong quá trình thực hiện nhiệm vụ

Quan sát được một cách chi tiết quá trình thực hiện nhiệm vụ đến từng học sinh; chủ động phát hiện được khó khăn cụ thể và nguyên nhân mà từng học sinh đang gặp phải trong quá trình thực hiện nhiệm vụ

cụ thể cho họcsinh/nhóm họcsinh vượt qua khókhăn và hoànthành được nhiệm

vụ

Chỉ ra cho học sinhnhững sai lầm có thể đã mắc phải dẫn đến khó khăn;

đưa ra được nhữngđịnh hướng khái quát để nhóm học sinh tiếp tục hoạt động hoàn thành nhiệm vụ học tập được giao

Chỉ ra cho học sinh những sai lầm có thể

đã mắc phải dẫn đếnkhó khăn; đưa ra được những định hướng khái quát; khuyến khích được học sinh hợp tác hỗ trợ lẫn nhau để hoànthành nhiệm vụ học tập được giao

bổ sung, hoàn thiện sản phảm họctập lẫn nhau trong nhóm hoặc toàn lớp; nhận xét, đánhgiá về sản phẩm học tập được đông đảo học sinh tiếp thu, ghi nhận

Lựa chọn được một số sản phẩm học tập của học sinh/nhóm học sinh để tổ chức chohọc sinh nhận xét, đánh giá, bổ sung, hoàn thiện lẫn nhau; câu hỏi định hướng của Giáo viên giúp hầu hết học sinh tham gia tích cực, thảo luận,

tự đánh giá và

Lựa chọn được một

số sản phẩm học tập điển hình của học sinh/nhóm học sinh

để tổ chức cho học sinh nhận xét, bổ sung, đánh giá, hoànthiện lẫn nhau; câu hỏi định hướng của Giáo viên giúp hầu hết học sinh tham gia tích cực, thảo luận, tự đánh giá và hoàn thiện sản phẩm

hoàn thiện sản phẩm học tập đượcđông đảo học sinh tiếp thu, ghi nhận.

học tập của mình và của bạn

- Hoạt động của học sinh:

số học sinh bộc lộ chưa hiểu rõ nhiệm

vụ học tập được giao

Hầu hết học sinh tiếp nhận đúng và sẵn sàng thực hiện nhiệm vụ, tuy nhiên còn một vài học sinh bộc lộ thái độ chưa tự tin trong việc thực hiện nhiệm vụ học tập được giao

Tất cả học sinh tiếp nhận đúng và hăng hái, tự tin trong việc thực hiện nhiệm vụ học tập được giao

Hầu hết học sinh tỏ

ra tích cực, chủ động, hợp tác với nhau để thực hiện các nhiệm vụ học tập; còn một vài học sinh lúng túng hoặc chưa thực sự tham gia vào hoạt động nhóm

Tất cả học sinh tích cực, chủ động, hợp tác với nhau để thực hiện nhiệm vụ học tập; nhiều học sinh/nhóm tỏ ra sángtạo trong cách thực hiện nhiệm vụ

ý kiến/quan điểmcủa cá nhân; tuynhiên nhiều nhómthảo luận chưa sôinổi, tự nhiên, vaitrò của nhómtrưởng chưa thậtnổi bật; vẫn cònmột số học sinhkhông trình bàyđược quan điểm

Hầu hết học sinh hăng hái, tự tin trình bày, trao đổi

ý kiến/quan điểm của cá nhân; đa số các nhóm thảo luận sôi nổi, tự nhiên; đa số nhóm trưởng đã biết điềuhành thảo luận nhóm; nhưng vẫn còn vài học sinh không tích cực trong quá trình làm

nTất cả học sinh tíchcực , hăng hái, tự tintrong việc trình bày, trao đổi ý kiến, quanđiểm của cá nhân; các nhóm thảo luận sôi nổi, tự nhiên; cácnhóm trưởng đều tỏ

ra biết cách điều hành và khái quát nội dung trao đổi, thảo luận của nhóm

để thực hiện nhiệm

vụ học tập

của mình hoặc tỏ

ra không hợp táctrong quá trình làmviệc nhóm để thựchiện nhiệm vụ học

tập

việc nhóm để thực hiện nhiệm vụ học tập

về thời gian, nội dung và cách thức trình bày; tuy nhiên, vẫn còn một

số học sinh chưa hoặc không hoàn thành hết nhiệm vụcòn chưa chính xác, phù hợp với yêu cầu

Đa số học sinh trả lời câu hỏi/làm bài tập đúng với yêu cầu của Giáo viên

về thời gian, nội dung và cách thức trình bày; song vẫncòn vài học sinh trình bày/ diễn đạt kết quả chưa rõ ràng do chưa nắm vững yêu cầu

Tất cả học sinh đều trả lời câu hỏi/làm bài tập đúng với yêucầu của Giáo viên vềthời gian, nội dung

và cách thức trình bày; nhiều câu trả lời/đáp án mà học sinh đưa ra thể hiện

sự sáng tạo trong suy nghĩ và cách thểhiện

2.2.4 Các bước phân tích hoạt động học của học sinh

Việc phân tích, rút kinh nghiệm 1 hoạt động học cụ thể trong giờ họcđược , thực hiện theo các bước sau:

a) Mô tả hành động của học sinh trong mọi hoạt động học

Mô tả rõ ràng, chính xác những hành động mà học sinh/nhóm học sinh đãthực hiện trong hoạt động học được đưa ra phân tích Cụ thể là:

- Học sinh đã tiếp nhận nhiệm vụ học tập thế nào?

- Từng cá nhân học sinh đã làm gì (nghe, nói, đọc, viết) để thực hiệnnhiệm sim vụ học tập được giao? Chẳng hạn, học sinh đã nghe/đọc được gì, thểhiện qua việc học sinh đã ghi được những gì vào vở học tập cá nhân?

- Học sinh đã trao đổi/thảo luận với bạn/nhóm bạn những gì, thể hiệnthông qua lời nói, cử chỉ thế nào?

- Sản phẩm học tập của học sinh/nhóm học sinh là gì?

- Học sinh đã chia sẻ/thảo luận về sản phẩm học tập thế nào? Họcsinh/nhóm học sinh nào báo cáo? Báo cáo bằng cách nào/như thế nào? Các họcsinh/nhóm bạn thế nào? học sinh khác trong lớp đã lắng nghe/thảo luận/ghi nhậnbáo cáo của bạn/nhóm.

- Giáo viên đã quan sát/giúp đỡ học sinh/nhóm học sinh trong quá trìnhthực hiện nhiệm vụ học tập được giao thế nào?

- Giáo viên đã tổ chức/điều khiển học sinh/nhóm học sinh chia sẻ/traođổi/thảo luận về sản phẩm học tập bằng cách nào/như thế nào?

b) Đánh giá kết quả/hiệu quả của hoạt động học

Với mỗi hoạt động học được mô tả như trên, phân tích và đánh giá về kếtquả/hiệu quả của hoạt động học đã được thực hiện Cụ thể là:

- Qua hoạt động đó, học sinh đã học được gì (thể hiện qua việc đã chiếmlĩnh được những kiến thức, kĩ năng gì)?

- Những kiến thức, kĩ năng gì học sinh còn chưa học được (theo mục tiêucủa hoạt động học)?

c) Phân tích nguyên nhân ưu điểm/hạn chế của hoạt động học

Phân tích rõ tại sao học sinh đã học được/chưa học được kiến thức, kĩnăng cần dạy thông qua mục tiêu, nội dung, phương thức hoạt động và sản phẩmhọc | tập mà học sinh phải hoàn thành:

- Mục tiêu của hoạt động học (thể hiện thông qua sản phẩm học tập màhọc sinh phải hoàn thành) là gì?

- Nội dung của hoạt động học là gì? Qua hoạt động học này, học sinhđược học/vận dụng những kiến thức, kĩ năng gì?

- Học sinh đã được yêu cầu/hướng dẫn cách thức thực hiện nhiệm vụ học

tập (cá nhân, cặp, nhóm) như thế nào?

- Sản phẩm học tập (yêu cầu về nội dung và hình thức thể hiện) mà họcsinh phải hoàn thành là gì?

d) Giải pháp nâng cao hiệu quả hoạt động học

Kết quả/hiệu quả hoạt động học của học sinh cần phải điều chỉnh bổ sungnhững gì về:

- Mục tiêu, nội dung, phương thức, sản phẩm học tập của hoạt động học?

- Kĩ thuật tổ chức hoạt động học của học sinh; chuyển giao nhiệm vụ họctập; Hướng dẫn học sinh thực hiện nhiệm vụ học tập; tổ chức, hướng dẫn họcsinh báo cáo, thảo luận về sản phẩm học tập, nhận xét, đánh giá quá trình hoạtđộng học và sản phẩm học tập của học sinh [4]

2.3 Kết luận

Phần trên, chúng tôi đã trình bày cơ sở lí luận về dạy học STEM, cácbước xây dựng và thực hiện một chủ đề dạy học STEM, cách đánh giá hoạt độnghọc của học sinh theo chủ đề STEM Vận dụng cơ sở lí luận trên, ở chương 2chúng tôi thiết kế hai giáo án dạy học theo chủ đề STEM

CHƯƠNG 2 XÂY DỰNG MỘT SỐ CHỦ ĐỀ STEM TRONG CHƯƠNG TRÌNH VẬT

11) vào chế tạo thiết bị lọc khói hương theo tiêu chí cụ thể Sau khi hoàn thành,học sinh sẽ được thử nghiệm thiết bị của mình và tiến hành đánh giá chất lượngsản phẩm.

trong điện trường,

công của lực điện,

cấu tạo tụ điện,

cách tích điện cho

tụ điện

Học sinh làm quen vớinguồn điện 1 chiều,đồng hồ đo điện thế,thiết bị tăng điện áp mộtchiều

Thiết kế, lắp đặt thiết bịđẹp bền

Chất độc cótrong khóihương, tác hại

hương đối với

cơ thể conngười

Tính toán xácđịnh hiệu điệnthế phù hợp,

vẽ được bảnthiết kế khoahọc

b Kĩ năng

- Tính toán, vẽ được bản thiết kế thiết bị lọc khói đảm bảo các tiêu chí đềra

- Lập kế hoạch cá nhân/nhóm để chế tạo và thử nghiệm dựa trên bản kế

- Trình bày, bảo vệ được bản thiết kế và sản phẩm của mình, phản biệnđược các ý kiến thảo luận

- Tự nhận xét, đánh giá được quá trình làm việc cá nhân và nhóm

c Thái độ

- Nghiêm túc, chủ động, tích cực tham gia các hoạt động học

- Yêu thích sự khám phá, tìm tòi và vận dụng các kiến thức học được vàogiải quyết nhiệm vụ được giao

- Có tinh thần trách nhiệm, hòa đồng, giúp đỡ nhau trong nhóm, lớp

- Có ý thức tuân thủ các tiêu chuẩn kĩ thuật và giữ vệ sinh chung khi thựcnghiệm.

- Có ý thức bảo vệ môi trường và sức khỏe con người

d Định hướng phát triển năng lực

- Tìm hiểu khoa học, cụ thể về các ứng dụng công của lực điện, tụ điện

- Giải quyết được nhiệm vụ thiết kế và chế tạo thiết bị lọc khói một cáchsáng tạo

- Hợp tác với các thành viên trong nhóm để thống nhất bản thiết kế vàphân công thực hiện

- Tự nghiên cứu kiến thức, lên kế hoạch thiết kế, chế tạo, thử nhiệm vàđánh giá

1.3 Thiết bị

- Các thiết bị dạy học: giấy A0, mẫu bản kế hoạch,

- Nguyên vật liệu và dụng cụ để chế tạo và thử nghiệm “Thiết bị lọc khóibảo vệ môi trường”: Lon bia, chai nhựa, dao, kéo, băng dính, keo, dây điện…

1.4 Tiến trình dạy học

Hoạt động 1: XÁC ĐỊNH YÊU CẦU THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO

THIẾT BỊ LỌC KHÓI HƯƠNG (1 tiết)

- Học sinh hiểu rõ yêu cầu vận dụng kiến thức về các cách làm cho vậtnhiễm điện, di chuyển điện tích trong điện trường, công của lực điện, tụ điện đểthiết kế và thuyết minh thiết kế trước khi sử dụng nguyên vật liệu, dụng cụchuẩn bị trước để chế tạo và thử nghiệm.

b Nội dung

- Tìm hiểu về một số thiết bị lọc bụi, lọc khói trong thực tế để xác định kiến thức về công của lực điện và tụ điện

- Xác định nhiệm vụ chế tạo thiết bị với các tiêu chí:

Phiếu số 1: Đánh giá sản phẩm lọc khói hương

Thiết bị hoạt động hiệu quả hiệu điện thế

- Mô tả và giải thích được một cách định tính về nguyên lí chế tạo thiết bị

- Xác định được kiến thức cần sử dụng để thiết kế, chế tạo thiết bị lọc khói hương đã cho

c Dự kiến sản phẩm hoạt động của học sinh

- Mô tả và giải thích được cách định tính về nguyên lí chế tạo thiết bị lọc khóitĩnh điện

- Xác định được kiến thức cần sử dụng để thiết kế, chế tạo thuyền minitheo các tiêu chí đã cho

d Cách thức tổ chức hoạt động

- Giáo viên đặt vấn đề thực tiễn cuộc sống: Người dân có thói quen thắphương vào các ngày lễ, ngày giỗ, khói hương làm ô nhiễm mỗi trường, ảnhhưởng đến sức khỏe thành viên trong gia đình, các em hãy chế tạo thiết bị lọckhói hương để hạn chế tác hại của khói hương tới sức khỏe gia đình mình.

- Giáo viên giao cho học sinh tìm hiểu về một số thiết bị lọc bụi, lọc khóitĩnh điện (mô tả, xem hình ảnh, video…) với yêu cầu mô tả đặc điểm, cấu tạocủa thiết bị lọc khói, giải thích tại sao thiết bị có thể lọc khói, bụi được

- Giáo viên xác định kiến thức cần sử dụng là công của lực điện, tụ điện

và giao cho học sinh tìm hiểu trong sách giáo khoa để giải thích bằng tính toánthông qua việc thiết kế, chế tạo thiết bị lọc khói hương theo tiêu chí đã cho

Hoạt động 2 NGIÊN CỨU KIẾN THỨC TRỌNG TÂM

VÀ XÂY DỰNG BẢN THIẾT KẾ (1 tuần)

a. Mục đích

Học sinh ôn tập kiến thức hóa học về axit H3PO4 khi đốt cháy tạo ra P2O5

có trong khói hương, tác hại của khí độc P2O5 tới sức khỏe con người, kiến thức

về cách làm cho vật nhiễm điện, hình thành kiến thức mới về công của lực điện

di chuyển điện tích trong điện trường, cách tích điện cho tụ điện, qua đó đề xuấtđược giải pháp xây dựng bản thiết kế thiết bị lọc khói hương

Học sinh thảo luận về các thiết kế khả dĩ của thiết bị và đưa ra giải pháp

có căn cứ: Giáo viên có thể gợi ý cho học sinh:

- Làm thế nào để khói hương đi vào thiết bị nhiều nhất?

- Làm thế nào để tăng khả năng khói hương bị tích điện?

- Thiết bị dùng làm hai bản âm, dương nên thiết kế như thế nào?

Học sinh thuyết trình về tác hại của khói hương, xây dựng phương án thiết

kế thiết bị lọc khói hương và chuẩn bị cho buổi trình bày trước lớp (các hìnhthức: thuyết trình, poster, powpoint…)

c Dự kiến sản phẩm hoạt động của học sinh.

Học sinh thuyết trình được tác hại của khói hương đối với sức khỏe conngười

Học sinh xác định, ghi được thông tin, kiến thức về cách làm cho vậtnhiễm điện, tụ điện, công của lực điện, di chuyển điện tích trong điện trường.

Học sinh đề xuất và lựa chọn được giải pháp có căn cứ, xây dựng đượcbản thiết kế thiết bị lọc khói hương đảm bảo tiêu chí

d Cách thức tổ chức hoạt động

Giáo viên giao nhiệm vụ cho học sinh:

- Tìm hiểu tác hại của khói hương đến sức khỏe con người

- Nghiên cứu kiến thức trọng tâm: cách làm cho vật nhiễm điện, cách tíchđiện cho tụ điện, công của lực điện, di chuyển điện tích trong điện trường

- Lập kế hoạch trình bày và bảo vệ bản thiết kế

- Xây dựng bản thiết kế thiết bị lọc khói hương theo đánh giá bài báo cáo

Phiếu số 2: Đánh giá bài báo cáo và bản thiết kế sản phẩm

Thuyết trình được tác hại của khói hương đến

sức khỏe con người

10

Trình bày chính xác nội dung kiến thức nền

phục vụ cho việc thiết kế thiết bị lọc khói