Dạy học một số chủ đề trong môn toán lớp 11 theo định hướng giáo dục STEM

Để đạt hiệu quảcao hơn, thiết thực hơn trong dạy học chủ đề STEM đối với môn toán tôi viết đề tài: "Dạy học một số chủ đề trong môn toán lớp 11 theo định hướng giáo dục STEM".. Đề tài củ

SỞ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO NGHỆ AN

SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM

Đề tài:

DẠY HỌC MỘT SỐ CHỦ ĐỀ TRONG MÔN TOÁN LỚP 11

THEO ĐỊNH HƯỚNG GIÁO DỤC STEM

LĨNH VỰC: MÔN TOÁN.

Năm học 2020 - 2021

SỞ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO NGHỆ AN TRƯỜNG THPT CÁT NGẠN

SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM

Đề tài:

DẠY HỌC MỘT SỐ CHỦ ĐỀ TRONG MÔN TOÁN LỚP 11

THEO ĐỊNH HƯỚNG GIÁO DỤC STEM

LĨNH VỰC: MÔN TOÁN.

TÁC GIẢ : NGUYỄN THỊ XUÂN TỔ: TOÁN - TIN

Năm học 2020 - 2021

LỜI CAM ĐOAN Năm học 2020 - 2021, tôi viết sáng kiến kinh nghiệm có tên là "Dạy học một

số chủ đề trong môn toán lớp 11 theo định hướng giáo dục STEM".

Tôi cam kết sản phẩm này là của cá nhân tôi tham khảo các tài liệu, tự thiết kếcác chủ đề và viết SKKN, không sao chép SKKN của người khác để nộp Nếu nhàtrường và tổ chuyên môn phát hiện ra tôi sao chép của ai hay có sự tranh chấp vềquyền sở hữu thì tôi xin chịu hoàn toàn trách nhiệm trước ban chuyên môn về tínhtrung thực của lời cam đoan này

Thanh Chương, ngày 20/3/2021

Người viết SKKN

Nguyễn Thị Xuân.

DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT

MỤC LỤC

Phần 1: ĐẶT VẤN ĐỀ

Phần 2: NỘI DUNG NGHIÊN CỨU

2.1.2 Thực trạng của vấn đề trước khi áp dụng sáng kiến kinh nghiệm 142.2 Thiết kế và tổ chức dạy học một số chủ đề trong môn toán lớp 11

theo định hướng giáo dục STEM

2.2.3 Thiết kế và tổ chức dạy học một số chủ đề trong môn toán lớp 11

theo định hướng giáo dục STEM

Phần 1: ĐẶT VẤN ĐỀ 1.1 Lí do chọn đề tài

Trong nhà trường phổ thông, môn Toán góp phần hình thành và phát triển cácphẩm chất, năng lực chung và năng lực toán học bao gồm những thành phần: kiếnthức và kĩ năng toán, các thao tác tư duy, tưởng tượng không gian, lập luận, giảiquyết vấn đề, mô hình hoá toán học, giao tiếp và ngôn ngữ toán học, sử dụng công

cụ, phương tiện học toán cho học sinh Chính vì vậy, ngoài cung cấp kiến thức,môn Toán còn rèn luyện kĩ năng và tạo cơ hội để học sinh được trải nghiệm, vậndụng toán học vào thực tiễn; tạo lập sự kết nối giữa các ý tưởng toán học, giữa toánhọc với thực tiễn, giữa toán học với các môn học khác, đặc biệt với các môn họcthuộc lĩnh vực giáo dục STEM

Giáo dục STEM được đánh giá là một trong những giải pháp chuẩn bị nguồnnhân lực cho Cách mạng Công nghiệp 4.0, nguồn nhân lực “công dân toàn cầu thế

hệ mới” Với vai trò đó, thời gian qua, Bộ Giáo dục và Đào tạo đã chỉ đạo các địaphương triển khai chương trình giáo dục STEM từ bậc học phổ thông Tuy nhiêntrong thực tế khi áp dụng tại một số trường THPT thì vẫn còn những cách hiểukhác nhau, nhiều cách vận dụng và nhiều cấp độ vận dụng khác nhau, khi triểnkhai có những vướng mắc nhất định và hiệu quả đạt được chưa cao vì nội dung nàykhá mới mẻ với GV và HS cũng như các cấp quản lý giáo dục Đặc biệt là đối vớiriêng bộ môn toán, việc dạy học theo định hướng giáo dục STEM có nhiều khókhăn, vướng mắc đối với giáo viên dạy toán

Thực hiện công văn số: 1677/Sở GD&ĐT – GDTrH về việc triển khai thựchiện giáo dục STEM trong giáo dục trung học từ năm học 2020 – 2021 ngày 20tháng 8 năm 2020 của Sở GD&ĐT Nghệ An, tại đơn vị tôi ngay từ đầu năm học

2020 - 2021 đã được quan tâm và triển khai đến toàn thể giáo viên Để đạt hiệu quảcao hơn, thiết thực hơn trong dạy học chủ đề STEM đối với môn toán tôi viết đề

tài: "Dạy học một số chủ đề trong môn toán lớp 11 theo định hướng giáo dục STEM".

1.2 Mục đích nghiên cứu

Nghiên cứu về giáo dục STEM từ đó thiết kế và tổ chức dạy học một số chủ

đề môn toán lớp 11 theo định hướng giáo dục STEM

1.3 Nhiệm vụ nghiên cứu

Nghiên cứu về cơ sở lí luận về giáo dục STEM, về dạy học theo định hướnggiáo dục STEM

Nghiên cứu thực trạng dạy học STEM trong trường phổ thông, thực trạng dạyhọc các chủ đề môn toán theo định hướng giáo dục STEM

Thực nghiệm sư phạm để kiểm nghiệm tính hiệu quả của một số chủ đề đãthiết kế.

1.4 Đối tượng nghiên cứu

Thiết kế và tổ chức dạy học một số chủ đề môn toán lớp 11 theo định hướnggiáo dục STEM

1.5 Kế hoạch nghiên cứu

- Áp dụng thử nghiệm

- Tập hợp ý kiến đónggóp của đồng nghiệp

- Viết báo cáo

- Xin ý kiến của đồng nghiệp

- Bản nháp báo cáo

- Tập hợp ý kiến đónggóp của đồng nghiệp.5

1.6 Phương pháp nghiên cứu: sử dụng phối hợp các phương pháp sau

- Nhóm các phương pháp nghiên cứu lý thuyết

+ Phương pháp thu thập các nguồn tài liệu lý luận

+ Phương pháp phân tích, tổng hợp các nguồn tài liệu đã thu thập

- Nhóm các phương pháp nghiên cứu thực tiễn

+ Điều tra thực trạng dạy học theo định hướng giáo dục STEM tại các trườngTHPT hiện nay

+ Trao đổi với giáo viên trong nhóm

+ Thực nghiệm sư phạm

- Phương pháp thống kê toán học

+ Xử lý phân tích các kết quả thực nghiệm sư phạm

1.7 Điểm mới của đề tài

Một vài năm trở lại đây đã có giáo viên bắt đầu nghiên cứu vấn đề này, tuynhiên chưa nhiều Các chủ đề được chọn và dạy học theo định hướng giáo dục

STEM là do tôi tự tìm hiểu và thiết kế Đề tài của tôi thiết kế một số chủ đề trong

môn toán lớp 11 dạy học theo định hướng giáo dục STEM phù hợp với các trườngTHPT đóng trên địa bàn có điều kiện Kinh tế - xã hội còn khó khăn, các trường có

HS dân tộc thiểu số, đầu vào tuyển sinh thấp, tại các trường THPT mà giáo dụcSTEM chưa được quan tâm đúng mực và triển khai chưa có hiệu quả cao

Trong thực tiễn giảng dạy bản thân tôi và các đồng nghiệp đã áp dụng đề tàicủa mình vào giảng dạy và đã thu được kết quả rất khả quan, học sinh hứng thứhơn, tích cực, chủ động, sáng tạo hơn Đề tài có thể làm tài liệu tham khảo chogiáo viên và học sinh trong dạy học theo định hướng giáo dục STEM cho nhữngnăm học tiếp theo

Phần 2: NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 2.1 CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN

2.1.1 Một số vấn đề chung về giáo dục STEM.

2.1.1.1 Khái niệm STEM

STEM là thuật ngữ viết tắt của các từ Science (Khoa học), Technology (Côngnghệ), Engineering (Kĩ thuật) và Mathematics (Toán học), thường được sử dụngkhi bàn đến các chính sách phát triển về Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toánhọc của mỗi quốc gia Sự phát triển về Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán họcđược mô tả bởi chu trình STEM, trong đó Science là quy trình sáng tạo ra kiếnthức khoa học; Engineering là quy trình sử dụng kiến thức khoa học để thiết kếcông nghệ mới nhằm giải quyết các vấn đề; Toán là công cụ được sử dụng để thunhận kết quả và chia sẻ kết quả đó với những người khác

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

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

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

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

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

cứ sau mỗi chu trình thì lượng kiến thức khoa học tăng lên và cùng với nó là côngnghệ phát triển ở trình độ cao hơn

2.1.1.2 Giáo dục STEM.

Phỏng theo chu trình STEM, giáo dục STEM đặt học sinh trước những vấn đềthực tiễn ("công nghệ" hiện tại) cần giải quyết, đòi hỏi học sinh phải tìm tòi, chiếmlĩnh kiến thức khoa học và vận dụng kiến thức để thiết kế và thực hiện giải phápgiải quyết vấn đề ("công nghệ" mới) Như vậy, mỗi bài học STEM sẽ đề cập vàgiao cho học sinh giải quyết một vấn đề tương đối trọn vẹn, đòi hỏi học sinh phảihuy động kiến thức đã có và tìm tòi, chiếm lĩnh kiến thức mới để sử dụng Quátrình đó đòi hỏi học sinh phải thực hiện theo "Quy trình khoa học" (để chiếm lĩnhkiến thức mới) và "Quy trình kĩ thuật" để sử dụng kiến thức đó vào việc thiết kế và

thực hiện giải pháp ("công nghệ" mới) để giải quyết vấn đề Đây chính là sự tiếpcận liên môn trong giáo dục STEM, dù cho kiến thức mới mà học sinh cần phảihọc để sử dụng trong một bài học STEM cụ thể có thể chỉ thuộc một môn học.Như vậy, giáo dục STEM là một phương thức giáo dục nhằm trang bị cho họcsinh những kiến thức khoa học gắn liền với ứng dụng của chúng trong thực tiễn,qua đó phát triển cho học sinh năng lực phát hiện và giải quyết vấn đề cùng vớinhững năng lực khác tương ứng, đáp ứng được yêu cầu của sự phát triển kinh tế –

xã hội Các mức độ áp dụng giáo dục STEM trong giáo dục phổ thông như sau:

a) Dạy học các môn khoa học theo phương thức giáo dục STEM

Đây là hình thức tổ chức giáo dục STEM chủ yếu trong nhà trường Theocách này, các bài học, hoạt động giáo dục STEM được triển khai ngay trong quátrình dạy học các môn học STEM theo tiếp cận liên môn Các chủ đề, bài học, hoạtđộng STEM bám sát chương trình của các môn học thành phần Hình thức giáodục STEM này không làm phát sinh thêm thời gian học tập

b) Tổ chức các hoạt động trải nghiệm STEM

Trong hoạt động trải nghiệm STEM, học sinh được khám phá các thí nghiệm,ứng dụng khoa học, kỹ thuật trong thực tiễn đời sống Qua đó, nhận biết được ýnghĩa của khoa học, công nghệ, kỹ thuật và toán học đối với đời sống con người,nâng cao hứng thú học tập các môn học STEM Đây cũng là cách thức để thu hút

sự quan tâm của xã hội tới giáo dục STEM

Để tổ chức thành công các hoạt động trải nghiệm STEM, cần có sự tham gia,hợp tác của các bên liên quan như trường trung học, cơ sở giáo dục nghề nghiệp,các trường đại học, doanh nghiệp Trải nghiệm STEM còn có thể được thực hiệnthông qua sự hợp tác giữa trường trung học với các cơ sở giáo dục đại học, giáodục nghề nghiệp Theo cách này, sẽ kết hợp được thực tiễn phổ thông với ưu thế về

cơ sở vật chất của giáo dục đại học và giáo dục nghề nghiệp Các trường trung học

có thể triển khai giáo dục STEM thông qua hình thức câu lạc bộ Tham gia câu lạc

bộ STEM, học sinh được học tập nâng cao trình độ, triển khai các dự án nghiêncứu, tìm hiểu các ngành nghề thuộc lĩnh vực STEM Đây là hoạt động theo sởthích, năng khiếu của học sinh

c) Tổ chức hoạt động nghiên cứu khoa học, kĩ thuật

Giáo dục STEM có thể được triển khai thông qua hoạt động nghiên cứu khoahọc và tổ chức các cuộc thi sáng tạo khoa học kỹ thuật Hoạt động này khôngmang tính đại trà mà dành cho những học sinh có năng lực, sở thích và hứng thúvới các hoạt động tìm tòi, khám phá khoa học, kỹ thuật giải quyết các vấn đề thựctiễn

Tổ chức tốt hoạt động câu lạc bộ STEM cũng là tiền đề phát triển hoạt độngsáng tạo khoa học kỹ thuật và triển khai các dự án nghiên cứu trong khuôn khổcuộc thi khoa học kỹ thuật dành cho học sinh trung học Bên cạnh đó, tham gia câulạc bộ STEM và nghiên cứu khoa học, kĩ thuật là cơ hội để học sinh thấy được sựphù hợp về năng lực, sở thích, giá trị của bản thân với nghề nghiệp thuộc lĩnh vựcSTEM.

2.1.1.3 Dạy học theo định hướng giáo dục STEM

a) Một số tiêu chí của chủ đề giáo dục STEM

Khi xây dựng một chủ đề giáo dục STEM, một số câu hỏi có thể gặp phải vớicác GV đó là liệu chủ đề được xây dựng có đúng theo tinh thần STEM hay khônghay là một chủ đề tích hợp khoa học đơn thuần Điều gì tạo nên sự phân biệt mộtchủ đề giáo dục STEM với các chủ đề học tập khác Điều đầu tiên cần phải khẳngđịnh trước hết một chủ đề dạy học theo định hướng STEM phải là một chủ đềmang tính tích hợp Một số tiêu chí của chủ đề giáo dục STEM là:

- Chủ đề STEM hướng tới giải quyết các vấn đề trong thế giới thực Vận dụngkiến thức STEM để giải quyết các vấn đề thực tiễn chính là mục tiêu của dạy họctheo 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 luôn hướng đến giải quyết cácvấn đề các tình huống trong xã hội, kinh tế, môi trường trong cộng đồng địaphương của họ cũng như toàn cầu

- Chủ đề STEM phải hướng tới việc HS vận dụng các kiến thức trong lĩnh vựcSTEM để giải quyết tiêu chí này nhằm đảm bảo theo đúng tinh thần giáo dụcSTEM, 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 điểmcủa quan điểm STEM Chỉ khi chủ đề STEM định hướng thực hành mới đảm bảohình thành và phát triển năng lực cho HS Điều này sẽ giúp HS có được kiến thức

từ kinh nghiệm thực hành chứ không phải chỉ từ lí thuyết Bằng cách xây dựng cácbài giảng theo chủ đề và dựa trên thực hành, HS sẽ được hiểu sâu về lí thuyết,nguyên lí thông qua các hoạt động thực tế Chính các hoạt động thực tế này sẽ giúp

HS nhớ kiến thức lâu hơn và sâu hơn HS sẽ được làm việc theo nhóm, tự thảo luậntìm tòi kiến thức, tự vận dụng kiến thức vào các hoạt động thực hành rồi sau đó cóthể truyền đạt lại kiến thức cho người khác Với cách học này, GV không còn làngười truyền đạt kiến thức nữa mà sẽ là người hướng dẫn để HS tự xây dựng kiếnthức cho chính mình

- Chủ đề STEM khuyến khích làm việc nhóm giữa các HS Trên thực tế cónhững chủ đề STEM vẫn có thể triển khai cá nhân Tuy nhiên, làm việc theo nhóm

là hình thức làm việc phù hợp trong việc giải quyết các nhiệm vụ phức hợp gắn vớithực tiễn Làm việc theo nhóm là một kĩ năng quan trọng trong thế kỉ 21 bên cạnh

đó khi làm việc theo nhóm HS sẽ được đặt vào môi trường thúc đẩy các nhu cầugiao tiếp chia sẻ ý tưởng và cùng nhau phát triển giải pháp

2.1.1.4 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 mối ghép cơ khí; Mạch điện điều khiển cho ngôi nhà thông minh; Sữachua/dưa muối – Vi sinh vật – Quy trình làm sữa chua/muối dưa; Thuốc trừ sâu –Phản ứng hóa học – Quy trình xử lí dư lượng thuốc trừ sâu; Hóa chất –Phản ứnghóa học – Quy trình xử lí chất thải; Sau an toàn – Hóa sinh – Quy trình trồng 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 để giaocho học sinh thực hiện sao cho khi giải quyết vấn đề đó, học sinh phải học đượcnhững kiến thức, kĩ năng cần dạy trong chương trình môn học đã được lựa chọn(đối với STEM kiến tạo) hoặc vận dụng những kiến thức, kỹ năng đã biết (đối vớiSTEM vận dụng) để xây dựng bài học Theo những ví dụ nêu trên, nhiệm vụ giaocho học sinh thực hiện trong các bài học có thể là: Thiết kế, chế tạo một máyquang phổ đơn giản trong bài học về bản chất sóng của ánh sáng; Thiết kế, chế tạomột ống nhòm đơn giản khi học về hiện tượng phản xạ và khúc xạ ánh sáng; Chếtạo bè nổi/thuyền khi học về Định luật Ác-si-mét; Chế tạo máy phát điện/động cơđiện khi học về cảm ứng điện từ; Thiết kế mạch lôgic khi học về dòng điện khôngđổi; Thiết kế robot leo dốc, cầu bắc qua hai trụ, hệ thống tưới nước tự động, mạchđiện cảnh báo và điều khiển cho ngôi nhà thông minh; Xây dựng quy trình làm sữachua/muối dưa; Xây dựng quy trình xử lí dư lượng thuốc trừ sâu trong rau/quả;Xây dựng quy trình xử lí hóa chất ô nhiễm trong nước thải; Quy trình trồng rau antoàn…

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 xác định

rõ tiêu chí của giải pháp/sản phẩm Những tiêu chí này là căn cứ quan trọng để đềxuất giả thuyết khoa học/giải pháp giải quyết vấn đề/thiết kế mẫu sản phẩm Đối

với các ví dụ nêu trên, tiêu chí có thể là: Chế tạo máy quang phổ sử dụng lăngkính, thấu kính hội tụ; tạo được các tia ánh sáng màu từ nguồn sáng trắng; Chế tạoống nhòm /kính thiên văn từ thấu kính hội tụ, phân kì; quan sát được vật ở xa với

độ bội giác trong khoảng nào đó; Quy trình sản xuất sữa chua/muối dưa với tiêuchí cụ thể của sản phẩm (độ ngọt, độ chua, dinh dưỡng ); Quy trình xử lí dư lượngthuốc trừ sâu với tiêu chí cụ thể (loại thuốc trừ sâu, độ "sạch" sau xử lí); Quy trìnhtrồng 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 Mỗi hoạt động học được thiết kế

rõ ràng về mục đích, nội dung và sản phẩm học tập mà học sinh phải hoàn thành.Các hoạt động học đó có thể được tổ chức cả ở trong và ngoài lớp học (ở trường, ởnhà và cộng đồng) Cần thiết kế bài học điện tử trên mạng để hướng dẫn, hỗ trợhoạt động học của học sinh bên ngoài lớp học

2.1.1.5 Dạy học các môn khoa học theo phương thức giáo dục STEM.

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

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 đề xuất,xây dựng giải pháp và thiết kế nguyên mẫu của sản phẩm cần hoàn thành Tiêu chícủa sản phẩm là yêu cầu hết sức quan trọng, bởi đó chính là "tính mới" của sảnphẩm, kể cả sản phẩm đó là quen thuộc với học sinh; đồng thời, tiêu chí đó buộchọc sinh phải nắm vững kiến thức mới thiết kế và giải thích được thiết kế cho sảnphẩm 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 hiệntượng, sản phẩm, công nghệ Dự kiến sản phẩm hoạt động của học sinh: Các mức

độ hoàn thành nội dung (Ghi chép thông tin về hiện tượng, sản phẩm, công nghệ;đánh giá, đặt câu hỏi về hiện tượng, sản phẩm, công nghệ)

Trong hoạt động này, học sinh thực hiện hoạt động học tích cực, tự lực dưới

sự hướng dẫn của giáo viên Trong bài học STEM sẽ không còn các "tiết học"thông thường mà ở đó giáo viên "giảng dạy" kiến thức mới cho học sinh Thay vào

đó, học sinh phải tự tìm tòi, chiếm lĩnh kiến thức để sử dụng vào việc đề xuất, thiết

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

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

- Nội dung: Nghiên cứu nội dung sách giáo khoa, tài liệu, thí nghiệm để tiếpnhận, hình thành kiến thức mới và đề xuất giải pháp/thiết kế

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

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

đề xuất giải pháp/thiết kế mẫu thử nghiệm

Hoạt động 3: Lựa chọn giải pháp

Trong hoạt động này, học sinh được tổ chức để trình bày, giải thích và bảo vệbản 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 ýcủa các bạn và giáo viên, học sinh tiếp tục hoàn thiện (có thể phải thay đổi để bảođảm 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 vàhoàn thiện

- Dự kiến sản phẩm hoạt động của học sinh: Giải pháp/bản thiết kế được lựachọn/hoàn thiện

- Cách thức tổ chức hoạt động: Giáo viên giao nhiệm vụ (Nêu rõ yêu cầu HStrình bày, báo cáo, giải thích, bảo vệ giải pháp/thiết kế); Học sinh báo cáo, thảoluận; Giáo viên điều hành, nhận xét, đánh giá + hỗ trợ HS lựa chọn giải 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 đã

và đánh giá Trong quá trình này, học sinh cũng có thể phải điều chỉnh thiết kế banđầu 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/đồvật…đã chế tạo và thử nghiệm, đánh giá

- Cách thức tổ chức hoạt động: Giáo viên giao nhiệm vụ (lựa chọn dụngcụ/thiết bị thí nghiệm để chế tạp, lắp ráp…); Học sinh thực hành chế tạo, lắp ráp vàthử 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 học tập đãhoàn thành; trao đổi, thảo luận, đánh giá để tiếp tục điều chỉnh, hoàn thiện

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

- Nội dung: Trình bày và thảo luận

- Dự kiến sản phẩm hoạt động của học sinh: Dụng cụ/thiết bị/mô hình/đồvật 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 vàsản phẩm trình bày); Học sinh báo cáo, thảo luận (bài báo cáo, trình chiếu, video,dung cụ/thiết bị/mô hình/đồ vật đã chế tạo…) theo các hình thức phù hợp (trưngbày, triển lãm, sân khấu hóa); Giáo viên đánh giá, kết luận, cho điểm và địnhhướng tiếp tục hoàn thiện

2.1.1.6 Vai trò của môn toán trong dạy học STEM.

a) Chương trình giáo dục phổ thông mới môn toán: Gắn liền với các môn STEM

Môn Toán hình thành, phát triển ở học sinh năng lực toán học, biểu hiện tậptrung của năng lực tính toán, với các thành phần sau: tư duy và lập luận toán học;

mô hình hoá toán học; giải quyết vấn đề toán học; giao tiếp toán học; sử dụng công

cụ, phương tiện học Toán Đồng thời, thông qua phương pháp tổ chức các hoạtđộng khám phá, luyện tập, thực hành và trải nghiệm toán học, môn Toán góp phầncùng các môn học và hoạt động giáo dục khác hình thành, phát triển ở học sinh cácphẩm chất chủ yếu và năng lực chung đã quy định trong Chương trình tổng thể,đặc biệt là khả năng tự nhận thức và tích cực hoá bản thân, khả năng tổ chức vàquản lí hoạt động; giúp học sinh bước đầu xác định được năng lực, sở trường của

bản thân nhằm định hướng và lựa chọn nghề nghiệp, rèn luyện nhân cách để trởthành người lao động và người công dân có trách nhiệm.

b) Nội dung chương trình được phân chia theo hai giai đoạn:

- Giai đoạn giáo dục cơ bản (từ lớp 1 đến lớp 9): Đây là giai đoạn nền tảngcho việc học tập ở các trình độ tiếp theo, do đó chương trình mới giúp học sinhnắm được một cách có hệ thống các khái niệm, nguyên lí, quy tắc toán học cầnthiết nhất cho tất cả mọi người, làm nền tảng cho việc học tập ở các trình độ họctập tiếp theo hoặc có thể sử dụng trong cuộc sống hằng ngày

- Giai đoạn giáo dục định hướng nghề nghiệp (từ lớp 10 đến lớp 12): Giúphọc sinh có cái nhìn tương đối tổng quát về Toán học, hiểu được vai trò và nhữngứng dụng của Toán học trong thực tiễn, những ngành nghề có liên quan đến Toánhọc để học sinh có cơ sở định hướng nghề nghiệp, cũng như có khả năng tự tìmhiểu những vấn đề có liên quan đến toán học trong suốt cuộc đời

c) Chương trình môn Toán nhấn mạnh các quan điểm:

- Kế thừa và phát huy ưu điểm của chương trình hiện hành và các chươngtrình trước đó, tiếp thu có chọn lọc kinh nghiệm xây dựng chương trình môn họccủa các nước tiên tiến trên thế giới, tiếp cận những thành tựu của khoa học giáodục, có tính đến điều kiện kinh tế và xã hội Việt Nam

- Chương trình bảo đảm tính tinh giản, thiết thực, hiện đại, phản ánh nhữngnội dung nhất thiết phải được đề cập trong nhà trường phổ thông, đáp ứng nhu cầuhiểu biết thế giới cũng như hứng thú, sở thích của người học, phù hợp với cách tiếpcận của thế giới ngày nay Chương trình quán triệt tinh thần "toán học cho mọingười", ai cũng học được Toán nhưng mỗi người có thể học Toán theo cách phùhợp với sở thích và năng lực cá nhân

- Chú trọng tính ứng dụng, gắn kết với thực tiễn và các môn học khác (đặcbiệt với các môn học thực hiện giáo dục STEM), gắn với xu hướng phát triển hiệnđại của kinh tế, khoa học, đời sống xã hội và những vấn đề cấp thiết có tính toàncầu (như biến đổi khí hậu, phát triển bền vững, giáo dục tài chính, )

- Chương trình thực hiện tích hợp nội môn xoay quanh ba mạch kiến thức: Số,Đại số và Một số yếu tố giải tích; Hình học và Đo lường; Thống kê và Xác suất;thực hiện tích hợp liên môn thông qua các nội dung, chủ đề liên quan hoặc các kiếnthức toán học được khai thác, sử dụng trong các môn học khác như Vật lí, Hoáhọc, Sinh học, Địa lí, Tin học, Công nghệ, Lịch sử, Nghệ thuật, Chương trìnhmôn Toán còn thực hiện tích hợp nội môn và liên môn thông qua các hoạt độngthực hành và trải nghiệm trong giáo dục toán học

- Đảm bảo tính tích hợp và phân hoá Đối với tất cả các cấp học: quán triệttinh thần dạy học theo hướng cá thể hoá người học trên cơ sở bảo đảm đa số học

sinh (trên tất cả các vùng miền của cả nước) đáp ứng được yêu cầu cần đạt củachương trình; đồng thời chú ý tới các đối tượng chuyên biệt (học sinh giỏi, họcsinh khuyết tật, học sinh có hoàn cảnh khó khăn,…) Đối với cấp trung học phổthông: thiết kế các nội dung học tập và hệ thống chuyên đề học tập giúp học sinhnâng cao kiến thức, kĩ năng thực hành, vận dụng giải quyết các vấn đề gắn với thựctiễn.

- Chương trình bảo đảm định hướng thống nhất và những nội dung giáo dụctoán học cốt lõi, bắt buộc đối với học sinh toàn quốc, đồng thời trao quyền chủđộng và trách nhiệm cho địa phương và nhà trường trong việc triển khai kế hoạchgiáo dục phù hợp với đối tượng và điều kiện của địa phương, của cơ sở giáo dục

d) Về phương pháp dạy học, Chương trình môn Toán định hướng như sau:

- Thực hiện dạy học phù hợp với tiến trình nhận thức của học sinh (đi từ cụthể đến trừu tượng, từ dễ đến khó)

- Quán triệt tinh thần "lấy người học làm trung tâm", phát huy tính tích cực, tựgiác, chú ý nhu cầu, năng lực nhận thức, cách thức học tập khác nhau của từng cánhân học sinh

- Tổ chức quá trình dạy học theo hướng kiến tạo, trong đó học sinh được thamgia tìm tòi, phát hiện, suy luận giải quyết vấn đề

- Linh hoạt trong việc vận dụng các phương pháp, kĩ thuật dạy học tích cực;kết hợp nhuần nhuyễn, sáng tạo với việc vận dụng các phương pháp, kĩ thuật dạyhọc truyền thống

- Kết hợp các hoạt động dạy học trong lớp học với hoạt động thực hành trảinghiệm, vận dụng kiến thức toán học vào thực tiễn Cấu trúc bài học bảo đảm tỉ lệcân đối, hài hoà giữa kiến thức cốt lõi, kiến thức vận dụng và các thành phần khác

2.1.1.7 Hướng dẫn thực hiện chủ đề dạy học theo định hướng giáo dục STEM trong trường Trung học

a) Mục tiêu của giáo dục STEM

- Giáo dục STEM là một phương pháp dạy học nhằm hình thành, rèn luyện trithức, năng lực cho học sinh (HS) thông qua các đề tài, các bài học, các chủ đề cónội dung thực tiễn

- Trong quá trình dạy học, các kiến thức và kỹ năng thuộc các lĩnh vực khoahọc, công nghệ, kỹ thuật, toán học được hình thành và phát triển thông qua việcvận dụng, phối hợp chúng để giải quyết vấn đề thực tiễn được đặt ra

- Giáo dục STEM đề cao hoạt động thực hành và phương pháp mô hình tronggiải quyết các vấn đề của thực tiễn cuộc sống thông qua hoạt động nhóm, hoạt

động tập thể, hoạt động cộng đồng Từ đó rèn luyện cho HS năng lực tư duy, sángtạo, tranh luận, phản biện, …

- Giáo dục STEM cũng trang bị cho HS những kỹ năng phù hợp để phát triểntrong thế kỷ 21: Tư duy phản biện và sáng tạo, Kỹ năng diễn đạt và thuyết trình,

Kỹ năng trao đổi và cộng tác, Kỹ năng giải quyết vấn đề, Kỹ năng làm việc theo

dự án

b) Yêu cầu về chủ đề giáo dục STEM

Các chủ đề GD STEM có thể được xây dựng, thực hiện với nhiều mức độkhác nhau tùy thuộc vào khả năng xây dựng kế hoạch dạy học, giáo dục của đơn vị

và sự đáp ứng của học sinh Cụ thể:

- Các chủ đề GD STEM có thể là các nội dung hẹp và đơn giản, thiết bịphương tiện thực hiện gọn nhẹ, thời gian thực hiện không dài và thường kết hợptrong một bài học hoặc một phần của bài học nhằm xây dựng hoặc minh họa chokiến thức của bài học, vận dụng kiến thức của bài học để góp phần hình thành hoặccủng cố một kỹ năng thiết yếu trong cuộc sống

- Các chủ đề GD STEM có nội dung của một dự án nhằm luyện tập tìm hiểu,giải quyết một vấn đề trong thực tiễn cuộc sống, liên hệ chủ yếu với kiến thức củamột bài học, thiết bị phương tiện thực hiện không quá phức tạp, thời gian và côngsức thực hiện không dài, hoặc các chủ đề có nội dung của một dự án nhằm luyệntập tìm hiểu, giải quyết một vấn đề trong thực tiễn cuộc sống có tính chất tích hợp,liên môn, cần đầu tư nhiều cho các thiết bị phương tiện thực hiện và có thể tốnnhiều thời gian, công sức

c) Về hình thức tổ chức

- Các chủ đề dạy học theo định hướng giáo dục STEM có thể tổ chức lồngghép trong một tiết dạy học, trong Một bài học chính khóa; tổ chức trong một tiếtdạy học hoặc một bài học ngoại khóa; Các chủ đề dạy học có thể được xây dựngtheo Chương trình giáo dục nhà trường (đảm bảo sự đăng ký tham gia tự nguyệncủa học sinh và cha mẹ học sinh) được xây dựng trong kế hoạch giáo dục nhàtrường

- Các chủ đề dạy học theo định hướng giáo dục STEM được xây dựng mớihoặc kết hợp với một số giờ học tại phòng học bộ môn trong nhà trường nhằmtrang bị một số công cụ thực hành thông dụng để tiến hành một số tiết học về GDSTEM tại phòng bộ môn; tổ chức thành một cuộc thi trong phạm vi hẹp của nhómhoặc lớp hay tổ chức thành một cuộc thi trong phạm vi rộng trong nhà trường hoặcrộng hơn Các nội dung này phải được tính toán phù hợp và đảm bảo việc thựchiện đầy đủ nội dung chương trình theo qui định

d) Huy động các lực lượng xã hội tham gia

Các doanh nghiệp, tổ chức xã hội có chức năng trong lĩnh vực giáo dục, cónăng lực (đội ngũ,có cơ sở vật chất, trang thiết bị, có hệ thống bài học, chủ đề về

GD STEM phù hợp) được Sở GD&ĐT thẩm định và cho phép hỗ trợ nhà trường tổchức thực hiện các chủ đề GD STEM

2.1.2 Thực trạng của vấn đề trước khi áp dụng sáng kiến kinh nghiệm.

Những năm qua, Bộ GDĐT, Sở GDĐT đã tổ chức nhiều hội thảo, tập huấncán bộ quản lý, giáo viên thực hiện giáo dục STEM; tập huấn cán bộ quản lý, giáoviên các trường triển khai thí điểm hoạt động giáo dục này Điều đó đã giúp cán bộquản lý, giáo viên trung học nắm bắt nội dung, phương pháp, hình thức triển khaihoạt động giáo dục STEM có hiệu quả

Tại Nghệ An, chương trình giáo dục STEM được Sở Giáo dục và Đào tạotriển khai từ năm học 2018-2019 và được thực hiện 3 mức độ: dạy học theo chủ đềgiáo dục STEM; dạy học thông qua hoạt động trải nghiệm STEM và dạy học thôngqua hoạt động nghiên cứu khóa học của học sinh Hiện cấp trung học đã xây dựng

và thực hiện được 667 chủ đề giáo dục STEM Đặc biệt có 2 trường THPT; 62trường THCS được Bộ GD&ĐT chọn thí điểm triển khai GD STEM từ năm học2018-2019 đã phát huy hiệu quả (Số liệu cập nhật tính đến ngày 23/11/2020)

Tuy nhiên, đây là một lĩnh vực mới, một cách tiếp cận mới do đó việc triểnkhai chương trình giáo dục STEM tại Nghệ An cũng như các địa phương khác còngặp khó khăn, lúng túng Đang có những vấn đề còn tồn tại trong việc triển khaigiáo dục STEM Cụ thể, thiếu khung chương trình, mô hình giáo dục STEM thốngnhất cho các cấp học, bậc học, thiếu tài liệu giáo dục STEM và tài liệu hướng dẫngiáo dục STEM Bên cạnh đó, giáo viên và cán bộ quản lý giáo dục ở các cấp học

đã được tập huấn, chuyển giao công nghệ giáo dục STEM nhưng chưa mang lạihiệu quả cao, do đó sự hiểu biết và nhận thức về vấn đề này còn nhiều hạn chế.Việc triển khai giáo dục STEM đôi khi còn mang tính tự phát, nên hiệu quả chưa

rõ ràng

Dù việc dạy học STEM ở Nghệ An còn tự phát, phòng học phục vụ choSTEM chưa có, chủ yếu dựa vào sự năng động tâm huyết của một số thầy, cô giáonhưng đã thu hút được sự quan tâm, hứng thú của học sinh Hiện nay, dù Giáo dụcSTEM là lĩnh vực mới, nhưng có vai trò hình thành kỹ năng toàn cầu cho học sinh,giúp các em vận dụng kiến thức đã học vào thực tiễn cuộc sống

Đối với dạy học môn toán theo định hướng giáo dục STEM thì đa số giáoviên dạy Toán cho rằng môn toán chỉ là công cụ trong dạy học STEM nên ít quantâm và chỉ tạo các chủ đề STEM đối phó Việc hiểu dạy học STEM là có sản phẩmthực tế và phải có ứng dụng thực tiễn làm khó các giáo viên tìm ra các chủ đề thíchhợp Các giáo viên được phân công phụ trách cũng chỉ là qua loa chiếu lệ hoặc xinnhau các chủ đề STEM để thực hiện trong tổ mà không giám đột phát hay tự mìnhtìm tòi các chủ đề mới

Để làm rõ hơn thực trạng dạy học một số chủ đề trong môn toán lớp 11 theo định hướng

giáo dục STEM tôi đã sử dụng phiếu khảo sát (Phần phụ lục) để tiến hành khảo sát thăm dò ý

kiến của các giáo viên dạy toán và học sinh tại một số trường THPT trên địa bàn huyện Thanh Chương Kết quả một số nội dung khảo sát thể hiện trong các bảng sau:

Bảng 1: Kết quả khảo sát về sự hiểu biết của Giáo viên dạy môn toán

tại một số THPT về dạy học 1 số chủ đề theo định hướng giáo dục STEM.

Trường

THPT

Số GV dạy toán được khảo sát

Biết rõ về dạy học theo định hướng giáo dục STEM

Biết về giáo dục STEM nhưng chưa đầy đủ

Biết sơ sài về dạy học theo định hướng giáo dục STEM

Bảng 2: Những khó khăn khi dạy CĐ môn toán theo định hướng giáo dục STEM

(Khảo sát trên 26 GV dạy toán của 3 trường THPT)

T

T

Những khó khăn khi tổ chức chủ đề dạy học theo

định hướng giáo dục STEM

S L

2 Số lượng chủ đề môn toán có thể dạy học theo định

hướng giáo dục STEM rất ít

19

73,08%

7

65,38%

4 Là phương pháp mới, không có nhiều tài liệu tham khảo 2

3

88,46%

9

73,08%

6 Trình độ năng lực học sinh không đồng đều 2

0

76,92%

7 Rất khó tổ chức dạy học có hiệu quả đối với các trường

có đầu vào tuyển sinh thấp

17

65,38%

8 Không có đủ các điều kiện đảm bảo để dạy học theo giáo

dục STEM

15

57,69%Nguyên nhân của thực trạng trên là do để thiết kế và áp dụng vào dạy học cácchủ đề dạy học môn toán theo định hướng giáo dục STEM mất khá nhiều thời gian

và sự chuẩn bị của giáo viên cũng như học sinh Sự hiểu biết của giáo viên và họcsinh về vấn đề này còn hạn chế

Bảng 3: Mức độ HS được học một số chủ đề trong môn toán

theo định hướng giáo dục STEM

Trường

THPT

Số HS được khảo sát

Thường xuyên

Thỉnh thoảng Mới 1 lần Chưa bao giờ

THPT Cát

0(0,00%)

0(0,00%)

20(12,90%)

135(87,10%)THPT

80(47,06%)

55(32,35%)THPT

70(46,67%)

40(26,66%)

Bảng 4: Mức độ mong muốn của học sinh lớp 11 được học môn toán

theo định hướng giáo dục STEM.

Trường THPT Số HS được khảo sát Rất muốn Muốn Không muốn

(38,71%)

90(58,06 %)

5(3,23%)

(52,94%)

80(47,06%)

0(0,00%)

(70,67%)

44(29,33%)

0(0,00%)

(53,89%)

214(45,05%)

5(1,06%)

Kết luận: Như vậy, từ cơ sơ lí luận và thực tiễn cho thấy việc dạy học môn

toán theo định hướng giáo dục STEM là cần thiết và có ý nghĩa đặc biệt trong xuthế dạy học nhằm hình thành và phát triển phẩm chất, năng lực người học Hơnnữa từ những thực trạng nêu trên đã thôi thúc tôi thiết kế và tổ chức dạy học một sốchủ đề trong môn toán lớp 11 theo định hướng giáo dục STEM trong năm học

2020 – 2021 để góp phần nâng cao chất lượng dạy học môn toán ở trường THPT

2.2 THIẾT KẾ VÀ TỔ CHỨC DẠY HỌC MỘT SỐ CHỦ ĐỀ TRONG MÔN TOÁN LỚP 11 THEO ĐỊNH HƯỚNG GIÁO DỤC STEM.

2.2.1 Mục tiêu của chương trình giáo dục phổ thông tổng thể môn toán (Ban hành kèm theo Thông tư số 32/2018/TT – BGDĐT ngày 26/12/2018 của Bộ

trưởng Bộ GD&ĐT)

2.2.1.1 Mục tiêu chung

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

a) Hình thành và phát triển năng lực toán học bao gồm các thành tố cốt lõisau: năng lực tư duy và lập luận toán học; năng lực mô hình hoá toán học; năng lựcgiải quyết vấn đề toán học; năng lực giao tiếp toán học; năng lực sử dụng công cụ,phương tiện học toán

b) Góp phần hình thành và phát triển ở học sinh các phẩm chất chủ yếu vànăng lực chung theo các mức độ phù hợp với môn học, cấp học được quy định tạiChương trình tổng thể

c) Có kiến thức, kĩ năng toán học phổ thông, cơ bản, thiết yếu; phát triển khảnăng giải quyết vấn đề có tính tích hợp liên môn giữa môn Toán và các môn họckhác như Vật lí, Hoá học, Sinh học, Địa lí, Tin học, Công nghệ, Lịch sử, Nghệthuật, ; tạo cơ hội để học sinh được trải nghiệm, áp dụng toán học vào thực tiễn.d) Có hiểu biết tương đối tổng quát về sự hữu ích của toán học đối với từngngành nghề liên quan để làm cơ sở định hướng nghề nghiệp, cũng như có đủ nănglực tối thiểu để tự tìm hiểu những vấn đề liên quan đến toán học trong suốt cuộcđời

2.2.1.2 Mục tiêu cấp trung học phổ thông

Môn Toán cấp trung học phổ thông nhằm giúp học sinh đạt các mục tiêu chủyếu sau:

a) Góp phần hình thành và phát triển năng lực toán học với yêu cầu cần đạt:nêu và trả lời được câu hỏi khi lập luận, giải quyết vấn đề; sử dụng được cácphương pháp lập luận, quy nạp và suy diễn để hiểu được những cách thức khácnhau trong việc giải quyết vấn đề; thiết lập được mô hình toán học để mô tả tìnhhuống, từ đó đưa ra cách giải quyết vấn đề toán học đặt ra trong mô hình được thiết

lập; thực hiện và trình bày được giải pháp giải quyết vấn đề và đánh giá được giảipháp đã thực hiện, phản ánh được giá trị của giải pháp, khái quát hoá được cho vấn

đề tương tự; sử dụng được công cụ, phương tiện học toán trong học tập, khám phá

và giải quyết vấn đề toán học

b) Có những kiến thức và kĩ năng toán học cơ bản, thiết yếu về:

- Đại số và Một số yếu tố giải tích: Tính toán và sử dụng công cụ tính toán; sửdụng ngôn ngữ và kí hiệu đại số; biến đổi biểu thức đại số và siêu việt (lượng giác,

mũ, lôgarit), phương trình, hệ phương trình, bất phương trình; nhận biết các hàm

số sơ cấp cơ bản (luỹ thừa, lượng giác, mũ, lôgarit); khảo sát hàm số và vẽ đồ thịhàm số bằng công cụ đạo hàm; sử dụng ngôn ngữ hàm số, đồ thị hàm số để mô tả

và phân tích một số quá trình và hiện tượng trong thế giới thực; sử dụng tích phân

để tính toán diện tích hình phẳng và thể tích vật thể trong không gian

- Hình học và Đo lường: Cung cấp những kiến thức và kĩ năng (ở mức độ suyluận logic) về các quan hệ hình học và một số hình phẳng, hình khối quen thuộc;phương pháp đại số (vectơ, toạ độ) trong hình học; phát triển trí tưởng tượngkhông gian; giải quyết một số vấn đề thực tiễn đơn giản gắn với Hình học và Đolường

- Thống kê và Xác suất: Hoàn thiện khả năng thu thập, phân loại, biểu diễn,phân tích và xử lí dữ liệu thống kê; sử dụng các công cụ phân tích dữ liệu thống kêthông qua các số đặc trưng đo xu thế trung tâm và đo mức độ phân tán cho mẫu sốliệu không ghép nhóm và ghép nhóm; sử dụng các quy luật thống kê trong thựctiễn; nhận biết các mô hình ngẫu nhiên, các khái niệm cơ bản của xác suất và ýnghĩa của xác suất trong thực tiễn

c) Góp phần giúp học sinh có những hiểu biết tương đối tổng quát về cácngành nghề gắn với môn Toán và giá trị của nó; làm cơ sở cho định hướng nghềnghiệp sau trung học phổ thông; có đủ năng lực tối thiểu để tự tìm hiểu những vấn

đề liên quan đến toán học trong suốt cuộc đời

2.2.2 Một số chủ đề môn toán lớp 11 thực hiện dạy học theo định hướng giáo dục STEM

TT Nội dung kiến thức Đề xuất chủ đề dạy học theo định hướng

giáo dục STEM

1 Xác suất của một biến cố Xác suất trong cuộc sống quanh em

2 Cấp số nhân Cấp số nhân với vấn đề tăng trưởng dân số

3 Phép chiếu song song Hình

biểu diễn của một hình

trong không gian Em tập làm kỹ sư vẽ kỹ thuật

Sau đây là yêu cầu cần đạt của một số nội dung trong môn toán lớp 11 theochương trình giáo dục phổ thông mới năm 2018:

2.2.2.1 Thống kê và xác suất

a) Thống kê: Tính được các số đặc trưng đo xu thế trung tâm cho mẫu số liệu

ghép nhóm: số trung bình cộng (hay số trung bình), trung vị (median), tứ phân vị(quartiles), mốt (mode)

- Hiểu được ý nghĩa và vai trò của các số đặc trưng nói trên của mẫu số liệutrong thực tiễn

- Rút ra được kết luận nhờ ý nghĩa của các số đặc trưng nói trên của mẫu sốliệu trong trường hợp đơn giản

- Nhận biết được mối liên hệ giữa thống kê với những kiến thức của các mônhọc khác trong Chương trình lớp 11 và trong thực tiễn

b) Xác suất: Nhận biết được một số khái niệm về xác suất cổ điển: hợp và

giao các biến cố; biến cố độc lập

- Tính được xác suất của biến cố hợp bằng cách sử dụng công thức cộng

- Tính được xác suất của biến cố giao bằng cách sử dụng công thức nhân (chotrường hợp biến cố độc lập)

- Tính được xác suất của biến cố trong một số bài toán đơn giản bằng phươngpháp tổ hợp

- Tính được xác suất trong một số bài toán đơn giản bằng cách sử dụng sơ đồ

hình cây.

2.2.2.2 Cấp số nhân

- Nhận biết được một dãy số là cấp số nhân

- Giải thích được công thức xác định số hạng tổng quát của cấp số nhân

- Tính được tổng của n số hạng đầu tiên của cấp số nhân

- Giải quyết được một số vấn đề thực tiễn gắn với cấp số nhân để giải một sốbài toán liên quan đến thực tiễn (ví dụ: một số vấn đề trong Sinh học, trong Giáodục dân số, )

2.2.2.3 Phép chiếu song song, hình biểu diễn của một hình trong không gian.

- Phép chiếu song song: Nhận biết được khái niệm và các tính chất cơ bản vềphép chiếu song song Xác định được ảnh của một điểm, một đoạn thẳng, một tamgiác, một đường tròn qua một phép chiếu song song

- Vẽ được hình biểu diễn của một số hình khối đơn giản Sử dụng được kiếnthức về phép chiếu song song để mô tả một số hình.

2.2.3 Thiết kế và tổ chức dạy học một số chủ đề trong môn toán lớp 11 theo định hướng giáo dục STEM.

Bảng 5: Thời gian, thời lượng cụ thể áp dụng các chủ đề

TT Tên chủ đề

(Tên bài)

Tiết Nội dung dạy

học đã thiết kế trong chủ đề

Thời gian thực hiện CĐ

Thiết bị, học liệu

Hình thức tổ chức dạy học

Máy chiếu,SGK, máytính giấy

Ao, bút viếtbảng phụ

Trên lớpGiao 1 sốnhiệm vụ

về nhà

2 HĐ3 và HĐ4

3 HĐ5 và Hoạtđộng tìm tòi và

mở rộng

4 Hoạt động

luyện tập vàkiểm tra 15phút

Tháng01/2021

Máy chiếu,SGK, máytính Các

số liệu, hìnhảnh về dân

số tỉnhNghệ Anhiện nay

Trên lớpGiao 1 sốnhiệm vụ

về nhà

2 HĐ 3 và HĐ4

3 Hoạt động tìmtòi và mở rộng

1 tiết ở lớp và 1tiết hoạt động ởnhà

Tháng01/2021

Máy chiếu,bảng phụ,giấy Ao,thước kẻ,bút chì,

Vật liệu phùhợp để chếtạo hộpđựng đồ

Trên lớpGiao 1 sốnhiệm vụ

về nhà

dùng họctập (Ngôinhà mơước)

2.2.3.1 Chủ đề 1: XÁC SUẤT TRONG CUỘC SỐNG QUANH EM

2.2.3.1.1 Bước 1: Lựa chọn chủ đề

Xác suất thống kê là nền tảng của khoa học dữ liệu Thống kê là một trongnhững ngành khoa học có ứng dụng nhiều nhất hiện nay với vai trò lớn trong tất cảcác nghiên cứu định lượng Xác suất là một môn học để tính toán xem tỷ số, tỷ lệxảy ra với một hiện tượng, một biến cố trong một khoảng thời gian cố định như thếnào Xác suất còn là một môn toán học mang tính chất ngẫu nhiên, từ những sựviệc xảy ra đã giúp cho con người phán đoán những sự kiện, xem khả năng chúng

ta gặp những sự kiện đó như thế nào, những việc đó nằm trong khả năng bắt buộccần phải phán đoán

Xác suất trong cuộc sống rất quan trọng, nếu chúng ta có khả năng phán đoáncác sự việc các biến cố xảy ra một cách chính xác thì việc này sẽ giúp quyết địnhthành hay bại trong những tình huống ở mỗi con người cụ thể Do đó chủ đề " Xácsuất trong cuộc sống quanh em" là một chủ đề có thể thực hiện theo định hướnggiáo dục STEM

2.2.3.1.2 Bước 2: Xác định vấn đề cần giải quyết

- Tính xác suất của một biến cố

- Giải được một số bài toán xác suất trong các môn học khác, bài toán xácsuất trong thực tiễn

- Viết được bản thuyết trình tuyên truyền học sinh không chơi lô, đề

Qua đó học sinh thấy được những ứng dụng của xác suất trong thực tế cuộcsống và những môn học khác

2.2.3.1.3 Bước 3: Xây dựng tiêu chí giải quyết vấn đề.

- Học sinh các nhóm điều tra khảo sát được chiều cao của các học sinh nam,

nữ trong khối 11; lập được bảng thống kê số liệu, bảng phân bố tần số ghép lớp

Vẽ được biểu đồ thể hiện chiều cao HS nam nữ khối 11 trường em, qua đó các emđược ôn lại kiến thức cũ về Thống kê

- Các nhóm tính được số cách chọn k học sinh nam (nữ) từ n học sinh nam

(nữ) các lớp để thực hiện một nhiệm vụ nào đó (Ôn tập lại kiến thức về tổ hợp,quy tắc đếm )

- Giải được các bài toán xác suất liên quan đến các môn học khác, các bàitoán xác suất trong thực tiễn.

- Các nhóm thảo luận và đưa ra được bài thuyết trình về chủ đề: " Em khôngnên chơi đề"

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

I MỤC TIÊU

1 Về kiến thức:

- Hiểu được và ghi nhớ định nghĩa cổ điển của xác suất

- Hiểu được tính chất của xác suất, quy tắc cộng xác suất

- Hiểu được hai biến cố độc lập, quy tắc nhân xác suất

- Tính được xác suất của biến cố

2 Về năng lực:

- Năng lực tư duy và lập luận toán học; năng lực giải quyết vấn đề toán học;

- Năng lực giao tiếp toán học; năng lực sử dụng phương tiện và công cụ toánhọc; năng lực mô hình hóa toán học

II NỘI DUNG TÍCH HỢP

Bài học được tích hợp các kiến thức về:

- Môn toán: Củng cố các kiến thức về Thống kê và Xác suất

- Môn tin: Thực hành trong phòng máy tính với phần mềm toán học

+ Sử dụng phần mềm để hỗ trợ việc học các kiến thức thống kê và xác suất.+ Thực hành sử dụng phần mềm để tính xác suất

- Môn sinh học: vận dụng kiến thức về xác suất thống kê để giải thích cácquy luật di truyền học Môn GDQP,

- Môn giáo dục công dân: tuyên truyền giáo dục học sinh không chơi lô, đề.

III TIẾN TRÌNH DẠY HỌC

TIẾT 1: Thời gian 45 phút.

Hoạt động 1: Hoạt động xác định vấn đề

- Mục tiêu: Tạo cho học sinh ý thức tự đọc, nghiên cứu SGK, tài liệu Học

sinh thành thạo hơn nữa với công việc điều tra, khảo sát và lập được bảng số liệuthống kê theo yêu cầu Học sinh vẽ được biểu đồ hình cột Học sinh tính được xácsuất của biến cố

Hình ảnh giáo viên triển khai chủ đề trước toàn thể các em HS lớp 11A

- Nội dung: GV đưa ra các bài toán:

Bài toán 1 : Gieo một con súc sắc cân đối và đồng chất, quan

sát kết quả thu được và mô tả không gian mẫu của phép thử? Chobiết khả năng xuất hiện từng mặt của con súc sắc là bao nhiêu?Tính khả năng xảy ra của biến cố "Con súc sắc xuất hiện mặt lẻ"

Bài toán 2: Bạn thứ nhất có một đồng tiền, bạn thứ hai có con súc sắc ( đều cân đối

đồng chất) Xét phép thử "Bạn thứ nhất gieo đồng tiền, sau đó bạn thứ hai gieo con súc sắc" Em hãy hoàn thành phiếu học tập sau:

a) Mô tả không gian mẫu của

phép thử?

b) Xác định các biến cố sau:

A: "Đồng tiền xuất hiện mặt

sấp"

B: "Con súc sắc xuất hiện mặt 6

Bài toán 3: Tổng số học sinh của khối 11 trường THPT Cát Ngạn Học kỳ 2

năm học 2020 - 2021 là 155 em Đoàn thanh niên chọn ngẫu nhiên 10 bạn học sinhcủa khối 11 để tham gia hoạt động xây dựng Nông thôn mới tại địa phương(Nhiệm vụ cụ thể là cầm cờ và khẩu hiệu trong lễ mittinh công nhận xã đạt chuẩnNông thôn mới) Tính xác suất sao cho Đoàn thanh niên chọn được 5 bạn nam cóchiều cao từ 160 cm đến 170 cm và 5 bạn nữ có chiều cao 160 cm đến 170 cm

Để giải quyết bài toán 2, ở tiết học trước đó GV đưa ra nhiệm vụ về nhà chocác nhóm học sinh Các nhóm hoạt động thực hiện nhiệm vụ học tập sau theo yêucầu của giáo viên Thời gian hoàn thành nhiệm vụ từ 1 đến 2 ngày

Nhóm 1, 2: Điều tra, khảo sát về chiều cao (đơn vị: cm) của các bạn nam khối

11 tại trường; Tính chiều cao trung bình của các bạn nam khối 11 Sau đó cácnhóm lập bảng phân bố tần suất ghép lớp theo chiều cao và vẽ biểu đồ hình cộttương ứng

Lớp 1: Gồm những học sinh có chiều cao từ 140 cm đến dưới 150 cm

Lớp 2: Gồm những học sinh có chiều cao từ 150 cm đến dưới 160 cm

Lớp 3: Gồm những học sinh có chiều cao từ 160 cm đến dưới 170 cm

Lớp 4: Gồm những học sinh có chiều cao từ 170 cm đến dưới 180 cm

Nhóm 3, 4: Điều tra, khảo sát về chiều cao (đơn vị: cm) của các bạn nữ khối

11 tại trường; Tính chiều cao trung bình của các bạn nữ khối 11 Sau đó các nhómlập bảng phân bố tần suất ghép lớp theo chiều cao và vẽ biểu đồ hình cột tươngứng

Lớp 1: Gồm những học sinh có chiều cao từ 140 cm đến dưới 150 cm

Lớp 2: Gồm những học sinh có chiều cao từ 150 cm đến dưới 160 cm

Lớp 3: Gồm những học sinh có chiều cao từ 160 cm đến dưới 170 cm

Lớp 4: Gồm những học sinh có chiều cao từ 170 cm đến dưới 180 cm

(Ghi chú: Biết các HS nam, nữ khối 11 của trường có chiều cao từ 140 cm đến dưới 180 cm)

(Yêu cầu các nhóm về nhà tìm hiểu về bảng chiều cao chuẩn của bé trai, gáitrong độ tuổi 16, 17 tuổi từ đó có nhận xét đánh giá về chiều cao của các bạn họcsinh nam, nữ khối 11 tại trường và đưa ra lời khuyên cải thiện chiều cao của họcsinh)

- Kỹ thuật tổ chức hoạt động: Giao nhiệm vụ về nhà cho HS GV phân lớp

thành 4 nhóm Phân công nhiệm vụ cụ thể cho các nhóm, và thời gian hoàn thànhsản phẩm

+ Các nhóm tiến hành họp thảo luận, phân công nhiệm vụ cho từng thànhviên trong nhóm, thư ký ghi chép tổng hợp số liệu

- Dự kiến sản phẩm hoạt động của học sinh:

+ HS giải được bài toán 1 và bài toán 2: ý a và ý b Bài toán 3: học sinh lập

được bảng thống kê số liệu theo yêu cầu, vẽ được biểu đồ

+ Các nhóm cử đại diện báo cáo kết quả trước lớp: 15 phút

Hoạt động 2: Nghiên cứu kiến thức nền và đề xuất giải pháp (30 phút).

- Mục tiêu: Hình thành kiến thức Định nghĩa cổ điển của xác suất, Cách tính

xác suất của một biến cố Các tính chất của xác suất Các biến cố độc lập, công

thức nhân xác suất

- Nội dung: Từ việc giải quyết Bài toán 1 (Gieo con súc sắc), Học sinh nghiên

cứu Sách giáo khoa, tài liệu để tìm hiểu về định nghĩa cổ điển của xác suất và nêuđược được cách tính xác suất của một biến cố

+ Sau khi nắm được cách tính xác suất của biến cố học sinh tiếp tục thảo luận

theo nhóm giải bài toán 2 (ở hoạt động 1) và giải Bài toán 3, ý c HS báo cáo kết

quả trước lớp

+ Từ hoạt động trên, HS nghiên cứu SGK nêu được tính chất của xác suất.Hiểu được các biến cố độc lập và công thức nhân xác suất

Hình ảnh các nhóm HS đang thảo luận giải bài toán 2, Bài toán 3 ý c

- Dự kiến sản phẩm hoạt động của học sinh: Học sinh nêu được định nghĩa cổ

điển của xác suất và cách tính xác suất của biến cố Học sinh nêu được tính chất của Xác suất, Các biến cố độc lập, công thức nhân xác suất

- Cách thức tổ chức hoạt động: Tổ chức cho HS hoạt động cá nhân nghiên

cứu SGK, kết hợp hoạt động nhóm giải quyết các bài toán

+ GV theo dõi, bao quát lớp, hướng dẫn HS HS các nhóm báo cáo kết quảhoạt động

+ GV nhận xét, đánh giá kết quả hoạt động các nhóm, sau đó GV chốt kiếnthức mới

Hình ảnh đại diện các nhóm báo cáo kết quả hoạt động nhóm

TIẾT 2: thời gian 45 phút

Hoạt động 3: Lựa chọn giải pháp

- Mục tiêu: Phát triển năng lực phân tích và giải quyết vấn đề của học sinh.

Học sinh tính được xác suất trong các bài toán có nội dung thực tiễn qua đó thấyđược sự quan trọng của thống kê xác suất trong cuộc sống hằng ngày

+ Tạo ra được hứng thú cho học sinh trong học tập toán

+ Giáo dục kỹ năng sống cho học sinh: Tuyên truyền giáo dục học sinh khôngnên chơi lô, đề

- Nội dung: GV phát phiếu học tập cho các nhóm HS giải được các bài toán

xác suất trong thực tiễn Các nhóm học sinh tìm hiểu về cách chơi đề và tính toánkhả năng thắng, thua khi 1 người đánh một con đề bất kỳ Tìm hiểu về thực trạngchơi đề trong học sinh hiện nay, những tác hại của việc chơi đề và thảo luận đưa ranhững giải pháp tuyên truyền mọi người không nên chơi lô, đề

PHIẾU HỌC TẬP (Các bài toán xác suất trong cuộc sống)

Câu 1: (Ứng dụng xác suất vào môn giáo dục quốc phòng) Xác suất bắn trúng mục

tiêu của một vận động viên khi bắn 1 viên đạn là 0,6 Người đó bắn ra hai viên đạnmột cách độc lập Xác suất để một viên trúng mục tiêu và một viên trượt mục tiêulà:

A 0,4 B 0,45 C 0,48 D 0,24

Câu 2: (Ứng dụng xác suất vào môn sinh học) Ở một loài thực vật phép lai

P:AaBbdd x aaBbDd thu được F1 Biết rằng mỗi gen quy định một tính trạng, gentrội là trội hoàn toàn, các gen nằm trên nhiễm sắc thể thường khác nhau Xác suất

để đời con có kiểu hình mang 2 tính trạng lặn, 1 tính trạng trội là bao nhiêu?

Câu 3: Luật chơi đề: Bạn đặt một số tiền, nói đơn giản là x (đồng) vào một số từ

00 đến 99 Mục đích của người chơi đề là làm sao số này trùng vào 2 chữ số cuốicùng của giải xổ số đặc biệt do Nhà nước phát hành trong ngày đó Nếu số của bạntrúng, bạn sẽ được 70x (đồng) (tức 70 lần số tiền đầu tư) Nếu không trúng, bạn sẽmất x (đồng) đặt cược lúc đầu

Câu hỏi đặt ra: Giả sử mỗi lần chơi bạn bỏ ra số tiền là 100.000 đồng để chơi đề,

bạn sẽ lời hay lỗ như thế nào?

Em hãy nêu thực trạng về vấn đề chơi lô, đề trong học sinh hiện nay Theo emhọc sinh có nên chơi lô, đề không? Em hãy đề xuất các giải pháp để giảm thiểu tìnhtrạng chơi lô, đề trong học sinh hiện nay

Câu 4: Một loại vé sổ số gồm 4 chữ số Bạn cường mua một vé số Khi quay số

nếu vé số của bạn Cường mua có số trùng hoàn toàn với kết quả thì Cường sẽ đạtgiải nhất Nếu vé số của Cường mua có đúng 3 chữ số trùng với 3 chữ số của kếtquả quay được (trùng ở bất cứ vị trí nào) thì Cường sẽ trúng giải nhì

a) Tính xác suất để bạn Cường trúng giải nhất

b) Tính xác suất để bạn cường trúng giải nhì

Tại sao mua vé số là một việc làm ích nước, lợi nhà nếu ta hiểu đúng? Nếu lạmdụng chơi sổ số thì có tốt không, tại sao?

- Cách thức tổ chức hoạt động: Giáo viên giao nhiệm vụ, các nhóm trao đổi

thảo luận về cách giải các bài toán nêu trên

+ Áp dụng kiến thức vừa học ở tiết 1 để giải quyết vấn đề: Tính xác suất của

biến cố

+ Đại diện nhóm nêu bản đề cương của bài thuyết trình về vấn đề "Em khôngnên chơi đề"

- Dự kiến sản phẩm: các nhóm nêu được cách tính xác suất cuẩ biến cố trong

các bài toán thực tiễn nêu trên

+ Các nhóm tính được xác suất thắng, thua khi 1 người chơi đánh 1 con đề bất

kỳ Nêu được bản đề cương bài thuyết trình về nội dung: thực trạng chơi lô, đềhiện nay trong học sinh, những tác hại của việc chơi đề và có những lời khuyênhữu ích tuyên truyền mọi người không chơi đề

TIẾT 3: Thời gian 45 phút

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

- Mục đích: củng cố, mở rộng các bài tập xác suất trong thực tiễn, trong các

môn học khác Phát triển năng lực học sinh giải quyết các vấn đề trong thực tiễn.Trình bày được lời giải hoàn chỉnh các bài toán thực tiễn đã nêu trong tiết 3: tínhđúng xác suất của biến cố Viết được bản thuyết trình về vấn đề "Em không nênchơi đề" Từ đó tuyên truyền giáo dục học sinh không nên chơi lô đề

- Nội dung: Giáo viên giao nhiệm vụ cho các nhóm: Trên cơ sở những thảo

luận ở tiết 2, các nhóm trình bày lời giải hoàn chỉnh giải các bài toán xác suất trongthực tiễn đã cho ở tiết 2

+ Học sinh được phép sử dụng điện thoại, mạng xã hội để phục vụ cho hoạtđộng nhóm dưới sự giám sát, hướng dẫn của giáo viên để viết được bài thuyết trìnhhoàn chỉnh về vấn đề chơi lô đề chơi sổ số