Thiết kế và tổ chức dạy học chủ đề STEM “vẽ kĩ thuật ứng dụng” chương II – công nghệ 11, THPT

Thôngqua cách tiếp cận giáo dục tích hợp trong STEM, học sinh nhận thức được sự giaothoa giữa các ngành khoa học và toán học, thấy được sự cần thiết của các kiến thứckhoa học để giải quy

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO NGHỆ AN TRƯỜNG THPT BẮC YÊN THÀNH

SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM

Đề tài: THIẾT KẾ VÀ TỔ CHỨC DẠY HỌC CHỦ ĐỀ STEM “VẼ KĨ

THUẬT ỨNG DỤNG” CHƯƠNG II – CÔNG NGHỆ 11, THPT

Môn: Công nghệ 11 Tác giả: Hoàng Thị Hồng Lĩnh vực: Vật Lý - Công nghệ

Yên thành – 2021

DANH MỤC CHỮ CÁI VIẾT TẮT

MỤC LỤC

Chương 1: Cơ sở lý luận và cơ sở thực tiễn dạy học giáo dục STEM 6

1.3 Mối liên hệ tương tác giữa các lĩnh vực trong giáo dục STEM 7

1.5 Bản chất của dạy học môn Công nghệ theo định hướng giáo dục

2

Chương 2: Thiết kế và tổ chức dạy học chủ đề STEM “ Vẽ kỹ

thuật ứng dụng” chương II – CN 11, THPT

15

2.1 Nguyên tắc thiết kế chủ đề dạy học STEM 15

2.3 Quy trình thiết kế chủ đề dạy học STEM trong môn Công nghệ 16

Phần I ĐẶT VẤN ĐỀ

1 Lý do chọn đề tài

Thực hiện Nghị quyết Hội nghị lần thứ 8, Ban Chấp hành Trung ương khóa

XI Nghị quyết số 29 – NQ/TW về đổi mới căn bản, toàn diện giáo dục và đào tạo,đáp ứng yêu cầu công nghiệp hóa, hiện đại hóa trong điều kiện kinh tế thị trườngđịnh hướng xã hội chủ nghĩa và hội nhập quốc tế, toàn ngành giáo dục đang ra sức

nổ lực thực hiện nhằm nâng cao chất lượng của nền giáo dục nước nhà Trong đómỗi giáo viên đóng một vai trò then chốt cho sự phát triển đó, là một giáo viênTHPT tôi vẫn rất trăn trở để tìm giải pháp đổi mới nhằm đáp ứng nhu cầu pháttriển của giáo dục đất nước Khoa học tự nhiên nói chung, môn Công nghệ nóiriêng ngày càng đóng vai trò rất lớn trong nền kinh tế của thời đại công nghệ Tuynhiên làm thế nào thu hút các em yêu thích và lựa chọn môn học này lại gặp nhiềukhó khăn bởi đặc thù môn Công nghệ vừa mang tính cụ thể, trừu tượng nên đa sốcác em rất ngại học nếu không có phương pháp dạy học phù hợp Bên cạnh đóphương pháp dạy học truyền thống còn nặng về kiến thức lí thuyết hàn lâm chưakích thích các em tham gia nghiên cứu, học tập hiệu quả, khả năng thực hành trảinghiệm lại còn rất yếu Giáo dục hiện nay hướng tới HS phải có khả năng vậndụng kiến thức đã học để giải quyết những vấn đề trong cuộc sống

Cuộc cách mạng công nghiệp 4.0 ảnh hưởng sâu rộng vào mọi mặt đời sống,

xã hội, giáo dục cũng không ngoại lệ Vì thế đòi hỏi GV phải thay đổi phươngpháp, HS phải thay đổi cách học Do vậy vai trò của GV phải chuyển đổi từ “dạycái gì”, “điều gì” sang dạy cho HS “phải làm gì”, “làm như thế nào”

Giáo dục STEM là một quan điểm dạy học theo hướng tiếp cận liên ngành từhai trong các lĩnh vực Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học trở lên Thôngqua cách tiếp cận giáo dục tích hợp trong STEM, học sinh nhận thức được sự giaothoa giữa các ngành khoa học và toán học, thấy được sự cần thiết của các kiến thứckhoa học để giải quyết một vấn đề thực tiễn hay tạo nên một sản phẩm Đồng thời,trong quá trình đó HS được khuyến khích sáng tạo, khơi gợi niềm say mê học tập

và giúp các em khám phá tiềm năng của bản thân

4

Công nghệ là môn khoa học phản ánh hai thành phần là T (Technology), E(Engineering) trong 4 thành phần của STEM, việc tổ chức dạy học kiến thức côngnghệ theo định hướng giáo dục STEM chính là một hướng nghiên cứu hiệu quảgiúp nội dung học tập gắn với thực tiễn, đặc biệt phần “VẼ KĨ THUẬT ỨNGDỤNG” chương II - Công nghệ 11, rất thuận lợi cho việc dạy học STEM phù hợpvới định hướng đổi mới chương trình giáo dục phổ thông mới sau 2015 theo hướngphát triển năng lực ở người học nhằm đáp ứng những đòi hỏi của xã hội hiện đại.Hiện nay giáo viên vẫn còn chưa nhận thức rõ bản chất dạy học STEM cũngnhư cách thiết kế và tổ chức hoạt động STEM trong môn học nên việc nghiên cứusâu về hoạt động STEM, cách thức tổ chức học sinh học tập STEM ở các môn họcnói chung và công nghệ nói riêng là cần thiết trong bối cảnh Việt Nam đang đổimới căn bản và toàn diện giáo dục.

Xuất phát từ lí do trên, tôi chọn đề tài : Thiết kế và tổ chức dạy học chủ đề STEM “Vẽ kĩ thuật ứng dụng” chương II – công nghệ 11, THPT.

2 Mục đích nghiên cứu

- Xây dựng cơ sở lí luận và cơ sở thực tiễn dạy học giáo dục STEM

- Vận dụng quy trình thiết kế giáo dục STEM để thiết kế và tổ chức dạy học

chủ đề STEM “Vẽ kĩ thuật ứng dụng” chương II – Công nghệ 11, THPT nhằmnâng cao hiệu quả dạy và học

3 Phạm vi nghiên cứu

- Phạm vi nghiên cứu: Chương II - môn Công nghệ 11.

- Đối tượng nghiên cứu: Học sinh lớp 11A4

4 Phương pháp nghiên cứu

- Phương pháp nghiên cứu lý thuyết: Nghiên cứu tài liệu về đổi mới phương

pháp dạy học, cơ sở lý luận của giáo dục STEM

- Phương pháp thu thập và xử lí số liệu: Chú trọng phân tích định tính các

kết quả thu được

- Thực nghiệm sư phạm: Tổ chức thực nghiệm sư phạm để xem xét tính khả

thi và hiệu quả của đề tài

5 Những đóng góp mới của đề tài

- Góp phần hệ thống hóa kiến thức về giáo dục STEM

- Lựa chọn và vận dung quy trình thiết kế chủ đề giáo dục STEM để thiết kếcác chủ đề giáo dục STEM trong dạy học chương II “Vẽ kĩ thuật ứng dụng” –Công nghệ 11, THPT; đặc biệt với chủ đề “Thiết kế mô hình nhà tương lai”

- Xây dựng được các công cụ rèn luyện và đánh giá năng lực cho HS

Phần II NỘI DUNG NGHIÊN CỨU CHƯƠNG I CỞ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA GIÁO DỤC STEM 1.1 Khái niệm giáo dục STEM

STEM là thuật ngữ phương pháp giảng dạy, học tập tích hợp nội dung và các

kỹ năng khoa học, công nghệ, kĩ thuật và toán học

Giáo dục STEM là phương pháp giáo dục tích hợp theo cách tiếp cận liênmôn và thông qua thực hành, ứng dụng Thay vì dạy bốn môn như các đối tượngtách biệt và rời rạc, STEM kết hợp chúng thành một mô hình học tập gắn kết dựatrên các ứng dụng thực tế

Qua đó HS vừa học được kiến thức khoa học, vừa học được cách vận dụngkiến thức vào thực tiễn

Thuật ngữ STEM được hiểu như một “tổ hợp đa lĩnh vực” bao gồm: khoa học(Science), công nghệ (Technology), kĩ thuật (Engineering) và toán học(Mathematics ) Bốn lĩnh vực này được mô tả như sau:

+ Khoa học (Science): Là môn học nhằm phát triển khả năng sử dụng kiến

thức khoa học (Vật lý, Hóa học, Sinh học và Khoa học trái đất) của HS, không chỉgiúp HS hiểu về thế giới tự nhiên mà có thể vận dụng kiến thức đó để giải quyếtcác vấn đề khoa học trong cuộc sống hàng ngày

+ Kĩ thuật (engineering): Là môn học nhằm phát triển sự hiểu biết ở HS về

cách công nghệ đang phát triển thông qua quá trình thiết kế kĩ thuật Kĩ thuật cungcấp cho HS những cơ hội để tích hợp kiến thức của nhiều môn học, giúp chonhững khái niệm liên quan trở nên tường minh trong cuộc sống của họ Kĩ thuậtcũng cung cấp cho HS những kĩ năng để có thể vận dụng sáng tạo cơ sở Khoa học

và Toán học trong quá trình thiết kế các đối tượng, các hệ thống hay xây dựng cácquy trình sản xuất

+ Công nghệ (technology): Là môn học nhằm phát triển khả năng sử dụng,

quản lí, hiểu và đánh giá công nghệ của HS Nó cung cấp cho HS những cơ hội đểhiểu về công nghệ được phát triển như thế nào, cung cấp cho HS những kĩ năng để

6

sử dụng trong thúc đẩy thúc đẩy sử dụng trong

+ Toán học (mathematics): Là môn học nhằm phát triển ở HS khả năng phân

tích, biện luận và truyền đạt ý tưởng một cách hiệu quả thông qua việc tính toán,giải thích, các giải pháp giải quyết các vấn đề toán học trong các tình huống đặt ra.Không chỉ đơn thuần mô tả bốn lĩnh vực STEM, đoạn trích trên còn cho thấybốn lĩnh vực này không phải hiện diện một cách riêng lẻ mà cần phải được tíchhợp, liên kết chặt chẽ với nhau

Giáo dục STEM là một quan niệm 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, phương pháp dạy học theo quan niệm dạy học định hướng hành động.

1.2 Mục tiêu giáo dục STEM

- Phát triển các năng lực đặc thù của môn học thuộc về STEM cho HS: Đó

là những kiến thức, kĩ năng liên quan đến các môn học Khoa học, Công nghệ, Kĩthuật và Toán học Trong đó HS biết liên kết các kiến thức Khoa học, Toán học đểgiải quyết các vấn đề thực tiễn Biết sử dụng, quản lí và truy cập Công nghệ HSbiết về quy trình thiết kế và chế tạo các sản phẩm

- Phát triển các năng lực cốt lõi cho HS: Giáo dục STEM nhằm chuẩn bị cho

HS những cơ hội cũng như thách thức trong nền kinh tế cạnh tranh toàn cầu củathế kỷ 21 Bên cạnh những hiểu biết về các lĩnh vực Khoa học, Công nghệ, Kĩthuật và Toán học, HS sẽ được phát triển tư duy phê phán, khả năng hợp tác đểthành công

- Định hướng nghề nghiệp cho HS: Giáo dục STEM sẽ tạo cho HS có những

kiến thức, kỹ năng mang tính nền tảng cho việc học tập ở các bậc học cao hơncũng như cho nghề nghiệp trong tương lai của HS Từ đó, góp phần xây dựng lựclượng lao động có năng lực, phẩm chất tốt, đặc biệt là lao động trong lĩnh vựcSTEM nhằm đáp ứng mục tiêu xây dựng và phát triển đất nước

1.3 Mối liên hệ tương tác giữa các lĩnh vực trong giáo dục STEM

7

Sáng chế Cải tạo thế giới Phát minh, phát hiệnKhám phá, giải thích thế giới

Đặt vấn đề

Khám phá

Đánh giá

Hình 1.1 Mối liên quan của Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và toán học

Hình 1.1 thể hiện mối quan hệ tự nhiên giữa các yếu tố trong STEM, đó là cácmối quan hệ “sử dụng”, “thúc đẩy”, “dẫn đến”, “áp dụng”,… Khoa học có đượcnhững lợi ích từ sự phát triển của Công nghệ, Kĩ thuật và Công nghệ, Kĩ thuật là ápdụng những thành quả của Khoa học vào đời sống Toán học rất cần thiết cho cảKhoa học và Công nghệ, Kĩ thuật, tương tự như vậy những tiến bộ của Khoa học,Công nghệ sẽ kích thích những tiến bộ mới trong Toán học… có thể thấy các lĩnhvực đều thúc đẩy nhau phát triển và hướng tới từ sự phát triển của nhau Trongthực tế những mối liên kết thuộc các lĩnh vực STEM ở trên là những liên kết động

và phát triển theo thời gian Các mối liên kết đó phản ánh những vấn đề cơ bản củacuộc sống là khám phá thế giới và cải tạo thế giới Do vậy, tiếp cận giáo dụcSTEM phải là tiếp cận mang tính liên ngành để tạo ra sự kết hợp hài hòa giữa cáclĩnh vực Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học nhằm mang đến cho HSnhững trải nghiệm thực tế thực sự có ý nghĩa

1.4 Quy trình giáo dục STEM

Quy trình 5E nhằm mô tả tiến trình dạy học và có thể được sử dụng trong toàn

bộ chương trình, cho một chương hay một bài học cụ thể Quy trình 5E gồm có 5

giai đoạn trong một chuỗi quá trình dạy học là: Engagement (Đặt vấn đề), Exploration (Khám phá), Explanation (giải thích), Elaboration / Extension (mở rộng) và Evaluation (đánh giá) (hình 1.2).

Hình 1.2 Mô hình 5E hướng dẫn tích hợp STEM

Engagement (Đặt vấn đề): Mục tiêu của giai đoạn này là để tạo sự chú ý và

quan tâm của HS HS được đặt vào những tình huống, sự kiện hay vấn đề liên quanđến nội dung học tập mang tính thách thức và gợi nhu cầu HS cần giải quyết Về

8

bản chất, ở đây là tạo các tình huống có vấn đề khiến HS có những suy nghĩ như:Tại sao điều đó lại có thể xảy ra, em cũng đã từng suy nghĩ nhưng không biết lýgiải thế nào, em muốn tìm hiểu thêm về vấn đề này… và khi đó HS cảm thấy cầnthiết phải giải quyết hay học thêm một vấn đề gì đó.

Exploration (Khám phá): Đây là giai đoạn HS trải nghiệm thông qua các

hoạt động như thu thập thông tin dữ liệu, quan sát mô hình, thí nghiệm, điều tra,…

để giải thích các hiện tượng và phát triển khả năng nhận thức của bản thân Vai tròcủa GV trong giai đoạn khám phá là người chỉ dẫn và khởi đầu cho hoạt động.Cung cấp cho HS những kiến thức nền cần thiết; những dụng cụ, nguyên vật liệuphục vụ hoạt động trải nghiệm của HS và điều chỉnh những nhận thức sai lầm mà

HS có thể gặp phải trong quá trình khám phá

Đây là giai đoạn HS suy nghĩ, lập kế hoạch và tổ chức những thông tin dữliệu thu thập được Giai đoạn này HS có thể thực hiện các thí nghiệm, tiến hànhnghiên cứu, thiết kế các quy trình, thiết kế mẫu… Lựa chọn và áp dụng cácphương pháp tiếp cận có hệ thống thích hợp để trả lời câu hỏi mang tính phức hợp

để điều tra các vấn đề mang tính thời sự và phát triển các giải pháp cho nhữngthách thức và các vấn đề trong thế giới thực

Explanation (giải thích): HS phân tích và diễn giải các dữ liệu Trao đổi

những kiến thức và các giải pháp mang tính khả thi Sử dụng công nghệ thích hợp

để phân tích và thông tin liên lạc

Elaboration / Extension (mở rộng): Giai đoạn này HS có cơ hội được mở

rộng và củng cố những hiểu biết của mình về các khái niệm, kiến thức HS tinhchỉnh các giải pháp, các quy trình Sửa đổi quy trình thử nghiệm để tìm hiểu thêm.Xác định và phân tích các kết nối đến nghề nghiệp thuộc lĩnh vực STEM

Evaluation (đánh giá): Đánh giá được tiến hành thông qua việc HS phải trình

bày giải pháp của mình nhằm giải quyết các vấn đề được đặt ra ban đầu HS đượctham gia đánh giá đồng đẳng HS phải chứng minh sự hiểu biết của mình dựa trênkết quả các nhiệm vụ thực hiện GV sẽ đánh giá cả kiến thức và kĩ năng của HS,xem xét những minh chứng cho thấy sự hiểu biết của HS

Quy trình trên được xây dựng dựa trên lý thuyết kiến tạo, giúp HS có thể tự xâydựng những hiểu biết của mình thông qua những trải nghiệm và những ý tưởng mới

1.5 Bản chất của dạy học môn Công nghệ theo định hướng giáo dục STEM

- Là một cách tiếp cận liên ngành trong dạy học môn công nghệ nhằm tạo cơ hội cho

HS kết nối những kiến thức được học trong môn Công nghệ với các kiến thức cơ sở của cácmôn học thuộc lĩnh vực STEM với những vấn đề trong thực tiễn cuộc sống Giúp HS vừahọc được kiến thức khoa học, vừa học được cách vận dụng kiến thức đó vào thực tiễn

- Là một cách tiếp cận nhấn mạnh quá trình thiết kế với mục tiêu phát triển các giải

pháp giải quyết vấn đề và tư duy Chẳng hạn trong mỗi bài học chủ đề STEM, HS được đặttrước một tình huống có vấn đề thực tiễn cần giải quyết liên quan đến các kiến thức khoa

học Để giải quyết vấn đề đó, HS phải tìm tòi, nghiên cứu những kiến thức thuộc các môn cóliên quan đến vấn đề (qua sách giáo khoa, Internet, học liệu, thiết bị công nghệ, ) và sử dụngchúng để giải quyết vấn đề đặt ra.

- Là một phương pháp được sử dụng để tạo môi trường khuyến khích sự khám phá,

sáng tạo và giải quyết vấn đề thực tiễn nhằm phát triển các kỹ năng về STEM cho tất cả các

HS Đó là phong cách học tập sáng tạo đặt người học vào vai trò của một nhà phát minh,người học sẽ phải hiểu thực chất của các kiến thức được trang bị; phải biết mở rộng kiếnthức; phải biết cách sửa chữa, chế biến lại chúng cho phù hợp với tình huống có vấn đề màngười học đang phải giải quyết

1.6 Đặc điểm của dạy học môn Công nghệ theo định hướng giáo dục STEM

Dạy học tích hợp và dạy học định hướng năng lực là cơ sở khoa học của dạy họcmôn công nghệ theo định hướng giáo dục STEM Do vậy, các đặc điểm của dạy học mônCông nghệ theo định hướng giáo dục STEM cũng mang những nét bản chất của dạy họctích hợp và dạy học định hướng năng lực

- Tính tích hơp: Công nghệ là môn khoa học phản ánh hai thành phần là T

(Technology), E (Engineering) trong 4 thành phần của STEM Vì vậy nội dung họctập môn Công nghệ mang tính tích hợp kiến thức thuộc các lĩnh vực Khoa học, Công nghệ,

Kĩ thuật và Toán học

- Tính thiết kế: Dạy học môn Công nghệ theo định hướng giáo dục STEM là hoạt

động định hướng thực hành và định hướng sản phẩm đã được thỏa thuận giữa GV và HS.Trong đó GV là người gợi mở cho HS vận dụng kiến thức đã học và thực tiễn để giải quyếtvấn đề liên quan; HS phải tìm tòi, nghiên cứu những kiến thức đó để tạo ra sản phẩm Dovậy, tư tưởng thiết kế là một đặc điểm quan trọng khi giáo dục STEM xuất phát từ Côngnghệ và Kĩ thuật

- Tính toàn diện: Giáo dục STEM nói chung nhằm hướng tới mọi đối tượng HS

không phụ thuộc giới tính, dân tộc, vùng miền bởi mục tiêu của giáo dục STEM là đảm bảocho tất cả các công dân có năng lực về STEM; tăng cường sự đóng góp của cộng đồng chocác thành tựu về kinh tế, khoa học, kĩ thuật Bên cạnh đó những vấn đề trong thực tiễn cuộcsống luôn đem đến cho con người những cảm xúc nhất định Dạy học môn Công nghệ theođịnh hướng giáo dục STEM chứa đựng nhiều phong cách học tập khác nhau đem đến cho

HS những cơ hội trải nghiệm hành động, trải nghiệm cảm xúc và rèn luyện những kĩ năng

cơ bản trong cuộc sống

1.7 Thực trạng dạy học giáo dục STEM ở trường THPT

Mô hình giáo dục tích hợp STEM còn khá mới mẻ đối với giáo dục Việt Namkhi chỉ mới thử nghiệm khoảng vài năm gần đây Giáo dục STEM du nhập vàoViệt Nam bắt nguồn từ các cuộc thi Robot dành cho HS THPT do các công ty tạiViệt Nam triển khai cùng với các tổ chức nước ngoài Từ đó đến nay giáo dụcSTEM đã bắt đầu có sự lan tỏa với nhiều hình thức khác nhau, nhiều cách thứcthực hiện khác nhau, nhiều tổ chức hỗ trợ khác nhau Hệ thống các công ty tư nhân

10

Việt Nam đã rất nhanh nhạy đưa giáo dục STEM mà chủ yếu là các hoạt độngRobot vào giảng dạy tại các trường phổ thông tại một số thành phố lớn như HàNội, Hồ Chí Minh, Đà Nẵng bằng hình thức xã hội hóa Tuy nhiên khu vực nôngthôn hiện nay chưa thể tiếp cận với các hoạt động liên quan đến Robot vì chi phíkhá đắt đỏ, vậy nên tại các vùng nông thôn đã có một giải pháp khác đưa ra do liênminh các công ty Giáo dục STEM tại Hà Nội như Học viện sáng tạo S3, KidscodeSTEM Từ năm 2012, Bộ Giáo dục và Đào tạo hàng năm đã tổ chức cuộc thi “ vậndụng kiến thức liên môn để giải quyết các tình huống thực tiễn dành cho HS trunghọc” và cuộc thi “Dạy học theo chủ đề tích hợp dành cho GV trung học” Đặc biệtcuộc thi “Khoa học Kỹ thuật dành cho HS trung học” do Bộ Giáo dục và Đào tạo

tổ chức dành cho HS THPT đã trở thành điểm sáng tích cực trong giáo dục địnhhướng năng lực… Về cơ bản đây là một hình thức của giáo dục STEM Các cuộcthi này là ví dụ cho mục tiêu giáo dục nhằm phát triển năng lực cho HS hình thànhnhững kĩ năng học tập và lao động trong thế kỷ 21 của Bộ Giáo dục và Đào tạo và

đó cũng là mục tiêu mà giáo dục STEM hướng tới

Tại đơn vị công tác:

+ Những năm gần đây một số GV cũng đã tiếp cận với phương pháp dạy họctheo định hướng giáo dục STEM Năm học 2019 - 2020 tổ KHTN đã phối hợp vớinhà trường tổ chức tham quan trải nghiệm “Tham quan nhà máy sữa, nhà máynước tinh khiết, trại bò của tập đoàn TH true milk”

Hoạt động trải nghiệm này giúp HS nâng cao hứng thú môn học, hướng các

em đến phương pháp dạy học tích cực và tự chủ, nâng cao kỹ năng trí tuệ, nhất làkhả năng vận dụng kiến thức bài học trên lớp vào giải quyết các vấn đề thực tiễncủa cuộc sống

+ Trong năm học 2020 – 2021: Thực hiện theo công văn số 3089/BGĐT –GDTrH ngày 14/8/2020 của Bộ Giáo dục và Đào tạo về việc triển khai thực hiệngiáo dục STEM trong giáo dục Nhà trường đã triển khai và thực hiện các hoạtđộng trải nghiệm STEM, hoạt động nghiên cứu khoa học kĩ thuật, tổ chức các bàidạy theo định hướng giáo dục STEM ở một số môn của tổ KHTN như sau:

Hình 1.3 Hoạt động trải nghiệm nhà máy sữa TH true milk

 Thứ nhất: Hoạt động trải nghiệm STEM

  Thứ hai: Hoạt động nghiên cứu khoa học, kỹ thuật

Nhà trường đã tổ chức thi khoa học kỹ thuật cấp trường và chọn ra được 2 sảnphẩm dự thi cấp Tỉnh Theo tôi đây là cuộc thi rất bổ ích, tạo sân chơi tốt, lànhmạnh cho các HS giúp các em vận dụng các kiến thức đã học vào giải quyết nhữngvấn đề thực tiễn của cuộc sống; tạo cơ hội cho HS giới thiệu sản phẩm sáng tạokhoa học kỹ thuật của mình với các nhà khoa hoc, nghiên cứu Đồng thời giúp các

em định hướng nghề nghiệp cho tương lai sau này

 Thứ ba: Các môn thuộc KHTN tổ chức dạy học theo định hướng STEM

12

Hình 1.5 Nghiên cứu chế tạo mô

hình sản xuất phân hữu cơ ứng

dụng công nghệ thông khí cưỡng

bức (ASP)

Hình 1.6 Máy làm sạch không khí

đa năng Hình 1.4 Vườn rau công nghệ cao ở Tân Thành

Hình 1.8 Chủ đề STEM “Trồng rau thủy canh” Hình 1.7 Chủ đề STEM “Bảo quản và chế biến lương thực, thực phẩm”

số GV rất nhiệt huyết, tích cực đưa ra nhiều phương pháp dạy học nhằm phát huytính tích cực, chủ động của HS Nhưng bên cạnh đó tác giả cũng nhận thấy việcthực hiện giáo dục STEM còn gặp nhiều khó khăn:

- Mặc dù việc tiếp cận chương trình GDPT mới đã tạo điều kiện thuận lợihơn để có thể triển khai giáo dục STEM, tuy nhiên với khung chương trình hiệnhành, GV vẫn còn gặp khó khăn trong việc tổ chức các nội dung, chủ đề sao chovừa đảm bảo được yêu cầu của khung chương trình vừa phải phát huy tính sáng tạocủa HS Vì vậy khi triển khai chương trình GDPT mới cần phải có hướng dẫn vềnhững chủ đề STEM trong các môn, lĩnh vực học tập để tạo thuận lợi cho GV tổchức dạy và học

- Tâm lý ngại tìm hiểu, ngại tham gia cùng với trình độ GV chưa đáp ứng đượcyêu cầu Phần lớn GV chưa có nhận thức đầy đủ về giáo dục STEM và có những suynghĩ giáo dục STEM cao xa, khó thực hiện Giáo viên THPT được đào tạo đơn môn,

do đó gặp khó khăn khi triển khai dạy học theo hướng liên ngành như giáo dụcSTEM Bên cạnh đó, GV còn ngại học hỏi, ngại chia sẻ với động nghiệp, nên chưa có

sự phối hợp tốt giữa GV các bộ môn trong dạy học STEM

- Hình thức dạy học truyền thống đã ăn mòn vào tâm thức mỗi GV nên việcthay đổi nhận thức không phải một sớm một chiều Tư tưởng an phận không chịu tiếpthu cái mới cũng là một rào cản lớn trong việc đưa GD STEM vào trong trườngTHPT

- Hình thức kiểm tra, đánh giá hiện nay vẫn còn là rào cản Môn Công nghệ

và Tin học là hai môn thành tố của GD STEM nhưng vẫn chưa có vị trí đứng đúng

nghĩa Với tâm lý “học ứng thí”,Công nghệ không phải môn thi nên các em chưa

chú trọng môn này

- Các bài học còn rời rạc làm cho HS chưa nhận thấy được sự liên kết giữacác bài học và hiểu được ứng dụng sản phẩm trong thực tiễn nên chưa tạo đượchứng thú, động lực học môn Công nghệ

- Học sinh lĩnh hội kiến thức một cách tương đối thụ động và chưa biết vậndụng lý thuyết học trên lớp để thực hiện sản phẩm đơn giản gần gũi với đời sống

- Cơ sở vật chất, trang thiết bị ở trường còn hạn chế

Từ những thực trạng trên kết hợp với những ý kiến của đồng nghiệp Tôi đãnghiên cứu, thiết kế chủ đề dạy học theo quy trình thiết kế STEM để nâng cao hiệuquả cho dạy học Chương II: VẼ KĨ THUẬT ỨNG DỤNG , môn Công nghệ 11.Trong quá trình thực hiện sáng kiến tôi nhận thấy sáng kiến của mình mang lạihiệu quả cho dạy học môn Công nghệ Đem lại hứng thú và những năng lực cầnthiết cho HS

14

CHƯƠNG II: THIẾT KẾ VÀ TỔ CHỨC DẠY HỌC CHỦ ĐỀ STEM “VẼ KĨ

THUẬT ỨNG DỤNG” CHƯƠNG II – CÔNG NGHỆ 11, THPT

2.1 Nguyên tắc thiết kế chủ đề dạy học STEM trong môn Công nghệ

Thiết kế các hoạt động dạy học thông qua các chủ đề giáo dục STEM phảiđảm bảo các nguyên tắc sau:

- Đảm bảo mục tiêu dạy học: HS vừa tự chiếm lĩnh được tri thức, phát triển

được năng lực, rèn luyện kỹ năng thông qua các hoạt động trải nghiệm gắn liềnvới kiến thức thực tiễn

- Đảm bảo tính khoa học: Đảm bảo tính logic về mặt kiến thức, tính phù hợp

về trình độ và chú trọng theo định hướng phát triển năng lực tư duy khoa học; Giúp

HS chiếm lĩnh hệ thống tri thức phổ thông, cơ bản, hiện đại về các lĩnh vực khoahọc; từ đó HS tiếp xúc, hình thành và phát triển một số các phương pháp nghiêncứu khoa học

- Đảm bảo tính sư phạm: phải thể hiện được tính thống nhất giữa vai trò chủ

thể tích cực, tự giác học tập của HS với vai trò tổ chức, hướng dẫn của GV Trongtừng giai đoạn học tập dựa vào trải nghiệm GV luôn phải xác định nhiệm vụ củamình, tổ chức và quản lý HS để thực hiện tốt mục tiêu, kế hoạch đã đề ra

- Đảm bảo tính thực tiễn: phải gắn liền với thực tiễn cuộc sống và HS được

học trong thực tiễn và bằng thực tiễn; tạo cơ hội cho HS tiếp xúc trực tiếp với môitrường thực tiễn, được tự thao tác, thực hành, qua đó HS có điều kiện thảo luận,chia sẽ kinh nghiệm, học tập lẫn nhau, cùng nhau phát hiện kiến thức, hình thànhkhái niệm chính xác nhất, từ đó có thái độ và hành vi đúng đắn với môi trườngxung quanh

- Đảm bảo tính đa dạng, phong phú: Cần tạo ra nhiều loại hoạt động phù

hợp với từng môi trường tổ chức đảm bảo cho HS được trải nghiệm, phải kíchthích được sự tự học, khả năng tìm tòi, khám phá và khơi ngợi niềm yêu thích ởHS

- Đảm bảo mối liên hệ chặt chẽ giữa nhà trường, gia đình và xã hội: là nền tảng

góp phần thành công cho các chủ đề giáo dục STEM, qua đó các lực lượng bêncạnh nhà trường cũng có cái nhìn thiết thực hơn về hoạt động giáo dục

2.2 Tiêu chí xây dựng chủ đề/ bài học STEM

Để thực hiện được mục tiêu phát triển năng lực cho HS, mỗi bài học STEMcần phải được xây dựng theo 6 tiêu chí sau:

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

Lựa chọn chủ đề giáo dục STEM

Thiết kế hoạt động học tập

Xác định mục tiêu của chủ đề giáo dục STEM

Thiết kế tiêu chí và bộ công cụ kiểm tra, đánh giá học sinh

Xác định các nội dung cụ thể cần sử dụng để giải quyết vấn đề trong chủ

đề giáo dục STEM

Xác định các vấn đề cần giải quyết trong chủ đề giáo dục STEM

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

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 phẩm

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

nhóm kiến tạo

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

học mà học sinh đã và đang học

Tiêu chí 6: Tiến trình bài học STEM tính đến có nhiều đáp án đúng và coi sự thất

bại như là 1 phần cần thiết trong học tập

2.3 Quy trình thiết kế chủ đề dạy học STEM trong môn công nghệ

Theo tài liệu hội thảo “Định hướng giáo dục STEM trong trường trung học”của bộ giáo dục và đào tạo, quy trình xây dựng bài học STEM gồm 4 bước sau:

- Bước 1: Lựa chọn chủ đề bài học

- Bước 2: Xác định vấn đề cần giải quyết

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

- Bước 4: Thiết kế tiến trình tổ chức dạy học

Dựa trên sự nghiên cứu của bản thân và được sự góp ý của đồng nghiệp, tôi

đề xuất quy trình thiết kế bài học STEM “Thiết kế mô hình nhà tương lai” gồm 6bước sau:

16

Cụ thể các bước như sau:

Bước 1: Lựa chọn chủ đề giáo

dục STEM

- Xác định mục tiêu của phần/ chương trongmôn Công nghệ

- Xác định các mạch nội dung cơ bản

- Lựa chọn các nội dung có thể gắn với các sảnphẩm ứng dụng thực tiễn

- Phân tích các môn thuộc lĩnh vực STEM đểgiải quyết vấn đề

- Đặt tên cho chủ đề giáo dục STEM

Bước 2: Xác định mục tiêu của

chủ đề giáo dục STEM

1 Kiến thức: Nêu cụ thể nội dung kiến thức

học sinh cần học của phần/ chương theo yêucầu cần đạt của nội dung giáo dục/chủ đềtương ứng trong chương trình môn học/hoạtđộng giáo dục

2 Về năng lực: Nêu cụ thể yêu cầu học sinh làm được gì (biểu hiện cụ thể của năng lực

chung và năng lực đặc thù môn học cần phát

triển) trong hoạt động học để chiếm lĩnh và vận dụng kiến thức theo yêu cầu cần đạt của

chương trình môn học/hoạt động giáo dục

3 Về phẩm chất: Nêu cụ thể yêu cầu về hành

vi, thái độ (biểu hiện cụ thể của phẩm chất cầnphát triển gắn với nội dung bài dạy) của HStrong quá trình thực hiện các nhiệm vụ học tập

và vận dụng kiến thức vào cuộc sống

Bước 3: Xác định các nội dung

Bước 5: Thiết kế tiêu chí và bộ

công cụ kiểm tra, đánh giá học

sinh

- Thiết kế phiếu đánh giá sản phẩm: Xây dựngcác chỉ tiêu đánh giá → Phân phối điểm hợp lýcho từng chỉ tiêu → Thiết lập phiếu đánh giá

- Thiết kế phiếu đánh giá hoạt động nhóm:Xây dựng các chỉ tiêu đánh giá → Phân phốiđiểm hợp lý cho từng chỉ tiêu → Hoàn thànhphiếu đánh giá

Bước 6: Thiết kế hoạt động học

tập

- Xác định điều kiện tổ chức hoạt động: khônggian (lớp học, ở nhà,…); thời gian tổ chức hoạtđộng

- Xác định phương tiện tổ chức hoạt động

- Xác định các bước thực hiện hoạt động: Nêu

rõ các thao tác tiến hành hoạt động

2.4 Ví dụ minh họa

Bước 1: Lựa chọn chủ đề

Xác định mục tiêu của phần “VẼ KĨ THUẬT ỨNG DỤNG” chương II – Công

nghệ 11

- Nêu được các giai đoạn chính của công việc thiết kế

- Trình bày được vai trò của bản vẽ kỹ thuật trong thiết kế

- Tìm hiểu quá trình thiết kế một sản phẩm đơn giản được sản xuất ở địa phương

- Nêu được các nội dung chính của bản vẽ chi tiết, bản vẽ lắp

- Mô tả được cách lập bản vẽ chi tiết

- Chế tạo được sản phẩm cơ khí đơn giản trong thực tế

- Nêu khái quát về bản vẽ xây dựng

- Trình bày được các loại hình biểu diễn cơ bản trong bản vẽ nhà

- Đọc được bản vẽ của một ngôi nhà đơn giản

- Phát triển năng lực vận dụng kiến thức vào thực tiễn, năng lực tự học, năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo, năng lực hợp tác và giao tiếp

 Các mạch nội dung cơ bản chương II gồm: Thiết kế và bản vẽ kỹ thuật → Bản vẽ

sách, vở, tài liệu, bút,thước, Nếu tất cả các đồdùng này được bày trên bànhọc thì vừa mất mĩ quan

Hộp đựng đồdùng học tập

Thiết kế hộpđựng đồ dùnghọc tập

18

vừa ảnh hưởng đến hiệuquả học tập Do đó, cầnthiết kế một chiếc hộp đểđựng đồ dùng học tập.

về cách lập, cách đọc bản

vẽ chi tiết,… và rèn luyệncác kỹ năng gia công cơbản

Máy cắt xốp

Thiết kế, chếtạo máy cắtxốp

3 Bản vẽ xâydựng

Ngày nay cùng với sự pháttriển của khoa học, kĩthuật, đời sống vật chất vàtinh thần của con ngườiđược nâng cao Nhu cầu đóthể hiện nhà cửa để ở, cầuđường cho giao thông, thủylợi cho nông nghiệp Đểlàm những công trình ấykhông thể thiếu bản vẽ xâydựng Bản vẽ nhà là bản vẽđược dùng nhiều nhất trongbản vẽ xây dựng dùng đểthiết kế và thi công ngôinhà Trong chủ đề này HS

sẽ thiết kế và chế tạo được

mô hình nhà tương lai từcác vật liệu tái chế thânthiện với môi trường như:

ống hút, que tăm,…

Mô hình nhà

Thiết kế môhình nhàtương lai

Các bước tiếp theo tôi sẽ minh họa các bước cụ thể trong chủ đề “Thiết kế môhình nhà tương lai”.

Vấn đề thực tiễn của chủ đề: Dự án “Thiết kế mô hình nhà tương lai” là một

ý tưởng dạy học theo định hướng giáo dục STEM cho đối tượng HS lớp 11 Bằngviệc thiết kế mô hình nhà này HS sẽ được tìm hiểu công việc của nhà thiết kế từviệc lên ý tưởng đến việc nghiên cứu tìm hiểu kiến thức, thiết kế và chế tạo

HS sẽ nghiên cứu những kiến thức về các giai đoạn để thiết kế, cách bố trícác hình biểu diễn, cách đọc bản vẽ, sử dụng các vật liệu tái chế,… Để hoàn thànhnhiệm vu của mình theo những tiêu chí đã được đặt ra

Bước 2: Xác định mục tiêu của chủ đề STEM “Thiết kế mô hình nhà tương lai”

a Kiến thức

- Nêu được khái quát về bản vẽ xây dựng

- Trình bày được các loại hình biểu diễn cơ bản trong bản vẽ nhà

- Đọc được bản vẽ mặt bằng tổng thể đơn giản

- Đọc được bản vẽ của một ngôi nhà đơn giản

b Năng lực hướng tới

b1 Năng lực công nghệ

- Nhận thức công nghệ: HS nhận biết được các ký hiệu quy ước trên bản vẽ mặtbằng tổng thể, các ký hiệu quy ước trong bản vẽ nhà Các dụng cụ, thiết bị đủ đểthực hiện dự án; Sử dụng hoạt động trình chiếu trên Powerpoint và ứng dụng đượcmột số phần mền công nghệ thông tin trong thiết kế bản vẽ mô hình nhà tương lai

- Giao tiếp công nghệ: HS thiết kế được mô hình nhà tương lai Trình bày, bảo vệđược ý kiến của mình và phản biện ý kiến của người khác

- Sử dụng công nghệ: HS vận dụng được các kiến thức trong chủ đề và kiến thức

đã biết thiết kế và chế tạo được ngôi nhà

- Đánh giá công nghệ: HS biết được thuận lợi, khó khăn trong quá trình thiết kếbản vẽ và làm mô hình nhà tương lai; cách khắc phục được những khó khăn

- Thiết kế kĩ thuật: Xác định được các yếu tố ảnh hưởng tới thiết kế kĩ thuật; sửdụng phần mềm đơn giản hỗ trợ thiết kế (ví dụ: Sweet home 3D); thiết kế được sảnphẩm mô hình nhà tương lai với yêu cầu đề ra

b2 Năng lực chung

- Năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo: Nhận ra được nhiều ý tưởng mới thiết

kế mô hình nhà tương lai; Đưa ra và lựa chọn các phương án thiết kế mô hình nhàtương lai tối ưu nhất

- Năng lực giao tiếp và hợp tác: Thống nhất bản thiết kế và phân công thực hiệntừng phần

- Năng lực tự chủ và tự học: HS tự nghiên cứu kiến thức nền và xây dựng kiếnthức nền để xây dựng bản vẽ thiết kế

c Phẩm chất

- Chăm chỉ, say mê nghiên cứu khoa học.

- Trung thực trong việc thiết kế và chế tạo sản phẩm.

- Có tinh thần trách nhiệm với nhiệm vụ được phân công.

- Có ý thức bảo vệ môi trường.

- Có thái độ tích cực, hợp tác trong làm việc nhóm.

20

- Có ý thức tuân thủ các tiêu chuẩn kĩ thuật.

Bước 3: Xác định các vấn đề cần giải quyết trong chủ đề STEM

- Bộ câu hỏi định hướng:

Câu 1 Em hãy nêu các loại công trình xây dựng mà em biết? Công trình nàođược xây dựng phổ biến nhất?

Câu 2 Bản vẽ nhà cho ta biết những nội dung gì? Tác dụng của bản vẽ nhà?

Câu 3 Quan sát hình chiếu phối cảnh và đọc bản vẽ mặt bằng tổng thể của mộttrường THCS (SGK – trang 57,58) Hỏi:

- Nêu khái niệm bản vẽ mặt bằng tổng thể?

- Xác định vị trí của khối nhà số 3 trên khu đất xây dựng?

- Xác định hướng của cổng chính trường học?

Câu 4 Nghiên cứu nội dung phần I – “Mặt bằng” trang 60, đọc bản vẽ mặt bằng11.2c,d và bảng 11.2 trang 61 SGK để trả lời các câu hỏi sau:

5.1 Hình biểu diễn mặt đứng (hình 11.2a) là loại hình chiếu nào?

5.2 Kết cấu các bộ phận của ngôi nhà như thế nào?

5.3 Xác định kích thước các tầng theo chiều cao?

5.4 Nêu nội dung hình biểu diễn mặt đứng, hình cắt của ngôi nhà : bản chất, đặc

điểm, quy ước mặt phẳng sử dụng để nhận được hình biểu diên

Câu 6 Từ những vật liệu tái chế làm thế nào để làm mô hình nhà

Câu 7 Để thiết kế sơ bộ một ngôi nhà hồ sơ thiết gồm gì?

Bước 4: Xác định các nội dung cụ thể cần sử dụng để giải quyết vấn đề trong chủ đề STEM.

Tên sản

phẩm

Khoa học (S)

Công nghệ (T) Kỹ thuật (E) Toán học (M)

Mô hình

nhà tương

lai

Vật lý: Cânbằng lựcchương III– Vật lý 10

- Quy trình thiết

kế một sảnphẩm cơ khí(các giai đoạnthiết kế - Mục 1phần I bài 8 -

CN 11)

- Bài 11: Bản vẽxây dựng

- Bài 12: Thựchành: Bản vẽxây dựng

- Bản vẽ và

mô hình nhà

- Nguyên vậtliệu: bìa cáttông, quekem, que tăm,ống hút,

- Dụng cụ:

súng bắn keo,keo 502, kéo,bật lửa,…

- Tính diện tíchcủa ngôi nhà, củacác phòng, …

- Tỷ lệ khoảngcách giữa các cửa

sổ, các phòng,cầu thang,…

Bước 5: Thiết kế các tiêu chí và bộ công cụ kiểm tra, đánh giá HS.

- Một số phiếu đánh giá:

Phiếu đánh giá số 1 Bảng tiêu chí đánh giá bản thiết kế sản phẩm

thay đổi, bổ sung thêm gì?

Phiếu đánh giá số 3 Đánh giá triển khai dự án

Ngày,

tháng,

Công việc của nhóm

Thực tế

Đạt Tốt

22