Thiết kế và tổ chức dạy học chủ đề STEM phần “Quang hình học” vật lí 11 theo hướng bồi dưỡng năng lực vận dụng kiến thức kĩ năng đã học của học sinh

Thiết kế và tổ chức dạy học chủ đề STEM  phần “Quang hình học” vật lí 11 theo hướng bồi dưỡng năng lực vận dụng kiến thức kĩ năng đã học của học sinh

MỞ ĐẦU

Lí do chọn đề tài

Trên thực tế, dạy và học trong thời gian gần đây đã cho thấy rằng giáo dục cơ bản đang chú trọng việc truyền thụ kiến thức khoa học được quy định trong chương trình. Nhưng hoạt động dạy và học lại chưa chú trọng đầy đủ đến chủ thể người học, cũng như khả năng ứng dụng tri thức đã học trong các tình huống cụ thể.

Khi giải quyết các vấn đề đó, kiến thức của một lĩnh vực chuyên môn hay một số kiến thức nhất định không thể thực hiện được mà cần phải vận dụng, lồng ghép nhiều kiến thức với nhau một cách sáng tạo mà dạy học theo chủ đề STEM có thể giải quyết được. Ở đó các hoạt động giáo dục được tổ chức nhằm định hướng, tạo điều kiện cho học sinh quan sát, suy nghĩ và tham gia các hoạt động thực tiễn. Cũng qua các hoạt động đó đã khuyến khích, động viên và tạo điều kiện cho các em tích cực nghiên cứu, tìm ra các giải pháp mới, sáng ra những cái mới trên cơ sở kiến thức đã học trong nhà trường và những gì đã trải qua trong thực tiễn cuộc sống, từ đó hình thành ý thức, phẩm chất, kĩ năng sống và năng lực cho học sinh.

Tổ chức hoạt động giáo dục STEM sẽ giúp học sinh liên kết các kiến thức khoa học và toán học để giải quyết các vấn đề thực tiễn, cho phép học sinh tư duy sáng tạo và giải quyết vấn đề theo các cách khác nhau nhằm đạt kết quả tốt hơn; cung cấp cho học sinh cơ hội sáng tạo, dám nghĩ, dám làm. Vật lí là môn khoa học thực nghiệm, các nội dung kiến thức đa phần đều xuất phát từ thực tiễn, thế giới tự nhiên vô cùng phong phú và đa dạng. Thông qua hoạt động dạy và học kết hợp giữa lý thuyết và thực hành học sinh có thể nắm vững lí thuyết, đồng thời có khả năng vận dụng kiến thức khoa học tự nhiên vào thực tiễn đời sống, đáp ứng được yêu cầu phát triển bền vững của đất nước.

Từ những vấn đề đã nêu trên thì việc dạy và học theo chủ đề STEM là rất quan trọng và cấp thiết. Vậy nên tôi đã chọn đề tài là “Thiết kế và tổ chức dạy học chủ đề STEM phần “Quang hình học” vật lí 11 theo hướng bồi dưỡng năng lực vận dụng kiến thức kĩ năng đã học của học sinh” để nghiên cứu

Tổng quan vấn đề nghiên cứu

Mục tiêu nghiên cứu

Đề xuất được biện pháp và quy trình thiết kế chủ đề STEM trong dạy học Vật lí theo hướng bồi dưỡng năng lực vận dụng kiến thức kĩ năng đã học và vận dụng vào dạy học phần “Quang hình học” Vật lí 11.

Giả thuyết khoa học

Nếu đề xuất được quy trình thiết kế chủ đề STEM trong dạy học phần “Quang hình học” Vật lí 11 theo hướng bồi dưỡng năng lực vận dụng kiến thức kĩ năng đã học, và vận dụng vào dạy học phần ”Quang hình học”, vật lí 11 thì sẽ bồi dưỡng được năng lực vận dụng kiến thức, kĩ năng đã học của học sinh.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

Đối tượng nghiên cứu: Hoạt động dạy học STEM trong phần “Quang hình học” Vật lí 11 theo hướng bồi dưỡng năng lực vận dụng kiến thức kĩ năng đã học.

Phạm vi nghiên cứu.

• Về nội dung:
• Kiến thức liên quan đến phần “Quang hình học”.
• Quy trình tổ chức dạy học stem.
• Cơ sở lí luận về năng lực vận dụng kiến thức kĩ năng đã học.
• Về không gian: tổ chức dạy học ở trường FPT Đà Nẵng.
• Về thời gian: quá trình nghiên cứu và thực hiện sư phạm dự kiến thực hiện từ tháng 03/2023 đến tháng 5/2023.

Nhiệm vụ nghiên cứu

Nghiên cứu cơ sở lý luận và thực tiễn về dạy học STEM trong dạy học vật lí ở trường THPT. Khảo sát thực trạng về việc vận dụng STEM vào tổ chức dạy học theo hướng bồi dưỡng năng lực vận dụng kiến thức kĩ năng đã học.

Nghiên cứu cơ sở lí luận về giáo dục STEM và việc tổ chức dạy học theo hướng bồi dưỡng năng lực vận dụng kiến thức kĩ năng đã học.

Đề xuất được các biện pháp tổ chức dạy học STEM theo hướng bồi dưỡng năng lực vận dụng kiến thức kĩ năng đã học.

Đề xuất được quy trình thiết kế chủ đề STEM theo hướng bồi dưỡng năng lực vận dụng kiến thức kĩ năng đã học.

Nghiên cứu, phân tích mục tiêu và kiến thức phần “Quang hình học” Vật lí 11 tại trường THPT. Phân tích nội dung kiến thức liên quan đến chủ đề STEM “Quang hình học” theo hướng bồi dưỡng năng lực vận dụng kiến thức kĩ năng đã học.

Xây dựng được chủ đề STEM và thiết kế tiến trình tổ chức dạy học chủ đề STEM “Quang hình học” – Vật lí 11 theo hướng bồi dưỡng năng lực vận dụng kiến thức kĩ năng đã học.

Tiến hành thực nghiệm sư phạm để kiểm tra tính đúng đắn của giả thuyết khoa học và tính khả thi của đề tài.

Phương pháp nghiên cứu.

• Phương pháp nghiên cứu lý thuyết
• Phương pháp nghiên cứu thực tiễn
• Phương pháp thực nghiệm sư phạm
• Phương pháp thống kê toán học

Dự kiến kết quả đạt được

Góp phần hệ thống hóa cơ sở lí luận của việc tổ chức dạy học STEM theo hướng vận dụng kiến thức kĩ năng đã học của học sinh ở trường phổ thông.

Khảo sát được thực trạng, đề xuất được các giải pháp về tổ chức dạy học chủ đề STEM “Quang hình học” theo hướng bồi dưỡng năng lực vận dụng kiến thức kĩ năng đã học.

Thiết kế được chủ đề STEM và tiến trình dạy học chủ đề STEM “Quang hình học” – Vật lí 11 theo hướng bồi dưỡng vận dụng kiến thức kĩ năng đã học.

Cấu trúc của luận văn

Ngoài phần mở đầu, kết luận, phụ lục và tài liệu tham khảo, luận văn gồm có 03 chương có nội dung sau:

CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC DẠY HỌC STEM THEO HƯỚNG BỒI DƯỠNG NĂNG LỰC VẬN DỤNG KIẾN THỨC KĨ NĂNG ĐÃ HỌC CỦA HỌC SINH THPT

CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ TIẾN TRÌNH DẠY HỌC STEM PHẦN “QUANG HÌNH HỌC” – VẬT LÍ 11 THEO HƯỚNG BỒI DƯỠNG NĂNG LỰC VẬN DỤNG KIẾN THỨC KĨ NĂNG ĐÃ HỌC CHO HỌC SINH

CHƯƠNG 3. THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM

CHƯƠNG 1

CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC DẠY HỌC STEM THEO HƯỚNG BỒI DƯỠNG NĂNG LỰC VẬN DỤNG KIẾN THỨC KĨ NĂNG ĐÃ HỌC CỦA HỌC SINH THPT

• 1. Năng lực vận dụng kiến thức kĩ năng đã học
     1. Khái niệm năng lực vận dụng kiến thức kĩ năng đã học
     2. Biểu hiện của năng lực vận dụng kiến thức kĩ năng đã học
     3. Vai trò của năng lực vận dụng kiến thức kĩ năng đã học
     4. Phát triển năng lực vận dụng kiến thức kĩ năng đã học
  2. Giáo dục STEM
     1. Khái niệm về giáo dục STEM
     2. Mục tiêu của giáo dục STEM
     3. Phân loại giáo dục STEM
     4. Quy trình xây dựng chủ đề STEM

Hình 1.1. Quy trình xây dựng chủ đề/ bài học STEM

• 1. Khảo sát thực trạng về việc tổ chức dạy học STEM theo hướng bồi dưỡng năng lực vận dụng kiến thức kĩ năng đã học của học sinh THPT
• Đối với GV: Tiến hành khảo sát trên 40 GV về giáo dục STEM. Đa phần GV đã nghe và tìm hiểu về giáo dục STEM chủ yếu thông qua các trang mạng xã hội và qua các buổi tập huấn, hội thảo. Trong đó có 97,6% GV đã tiếp cận với giáo dục STEM, nhưng chỉ có 19% GV thường xuyên, 45,2% GV thỉnh thoảng tổ chức dạy học các chủ đề STEM. Qua đó cho thấy được tần suất GV sử dụng và tổ chức dạy học thông qua các chủ đề STEM còn rất ít.

Hình 1.2. Biểu đồ thể hiện mức độ tiếp cận mô hình giáo dục STEM của giáo viên

Hình 1.3. Biểu đồ thể hiện tần suất dạy học STEM của giáo viên

Hình 1.4. Biểu đồ thể hiện ý kiến của GV về việc ứng dụng dạy học STEM trong việc bồi dưỡng năng lực vận dụng kiến thức kĩ năng đã

Hình 1.5. Biểu đồ thể hiện ý kiến của GV về việc tổ chức dạy học STEM theo hướng bồi dưỡng năng lực vận dụng kiến thức kĩ năng đã học cho HS

Hình 1.6. Biểu đồ thể hiện ý kiến của GV về khó khăn trong việc dạy học hình thành phát triển năng lực cho HS

• Đối với HS: Tiến hành khảo sát trên 80 HS về giáo dục STEM. Đa số HS đã được nghe qua định hướng giáo dục STEM nhưng ít được trải nghiệm. Có 91,5% HS có mong muốn được tham gia các hoạt động STEM, tuy nhiên chỉ 30,1% HS đã được tham gia các hoạt động STEM. Qua khảo sát cũng cho thấy 97,6% HS cảm thấy việc VDKTKNĐH vào thực tiễn là rất cần thiết. Có khoảng 41% HS có mong muốn bài học cần lôi cuốn, thu hút và có nhiều hoạt động trải nghiệm. Khoảng 20,5 HS mong muốn bài học tích hợp nhiều vấn đề có tính ứng dụng. 38,6% HS mong muốn cần có các hoạt động nhằm vận dụng kiến thức đã được học.

Hình 1.7. Biểu đồ thể hiện ý kiến của HS về mô hình giáo dục STEM

Hình 1.8. Biểu đồ thể hiện sự mong muốn được tham gia các chủ đề STEM của HS

Hình 1.9. Biểu đồ thể hiện ý kiến của HS về sự cần thiết trong việc vận dụng kiến thức kĩ năng đã học vào thực tiễn

Hình 1.10. Biểu đồ thể hiện ý kiến của HS về nội dung và cách triển khai bài học trong giờ học

• 1. Phát triển năng lực sáng tạo của học sinh trong dạy học STEM
     1. Vai trò và nguyên tắc của dạy học STEM trong việc bồi dưỡng năng lực vận dụng kiến thức kĩ năng đã học của học sinh
     2. Biện pháp tổ chức chủ đề STEM trong dạy học Vật lí nhằm phát triển năng lực vận dụng kiến thức kĩ năng đã học của học sinh THPT
     3. Nguyên tắc và quy trình tổ chức dạy học STEM theo hướng bồi dưỡng năng lực vận dụng kiến thức kĩ năng đã học
     4. Tiêu chí đánh giá năng lực vận dụng kiến thức kĩ năng đã học của học sinh trong dạy học STEM

Kết luận Chương 1

CHƯƠNG 2

THIẾT KẾ TIẾN TRÌNH DẠY HỌC STEM PHẦN “QUANG HÌNH HỌC” – VẬT LÍ 11 THEO HƯỚNG BỒI DƯỠNG NĂNG LỰC VẬN DỤNG KIẾN THỨC KĨ NĂNG ĐÃ HỌC CHO HỌC SINH

• 1. Đặc điểm phần “Quang hình học”
     1. Đặc điểm kiến thức về phần “Quang hình học”
     2. Đặc điểm cấu trúc phần “Quang hình học” SGK Vật lí 11 – THPT
  2. Định hướng thiết kế một số chủ đề stem phần “Quang hình học” theo định hướng bồi dưỡng năng lực vận dụng kiến thức kĩ năng đã học
  3. Thiết kế tiến trình dạy học chủ đề STEM “Quang hình học” theo hướng bồi dưỡng kiến thức kĩ năng đã học cho học sinh
     1. Thiết kế tiến trình dạy học chủ đề “Kính tiềm vọng”
• Mô tả chủ đề: Kính tiềm vọng là một công cụ để quan sát, xung quanh hoặc thông qua một vật thể, chướng ngại vật hoặc điều kiện ngăn cản sự quan sát trực tiếp từ vị trí hiện tại của người quan sát.

LIÊN HỆ:

SĐT+ZALO: 0935568275

D:\DỮ LIỆU MỚI CẦN ĐỔI TÊN VÀ ĐĂNG 2025\TAI LIEU C YEN-2024\DE CUONG CHI TIET\Thiết kế và tổ chức dạy học chủ đề STEM phần “Quang hình học” vật lí 11 theo hướng bồi dưỡng năng lực vận dụng kiến thức kĩ năng đã học của học sinh\TOM TAT