THIẾT KẾ VÀ TỔ CHỨC DẠY HỌC MỘT SỐ CHỦ ĐỀ STEM PHẦN CƠ HỌC – VẬT LÍ 8 THEO HƯỚNG PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ CỦA HỌC SINH.
- Lý do chọn đề tài
Hòa nhịp vào xu thế phát triển chung của thế giới, giáo dục phổ thông nước ta đang tiến hành đổi mới sâu rộng, nhằm từng bước chuyển từ chương trình giáo dục tiếp cận nội dung sang tiếp cận năng lực của người học. Nhiều năm qua, Bộ Giáo dục và Đào tạo đã triển khai các hoạt động giáo dục để hướng tới đổi mới chương trình giáo dục phổ thông. Học sinh (HS) được tổ chức vận dụng kiến thức của các môn học khác nhau để giải quyết các tình huống thực tiễn, tăng cường khả năng vận dụng tổng hợp, khả năng tự học, tự nghiên cứu, thúc đẩy sự tham gia của gia đình, cộng đồng vào công tác giáo dục. Giáo dục không chỉ theo phương pháp truyền thống, hàn lâm mà phải luôn đổi mới, tìm ra các quan điểm dạy học hướng tới đổi mới căn bản toàn diện. Một trong những quan điểm dạy học phát huy được vai trò chủ động, tích cực, sáng tạo và vận dụng tổng hợp các kiến thức của các môn học để giải quyết vấn đề thực tiễn là dạy học theo định hướng giáo dục STEM.
STEM là viết tắt của các từ Science (Khoa học), Technology (Công nghệ), Engineering (Kỹ thuật), Matheratics (Toán học).
Giáo dục STEM là quan điểm dạy học theo tiếp cận liên ngành nhằm trang bị cho HS những kiến thức và kỹ năng cần thiết liên quan đến các lĩnh vực Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật, Toán học. Các kiến thức và kỹ năng này phải được tích hợp, lồng ghép và bổ trợ cho nhau, giúp HS không chỉ hiểu biết về nguyên lý mà còn có thể thực hành và tạo ra được những sản phẩm trong cuộc sống hằng ngày. Giáo dục STEM sẽ thu hẹp khoảng cách giữa hàn lâm và thực tiễn, tạo ra những con người có năng lực có thể đáp ứng được nhu cầu công việc của thế kỉ 21.
Trong chương trình giáo dục mới, môn Vật lí hướng tới phát triển những vấn đề cốt lõi thiết thực nhất, đồng thời chú trọng đến những vấn đề mang tính ứng dụng cao là cơ sở của nhiều ngành kỹ thuật, khoa học và công nghệ. Nội dung thí nghiệm, thực hành được đặc biệt chú trọng, để giúp học sinh hình thành năng lực tìm tòi khám phá các thuộc tính của sự vật, hiện tượng vật lí. Phương pháp STEM với những ưu điểm của nó sẽ là một phương pháp hiệu quả để học sinh hình thành và phát huy năng lực bản thân, từng bước khám phá các hiện tượng vật lí quanh ta.
Đặc biệt trong phần “CƠ HỌC” Vật lí 8 có rất nhiều ứng dụng trong đời sống và kĩ thuật. Giáo viên (GV) có thể tổ chức cho các nhóm học sinh nghiên cứu cấu tạo, công dụng, nguyên tắc hoạt động, tự thiết kế và làm thí ngiệm ở nhà tạo cơ hội rèn luyện kĩ năng, thao tác thí nghiệm, biết ứng dụng kiến thức vào trong đời sống và kĩ thuật, điều này làm cho việc hiểu kiến thức của học sinh trở nên sâu sắc và bền vững.
Chính vì những lí do trên, với mong muốn góp phần vào việc đổi mới nâng cao chất lượng và hiệu quả dạy học môn Vật lí ở trường Trung học cơ sở (THCS), tôi đã quyết định lựa chọn và đi sâu nghiên cứu đề tài : THIẾT KẾ VÀ TỔ CHỨC DẠY HỌC MỘT SỐ CHỦ ĐỀ STEM PHẦN CƠ HỌC – VẬT LÍ 8 THEO HƯỚNG PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ CỦA HỌC SINH.
Tổng quan vấn đề nghiên cứu
Mục tiêu nghiên cứu
Nghiên cứu, thiết kế và tổ chức dạy học một số kiến thức phần “Cơ học” Vật lí 8 theo định hướng giáo dục STEM nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn đề của học sinh ở trường THCS
Giả thuyết khoa học
Nếu tổ chức dạy học một số kiến thức phần “Cơ học” Vật lí 8 theo định hướng giáo dục STEM thì sẽ phát triển được năng lực giải quyết vấn đề của học sinh.
Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
- Đối tượng nghiên cứu: Hoạt động dạy và học một số chủ đề STEM phần “Cơ học” Vật lí 8.
- Phạm vi nghiên cứu: Thiết kế và tổ chức dạy học một số chủ đề STEM phần “Cơ học” – Vật lí 8 ở một số trường THCS.
Nhiệm vụ nghiên cứu
- Nghiên cứu cơ sở lí luận có liên quan đến đề tài về dạy học STEM, về năng lực giải quyết vấn đề, về xu hướng đổi mới phương pháp giáo dục và chương trình giáo dục phổ thông tổng thể.
- Nghiên cứu thực trạng dạy học Vật lí nói chung, và dạy học các kiến thức phần “Cơ học” Vật lí 8 nói riêng ở các trường THCS.
- Nghiên cứu mục tiêu dạy học về kiến thức, kỹ năng, thái độ, phát triển năng lực mà học sinh cần đạt được khi học các kiến thức phần “Cơ học” – Vật lí 8. Qua đó, xác định những thí nghiệm, ứng dụng kĩ thuật có thể chế tạo trong dạy học STEM phần này.
- Vận dụng lí luận của dạy học STEM để thiết kế tiến trình dạy học một số chủ đề STEM phần “Cơ học” – Vật lí 8 theo hướng phát triển năng lực giải quyết vấn đề của học sinh.
- Thiết kế bộ công cụ đánh giá năng lực giải quyết vấn đề của học sinh.
- Thực nghiệm sư phạm (TNSP) để đánh giá chất lượng các chủ đề đã xây dựng, đánh giá tính khả thi của chủ đề đã đề xuất trong dạy học thực tế ở một số trường THCS.
Phương pháp nghiên cứu
Phương pháp nghiên cứu lí luận; Phương pháp nghiên cứu thực tiễn; Phương pháp thực nghiệm sư phạm (TNSP); Phương pháp xử lí thống kê toán học.
Đóng góp của đề tài
- Nghiên cứu được lý luận về STEM và góp phần bồi dưỡng năng lực giải quyết vấn đề của học sinh thông qua sử dụng mô hình STEM trong các trường THCS.
- Thiết kế và tổ chức dạy học một số chủ đề STEM phần “Cơ học” Vật lí 8 nhằm góp phần bồi dưỡng năng lực giải quyết vấn đề của học sinh.
- Áp dụng thử nghiệm chủ đề đã xây dựng trên đối tượng học sinh lớp 8.
Cấu trúc của luận văn
Ngoài phần Mở đầu; Kết luận chung và kiến nghị; Tài liệu tham khảo và Phụ lục, nội dung luận văn gồm có 3 chương:
+ Chương 1: Cơ sở lí luận và thực tiễn của việc dạy học STEM theo hướng phát triển năng lực giải quyết vấn đề của học sinh
+ Chương 2: Thiết kế nội dung và tiến trình tổ chức dạy học một số chủ đề STEM phần Cơ học Vật lí 8 nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn đề của học sinh
+Chương 3: Thực nghiệm sư phạm
CHƯƠNG 1. CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC DẠY HỌC STEM THEO HƯỚNG PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ CỦA HỌC SINH
Lịch sử vấn đề nghiên cứu về giáo dục STEM
- Giáo dục STEM trên thế giới
Hiện tại, giáo dục STEM đã và đang được triển khai tại hầu hết các nước có nền giáo dục tiên tiến trên thế giới, đặc biệt là các nước công nghiệp phát triển như Mỹ, Úc, Phần Lan, Canada, Nhật Bản, Hàn Quốc… Như vậy, có thể thấy rằng giáo dục STEM trên thế giới đã trở thành trào lưu và đang phát triển mạnh mẽ tại nhiều nước trong đó có cả Việt Nam.
Giáo dục STEM ở Việt Nam
Ở Việt Nam trong những năm gần đây, định hướng dạy học STEM ngày càng sôi nổi và được sự quan tâm từ nhà trường, các tổ chức giáo dục, phụ huynh và học sinh.
1.2.1. Khái niệm STEM và giáo dục STEM
STEM là cách viết lấy chữ cái đầu tiên trong Tiếng Anh của các từ Science, Technology, Engineering và Maths.
Giáo dục STEM là cách tiếp cận liên ngành trong quá trình học, trong đó các khái niệm học thuật mang tính nguyên tắc được lồng ghép với các bài học trong thế giới thực, ở đó các học sinh áp dụng các kiến thức trong khoa học, công nghệ, kỹ thuật và toán vào trong các bối cảnh cụ thể giúp kết nối giữa trường học, cộng đồng, nơi làm việc và các tổ chức toàn cầu, để từ đó phát triển các năng lực trong lĩnh vực STEM và cùng với đó có thể cạnh tranh trong nền kinh kế mới[21].
1.2.2. Đặc điểm của giáo dục STEM
- Quan tâm đến các môn học Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật và Toán học
- Tích hợp của bốn lĩnh vực Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật và Toán học
- Tích hợp từ hai lĩnh vực về Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật và Toán học trở lên
1.2.3. Mục tiêu của giáo dục STEM
– Phát triển các năng lực đặc thù của các môn học thuộc về STEM cho HS
– Phát triển các năng lực cốt lõi cho HS
– Định hướng nghề nghiệp cho HS
1.2.4. Vai trò, ý nghĩa của giáo dục STEM
– Đảm bảo giáo dục toàn diện
– Nâng cao hứng thú học tập các môn học STEM
– Hình thành và phát triển năng lực, phẩm chất cho HS
– Kết nối trường học với cộng đồng
– Hướng nghiệp, phân luồng
1.2.5. Tiêu chí xây dựng chủ đề dạy học theo định hướng STEM
– Chủ đề STEM hướng tới giải quyết vấn đề trong thực tiễn
– Các kiến thức trong lĩnh vực STEM để giải quyết vấn đề
– Chủ đề STEM định hướng hoạt động – thực hành
– Học sinh làm việc nhóm để thực hiện chủ đề STEM
(1) Dựa trên các lĩnh vực STEM tham gia giải quyết vấn đề
(2) Dựa trên phạm vi kiến thức để giải quyết vấn đề STEM
(3) Dựa vào mục đích dạy học
1.2.7. Quy trình thiết kế chủ đề STEM
Dựa trên mục tiêu giáo dục STEM và các tiêu chí của một chủ đề STEM, quy trình thiết kế của một chủ đề dạy học STEM cho học sinh được thực hiện như sau:
Sơ đồ 1.1: Quy trình thiết kế chủ đề STEM
1.3. Năng lực giải quyết vấn đề của học sinh
1.3.1. Khái niệm năng lực giải quyết vấn đề
NL GQVĐ là khả năng của một cá nhân sử dụng hiệu quả các kiến thức, kĩ năng, thái độ, … để giải quyết những tình huống CVĐ mà ở đó không có sẵn quy trình, thủ tục, giải pháp thông thường.
1.3.2. Các biểu hiện của năng lực giải quyết vấn đề
- Phân tích được tình huống trong học tập, trong cuộc sống; Phát hiện và nêu được tình huống CVĐ trong học tập, trong cuộc sống;
- Thu thập và làm rõ các thông tin có liên quan đến VĐ; Đề xuất được một số giải pháp GQVĐ; Phân tích và lựa chọn được giải pháp phù hợp nhất;
- Lập được kế hoạch thực hiện giải pháp; Thực hiện được kế hoạch, điều chỉnh được hành động trong quá trình thực hiện để phù hợp với thực tiễn và không gian VĐ khi có sự thay đổi;
- Đánh giá được giải pháp GQVĐ; Suy ngẫm về cách thức và tiến trình GQVĐ để điều chỉnh và vận dụng trong bối cảnh mới.
1.3.3. Cấu trúc của năng lực giải quyết vấn đề
Khi nói về cấu trúc NL, có hai quan niệm song song tồn tại [16]:
– Quan niệm thứ nhất, tiếp cận cấu trúc NL theo nguồn lực hợp thành, bao gồm: tri thức, kĩ năng, thái độ với sự thể hiện của chúng trong hoạt động là NL hiểu, NL làm và NL ứng xử.
– Quan niệm thứ hai, tiếp cận cấu trúc NL theo NL bộ phận, gồm 3 phần chính:
+ Hợp phần của NL
+ Thành tố của NL
+ Các chỉ số hành vi
1.3.4. Đánh giá năng lực giải quyết vấn đề
Đánh giá năng lực là việc đánh giá của GV về mặt kiến thức, kĩ năng và thái độ của HS trong bối cảnh gắn liền với thực tiễn.
1.3.4.1 Tiêu chí phân chia các mức độ biểu hiện hành vi của NL GQVĐ
- Theo chất lượng
- Theo tính tự lực
1.3.4.2 Thang đánh giá NL GQVĐ
Dựa vào các tiêu chí đã đề cập ở trên, chúng tôi tiến hành xây dựng thang đánh giá NL GQVĐ.
1.3.5. Phương pháp đánh giá năng lực giải quyết vấn đề
– Đánh giá qua quan sát;
– Đánh giá bằng phỏng vấn sâu (vấn đáp);
– Đánh giá bằng hồ sơ học tập;
– Đánh giá bằng sản phẩm học tập (power point, tập san,…);
– Đánh giá bằng phiếu hỏi học sinh;
– Sử dụng tự đánh giá và đánh giá đồng đẳng.
1.4. Thực trạng dạy học theo định hướng giáo dục STEM ở một số trường THCS
– Mục tiêu điều tra
– Đối tượng điều tra
– Phương tiện điều tra
– Nội dung phiếu điều tra (Phụ lục).
– Kết quả điều tra
Câu 1: Thầy/Cô có hiểu biết như thế nào về giáo dục STEM?
Biểu đồ 1.1. Biểu đồ thể hiện mức độ hiểu biết của thầy/cô về giáo dục STEM
Câu 2: Do đâu Thầy/Cô có những hiểu biết về STEM?
Bảng 1.3. Bảng kết quả những hiểu biết về STEM của giáo viên
Câu 3: Thầy/cô và Trường thầy/cô đang dạy đã tổ chức các hoạt động nào theo định hướng giáo dục STEM cho học sinh?
Biểu đồ 1.2. Biểu đồ thể hiện các hình thức tổ chức hoạt động dạy học STEM của GV
Câu 4: Theo Thầy/Cô muốn tổ chức dạy học STEM thành công phải quan tâm đến yếu tố nào?
Biểu đồ 1.3. Biểu đồ thể hiện các yếu tố cần thiết để tổ chức dạy học STEM thành công
KẾT LUẬN CHƯƠNG 1
Trong chương 1 của khóa luận, em đã trình bày những cơ sở lý luận của giáo dục STEM dựa trên lịch sử các vấn đề nghiên cứu giáo dục STEM trong và ngoài nước, bao gồm:
– Mục tiêu của giáo dục STEM là phát triển các năng lực đặc thù các môn học thuộc về STEM, phát triển các năng lực cốt lõi và định hướng nghề nghiệp cho HS.
– Đặc điểm của giáo dục STEM là quan tâm đến các môn Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật và Toán học, tích hợp từ hai lĩnh vực Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật và Toán học trở lên, học thông qua thực hành.
– Các hình thức tổ chức dạy học theo định hướng giáo dục STEM cũng rất đa dạng bao gồm: tổ chức lồng ghép trong một tiết dạy học, trong một bài học chính khóa; tổ chức trong một tiết dạy học hoặc một bài học ngoại khóa, …
– Em tiến hành điều tra thực trạng về việc thiết kế và tổ chức dạy học theo định hướng giáo dục STEM qua 50 GV tại các trường THCS trên địa bàn thành phố Đà Nẵng. Qua đó, thấy rõ việc thiết kế và tổ chức các chủ đề dạy học theo định hướng giáo dục STEM nhằm phát triển năng lực GQVĐ cho HS là rất cần thiết.
– Từ những kết quả nghiên cứu về cơ sở lý luận và thực tiễn về việc thiết kế, dạy học theo định hướng giáo dục STEM, em tiến hành thiết kế 02 chủ đề STEM phần “Cơ học” cho HS lớp 8 nhằm phát triển năng lực GQVĐ cho HS, đáp ứng yêu cầu đổi mới của chương trình giáo dục phổ thông tổng thể. Nội dung thiết kế tiến trình dạy học của chủ đề được trình bày ở chương 2.
CHƯƠNG 2. THIẾT KẾ NỘI DUNG VÀ TIẾN TRÌNH TỔ CHỨC DẠY HỌC MỘT SỐ KIẾN THỨC VỀ PHẦN “CƠ HỌC” VẬT LÍ 8 THEO ĐỊNH HƯỚNG GIÁO DỤC STEM
2.1. Phân tích chương trình Vật lí 8
Theo chương trình của Bộ giáo dục và đào tạo, chương trình Vật lí 8 bao gồm những nội dung sau:
– Chương 1: Cơ học
– Chương 2: Nhiệt học
2.1.1 Phân tích nội dung dạy học phần Cơ học – Vật lí 8
2.1.2. Mục tiêu phần Cơ học trong chương trình Vật lí 8
2.2. Thiết kế chủ đề dạy học theo định hướng giáo dục STEM
2.2.1. Chủ đề 1: Xe bong bóng
2.2.1.1. Lý do chọn chủ đề
2.2.1.2. Mục tiêu của chủ đề
2.2.1.3. Phân phối thời gian cho các nội dung kiến thức của chủ đề
Chủ đề được dạy trong 90 phút (2 tiết)
2.2.1.4. Chuẩn bị
2.2.1.5. Tổ chức các hoạt động
Hoạt động 1. Đặt vấn đề thông qua trò chơi “Đua bong bóng” (15 phút)
Hoạt động 2. Thực hiện nhiệm vụ (35 phút)
Hoạt động 3. Vận hành xe bong bóng thông qua cuộc thi “giải đua xe bong bóng” (10 phút)
Hoạt động 4. Thực hiện báo cáo nhiệm vụ (20 phút)
Hoạt động 5. Kết luận (10 phút)
2.2.2. Chủ đề 2: Máy nén thủy lực sáng tạo
2.2.2.1. Lý do chọn chủ đề
Máy nén thủy lực là loại thiết bị được sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp và tác động mạnh mẽ đến công cuộc công nghiệp hóa đất nước nên việc hiểu cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của máy nén thủy lực là việc rất cần thiết đối với học sinh.
2.2.2.2. Mục tiêu của chủ đề
2.2.2.3. Phân phối thời gian cho các nội dung kiến thức của chủ đề
Chủ đề này dạy trong hai tiết, tiết đầu nghiên cứu lý thuyết và trình bày phương án thiết kế máy nén thủy lực; tiết hai báo cáo sản phẩm và ôn tập (thời gian giữa hai tiết dạy khoảng 5 ngày để học sinh chế tạo sản phẩm).
2.2.2.4. Kiến thức STEM trong chủ đề
– Khoa học (S): Áp suất chất lỏng.
– Công nghệ (T): Súng bắn keo, kìm, bấm, kéo …
– Kỹ thuật (E): Bản vẽ và quy trình lắp ráp máy nén thủy lực đơn giản.
– Toán học (M): Tính toán kích thước các bộ phận, tính toán tiết diện của pít-tông, tính toán các lực tác dụng lên pít-tông.
| Hoạt động | Nội dung hoạt động | Thời gian dự kiến |
| 1. Khởi động | GV đưa HS vào tình huống có vấn đề thông qua video về quá trình nâng ô tô của một máy nén thủy lực Qua quá trình xem video, HS phát hiện được vấn đề của bài học: Cấu tạo, nguyên lý hoạt động của bình thông nhau và máy nén thủy lực. | 5 phút |
| 2. Hình thành kiến thức mới | Tìm hiểu về cấu tạo và nguyên lý hoạt động của bình thông nhau. | 9 phút |
| Tìm hiểu về cấu tạo và nguyên lý hoạt động của máy nén thủy lực. Tìm ra mối liên hệ giữa lực tác dụng và tiết diện của các pít-tông. | 11 phút | |
| 3. Hình thành ý tưởng STEM | – Ý tưởng thiết kế máy nén thủy lực đơn giản. – Dự kiến nguyên vật liệu để chế tạo máy nén thủy lực đơn giản. | 20 phút |
| 4. Giải quyết vấn đề | Chế tạo máy nén thủy lực đơn giản (hoạt động ngoại khóa) | Khoảng 5 ngày |
| 5. Báo cáo sản phẩm | Học sinh báo cáo sản phẩm | 40 phút |
| 6. Luyện tập, mở rộng | Giao nhiệm vụ về nhà cho học sinh | 5 phút |
2.3. Tiêu chí đánh giá năng lực giải quyết vấn đề của học sinh
Bảng 2.3. Các tiêu chí và mức độ đánh giá năng lực giải quyết vấn đề
| Tiêu chí | Mức độ 1 (0 điểm) | Mức độ 2 (1 điểm) | Mức độ 3 (2 điểm) |
| 1. Đề xuất được phương án thiết kế | Chưa đề xuất được phương án | Đề xuất được phương án phù hợp nhưng chưa có tính khả thi cao. | Đề xuất được phương án phù hợp, có tính khả thi cao. |
| 2. Lựa chọn được phương án tối ưu và đề xuất được nguyên vật liệu | Không chọn được phương án nào và không đề xuất được nguyên vật liệu. | Chọn được phương án tối ưu nhưng chưa giải thích rõ lý do tối ưu của phương án được chọn. Đề xuất được nguyên vật liệu nhưng chưa đầy đủ. | Chọn được phương án tối ưu và giải thích rõ lý do tối ưu của phương án được chọn. Đề xuất đầy đủ nguyên vật liệu. |
| 3. Lập kế hoạch và thực hiện phương án | Không phân công nhiệm vụ cụ thể cho từng thành viên của hóm. | Phân công nhiệm vụ cụ thể nhưng chưa hợp lí. | Phân công nhiệm vụ cụ thể và hợp lí. |
| 4. Chế tạo thành công sản phẩm của chủ đề | Chưa chế tạo được sản phẩm hoặc chỉ được một phần nhỏ của sản phẩm | Chế tạo được sản phẩm nhưng chưa hoàn thiện | Chế tạo được sản phẩm hoàn thiện |
| 5. Báo cáo sản phẩm | Không báo cáo được sản phẩm | Báo cáo sản phẩm nhưng chưa trọn vẹn và chưa có khả năng vận hành. | Báo cáo sản phẩm trọn vẹn và có khả năng vận hành tốt. |
Bảng 2.4. Bảng các tiêu chí và mức độ đánh giá năng lực giải quyết vấn đề
| Tiêu chí | Mức độ 1 (0 điểm) | Mức độ 2 (1 điểm) | Mức độ 3 (2 điểm) |
| 1. Đóng góp ý kiến và ý tưởng sáng tạo | Không đưa ra được ý kiến nào hoặc đưa ra được ý kiến nhưng chưa đúng. | Đưa ra được ý kiến đúng nhưng chưa sáng tạo. | Đưa ra được nhiều ý kiến đúng và sáng tạo. |
| 2. Thái độ tham gia công việc nhóm | Không tham gia hoặc thờ ơ với công việc | Có tham gia nhưng chưa thật nhiệt tình và trách nhiệm | Tham gia nhiệt tình, có trách nhiệm cao |
| 3. Mức độ hợp tác với các thành viên trong nhóm | Không hợp tác, giúp đỡ các thành viên trong nhóm. | Có hợp tác, giúp đỡ các bạn trong nhóm nhưng chưa nhiệt tình. | Nhiệt tình hợp tác, giúp đỡ các bạn trong nhóm. |
| 4. Mức độ hoàn thành nhiệm vụ được giao | Không thực hiện nhiệm vụ được giao. | Hoàn thành phần lớn nhiệm vụ được giao. | Hoàn thành tốt nhiệm vụ được giao. |
| 5. Tham gia chuẩn bị và đóng góp vào bài báo cáo nhóm | Không tham gia chuẩn bị hoặc đóng góp vào bài báo cáo nhóm. | Có tham gia chuẩn bị, đóng góp vào bài báo cáo nhưng chưa nhiều. | Tích cự tham gia chuẩn bị và đóng góp lớn vào bài báo cáo. |
KẾT LUẬN CHƯƠNG 2
Giáo dục STEM là một cách tiếp cận liên ngành trong quá trình học, trong đó các khái niệm học thuật mang tính nguyên tắc được lồng ghép với các bài học trong thế giới thực, ở đó các em HS áp dụng các kiến thức trong khoa học, công nghệ, kỹ thuật và toán học vào trong các bối cảnh cụ thể, giúp kết nối giữa trường học, cộng đồng, nơi làm việc và các tổ chức toàn cầu, để từ đó phát triển các năng lực trong lĩnh vực STEM và cùng với đó có thể cạnh tranh trong nền kinh kế mới.
Trong chương 2 của khóa luận, em đã tiến hành:
– Phân tích khái quát chương trình Vật lí 8
– Phân tích mục tiêu, cấc trúc, nội dung phần Cơ học nhằm tìm mối liên hệ giữa chương trình dạy học phần Cơ học và mục tiêu dạy học theo định hướng giáo dục STEM.
– Xây dựng bảng 5 tiêu chí với 3 mức độ để đánh giá năng lực GQVĐ của học sinh.
Trên cơ sở lí luận của chương 1 và chương 2, em đã thiết kế tiến trình dạy học 02 chủ đề bao gồm chủ đề “Xe bong bóng” và “Thiết kế máy nén thủy lực sáng tạo” – Vật lí 8 theo định hướng giáo dục STEM nhằm phát triển năng lực GQVĐ cho HS.
Để kiểm tra tính khả thi của tiến trình dạy học đã thiết kế, em đã tiến hành thực nghiệm sư phạm (TNSP) và kết quả được trình bày ở chương 3.
CHƯƠNG 3. THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM
3.1. Mục đích thực nghiệm sư phạm
3.2. Nhiệm vụ thực nghiệm sư phạm
3.3. Nội dung thực nghiệm sư phạm
3.3.1. Chọn địa bàn thực nghiệm
3.3.2. Chọn đối tượng thực nghiệm
3.3.3. Kế hoạch thực nghiệm sư phạm
3.4. Tiến hành thực nghiệm sư phạm
3.5. Mô tả tiến trình tổ chức hoạt động chủ đề “Máy nén thủy lực sáng tạo”
* Hoạt động 1: Khởi động (5 phút)
* Hoạt động 2: Hình thành kiến thức mới (20 phút)
* Hoạt động 3: Hình thành ý tưởng STEM
* Hoạt động 4: Chế tạo sản phẩm (làm ở nhà)
* Hoạt động 5: Báo cáo sản phẩm (40 phút)
* Hoạt động 6: Mở rộng (5 phút)
*Nhận xét:
Qua quan sát, phân tích diễn biến các hoạt động học tập của HS, em nhận thấy HS học tập với thái độ tích cực, hợp tác và rất hào hứng với các nhiệm vụ được giao nhất là các hoạt động thiết kế phương án, báo cáo sản phẩm.
3.6. Kết quả thực nghiệm sư phạm
Qua ý kiến của học sinh lớp thực nghiệm và của giáo viên dự giờ tôi thấy:
– Mặt tích cực: Đa số học sinh thấy rất hào hứng khi giáo viên dạy theo phương pháp này, phương pháp này giúp các em tăng cường hoạt động nhóm, các em chủ động tìm kiếm kiến thức liên quan, chủ động chuẩn bị nguyên vật liệu, tự giác trong công việc được giao và hơn hết các em thấy được ý nghĩa của việc học. Các giáo viên dự giờ đều cho rằng đây là phương pháp hay, với phương pháp này sẽ giúp học sinh phát triển một số năng lực trong đó có năng lực giải quyết vấn đề.
– Bên cạnh những mặt tích cực thì cũng còn nhiều băn khoăn từ phía học sinh và giáo viên như: Mất nhiều thời gian thiết kế chuỗi hoạt động; khó khăn trong việc thiết kế và chế tạo sản phẩm; không đủ dụng cụ và nguyên vật liệu để chế tạo; mất nhiều thời gian trong việc đánh giá học sinh; chương trình giáo dục phổ thông hiện nay còn dài và nặng; số giờ định mức của giáo viên còn nhiều; kỹ năng của GV và HS về kỹ thuật còn hạn chế; công tác kiểm tra, thi cử chủ yếu chú trọng vào việc đánh giá kiến thức và khả năng ghi nhớ của học sinh mà chưa chú trong tới đánh giá năng lực của học sinh….
Để có thêm căn cứ nhằm đánh giá giả thuyết khoa học của luận văn, chúng tôi dựa vào kết quả bài kiểm tra sau khi học xong chủ đề, các phiếu đánh giá của giáo viên, phiếu tự đánh giá và đánh giá đồng đẳng của học sinh.
– Sau khi có điểm đánh giá của GV, điểm tự đánh giá, điểm đánh giá đồng đẳng và điểm của bài kiểm tra, chúng tôi đã tổng hợp và tính điểm trung bình với cách tính như sau: d=.
– Phân tích về kết quả thực nghiệm.
+ So sánh điểm đánh giá năng lực GQVĐ của HS nam và HS nữ.
.
Biểu đồ 3.1: Tỉ lệ học sinh nam và học sinh nữ lớp thực nghiệm
Biểu đồ 3.2: Trung bình điểm đánh giá năng lực của học sinh nam và học sinh nữ
+ So sánh điểm đánh giá NL GQVĐ với kết quả học tập môn Vật lí
Biểu đồ 3.3: Điểm trung bình học tập với điểm đánh giá năng lực giải quyết vấn đề
+ So sánh kết quả đánh giá năng lực của các nhóm trong lớp
Biểu đồ 3.4: Điểm trung bình đánh giá năng lực GQVĐ các nhóm
3.7. Đánh giá chung về thực nghiệm sư phạm
Qua việc đánh giá định tính và đánh giá định lượng chúng tôi nhận thấy dạy học theo định hướng giáo dục STEM đem lại hiệu quả khá cao trong giáo dục ở cấp trung học cơ sở. Dạy học theo định hướng giáo dục STEM thì học sinh thực sự là trung tâm của quá trình dạy học, giáo viên chỉ là người tổ chức, hướng dẫn và phát hiện kịp thời những khó khăn của học sinh để từ đó đưa ra các gợi ý, trợ giúp cho mỗi học sinh. Điều quan trong của dạy học theo định hướng giáo dục STEM là học sinh được trải nghiệm, được vận dụng những kiến thức đã thu nạp vào các vấn đề thực tế giúp phát triển năng lực giải quyết vấn đề.
KẾT LUẬN CHƯƠNG 3
Trong chương này, chúng tôi đã tiến hành thực nghiệm sư phạm với mục đích kiểm tra tính đúng đắn của giả thuyết khoa học đã nêu ra ở phần mở đầu. Qua việc tổ chức, theo dõi, phân tích diễn biến và kết quả của đợt thực nghiệm, chúng tôi thấy:
– Việc tổ chức dạy học chủ đề “Máy nén thủy lực sáng tạo” dưới hình thức dạy học chính khóa (2 tiết) và hoạt động ngoại khóa đã đạt được mục tiêu dạy học đề ra. Học sinh đã phát huy được tính tích cực, chủ động, sáng tạo và bộc lộ được năng lực giải quyết vấn đề của học sinh. Nếu áp dụng hợp lý cách dạy này sẽ giúp hình thành và phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh.
– Với thời gian dạy trên lớp cho chủ đề chỉ có hai tiết (tiết 1 nghiên cứu kiến thức nền; tiết 2 báo cáo sản phẩm), tuy nhiên chúng tôi đã sắp xếp, bố trí thời lượng tương đối hợp lý để các em vừa có được kiến thức nền, vừa tìm ra được phương án để thiết kế sản phầm và báo cáo sản phẩm. Trong suốt quá trình tổ chức hoạt động học và trải nghiệm chủ đề tôi đã tổ chức cho học sinh làm việc độc lập và làm việc nhóm.
– Tiến trình dạy học hợp lý góp phần tạo được hứng thú học Vật lí cho học sinh nhờ vận dụng các kiến thức lý thuyết vào thực tiễn một cách trực quan và sinh động.
Qua thực nghiệm sự phạm, chúng tôi thấy rằng kết quả thực nghiệm sự phạm phần nào đã khẳng định được tính đúng đắn của các giả thuyết khoa học đã nêu ra trong đề tài, sự phù hợp của chuỗi các hoạt động của chủ đề. Tính hiệu quả, khả thi của đề tài được thể hiện ở sự hứng thú và kết quả của quá trình học tập của học sinh. Như vậy, phương pháp dạy học theo định hướng giáo dục STEM với chuỗi hoạt động hợp lý sẽ giúp hình thành và phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh.
Các phân tích thực nghiệm trên đã khẳng định tính khả thi đề tài “Thiết kế và tổ chức dạy học một số chủ đề STEM phần Cơ học – Vật lí 8 theo hướng phát triển năng lực giải quyết vấn đề của học sinh”
KẾT LUẬN CHUNG VÀ KIẾN NGHỊ
A. Kết luận
Sau quá trình nghiên cứu cơ sở lý luận và thực tiễn về việc thiết kế và tổ chức dạy học theo định hướng giáo dục STEM, nghiên cứu chương trình giáo dục phổ thông tổng thể, tiến hành thiết kế và tổ chức dạy học chủ đề STEM “Máy nén thủy lực” phần Cơ học – Vật lí 8 theo hướng phát triển năng lực giải quyết vấn đề của học sinh, tôi khẳng định rằng việc thiết kế và tổ chức dạy học theo định hướng giáo dục STEM giúp HS có nhiều cơ hội phát triển năng lực GQVĐ, khuyến khích HS vận dụng những kiến thức đã học vào trong thực tiễn, hình thành thế giới quan và tư duy khoa học, tạo môi trường học tập và vui chơi bổ ích.
Chủ đề được thiết kế đáp ứng yêu cầu của chương trình giáo dục phổ thông mới và có nhiều yếu tố góp phần phát triển năng lực GQVĐ ở HS, tôi rất mong muốn trong tương lai chủ đề sẽ được hoàn thiện, phát triển với quy mô rộng hơn và tổ chức thêm được nhiều chủ đề khác trong chương trình Vật lí 8 và ở các bậc học khác.
B. Kiến nghị
Qua quá trình nghiên cứu và thực hiện đề tài, chúng tôi thấy dạy học theo định hướng giáo dục STEM là phương pháp hay, hiệu quả. Tuy nhiên dạy học theo định hướng giáo dục STEM thì giáo viên hiện nay còn gặp rất nhiều khó khăn. Vì thế chúng tôi có một vài ý kiến sau:
1. Bộ Giáo dục và Đào tạo, các Sở Giáo dục và Đào tạo nên tăng cường tập huấn và bồi dưỡng cho đội ngũ giáo viên về giáo dục STEM, đặc biệt là dạy học theo định hướng giáo dục STEM.
2. Bộ Giáo dục và Đào tạo cần đầu tư kinh phí cho các trường để mua sắm trang thiết bị cho các hoạt động trải nghiệm, đồng thời cắt giảm giờ dạy định mức cho giáo viên cũng như giảm tải nội dung chương trình sách giáo khoa.
4. Nếu tổ chức dạy học theo định hướng giáo dục STEM thì phải thay nội dung, hình thức kiểm tra đánh giá nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh.
5. Để việc tổ chức dạy học theo định hướng giáo dục STEM đạt hiệu quả tốt nhất cần phải có các phương tiện dạy học hiện đại (máy chiếu, máy vi tính); cần có phòng học được trang bị đầy đủ các dụng cụ kỹ thuật; đòi hỏi người học phải biết cách khai thác các tài liệu, các kênh thông tin…; đòi hỏi cao ở người dạy từ khâu hình thành ý tưởng, xây dựng chuỗi hoạt động học tập, chuẩn bị dụng cụ – trang thiết bị – tài liệu dạy học. Khó khăn này tạo ra thách thức không nhỏ cho cả trường học, người dạy và người học.
E:\DỮ LIỆU COP CỦA CHỊ YẾN\DAI HOC DA NANG\LY LUAN VA PHUONG PHAP DẠY HOC VAT LY\PHAM MY THUAN
