NỘI DUNG NGHIÊN CỨU
CƠ SỞ LÍ LUẬN CỦA ĐỀ TÀI
2.1.1 Cơ sở lí luận về tổ chức hoạt động trải nghiệm trong dạy học stem
2.1.1.1 Khái niệm về hoạt động trải nghiệm
Theo Chương trình GDPT tổng thể của Bộ Giáo dục và Đào tạo: “Hoạt động
Hoạt động giáo dục trong chương trình GDPT (Giáo dục phổ thông) là quá trình mà học sinh (HS) tham gia trực tiếp vào các hoạt động thực tiễn tại trường học, gia đình và xã hội Dưới sự hướng dẫn của các nhà giáo dục, HS sẽ phát triển tình cảm, đạo đức, phẩm chất nhân cách và các năng lực cần thiết, từ đó tích lũy kinh nghiệm cá nhân cho bản thân.
Trong hoạt động trải nghiệm STEM, học sinh khám phá các thí nghiệm và ứng dụng khoa học, kỹ thuật trong thực tiễn, từ đó nhận thức được tầm quan trọng của STEM đối với cuộc sống Hoạt động này không chỉ nâng cao hứng thú học tập mà còn thu hút sự quan tâm của xã hội đối với giáo dục STEM.
2.1.1.2 Bản chất của hoạt động trải nghiệm
Hoạt động trải nghiệm là một hình thức giáo dục kết nối lý thuyết với thực tiễn, giúp học sinh hình thành sự thống nhất giữa nhận thức và hành động Qua đó, hoạt động này phát triển niềm tin, tình cảm và những năng lực cần thiết cho tương lai của học sinh Mặc dù nội dung, phương pháp và hình thức tổ chức có thể tương tự như các hoạt động giáo dục khác, nhưng điểm khác biệt nằm ở cách thức triển khai và thực hiện các hoạt động này.
Hoạt động trải nghiệm có các đặc trƣng sau đây:
- Tính tham gia trực tiếp của HS vào từng hoạt động;
- Tính tự chủ của HS trong kế hoạch và trong hành động của cá nhân;
- Tính tập thể của HS;
- Tính tiếp cận với môi trường sống trong và ngoài nhà trường;
- Tính sáng tạo để thích ứng và tạo ra cái mới, giá trị mới cho bản thân;
- Tính trọn vẹn của hoạt động thực tiễn;
- Tính công dân có trách nhiệm khi đặt người học vào các tình huống mới;
- HS đƣợc khẳng định bản thân qua huy động kinh nghiệm và NL của mình
- HS hình thành các ý thức, phẩm chất cùng chung sống có trách nhiệm với bản thân và xã hội;
- HS đƣợc tiếp cận với giá trị cuộc sống các tình huống thực tiễn
2.1.1.3 Các nội dung của hoạt động trải nghiệm trong trường phổ thông
Nội dung hoạt động trải nghiệm bao gồm cả hoạt động cá nhân và hoạt động tập thể, liên quan đến các chủ đề khoa học và cuộc sống Hoạt động cá nhân được tổ chức dựa trên nhu cầu, độ tuổi, sở thích và năng khiếu riêng của từng học sinh trong các lĩnh vực như kỹ thuật, học thuật, võ thuật và nghệ thuật Ngược lại, hoạt động tập thể được tổ chức nhằm đáp ứng nhu cầu và mục tiêu chung của nhóm, đồng thời hỗ trợ và nâng đỡ sự phát triển của hoạt động cá nhân.
Hoạt động Nội dung hoạt động
Hoạt động cá nhân bao gồm việc thích nghi, tự chủ và tự lập, đồng thời khuyến khích nghiên cứu khoa học và trải nghiệm thực tế Qua đó, mỗi cá nhân có cơ hội khám phá bản thân, nhận diện sở thích, năng khiếu, năng lực, mơ ước và định hướng nghề nghiệp cho tương lai.
Hoạt động tập thể bao gồm nhiều lĩnh vực như nghiên cứu khoa học, phát minh sáng chế, nghệ thuật, thể thao, và thực hành các nghề thủ công như mộc, đúc đồng, và làm gốm Để xác định nội dung hoạt động thanh niên cho các cấp học và vùng miền khác nhau, cần dựa vào đặc điểm tâm sinh lý lứa tuổi, mục tiêu giáo dục, và các yếu tố khách quan khác Nội dung hoạt động thanh niên có thể chia thành các nhóm chính như khoa học - kỹ thuật - công nghệ, văn hóa - nghệ thuật, vui chơi - giải trí, lao động công ích, thể dục thể thao, và định hướng nghề nghiệp Ngoài ra, các nội dung khác như bảo vệ môi trường, dân số, giới tính, an toàn giao thông, và kỹ năng sống cũng rất quan trọng.
Theo chương trình giáo dục phổ thông ban hành ngày 26/12/2018 của Bộ Giáo dục và Đào tạo, hoạt động trải nghiệm (TN) được thiết kế theo hướng đồng tâm và tuyến tính, kéo dài từ lớp 1 đến lớp 12 Chương trình bao gồm các mạch nội dung thống nhất, bao gồm hoạt động hướng vào bản thân, hoạt động hướng vào xã hội, hoạt động hướng vào tự nhiên và hoạt động hướng nghiệp.
Trong khuôn khổ SKKN, nội dung tổ chức hoạt động trải nghiệm tập trung vào mô hình và ứng dụng liên quan đến các định luật trong chương dòng điện không đổi của vật lý lớp 11, kết hợp với một số kiến thức từ các môn toán, công nghệ và các lĩnh vực liên quan khác.
2.1.1.4 Phương thức tổ chức hoạt động trải nghiệm
Chương trình GDPT về hoạt động trải nghiệm và hướng nghiệp của Bộ Giáo dục và Đào tạo, ban hành ngày 26/12/2018, đã đề xuất bốn phương thức hoạt động trải nghiệm nhằm nâng cao kỹ năng và kiến thức cho học sinh.
Phương thức Khám phá là hình thức tổ chức hoạt động giúp học sinh trải nghiệm thế giới tự nhiên và thực tiễn cuộc sống Qua đó, học sinh có cơ hội khám phá những điều mới mẻ, tìm hiểu và phát hiện vấn đề từ môi trường xung quanh Phương thức này không chỉ bồi dưỡng cảm xúc tích cực mà còn nuôi dưỡng tình yêu quê hương đất nước trong lòng học sinh.
Phương thức thể nghiệm và tương tác là một cách tổ chức hoạt động học tập, giúp học sinh có cơ hội giao lưu, tác nghiệp và thể nghiệm ý tưởng thông qua các hình thức như diễn đàn, đóng kịch, hội thảo, hội thi, trò chơi và nhiều phương thức tương tự khác.
Phương thức Cống hiến là tổ chức hoạt động nhằm tạo cơ hội cho học sinh đóng góp giá trị xã hội thông qua các hoạt động tình nguyện nhân đạo, lao động công ích và tuyên truyền Những đóng góp thực tế này không chỉ giúp ích cho cộng đồng mà còn phát triển kỹ năng và ý thức trách nhiệm của học sinh.
Phương thức nghiên cứu là cách thức tổ chức hoạt động nhằm tạo cơ hội cho học sinh tham gia vào các đề tài và dự án nghiên cứu khoa học Qua những trải nghiệm thực tế, học sinh có thể rút ra cảm hứng và đề xuất các biện pháp giải quyết vấn đề một cách khoa học.
Đề tài SKKN tập trung vào tổ chức hoạt động trải nghiệm theo phương thức của Bộ Giáo dục và Đào tạo, nhằm giúp học sinh áp dụng kiến thức về "chương dòng điện không đổi - vật lý 11" để nghiên cứu, thiết kế và chế tạo các sản phẩm như quạt điện mini và máy bơm nước Hoạt động này được định hướng theo mô hình giáo dục STEM, tạo cơ hội cho học sinh phát triển kỹ năng thực tiễn và tư duy sáng tạo.
2.1.1.5 Quy trình tổ chức hoạt động trải nghiệm
Việc thiết kế hoạt động tình nguyện (TN) cụ thể là một bước quan trọng, ảnh hưởng trực tiếp đến sự thành công của chương trình Để xây dựng kế hoạch hoạt động TN hiệu quả, cần thực hiện theo các bước đã được xác định.
Bước 1: Xác định nhu cầu tổ chức hoạt động trải nghiệm
CƠ SỞ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI
2.2.1 Thực trạng dạy và học trải nghiệm STEM môn Vật lý ở trường THPT
X nơi tôi đang công tác hiện nay
Kết quả thăm dò 36 GV dạy tại trường THPT X nơi tôi công tác về vận dụng và tổ chức dạy học trải nghiệm Stem tôi thấy:
Đa số giáo viên chưa áp dụng phương pháp dạy học trải nghiệm STEM một cách thường xuyên; một số ít giáo viên đã sử dụng phương pháp này, nhưng mức độ còn rất thấp.
Hình 1: Mức độ sử dụng dạy học trải nghiệm stem trong dạy học của GV
Dạy học trải nghiệm STEM được đánh giá cao bởi khả năng phát triển toàn diện năng lực cho học sinh Phương pháp này giúp rèn luyện kỹ năng giao tiếp và ứng xử, phát triển tư duy sáng tạo, cũng như khả năng vận dụng kiến thức Vật lý vào thực tiễn Bên cạnh đó, học sinh còn được nâng cao năng lực hợp tác, kỹ năng thuyết trình trước đám đông và khả năng giải quyết vấn đề hiệu quả.
Hạn chế lớn nhất của trải nghiệm STEM là việc đòi hỏi thời gian thực hiện đáng kể, điều này khiến nó không phù hợp với hình thức thi cử hiện tại Hầu hết giáo viên đều nhận định rằng, để áp dụng hiệu quả phương pháp STEM, cần có sự điều chỉnh trong cách thức đánh giá và tổ chức thi cử.
Hiện nay, một số giáo viên đã tích cực áp dụng phương pháp dạy học trải nghiệm STEM, tuy nhiên, phần lớn vẫn còn e ngại trong việc đổi mới phương pháp giảng dạy Họ thường bám vào cách dạy thuyết trình và chưa tự tin trao đổi chuyên môn với đồng nghiệp để thực hiện dạy học tích hợp liên môn Những khó khăn trong việc thay đổi phương pháp giảng dạy là rào cản lớn khiến họ chưa quyết tâm đổi mới.
+ Tư tưởng, quan niệm cũ đã ăn sâu trong tiềm thức và hành vi một số giáo viên có thâm niên nghề cao
Đổi mới phương pháp giảng dạy đòi hỏi giáo viên phải liên tục tìm tòi và thiết kế các kịch bản phù hợp với từng nội dung bài học Tuy nhiên, quá trình này tốn nhiều thời gian và công sức, khiến nhiều giáo viên dễ cảm thấy chán nản nếu không có đam mê và tình yêu với nghề.
+ Dạy học theo phương pháp trải nghiệm Stem đòi hỏi giáo viên phải xây dựng chủ đề tích hợp, liên môn với các bộ môn khác
Kết quả thăm dò từ ba lớp 11A3 (44 HS), 11D2 (44 HS) và 11D3 (42 HS) tại trường THPT X cho thấy hầu hết học sinh đều hứng thú với kiến thức Vật lý liên quan đến thực tiễn và mong muốn vận dụng kiến thức để giải quyết vấn đề Mặc dù ban đầu các em gặp khó khăn trong việc thích nghi với phương pháp dạy học trải nghiệm STEM do tốn nhiều thời gian, nhưng sau khi tham gia, phần lớn học sinh đều rất thích thú Qua việc thực hiện nhiệm vụ học tập, các em không chỉ học hỏi mà còn giao lưu và phát triển nhiều kỹ năng cần thiết cho định hướng nghề nghiệp trong tương lai.
Hình 2: Mức độ yêu thích dạy học stem trong học tập của HS
Dạy học trải nghiệm STEM mặc dù còn gặp một số khó khăn trong quá trình thực hiện, nhưng mang lại nhiều ưu điểm nổi bật Phương pháp này giúp giáo viên tập trung vào việc đặt học sinh làm trung tâm, từ đó phát triển toàn diện năng lực và kỹ năng của người học.
2.2.2 Thuận lợi và khó khăn trong việc áp dụng đề tài
2.2.2.1 Thuận lợi Đội ngũ cán bộ giáo viên nhà trường và tổ bộ môn đảm bảo về số lượng và chất lượng, đáp ứng yêu cầu của cấp học Giáo viên trong nhà trường luôn có trách nhiệm cao, say mê với nghề nghiệp và hết lòng yêu thương học sinh Ngay từ đầu năm học, ban giám hiệu và tổ bộ môn đã có triển khai các kế hoạch, chỉ thị, nhiệm vụ năm học; đổi mới PPDH nhằm phát triển năng lực HS, tạo hứng thú học tập cho
Lãnh đạo trường khuyến khích giáo viên áp dụng các phương pháp dạy học mới như dạy học dự án (DHDA), STEM, trải nghiệm sáng tạo, và tích hợp chủ đề để nâng cao kỹ năng và phát triển năng lực cho học sinh.
Nhiều trường THPT hiện nay sở hữu cơ sở vật chất hiện đại, tạo điều kiện thuận lợi cho việc học tập Các hoạt động Đoàn - Hội cũng yêu cầu sự tham gia tích cực của công nghệ thông tin, với học sinh ngày càng thành thạo trong việc sử dụng máy tính, máy chiếu và khai thác thông tin từ mạng internet Do đó, việc ứng dụng công nghệ trong báo cáo sản phẩm dự án trở nên cần thiết và hiệu quả.
Khi giảng dạy Vật lý, nhiều giáo viên thường chỉ trình bày kiến thức mà thiếu phân tích và giải thích, dẫn đến việc học sinh gặp khó khăn trong việc hiểu bản chất của vấn đề Học sinh chủ yếu ghi nhớ và áp dụng kiến thức một cách máy móc, thiếu sự liên hệ với các khái niệm tương tự.
Năng lực của giáo viên trong việc áp dụng chương trình đổi mới phương pháp dạy học ở các trường và địa phương hiện nay còn không đồng đều Một số giáo viên chưa thực hiện đổi mới do thiếu quan tâm đến cải cách của Bộ Giáo dục Phương pháp dạy học của nhiều giáo viên vẫn còn thiếu sáng tạo và thường bị gò bó, chủ yếu tập trung vào việc truyền đạt kiến thức theo lối truyền thống, khiến học sinh chỉ tiếp nhận thông tin một chiều Điều này dẫn đến việc học sinh thiếu sự năng động và tự tin trong quá trình học tập.
Nhiều giáo viên hiện nay chưa đủ kinh nghiệm và năng lực để tổ chức các hoạt động trải nghiệm STEM do thiếu các chương trình tập huấn hiệu quả Việc giáo viên ít tham gia vào các hoạt động thực tiễn dẫn đến sự thiếu hụt kinh nghiệm trong việc triển khai các hoạt động này.
Nhiều giáo viên tập trung vào việc rèn luyện các dạng bài tập để chuẩn bị cho kỳ thi đại học, khiến học sinh chỉ học để vượt qua các bài kiểm tra Điều này dẫn đến việc nhiều kiến thức thực tiễn bị lãng quên và không được áp dụng trong cuộc sống hàng ngày.
Việc triển khai chương trình hoạt động trải nghiệm cần sự chuẩn bị kỹ lưỡng về nội dung, phương pháp, hình thức tổ chức và dụng cụ, điều này đòi hỏi giáo viên phải dành nhiều thời gian để đầu tư.
Thiết kế các hoạt động trải nghiệm trong dạy học stem chủ đề dòng điện không đổi
2.3.1 Dạy học trải nghiệm phần DÒNG ĐIỆN KHÔNG ĐỔI – Dự án trải nghiệm: MÁY BƠM NƯỚC MINI
- Phạm vi kiến thức: HS tìm hiểu về dòng điện không đổi, công suất điện, ghép nguồn điện, định luật ôm đối với đoạn mạch
- Thời gian thực hiện: 2 tuần, gồm 1 tiết trên lớp và thời gian thực hiện ngoài lớp
Bài học liên quan đến các chủ đề quan trọng trong điện học bao gồm Bài 7: Dòng điện không đổi và Nguồn điện, Bài 8: Điện năng và Công suất điện, Bài 9: Định luật Ôm cho toàn mạch, và Bài 10: Ghép các nguồn điện thành bộ Những kiến thức này giúp người học hiểu rõ hơn về các khái niệm cơ bản và ứng dụng của điện trong thực tiễn.
II Mục tiêu dự án
Học sinh được trải nghiệm thực tế kiến thức liên môn Toán, Lý, Công nghệ và Mỹ thuật để chế tạo các sản phẩm khác nhau từ dòng điện không đổi, chẳng hạn như máy bơm nước mini.
+ HS biết sử dụng dòng điện không đổi, để làm quay động cơ điện một chiều
+ HS biết cách lấy dòng điện không đổi từ nguồn điện không đổi nhƣ pin, acquy, hoặc chỉnh lưu dòng điện xoay chiều thành dòng điện không đổi
Học sinh nhận thức được giá trị và ý nghĩa của kiến thức, kỹ năng từ nhiều môn học trong chương trình giáo dục phổ thông, qua đó áp dụng vào thực tiễn để giải quyết các vấn đề đời sống.
Rèn luyện các kỹ năng nghiên cứu khoa học là rất quan trọng, bao gồm khả năng đặt câu hỏi, xây dựng giả thuyết, xác định phương pháp thực hiện và quan sát hiện tượng trong các thí nghiệm Những kỹ năng này giúp nâng cao khả năng phân tích và tư duy phản biện, từ đó cải thiện chất lượng nghiên cứu và kết quả đạt được.
+ Rèn luyện đƣợc kĩ năng tƣ duy sáng tạo, cách xử lý và giải quyết tình huống thực tế
+ Rèn luyện kĩ năng giải thích và kết luận
- Học sinh nắm vững các kiến thức thuộc các môn liên quan
- Lập đƣợc kế hoạch chi tiết các dụng cụ thiết bị đủ để thực hiện dự án theo yêu cầu đặt ra
- Thiết kế và lắp đặt hoàn thiện một chiếc máy bơm nước mini với động cơ và vật liệu đơn giản
+ Rèn luyện tƣ duy nghiên cứu khoa học thông qua thực hiện các hoạt động, thí nghiệm
+ Xây dựng đƣợc các thói quen tốt trong học tập và trong đời sống
+ Năng lực vận dụng kiến thức Vật lý vào thực tiễn cuộc sống
+ Năng lực giải quyết vấn đề
+ Năng lực tham gia và tổ chức hoạt động trong tập thể
+ Năng lực định hướng nghề nghiệp
+ Giáo án, bài giảng PowerPoint
+ Ôn lại các kiến thức đã học có liên quan: dòng điện, nguồn điện, điện năng, công suất điện, ghép nguồn điện
- Phương pháp dạy học: dạy học dự án trải nghiệm stem
V Thiết kế hoạt động dự án: “MÁY BƠM NƯỚC MINI”
Trên thị trường hiện nay, có rất nhiều loại máy bơm nước điện một chiều và xoay chiều với đa dạng kích cỡ, kiểu dáng và mức giá khác nhau Điều quan trọng là hiểu rõ các bộ phận cấu tạo của những chiếc máy bơm này và liệu chúng ta có thể tự chế tạo máy bơm mini chạy bằng dòng điện không đổi hay không.
Chiếc máy bơm này được chế tạo từ những vật liệu tái chế từ sản phẩm đã qua sử dụng, không chỉ giúp giảm thiểu rác thải mà còn mang lại giải pháp hiệu quả cho việc xử lý rác thải.
Học sinh sẽ được tổ chức đi thực tế tại các trạm bơm nước ở hai xã Quỳnh Thanh và Quỳnh Yên, huyện Quỳnh Lưu để quan sát máy bơm Tại đây, các em sẽ được đại diện ban quản lý giới thiệu về trạm bơm, máy bơm và cách thức vận hành của chúng Học sinh cần chuẩn bị các câu hỏi liên quan đến máy bơm nước, chẳng hạn như động cơ sử dụng cho máy bơm và nguồn năng lượng mà máy bơm cần.
Máy bơm nước trong chương trình Vật lý 11 - THPT đóng vai trò quan trọng trong việc hiểu về năng lượng Cấu tạo của máy bơm nước bao gồm nhiều phần thiết yếu, mỗi phần có chức năng riêng biệt Nguyên lý hoạt động của máy bơm nước dựa trên sự chuyển đổi năng lượng, giúp bơm nước từ nơi này đến nơi khác hiệu quả.
Học sinh tập trung theo nhóm để tìm hiểu về máy bơm nước tại nhà hoặc tại các cơ sở sửa chữa Mục tiêu là nắm rõ cấu tạo bên trong của máy bơm nước Tại đây, các em sẽ quan sát các bộ phận như buồng bơm, cánh quạt, nguồn cấp điện, động cơ điện, vòi hút nước vào và vòi xả nước ra.
Giáo viên khuyến khích học sinh tự nghiên cứu cách chế tạo máy bơm nước mini sử dụng dòng điện một chiều, thông qua việc tìm kiếm thông tin trên internet hoặc các tài liệu liên quan.
- HS chế tạo được máy bơm nước mini dùng dòng điện một chiều
- Giáo viên hướng dẫn học sinh thực hiện nhiệm vụ
Hoạt động của GV Hoạt động của HS
Hoạt động 1: Đề xuất vấn đề
- Yêu cầu đọc thông tin từ SGK
- Yêu cầu đọc thông tin từ các nguồn khác
- Yêu cầu HS thảo luận để trả lời câu hỏi:
1 Máy bơm nước gồm có những bộ phận chính nào?
2 Trình bày cấu tạo phần bơm?(Roto bơm, trên có gắn nhiều cánh quạt và đặt trong buồng bơm (stato) Roto bơm gắn với trục của động cơ điện
3 Sử dụng động cơ điện một chiều là loại có điện áp và công suất bao nhiêu?
4 Nguồn điện cung cấp cho máy bơm nước là pin, hay ácquy, loại bao nhiêu vôn? Để động cơ chạy bình thường thì cần bao nhiêu pin hoặc bao nhiêu ác quy? Cách đấu nối
- HS thảo luận nhóm theo lời chỉ dẫn của GV
Vật lí 11 - THPT” chúng để có điện áp phù hợp?
6 Vòi nước vào và vòi nước ra có đường kính bao nhiêu? Làm bằng vật liệu nào
GV cho hs thảo luận nhóm để hoàn thành phương án thiết kế chế tạo
HS thảo luận và phác thảo mô hình ra giấy A 0 bao gồm các nội dung sau:
- Hình vẽ phác thảo về máy bơm và mạch điện
- Nguyên lý đơn giản để tạo ra máy bom nước mini dùng dòng điện không đổi
Trình bày ý tưởng mô hình
- Lắng nghe và chỉnh sửa nếu cần thiết
- HS trình bày ý tưởng làm mô hình và nhận dụng cụ
Chế tạo máy bơm nước
Bước 1: Chuẩn bị nguyên liệu
Bước 2: làm phần bơm (cánh quạt hút nước, buồng hút, …)
Bước 3: làm nồi hơi(khóa nước một chiều để giữ nước mồi)
Bước 4: làm ống hút nước vào và ống hút nước ra
Bước 5: đấu các nguồn điện để tạo ra bộ nguồn có điện áp định mức phù hợp cho động cơ
Bước 6: lắp ghép các bộ phận với nhau để hoàn thiện máy bơm nước mini
- Hoàn thiện và thử nghiệm, kiểm tra các chỉ tiêu đề ra Báo cáo sản phẩm
CÁC SẢN PHẨM DỰ ÁN: “MÁY BƠM NƯỚC MINI”
2.3.2 Dạy học STEM phần dòng điện không đổi: CHẾ TẠO QUẠT ĐIỆN MINI DÙNG NGUỒN MỘT CHIỀU
I Kế hoạch dạy học STEM
1 Tên chủ đề: “CHẾ TẠO QUẠT ĐIỆN MINI DÙNG NGUỒN MỘT CHIỀU”
Trong những buổi sinh hoạt tập trung tại trường, học sinh thường cảm thấy nóng bức khi phải sử dụng quạt tay, dẫn đến mỏi tay và mệt mỏi Do đó, tự làm một chiếc quạt điện mini là giải pháp hiệu quả để giải quyết vấn đề này Quạt điện mini sử dụng nguồn 9V-12V, có kích thước nhỏ gọn và được làm từ vật liệu dễ tìm, dễ chế tạo Hơn nữa, việc thiết kế quạt điện mini không chỉ tiện lợi mà còn giúp học sinh tìm hiểu về mạch điện một chiều, động cơ điện một chiều và rèn luyện các kỹ năng gia công cơ bản.
Trong chủ đề này, HS sẽ thực hiện dự án thiết kế và chế tạo đƣợc quạt điện mini từ các vật liệu thân thiện với môi trường
Theo đó, HS phải tìm hiểu và chiếm lĩnh các kiến thức mới:
- Dòng điện không đổi Nguồn điện (Bài 7 Vật lí lớp 11)
- Điện năng, công suất điện (Bài 8 Vật lí lớp 11)…
- Các kiến thức vật lí liên quan khác Đồng thời học sinh phải vận dụng các kiến thức các môn thành phần:
Cách chế tạo quạt điện mini dựa trên kiến thức về dòng điện không đổi, điện áp định mức, công suất điện, điện trở và độ sụt áp trong mạch điện không đổi Việc áp dụng các nguyên lý này giúp tối ưu hóa hiệu suất hoạt động của quạt, đảm bảo an toàn và tiết kiệm năng lượng.
+ Công nghệ 11: Thiết kế, bản vẽ kỹ thuật ;
+ Toán: Tính toán, dự toán kinh phí của dự án,
- Động cơ từ các loại đồ chơi cũ (hoặc mua ở các cửa hàng linh kiện điện tử), sử dụng nguồn điện từ 9V- 12V,
- Tạo ra đƣợc chiếc quạt mini có khả năng làm mát đƣợc 1m
- Thời gian hoạt động từ 30 phút trở lên,
- Phải an toàn cho người sử dụng, có tính thẩm mĩ, tính tiết kiệm
- Vận dụng đƣợc các kiến thức trong chủ đề và kiến thức đã biết thiết kế quạt điện mini từ các vật liệu thân thiện với môi trường
- Mô tả đƣợc cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của quạt điện mini;
- Đo điện áp và cường độ dòng điện để kiểm tra hoạt động ổn định của quạt
- Vẽ đƣợc bản thiết kế quạt điện mini
- Chế tạo đƣợc quạt điện mini theo bản thiết kế;
- Trình bày, bảo vệ được ý kiến của mình và phản biện ý kiến của người khác
- Nghiêm túc, chủ động, tích cực tham gia các hoạt động đƣợc giao để giải quyết nhiệm vụ
- Có tinh thần trách nhiệm, hòa đồng, giúp đỡ nhau trong nhóm, lớp
- Có ý thức tuân thủ các tiêu chuẩn kĩ thuật và giữ gìn vệ sinh
- Xây dựng đƣợc các thói quen tốt trong học tập và trong đời sống
- Có ý thức thực hiện đúng quy trình, các quy định về an toàn, tiết kiệm điện và bảo vệ môi trường
4 Phát triển phẩm chất, năng lực a Về Phát triển phẩm chất
- Có thái độ tích cực, hợp tác trong làm việc nhóm;
- Yêu thích, say mê nghiên cứu khoa học;
- Có ý thức bảo vệ môi trường
- Hợp tác trong nhóm để cùng thực hiện nhiệm vụ học tập b Phát triển các năng lực
- Năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo khi khảo sát hoạt động của động cơ quạt; chế tạo đƣợc quạt điện mini một cách sáng tạo;
- Năng lực giao tiếp và hợp tác: thống nhất bản thiết kế và phân công thực hiện từng phần nhiệm vụ cụ thể
Học sinh cần phát triển năng lực tự chủ và tự học, qua việc tự nghiên cứu kiến thức nền và áp dụng những kiến thức đó để thiết kế quạt điện mini Việc này không chỉ giúp các em nâng cao khả năng sáng tạo mà còn rèn luyện kỹ năng giải quyết vấn đề trong thực tế.
- NL sử dụng ngôn ngữ vật lý, vận dụng kiến thức vật lý vào thực tiễn cuộc sống
- Các thiết bị dạy học: Mẫu bản kế hoạch, …
- Nguyên vật liệu và dụng cụ để chế tạo quạt điện mini
Mô tơ điện, pin hoặc ắc quy, và bộ chuyển đổi dòng điện xoay chiều thành một chiều là những thành phần quan trọng trong các hệ thống điện Để lắp ráp, bạn cần các vật liệu như dây dẫn, công tắc, ống nhựa PVC, nắp ống nhựa PVC, keo, băng dính, thước, kéo và bút Những dụng cụ này giúp đảm bảo quá trình thi công diễn ra thuận lợi và hiệu quả.
IV Tiến trình tổ chức hoạt động dạy học STEM
Hoạt động 1: Xác định vấn đề hoặc nhu cầu thực tiễn
1 Mục đích của hoạt động
- Học sinh hình thành một phần kiến thức ban đầu về mạch điện, công suất của động cơ, nhận diện đƣợc các thành phần trong mạch điện
- Học sinh nhận thấy sự cần thiết và ý nghĩa của quạt điện mini trong đời sống của bản thân
- Học sinh tiếp nhận đƣợc nhiệm vụ thiết kế quạt mini, nghi nhận đƣợc các tiêu chí của sản phẩm, và các tiêu chí đánh giá sản phẩm này
- Nêu đƣợc nguyên lý cấu tạo và hoạt động của quạt mini
+ Hình thức: thẩm mỹ, an toàn, tiện lợi, dễ tháo lắp, sửa chữa
+ Chế tạo từ những vật liệu dễ tìm kiếm: tận dụng những đồ chơi cũ hoặc dễ mua
Công cụ đánh giá
- Bước 1: HS đánh giá sản phẩm của mình theo nhóm(sử dụng phiếu đánh giá nhóm 01)
- Bước 2: HS đánh giá quá trình làm việc của mình và của các thành viên trong nhóm qua đánh giá đồng đẳng(sử dụng phiếu đánh giá nhóm 02)
Trưởng nhóm đánh giá quá trình làm việc bằng cách tổng hợp ưu nhược điểm và hạn chế của nhóm, đồng thời xem xét mức độ đóng góp, thái độ và hiệu quả làm việc của từng thành viên Quá trình này diễn ra trong tinh thần thẳng thắn, khách quan và xây dựng.
- Bước 3: Trưởng nhóm và thư kí tổng hợp các phiếu đánh giá, bản kế hoạch và nhật kí làm việc của nhóm gửi về cho GV
(Phiếu đánh giá có ở phần phụ lục)
Thực nghiệm sƣ phạm
2.5.1 Mục đích thực nghiệm sƣ phạm
Qua thực nghiệm sư phạm, nghiên cứu này nhằm kiểm chứng giả thuyết khoa học về việc tổ chức các hoạt động trải nghiệm STEM trong giảng dạy chủ đề dòng điện không đổi cho học sinh lớp 11, đồng thời xác định tính khả thi của đề tài.
Dựa trên quá trình quan sát và theo dõi học sinh trong quá trình học tập cũng như kết quả của các hoạt động dự án, có thể đưa ra những đánh giá định tính như sau:
Trong các sản phẩm dự án, học sinh không chỉ giới thiệu cấu tạo của sản phẩm mà còn thể hiện khả năng tìm tòi và hiểu biết sâu sắc về chúng Bên cạnh đó, các em còn sáng tạo trong việc tái chế sản phẩm, đồng thời thể hiện ý thức bảo vệ môi trường.
Sản phẩm của HS, mặc dù chưa hoàn thiện, vẫn thể hiện sự sáng tạo và đam mê nghiên cứu khoa học, đồng thời rèn luyện đức tính cẩn thận và tỉ mỉ.
- Khả năng liên hệ thực tiễn, vận dụng lí thuyết vào thực tiễn đƣợc cơ bản
Sau khi hoàn thành việc giảng dạy chủ đề, tôi tiến hành khảo sát các lớp học nhằm so sánh kết quả trước và sau khi áp dụng phương pháp dạy trải nghiệm STEM.
- Khảo sát mực độ hứng thú học môn Vật lý của HS
Sự hứng thú học môn Vật lí của các em đạt mực độ nào Trước thực nghiệm Sau thực nghiệm
Biểu đồ: “ mực độ hứng thú học môn Vật lý của HS”
Qua kết quả khảo sát thấy học sinh nhận thức học môn vật lý có sự thay đổi
Kết quả thực nghiệm cho thấy mức độ rất thích tăng từ 10% lên 17%, trong khi mức độ thích tăng từ 12% lên 22% Ngược lại, mức độ bình thường giảm từ 68% xuống 52%, và mức độ không thích cũng có giảm nhưng chưa đáng kể.
- Khảo sát lí do HS yêu thích học môn vật lý
Em thích môn Vật lí vì Trước TN Sau TN
Môn Vật lí là một trong những môn thi tốt nghiệp, đại học
Bài học Vật lí sinh động dễ hiểu 10% 33%
Kiến thức Vật lí dễ tiếp thu 7% 11%
Kiến thức Vật lí thực tế nhiều 7% 13%
Rất thích Thích Bình thường Không thích
Biểu đồ: lí do HS yêu thích học môn vật lý
Biểu đồ cho thấy sự giảm sút trong việc coi môn vật lý là môn thi tốt nghiệp, trong khi đó, nhận thức về vai trò của vật lý trong đời sống lại đang gia tăng.
- Khảo sát cách thức tiếp nhận kiến thức vật lí của HS
Trong giờ học môn Vật lý em thích đƣợc học như thế nào Trước TN Sau TN
Tập trung nghe giảng, phát biểu ý kiến, thảo luận làm việc
Nghe giảng, ghi chép thủ động 23% 12% Đƣợc làm các thí nghiệm thực hành để hiểu sâu sắc vấn đề về Vật lý
Làm các bài tập nhiều để ôn thi đại học 27% 15%
Biểu đồ: cách thức tiếp nhận kiến thức vật lí của HS
Tập trung nghe giảng, phát biểu ý kiến, thảo luận làm việc
Nghe giảng, ghi chép thủ động Được làm các thí nghiệm thực hành để hiểu sâu sắc vấn đề về hóa học
Làm các bài tập nhiều để ôn thi đại học Trước TN Sau TN
Từ số liệu thấy rằng nguyện vọng của các em là muốn đƣợc thực hành nhiều hơn hơn là nghe giảng và chép bài truyền thống
- Khảo sát về nội dung dạy học vật lí
Nội dung dạy học Trước TN Sau TN
Không cần thí nghiệm thực hành nhiều 11% 5%
Tăng cường học lý thuyết và giải bài tập tính toán gắn với kì thi đại học cao đẳng
Giảm tải lý thuyết, vận dụng kiến thức vào thực tiễn, tăng cường thí nghiệm thực hành
Biểu đồ: nội dung dạy học vật lí
Theo thống kê, có sự chuyển biến rõ rệt trong nhận thức của học sinh về môn Vật lý trước và sau khi áp dụng phương pháp dạy học trải nghiệm STEM Phương pháp này đã giúp nhiều em không còn e ngại môn Vật lý, mà thay vào đó, khuyến khích các em tìm tòi và khám phá sâu hơn về bộ môn này.
- Khảo sát TN đánh giá năng lực nhận thức HS
Tôi đã bố trí thực hiện thí nghiệm STEM về dòng điện không đổi cho 3 lớp 11A3, 11D2, 11D3 tại trường THPT nơi tôi công tác, với tổng số 130 học sinh trong học kỳ 1 năm học 2021 – 2022 Kết quả đánh giá học sinh được thực hiện thông qua việc kết hợp bài kiểm tra kiến thức và đánh giá sản phẩm của các nhóm dựa trên các tiêu chí cụ thể.
Bảng kết quả TN đánh giá năng lực nhận ở các lớp
Tiêu chí (SĨ SỐ: 44) SĨ SỐ: 44 HS) (SĨ SỐ: 42 HS) Điểm < 3 0 (0%) 0(0%) 0(0%) Điểm từ 3 đến < 5 0 (0%) 0 (0%) 0(0%) Điểm từ 5 đến
