CHUYÊN ĐỀ: VẬN DỤNG PHƯƠNG PHÁP GIÁO DỤC STEM VÀO GIẢNG DẠY PHÂN MÔN VẬT LÍ TRONG MÔN KHTN CẤP THCS.
- Thứ tư - 30/04/2025 22:47
- In ra
- Đóng cửa sổ này
CHUYÊN ĐỀ: VẬN DỤNG PHƯƠNG PHÁP GIÁO DỤC STEM VÀO GIẢNG DẠY PHÂN MÔN VẬT LÍ TRONG MÔN KHTN CẤP THCS.
1. Thực trạng
Chương trình giáo dục phổ thông 2018 định hướng phát triển phẩm chất và năng lực học sinh, mục tiêu của chương trình nhằm để trả lời cho câu hỏi: Học xong chương trình học sinh làm được gì? Chính vì vậy mà cần phải đổi mới phương pháp dạy học, kiểm tra đánh giá theo định hướng phát triển phẩm chất và năng lực học sinh. Các phương pháp và hình thức tổ chức dạy học cần phải gắn nội dung bài học với những vấn đề thực tiễn và giáo viên tổ chức hoạt động để học sinh tìm hiểu và giải quyết được vấn đề, thông qua đó tiếp thu tri thức một cách chủ động. Giáo dục STEM cũng xuất phát từ vấn đề nảy sinh trong thực tiễn được xây dựng thành các chủ đề/bài học STEM, thông qua việc giáo viên tổ chức các hoạt động học sẽ giúp học sinh tìm ra được những giải pháp để giải quyết vấn đề mà chủ đề/bài học STEM nêu ra.
STEM là cụm từ viết tắt các chữ cái đầu của các từ trong tiếng Anh: Science-Khoa học, Technology-Công nghệ, Engineering-Kĩ thuật, Mathematics - Toán học. Giáo dục STEM là một mô hình giáo dục ra đời vào những năm 90 của thế kỉ XX. Nó là mô hình theo đuổi triết lí giáo dục tích hợp, hướng vào việc hình thành cho người học kiến thức nền tảng rộng, liên lĩnh vực và đặc biệt chú trọng tới hình thành và phát triển ở người học năng lực hoạt động thực tiễn. Tích hợp trong giáo dục STEM không dàn trải trên phạm vi rộng lớn mà tập trung vào 4 lĩnh vực cụ thể là khoa học, công nghệ, kĩ thuật và toán học. Những lĩnh vực khoa học này được thiết kế lồng ghép, đan xen vào nhau trong các nhiệm vụ học tập gắn với thực tiễn. Quá trình học tập của người học chủ yếu theo phương thức làm việc, thực hành, trải nghiệm và hợp tác. Thông qua hoạt động thực tiễn, người học tự khám phá, phát hiện ra tri thức khoa học và điều quan trọng hơn là người học hình thành, phát triển được các kĩ năng tìm tòi, thí nghiệm, khai thác và ứng dụng công nghệ, thiết kế kĩ thuật, tư duy và tính toán.
Tuy nhiên, việc tổ chức triển khai thực hiện các hoạt động trải nghiệm sáng tạo với quy mô toàn trường cũng như việc vận dụng phương pháp STEM vào các tiết học ở những môn học thuộc lĩnh vực tự nhiên còn hạn chế.
Xuất phát từ thực trạng trên Tôi mạnh dạn vận dụng phương pháp STEM tổ chức các hoạt động trải nghiệm ở một số chủ đề Vật lý trong quá trình giảng dạy môn KHTN ở trường THCS.
2. Nội dung sáng kiến:
2.1: Tính mới, tính sáng tạo, tính khả thi
* Tính mới:
Giáo dục STEM là phương pháp tiếp cận, khám phá trong giảng dạy và học tập giữa hai hay nhiều hơn các môn học STEM, hoặc giữa một chủ đề STEM và một hoặc nhiều môn học khác trong nhà trường. Theo Howard-Brown và Martinez (chuyên gia giáo dục Mỹ), phương pháp giải quyết vấn đề trong dạy học sẽ cho phép sự liên môn giữa các lĩnh vực nói trên.
* Tính sáng tạo:
Một trong những phương pháp dạy và học mang lại hiệu quả cao nhất cho giáo dục STEM là phương pháp “Học qua hành” -“Learning by doing”. Phương pháp “Học qua hành” giúp học sinh có được kiến thức từ kinh nghiệm thực hành chứ không phải chỉ từ lý thuyết. Bằng cách xây dựng các bài giảng theo chủ đề và dựa trên thực hành, học sinh sẽ được hiểu sâu về lý thuyết, nguyên lý thông qua các hoạt động thực tế. Chính các hoạt động thực tế này sẽ giúp học sinh nhớ kiến thức lâu hơn, sâu hơn. Học sinh sẽ được làm việc theo nhóm, tự thảo luận tìm tòi kiến thức, tự vận dụng kiến thức vào các hoạt động thực hành rồi sau đó có thể truyền đạt lại kiến thức cho người khác. Với cách học này, giáo viên không còn là người truyền đạt kiến thức nữa mà sẽ là người hướng dẫn để học sinh tự xây dựng kiến thức cho chính mình.
* Tính khả thi:
STEM trong trường phổ thông được hiểu là trang bị cho người học những kiến thức và kĩ năng cần thiết liên quan đến các lĩnh vực khoa học, công nghệ, kĩ thuật và toán học. Những kiến thức và kĩ năng này phải được tích hợp, lồng ghép và bổ trợ nhau giúp học sinh không chỉ hiểu biết về nguyên lý mà còn có thể áp dụng để thực hành và tạo ra được những sản phẩm trong cuộc sống thường ngày. Những sản phẩm này không nhất thiết phải là sản phẩm mới, đừng suy nghĩ rằng các em phải tạo ra điều gì đó mới mẻ mới là STEM, như vậy các em đã là những nhà sáng chế rồi, tất nhiên nếu tạo ra sản phẩm mới thì càng tốt. Do đó việc tận dụng những gì sẵn có, vận dụng các kiến thức trong môn học thì có thể tạo ra được một sản phẩm như mong muốn.
2.2. Giải pháp thực hiện
Bài học STEM được xây dựng dựa theo quy trình thiết kế kĩ thuật với tiến trình 8 bước: xác định vấn đề; nghiên cứu kiến thức nền; đề xuất các giải pháp; lựa chọn giải pháp; chế tạo mô hình (nguyên mẫu); thử nghiệm, đánh giá; chia sẻ thảo luận; điều chỉnh thiết kế.
Cấu trúc bài học STEM có thể được chia thành 5 hoạt động chính, thể hiện rõ 8 bước của quy trình thiết kế kĩ thuật, cụ thể như sau:
Hoạt động 1: Xác định vấn đề hoặc yêu cầu chế tạo một sản phẩm ứng dụng gắn với nội dung bài học với các tiêu chí cụ thể.
Hoạt động 2: Nghiên cứu kiến thức nền (bao gồm kiến thức trong bài học cần sử dụng để giải quyết vấn đề hoặc chế tạo sản phẩm theo yêu cầu) và đề xuất các giải pháp thiết kế đáp ứng các tiêu chí đã nêu.
Hoạt động 3: Trình bày và thảo luận phương án thiết kế, sử dụng kiến thức nền để giải thích, chứng minh và lựa chọn, hoàn thiện phương án tốt nhất (trong trường hợp có nhiều phương án).
Hoạt động 4: Chế tạo sản phẩm theo phương án thiết kế đã được lựa chọn; thử nghiệm và đánh giá trong quá trình chế tạo.
Hoạt động 5: Trình bày và thảo luận về sản phẩm đã chế tạo; điều chỉnh, hoàn thiện thiết kế ban đầu.
Hình thức tổ chức dạy học cần lôi cuốn học sinh vào hoạt động kiến tạo, tăng cường hoạt động nhóm, tự lực chiếm lĩnh kiến thức mới và vận dụng kiến thức để giải quyết vấn đề. Hình thức tổ chức bài học STEM có thể linh hoạt, kết hợp các hoạt động trong và ngoài lớp học, nhưng cần bảo đảm mục tiêu dạy học của phần nội dung kiến thức trong chương trình.
Từ những kiến thức đã được học ở bộ môn Khoa học tự nhiên cấp THCS, các kiến thức căn bản từ các môn học khác và những nguyên liệu có sẵn tại nhà, giáo viên có thể gợi ý, hướng dẫn cho các em tạo ra các mô hình, dụng cụ học tập vừa dễ làm, vừa trải nghiệm các kiến thức đã học trong lý thuyết và tăng thêm niềm say mê, hứng thú, khơi dậy trong học sinh tư duy sáng tạo khoa học. Sau đây là một số nội dung các hoạt động STEM được tổ chức trong dạy học ở một số chủ đề Vật lý trong môn KHTN cấp THCS.
- KHTN6: Chủ đề Lực
Bài : Các Tác Dụng Của Lực
Hoạt động vận dụng: CHẾ TẠO BÀN BÓNG ĐÁ TAY QUAY
a. Mục đích của hoạt động
- Học sinh nắm vững yêu cầu thiết kế bàn bóng đá: Giúp các em có thể chơi giải trí
- Học sinh hình thành kiến thức về bàn bóng đá, đề xuất được giải pháp và xây dựng bàn bóng đá tay quay.
- Học sinh dựa vào bản thiết kế đã lựa chọn để chế bàn bóng đá tay quay đảm bảo yêu cầu đặt ra.
- Các nhóm học sinh giới thiệu bàn bóng đá tay quay bằng vật liệu trước lớp, chia sẻ về kết quả thử nghiệm, thảo luận và định hướng cải tiến sản phẩm.
b. Cách thức tổ chức
* Chuyển giao nhiệm vụ học tập: (Hoạt động 1: Xác định yêu cầu thiết kế, chế tạo + Hoạt động 2: Nghiên cứu kiến thức nền)
- Giáo viên giao nhiệm vụ cho học sinh:
+ Nghiên cứu kiến thức trọng tâm: Bàn bóng đá tay quay
+ Xây dựng bản thiết kế bàn bóng đá theo yêu cầu;
+ Lập kế hoạch trình bày và bảo vệ bản thiết kế.
* Thực hiện nhiệm vụ: (Hoạt động 3: Xây dựng bản thiết kế + Hoạt động 4: Chế tạo, thử nghiệm và đánh giá)
- Học sinh thực hiện nhiệm vụ theo nhóm: Tự đọc và nghiên cứu sách giáo khoa, các tài liệu tham khảo, tìm kiếm thông tin trên Internet… Có thể tham khảo cách làm:
- Làm bàn bóng đá tay quay từ giấy bìa, đất nặn, kẹp quần áo….
- Làm đồng hồ đo thời gian từ gỗ, tre........
- Các nhóm đề xuất và thảo luận các ý tưởng ban đầu, thống nhất một phương án thiết kế tốt nhất. Xây dựng và hoàn thiện bản thiết kế bàn bóng đá tay quay.
- Học sinh tiến hành chế tạo, thử nghiệm và hoàn thiện sản phẩm theo nhóm. (học sinh thực hiện ngoài giờ lên lớp)
* Báo cáo, thảo luận: (Hoạt động 5: Trình bày và thảo luận về sản phẩm)
- Học sinh lựa chọn hình thức và chuẩn bị nội dung báo cáo, chia sẻ về kết quả thử nghiệm, thảo luận và định hướng cải tiến sản phẩm.
* Kết luận, nhận định:
- Giáo viên tổ chức cho học sinh tự nhận xét, đánh giá, chia sẻ các khó khăn, các kiến thức và kinh nghiệm rút ra qua quá trình thực hiện nhiệm vụ thiết kế và chế bàn bóng đá tay quay.
Một số hình ảnh minh họa
- KHTN 7 : Chủ đề: Tốc độ chuyển động
Bài 11: Thảo luận về ảnh hưởng của tốc độ trong an toàn giao thông Hoạt động: Truyền thông về ảnh hưởng của tốc độ trong an toàn giao thông
a. Mục đích của hoạt động
- HS thấy được ý nghĩa của tốc độ trong an toàn giao thông. Để đảm bảo an toàn thì người tham gia giao thông vừa phải có ý thức tôn trọng các quy định về an toàn giao thông vừa phải có hiểu biết về ảnh hưởng của tốc độ trong an toàn giao thông.
- Thiết kế poster về thông điệp an toàn giao thông theo nhóm
b. Cách thức tổ chức
* Chuyển giao nhiệm vụ học tập: (Hoạt động 1: Xác định yêu cầu dự án + Hoạt động 2: Nghiên cứu kiến thức nền)
- GV cho HS xem video về một vụ tai nạn giao thông do phóng nhanh.
+ Nguyên nhân vụ tai nạn là gì? Theo em việc tai nạn giao thông đường bộ có phải chủ yếu là do vi phạm quy định về tốc độ giới hạn không?
- Giáo viên yêu cầu HS sưu tầm tài liệu để thảo luận và thực hiện dự án truyền thông về ảnh hưởng của tốc độ trong an toàn giao thông
+ Quy định về tốc độ giới hạn.
+ Quy định về khoảng cách an toàn tối thiểu giữa các phương tiện tối thiểu.
+ Tình hình vi phạm về tốc độ gây ra tai nạn giao thông.
+ Một số ví dụ về tư liệu sưu tầm.
* Thực hiện nhiệm vụ: (Hoạt động 3: Xây dựng thiết kế dự án + Hoạt động 4: Thực hiện phương án và đánh giá)
- Lập kế hoạch thực hiện hoạt động dự án. Phân công nhiệm vụ trong nhóm. (Nhiệm vụ về nhà của bài trước)
Chú ý: Thời gian, năng lực HS phù hợp. Phân công nhiệm vụ trong nhóm theo các nhiệm vụ cụ thể. Gợi ý bảng phân công nhiệm vụ:
|
* Báo cáo, thảo luận: (Hoạt động 5: Trình bày và thảo luận về sản phẩm)
+ Sản phẩm báo cáo: báo cáo bằng văn bản và bài thuyết trình của nhóm.
+ Hình thức trình bày sản phẩm: thuyết trình, báo cáo, poster, mô hình, ....
+ Nhóm trưởng các nhóm trình bày kết quả hoạt động của nhóm mình, thành viên khác trong nhóm có thể bổ sung. Các nhóm khác theo dõi nội dung và đặt câu hỏi thảo luận làm rõ hơn vấn đề cần tìm hiểu.
* Kết luận, nhận định:
- GV chính xác hóa các nội dung và khắc sâu kiến thức cốt lõi. Đánh giá quá trình thực hiện dự án của học sinh
Một số hình ảnh minh họa
2.3. Khả năng áp dụng của sáng kiến:
- Đề tài được áp dụng phân môn Vật lý trong môn Khoa học tự nhiên cấp THCS .
- Áp dụng cho học sinh cấp THCS, giáo viên và học sinh.
3. Hiệu quả mang
3.1 Khả năng mang lại lợi ích thiết thực
Qua thời gian áp dụng phương pháp giáo dục STEM trong nhà trường, bước đầu đã mang lại nhiều lợi ích:
- Mang đến lợi ích về sự sáng tạo, thúc đẩy tính độc đáo, kích thích học sinh phát minh và đổi mới. Trong quá trình tư duy và tìm kiếm giải pháp, học sinh có thể phát hiện ra những sáng kiến.
- Học sinh tự xây dựng cho mình khả năng tự nhận ra lỗi và khắc phục nó. Đây là yếu tố quan trọng giúp các em ngày càng trưởng thành và trở nên tốt hơn. STEM khuyến khích học sinh kiên trì, dám chứng minh cho ý tưởng của mình. Các em cùng nhau tương tác, chia sẻ và tìm ra giải pháp cho vấn đề. Thêm vào đó, học sinh rèn luyện cách ứng xử, giao tiếp và nâng cao tinh thần đồng đội.
- Khác biệt với giáo dục truyền thống, mô hình STEM khuyến khích người học áp dụng kiến thức. Học sinh tiếp cận tri thức một cách tự nhiên, tự mở rộng thông qua quá trình thực hành và qua các công cụ hỗ trợ như máy tính, điện thoại thông minh, phần mềm, …
- Bên cạnh đó Steam còn mang đến lợi ích tư duy và giải quyết vấn đề. Đặc biệt, giáo dục STEM đề cao giá trị của sự thích nghi, các em biết chấp nhận thất bại, kiên trì học hỏi, rút kinh nghiệm và vượt qua khó khăn. Học sinh có khả năng áp dụng kiến thức vào những tình huống khác nhau.
Qua điều tra đối với các em học sinh đã được học ở các tiết học, các buổi ngoại khóa, hoặc tự tiến hành các hoạt động thực nghiệm đơn giản theo phương pháp giáo dục STEM trên đều thu được kết quả như sau: hầu hết các em (ở cả 3 đối tượng học sinh: Tốt, khá, đạt) đều thấy thích thú hơn, đam mê hơn đối với bộ môn Khoa học tự nhiên, chú ý hơn trong các giờ học, tiết học trở nên sôi nổi. Từ đó giúp các em phát biểu bài nhiều hơn, thích học môn Khoa học tự nhiên hơn và kết quả học tập dần được nâng cao.
3.2. Khả năng áp dụng hoặc áp dụng thử, nhân rộng:
Học sinh có thể tự vận dụng nội dung của đề tài để tự làm những thí nghiệm, mô hình, dụng cụ học tập đơn giản an toàn theo phương pháp giáo dục STEM ở nhà, đồng thời tài liệu áp dụng được cho nhiều đối tượng học sinh khác nhau và áp dụng qua nhiều năm học. Đề tài này còn góp phần thúc đẩy học sinh tham gia tích cực vào cuộc thi “Triển lãm sản phẩm STEM” cấp trường và cấp huyện đạt hiệu quả cao.
|
|
Người viết
Lê Thị Kim Thảo |
