Công trình: Vận dụng giáo dục STEM vào dạy học chủ đề ứng dụng của PARABOL

Link công trình: https://drive.google.com/drive/folders/1SeBj8shOmQIVpRD1_8Act6cUV1yj3W2e?fbclid=IwAR0FwrYvGp0okLEPjNg1U2WGf9mKfKKpbCSWz4x2ypSEZOQEF0jrzIFWUtY

Giới thiệu về công trình:

Nội Dung Chính

VẬN DỤNG GIÁO DỤC STEM VÀO DẠY HỌC CHỦ ĐỀ ỨNG DỤNG CỦA PARABOL

Lý do chọn đề tài

Thế kỉ XXI, với sự bùng nổ của công nghệ và khoa học, xã hội đứng trước những thách thức lớn về nhiều mặt như biến đổi khí hậu, cạn kiệt tài nguyên…và đặc biệt là giáo dục. Mục tiêu của giáo dục không đơn thuần chỉ là truyền thụ kiến thức trong nền tảng tri thức loài người đã gây dựng qua bao đời mà cao hơn cả là mục tiêu bồi dưỡng phát triển năng lực đặt vấn đề, giải quyết vấn đề, tìm kiếm thông tin, thu thập, xử lí số liệu, năng lực hợp tác, năng lực sáng tạo,…để khám phá những tri thức mới, phương pháp mới, vấn đề mới, cách giải quyết mới.

Để đạt được mục tiêu đó, giáo dục cần có những điều chỉnh cả về nội dung chương trình cũng như phương pháp tổ chức dạy học theo hướng tăng cường gắn kết giữa lý thuyết với thực hành, lý luận với thực tiễn, nhà trường gắn với gia đình và xã hội điều này được thể hiện ngay trong “Chương trình giáo dục phổ thông tổng thể” (ban hành tháng 12.2018). Trong chương trình này, định hướng dạy học tích hợp đã được xác định rõ và một trong những định hướng tích hợp mới được đề cập là tích hợp theo định hướng giáo dục STEM. Định hướng này đã được thể hiện trong chương trình tổng thể, chương trình môn học ở các cấp, bậc, lớp học.

Giáo dục STEM là một trong những định hướng giáo dục tích hợp đã được phát triển mạnh ở Mỹ (2012), Thái Lan (2014), Canada (2015), Úc (2009)…và đã đem lại những thành tựu tốt cho giáo dục của các quốc gia này. “Bản chất của giáo dục STEM là thông qua việc tích hợp các môn học để trang bị cho người học khả năng vận dụng tổng hợp những kiến thức và kỹ năng cần thiết liên quan đến các lĩnh vực khoa học, công nghệ, kỹ thuật, và toán học vào giải quyết các tình huống và yêu cầu của thực tiễn.”

Định hướng giáo dục STEM là phù hợp với việc đổi mới chương trình GDPT theo định hướng phát triển năng lực. Đối với Việt Nam, định hướng giáo dục STEM cũng đã được triển khai ở một số trường và bước đầu cũng đã có được những kết quả tốt, tuy nhiên nhìn chung vấn đề này còn khá mới, khó thực hiện đối với cả GV và HS cũng như các cấp quản lí GD. Qua hai năm vận dụng tôi đã lồng ghép giáo dục STEM với dạy học truyền thống và xây dựng một số chủ đề dạy học theo điều kiện của nhà trường, đã mang lại hiệu quả khả quan. Nên tôi mạnh dạn đơn cử một chủ đề mà tôi đã thực hiện có hiệu quả đó là “Vận dụng giáo dục STEM vào dạy học chủ đề ứng dụng của Parabol”

Mục đích nghiên cứu

Trên cơ sở nghiên cứu về dạy học tích hợp, về giáo dục STEM, thiết kế và tổ chức dạy học một số chủ đề môn Toán tích hợp theo hướng giáo dục STEM cho HS lở trường trung học phổ thông.

Nhiệm vụ nghiên cứu

Nghiên cứu cơ sở lí luận về dạy học nhằm phát huy tính tích cực, tự lực, sáng tạo của HS, về dạy học tích hợp, về giáo dục STEM.

Nghiên cứu thực trạng dạy học tích hợp và thực trạng dạy học theo định hướng giáo dục STEM trong một số nhà trường THPT.

Thiết kế và tổ chức dạy học một chủ đề dạy học tích hợp theo định hướng giáo dục STEM trong dạy học Toán cho HS lớp 10 THPT.

Thực nghiệm sư phạm để kiểm nghiệm tính hiệu quả và khả thi của chủ đề đã thiết kế.

Giả thuyết khoa học

Nếu thiết kế được chủ đề “Vận dụng giáo dục STEM vào dạy học chủ đề ứng dụng của Parabol” và tổ chức thực hiện dạy học hợp lí thì sẽ phát triển năng lực giải quyết vấn đề, năng lực vận dụng toán học vào thực tiễn cho học sinh và được các Thầy, Cô giáo áp dụng rộng rãi hơn trong dạy học môn Toán.

Đối tượng nghiên cứu và khách thể nghiên cứu

Khách thể nghiên cứu: quá trình dạy học môn Toán ở trường THPT.
Đối tượng nghiên cứu: thiết kế và tổ chức dạy học tích hợp theo định hướng giáo dục STEM, thực hiện cụ thể một chủ đề “Vận dụng giáo dục STEM vào dạy học chủ đề ứng dụng của Parabol”.

Phạm vi nghiên cứu

Nghiên cứu việc vận dụng giáo dục STEM trong dạy học Toán theo chương trình hiện tại và chương trình giáo dục phổ thông mới.

Phương pháp nghiên cứu

– Phương pháp nghiên cứu lý luận: Nghiên cứu các sách, báo, các công trình về về dạy học nhằm phát huy tính tích cực, chủ động, sáng tạo, dạy học tích hợp, dạy học theo hướng STEM.

– Phương pháp điều tra, quan sát thực tiễn: Quan sát, điều tra – khảo sát bằng phiếu hỏi để tìm hiểu thực trạng dạy học tích hợp và thực trạng dạy học theo định hướng giáo dục STEM trong dạy học môn Toán ở trường THPT.

– Phương pháp thực nghiệm sư phạm: Tiến hành dạy thực nghiệm ở trường THPT nhằm kiểm nghiệm tính hiệu quả và khả thi của chủ đề đã thiết kế

Vận dụng giáo dục STEM vào dạy học

Dạy học tích hợp là gì?

Dạy học tích hợp là hành động liên kết một cách hữu cơ, có hệ thống các đối tượng nghiên cứu, học tập của một vài lĩnh vực môn học khác nhau thành nội dung thống nhất, dựa trên cơ sở các mối liên hệ về lí luận và thực tiễn được đề cập trong các môn học đó nhằm hình thành ở HS các năng lực cần thiết.

Trong dạy học tích hợp, HS dưới sự chỉ đạo của GV thực hiện việc chuyển đổi liên tiếp các thông tin từ ngôn ngữ của môn học này sang môn học khác; HS học cách sử dụng phối hợp những kiến thức, những kĩ năng và những thao tác để giải quyết một tình huống phức hợp – thường là gắn với thực tiễn. Chính nhờ qua trình đó, HS nắm vững kiến thức, hình thành khái niệm, phát triển năng lực và các phẩm chất cá nhân.

Theo chương trình giáo dục phổ thông mới Bộ Giáo dục và Đào tạo công bố ngày 27/12/2018, dạy học tích hợp là “định hướng dạy học giúp HS phát triển khả năng huy động tổng hợp kiến thức, kĩ năng,… thuộc nhiều lĩnh vực khác nhau để giải có hiệu quả các vấn đề trong học tập và trong cuộc sống, được thực hiện ngay trong quá trình lĩnh hội tri thức và rèn luyện kĩ năng”.

Như vậy, có thể hiểu “Dạy học tích hợp là một quan điểm dạy học nhằm hình thành và phát triển ở HS những năng lực cần thiết trong đó có năng lực vận dụng kiến thức để giải quyết có hiệu quả các tình huống thực tiễn”.

Khái niệm STEM

STEM là thuật ngữ viết tắt của các từ Science (Khoa học), Technology (Công nghệ), Engineering (Kĩ thuật) và Mathematics (Toán học), thường được sử dụng khi bàn đến các chính sách phát triển về Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học của mỗi quốc gia. Sự phát triển về Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học được mô tả bởi chu trình STEM (Hình 1), trong đó Science là quy trình sáng tạo ra kiến thức khoa học; Engineering là quy trình sử dụng kiến thức khoa học để thiết kế công nghệ mới nhằm giải quyết các vấn đề; Toán là công cụ được sử dụng để thu nhận kết quả và chia sẻ kết quả đó với những người khác.

Engineering the STEM cycle

Hình 1. Chu trình STEM (theo https://www.knowatom.com)

“Science” trong chu trình STEM được mô tả bởi một mũi tên từ “Technology” sang “Knowledge” thể hiện quy trình sáng tạo khoa học. Đứng trước thực tiễn với “Công nghệ” hiện tại, các nhà khoa học, với năng lực tư duy phản biện, luôn đặt ra những câu hỏi/vấn đề cần tiếp tục nghiên cứu, hoàn thiện công nghệ, đó là các câu hỏi/vấn đề khoa học. Trả lời các câu hỏi khoa học hoặc giải quyết các vấn đề khoa học sẽ phát minh ra các “Kiến thức” khoa học. Ngược lại, “Engineering” trong chu trình STEM được mô tả bởi một mũi tên từ “Knowledge” sang “Technology” thể hiện quy trình kĩ thuật. Các kĩ sư sử dụng “Kiến thức” khoa học để thiết kế, sáng tạo ra công nghệ mới. Như vậy, trong chu trình STEM, “Science” được hiểu không chỉ là “Kiến thức” thuộc các môn khoa học (như Vật lí, Hoá học, Sinh học) mà bao hàm “Quy trình khoa học” để phát minh ra kiến thức khoa học mới. Tương tự như vậy, “Engineering” trong chu STEM không chỉ là “Kiến thức” thuộc lĩnh vực “Kĩ thuật” mà bao hàm”Quy trình kĩ thuật” để sáng tạo ra “Công nghệ” mới. Hai quy trình nói trên tiếp nối nhau, khép kín thành chu trình sáng tạo khoa học – kĩ thuật theo mô hình “xoáy ốc” mà cứ sau mỗi chu trình thì lượng kiến thức khoa học tăng lên và cùng với nó là công nghệ phát triển ở trình độ cao hơn.

Khái niệm giáo dục STEM

Phỏng theo chu trình STEM, giáo dục STEM đặt học sinh trước những vấn đề thực tiễn (“công nghệ” hiện tại) cần giải quyết, đòi hỏi học sinh phải tìm tòi, chiếm lĩnh kiến thức khoa học và vận dụng kiến thức để thiết kế và thực hiện giải pháp giải quyết vấn đề (“công nghệ” mới). Như vậy, mỗi bài học STEM sẽ đề cập và giao cho

học sinh giải quyết một vấn đề tương đối trọn vẹn, đòi hỏi học sinh phải huy động kiến thức đã có và tìm tòi, chiếm lĩnh kiến thức mới để sử dụng. Quá trình đó đòi hỏi học sinh phải thực hiện theo “Quy trình khoa học” (để chiếm lĩnh kiến thức mới) và “Quy trình kĩ thuật” để sử dụng kiến thức đó vào việc thiết kế và thực hiện giải pháp (“công nghệ” mới) để giải quyết vấn đề. Đây chính là sự tiếp cận liên môn trong giáo dục STEM, dù cho kiến thức mới mà học sinh cần phải học để sử dụng trong một bài học STEM cụ thể có thể chỉ thuộc một môn học.

Như vậy, giáo dục STEM là một phương thức giáo dục nhằm trang bị cho học sinh những kiến thức khoa học gắn liền với ứng dụng của chúng trong thực tiễn, qua đó phát triển cho học sinh năng lực phát hiện và giải quyết vấn đề cùng với những năng lực khác tương ứng, đáp ứng được yêu cầu của sự phát triển kinh tế – xã hội.

Tóm lại giáo dục STEM là mô hình giáo dục dựa trên cách tiếp cận liên môn, giúp học sinh áp dụng các kiến thức khoa học, công nghệ, kĩ năng và toán học vào giải quyết một số vấn đề thực tiễn trong bối cảnh cụ thể.

Giáo dục STEM trong chương trình GDPT 2018

Hình 2. Mô hình giáo dục STEM trong chương trình GDPT 2018

Môn Toán phản ánh thành phần M(mathematics) củaSTEM Các kiến thức toán học được khai thác, được sử dụng nhiều trong các môn học khác như hoá học, sinh học, công nghệ, vật lí…Những khai thác có tính đa môn, tích hợp vừa mang lại hiệu

quả với các bộ môn vừa góp phần củng cố kiến thức môn Toán, đồng thời góp phần rèn luyện cho học sinh năng lực vận dụng toán học vào thực tiễn.

Môn Vật lí thuộc lĩnh vực khoa học tự nhiên là thành phần S (Science) trong STEM; mô tả các hiện tượng tự nhiên và đặc tính của vật chất; Vật lí học là cơ sở của nhiều ngành kĩ thuật và công nghệ quan trọng. Cơ hội trong việc tích hợp những nội dung vật lí với các môn học khác để thực hiện dạy học theo phương thức STEM như hiện tượng vật lí, quy trình kĩ thuật, vận dụng quy trình thiết kế kĩ thuật để tổ chức dạy học các kiến thức vật lí …, theo đó học sinh được vận dụng kiến thức vào thực tiễn, đem đến sự hứng thú và những trải nghiệm có ý nghĩa trong học tập môn học.

Môn Hoá học thuộc lĩnh vực khoa học tự nhiên là thành phần S (Science) trong STEM. Các kiến thức trong Hóa học đều có mối quan hệ hữu cơ với các môn học khác Thông qua mô hình STEM, học sinh được học Hóa học trong một chỉnh thể có tích hợp với toán học, công nghệ, kỹ thuật và các môn khoa học khác; không những thế học sinh còn được trải nghiệm, được tương tác với xã hội, với các doanh nghiệp. Từ đó kích thích được sự hứng thú, tự tin, chủ động trong học tập của học sinh; hình thành và phát triển các năng lực chung và năng lực đặc thù học tập; tạo ra sản phẩm giáo dục đáp ứng với nhu cầu nguồn nhân lực hiệnđại.

Môn Công nghệ phản ánh hai thành phần là T (Technology) và E (Engineering) trong bốn thành phần của STEM). Sản phẩm, quá trình công nghệ môn học đề cập luôn mang tính tính hợp, gắn với thực tiễn, liên hệ chặt chẽ với Toán học và Khoa học. Giáo dục STEM trong môn Công nghệ được thực hiện thông qua dạy học các chủ đề, mạch nội dung, chuyênđề học tập từ tiểu học tới trung học như mô hình điện gió, mô hình điện mặt trời, ngôi nhà thông minh, các bài toán thiết kế kỹ thuật và công nghệ, nghề nghiệp STEM.

Môn Tin học là môn học có nhiều cơ hội thể hiện tư tưởng giáo dục STEM. Môn học này có nhiều điểm chung nhất với đồng thời tất cả các thành phần của STEM. Cung cấp các kiến thức công cụ cốt lõi về máy vi tính và ứng dụng của máy vi tính trong đời sống và kĩ thuật. Cơ hội tích hợp nội dung của môn Tin học là rất lớn. Môn Tin học vừa thể hiện như một dạng thức công nghệ trong STEM vừa là nơi kết nối với tư duy lôgic trong toán học; Sự phát triển vũ bão của công nghệ thông tin, yếu tố công nghệ trong môn tin học đóng vai trò then chốt trong các chủ đề STEM về robotic, trí tuệ nhân tạo và Internet vạn vật (IoT).

Môn Sinh học là môn khoa học nghiên cứu về thế giới sinh vật vô cùng gần gũi với đời sống hằng ngày của con người, thể hiện thành phần S (Science) trong STEM có mối quan hệ chặt chẽ với các môn học khác như Vật lí, Hóa học, Toán học,Công nghệ …; vận dụng kiến thức của các môn học này vào giải thích các hiện

tượng, quy luật sinh học. Các chủ đề STEM trong môn Sinh học phong phú và đa dạng, từ những chủ đề liên quan đến việc chăm sóc sức khỏe bản thân, gia đình đến những chủ đề giải quyết các vấn đề mang tính toàn cầu như biến đổi khí hậu, ô nhiễm môi trường, suy giảm đa dạng sinh học,….

Các bước soạn nội dung bài học STEM

Để từng bước đưa giáo dục STEM vào trường phổ thông làm tiền đề, cơ sở để thực hiện chương trình giáo dục phổ thông mới, theo chúng tôi cần phải xây dựng theo các chủ đề từng môn hoặc tích hợp liên môn ở các môn học STEM. Các chủ đề STEM cần theo hướng rất linh hoạt và có thể triển khai dưới nhiều hình thức. Để xây dựng một chủ đề STEM theo định hướng phát triển năng lực cho HS, nên thực hiện theo các bước sau:

Bước 1. Xác định đối tượng, thời gian, hình thức tổ chức chủ đề STEM

- - Đối tượng: cần xác định đối tượng phù hợp với chủ đề trên cơ sở nội dung bám sát với chương trình phổ thông của Bộ Giáo dục và Đào tạo. Đối tượng HS nên theo lớp từ lớp 1 đến lớp 12.
  - Thời gian: cần xác định thời gian phù hợp gồm cả thời gian chuẩn bị, thời gian thực hiện. Mỗi chủ đề nên xây dựng thời gian thực hiện trên lớp từ 60 đến 90 phút.
  - Hình thức tổ chức: có thể trên lớp, có thể tổ chức trong giờ học chính khóa tại các phòng STEM của nhà trường hoặc tại các cơ sở sản xuất, phòng STEM các doanh nghiệp, các trường đào tạo nghề …

Bước 2. Nêu vấn thực tiễn

GV nêu vấn đề thực tiễn bằng nhiều hình thức như: một câu chuyện, một tình huống thực tiễn, bài tập thực tiễn, dự án học tập giải quyết các vấn đề thực tiễn, hoạt động trải nghiệm sáng tạo, hoạt động nghiên cứu khoa học… làm cho HS xuất hiện nhu cầu giải quyết vấn đề thực tiễn.

Bước 3. Đặt câu hỏi định hướng, hình thành ý tưởng của chủ đề, hệ thống kiến thức STEM trong chủ đề

Các câu hỏi tập trung vào các nội dung: Chủ đề nhằm mục đích gì? Nhiệm vụ chính trong chủ đề là gì? Chủ đề có ý nghĩa gì trong thực tiễn? Kiến thức môn học STEM nào liên quan? …

Ý tưởng chủ đề hướng tới các vấn đề thực tiễn gì liên quan để giải quyết được vấn đề thực tiễn.

Xây dựng hệ thống kiến thức thuộc lĩnh vực STEM trong chủ đề. Các kiến thức các môn STEM liên quan cần xác định trọng tâm, liên quan trực tiếp chủ đề, do đó khi xây dựng chủ đề STEM cần thiết phải hợp tác giữa GV các bộ môn.

Bước 4. Xác định mục tiêu của chủ đề

Cần xác mục tiêu về kiến thức, kĩ năng và thái độ cần đạt được sau khi thực hiện chủ đề STEM cho HS. Mục tiêu cần rõ ràng, có tính khả thi phù hợp với năng lực HS và điều kiện địa phương.

Bước 5. Chuẩn bị các mẫu vật, hóa chất, dụng cụ, vị trí để thực hiện chủ đề STEM

Trên cơ sở nội dung, mục tiêu chủ đề, GV chuẩn bị hoặc hướng dẫn HS chuẩn bị đầy đủ cơ sở vật chất, dụng cụ … cần thiết để tổ chức thực hiện chủ đề.

Bước 6. Xác định được quy trình (các hoạt động hoặc chuỗi hoạt động) kỹ thuật giải quyết vấn đề thực tiễn bằng ứng dụng STEM và thực hiện được các hoạt động giải quyết vẫn đề thực tiễn

GV xây dựng quy trình tổ chức, thực hiện chủ đề STEM theo các hoạt động một cách rành mạch, rõ ràng, dễ thực hiện.

Tuy nhiên, ở mức độ cao hơn, GV chỉ nêu mục tiêu chủ đề, yêu cầu đạt được, cung cấp cơ sở vật chất cần thiết yêu cầu HS tự xây dựng các bước và thực hiện chủ đề.

Một trong những giá trị cốt lõi chương trình thực hiện chủ đề STEM là truyền cảm hứng về khả năng sáng tạo của cá nhân, giúp phát triển các đặc điểm của cá nhân sáng tạo: tính trôi chảy, tính linh hoạt, tính độc đáo, tính tỉ mỉ.

Bước 7. Báo cáo kết quả nêu các kiến nghị, đề xuất mới

Sau khi thực hiện chủ đề, HS báo cáo kết quả quá trình ứng dụng STEM giải quyết vấn đề thực tiễn, có thể đề xuất một số vấn đề mới phát sinh, ý tưởng mới liên quan đến chủ đề.

GV kết luận vấn đề, tổng kết: Tổ chức dạy học tích hợp STEM từ cách tiếp cận giáo dục STEM và từ thực tế nội dung chương trình và sách giáo khoa môn Toán trong chương trình giáo dục phổ thông tại Việt Nam, nghiên cứu đề xuất quy trình chung dạy học môn Toán theo định hướng giáo dục STEM gồm 5 bước cụ thể như sau

Hình 3. Quy trình dạy học môn Toán theo nh hướng giáo dục STEM

1. Thực trạng dạy học môn Toán trong trư ng THPT Phú ình hiện n y.

Môn Toán là bộ môn khoa học cơ bản, là môn học chính trong các nhà trường, môn Toán có ở hầu hết các ngành xét Đại học, hầu hết học sinh đều xác định được tầm quan trọng của môn Toán.

Do chương trình thi cử nặng nề, nhiều bài tập tính toán nên đa số các em học theo kiểu nhồi nhét kiến thức để đáp ứng cho các kì thi, chính vì vậy mà các em ít nhận thấy vai trò ứng dụng của Toán học vào đời sống.

Học sinh không được trải nghiệm thực tế, nên việc đưa kiến thức khoa học trở nên nặng nề. Việc tổ chức dạy học theo hướng giáo dục STEM ở các trường THPT nói chung còn hạn chế, các trường chủ yếu còn giao nhiệm vụ cho tổ nhóm tạo ra 1 sản phẩm chứ chưa mang tính tự giác.

Một số Thầy, Cô giáo chưa thực sự đổi mới, áp dụng giáo dục STEM để giảng dạy bộ môn Toán trong nhà trường. Ngoài ra với các hình thức thi của các kì thi hiện tại, giáo viên cũng thường chú trọng việc dạy để các em học sinh thi đạt kết quả cao.

Đó là lí do các em học Toán học chủ yếu là để đối phó với các kì thi còn yếu tố đam mê yêu thích rất ít.

Kết quả phiếu tham khảo học sinh số 1( Phụ lục)

Câu
Nội dung
Kết quả

1
Sự hứng thú học môn Toán ở các em thuộc mức

độ nào?

Số

lượng

Tỉ lệ %

Rất thích
23
10,6

Thích
41
18,9

Bình thường
68
31,2

Không thích
86
39,3

2
Em thích học môn Toán vì:

Môn Toán là một trong những môn thi vào các

trường ĐH, CĐ

75
34,4

Bài học sinh động, thầy cô dạy vui vẻ, dễ hiểu
92
42,2

Kiến thức dễ nắm bắt
41
18,8

Kiến thức gắn thực tế nhiều
10
4,6

3
Trong giờ học môn Toán em thích được học như

thế nào

Tập trung nghe giảng, phát biểu ý kiến, thảo luận

và làm việc

96
44

Nghe giảng và ghi chép một cách thụ động
5
0,3

Được làm các thực nghiệm để hiểu sâu hơn và hiểu

được ứng dụng thực tế của Toán học

78
35,8

Làm các bài tập nhiều để ôn thi đại học
39
19,9

4
Nội dung dạy học

Không cần thực hành nhiều
23
10,6

Tăng cường học lí thuyết và giải bài tập tính toán gắn

với kì thi đại học cao đẳng

76
34,9

Giảm tải lí thuyết, vận dụng kiến thức đã học để đưa kiến thức vào thực tiễn, tăng cường thực hành.
119
54,6

Kết quả phiếu tham khảo học sinh số 2( Phụ lục)

Câu
Nội dung
Kết quả

1
Thầy (Cô) em đã dạy học theo định hướng giáo dục STEM

chưa?

Số lượng

Thường xuyên
0

Thỉnh thoảng
41

Chưa bao giờ
177

2
Nếu em chưa được học theo định hướng giáo dục STEM, em

có muốn được học không ? Vì sao?

Rất muốn
123

Muốn
74

Không muốn
21

Nếu thầy cô em đã thực hiện dạy học theo định hướng giáo dục STEM thì em thấy dạy học theo định hướng giáo dục STEM có ý nghĩa như thế nào?

Đảm bảo giáo dục toàn diện
23

Nâng cao hứng thú học tập các môn học STEM
41

Hình thành và phát triển năng lực, phẩm chất cho HS
33

Kết nối trường học với cộng đồng
30

Hướng nghiệp, phân luồng
35

3
Nếu em đã được học chủ đề (bài dạy) theo định hướng giáo

dục STEM, em có hứng thú như thế nào?

Rất hứng thú
35

Hứng thú
6

Không hứng thú

4
Em đã được học môn Toán theo định hướng giáo dục STEM

chưa?

Thường xuyên
0

Thỉnh thoảng
0

Mới một lần
41

Chưa bao giờ
177

5
Nếu em đã được học môn Toán theo định hướng giáo dục STEM, em thấy có khó khăn gì?

Không có thời gian để hoạt động trải nghiệm
36

Không có nhiều nguồn tư liệu tham khảo
35

Vận dụng kiến thức đề giải quyết vấn đề quá khó
2

Trình độ nhận thức của bản thân hạn chế
27

Ảnh hưởng đến kết quả học tập, thi cử
15

Thuận lợi và khó khăn khi đưa STEM vào trường phổ thông hiện nay

1. Thuận lợi

Trong thời đại công nghệ số việc giáo viên và các em có khả năng tiếp cận với các phương pháp dạy học và học tập tương đối dễ dàng nhờ hệ thống kết nối toàn cầu. Học sinh và giáo viên có thể tham khảo các mô hình dạy học STEM của các trường học trong và ngoài nước.

Mỗi trường học đều có chiến lược phát triển, đầu tư cho các hoạt động dạy học, khuyến khích cho các giáo viên dạy học tiếp cận năng lực người học đặc biệt các trường tiến tới Kiểm định chất lượng ở mức độ cao thì càng được chú trọng hơn.

Bộ Giáo dục, Sở giáo dục, các phòng đào tạo và trường học của một số trường học ở Hà Nội, Thành phố Hồ Chí Minh, Nam Định…đã được thực hiện thí điểm và cho nhiều kết quả rất tốt, học sinh rất tích cực và sáng tạo chủ động trong cách tiếp cận phương pháp học tập này.

Thủ tướng Chính phủ cũng đã giao trách nhiệm cho Bộ GD&ĐT thúc đẩy triển khai giáo dục STEM trong chương trình giáo dục phổ thông; tổ chức thí điểm tại một số trường phổ thông.

2. Khó khăn

Việc học sinh tiếp cận phương pháp dạy học STEM cũng đòi hỏi nhất định về mặt năng lực khoa học tự nhiên các em phải đam mê và chịu khó làm việc với chương trình hiện tại thì chỉ nên áp dụng các chủ đề này đối với các lớp theo khối khoa học tự nhiên.

Học sinh hiện tại yếu tố đam mê nghiên cứu chưa nhiều vì các em ngại làm việc do lối giáo dục chỉ tiếp cận kiến thức đã quen thuộc nên các em tương đối bị động trong công việc.

Việc thực hiện ngoài không gian trường học cũng gặp một số khó khăn, vì các em ở trong một đội nhóm ở nhiều địa bàn khác nhau.

Với chương trình thi cử hiện hành môn Toán đang nặng về năng lực tính toán, lý thuyết chưa chú trọng yếu tố thực hành và khả năng vận dụng vào cuộc sống đó cũng là rào cản mà giáo viên và học sinh không tích cực với phương pháp dạy học này. Vì đa số suy nghĩ giáo viên và học sinh vẫn với một lối tư duy „„thi gì học nấy‟‟.

Ở các trường phổ thông hiện tại thời gian ngoài trên lớp các em chủ yếu là học thêm ngoài để thi nên rất khó khăn trong triển khai công việc ngoài giờ, vì các em học thêm nên lịch học dày đặc không có thời gian sắp xếp.

Đa số giáo viên chưa hiểu về phương pháp dạy học tiếp cận STEM còn ngại tìm hiểu và tham gia.

Cơ sở vật chất để ở các trường vẫn còn hạn chế.

Hình thức dạy học truyền thống đã ăn sâu vào tâm thức một số giáo viên để họ thay đổi nhận thức không phải một sớm một chiều. Tư tưởng an phận không chịu tiếp thu cái mới cũng là một rào cản mới trong việc đưa STEM vào trong trường phổ thông.

Các biện pháp đưa STEM vào môn sinh trường THPT hiện nay

1. Về phía nhà trường

Tổ chức tập huấn tốt về hình thức dạy học STEM làm cho học sinh và giáo viên hiểu được đầy đủ và đúng đắn ý nghĩa của hình thức học tập này.

Mở các câu lạc bộ STEM dưới sự hướng dẫn của giáo viên, các tổ nhóm chuyên môn.

Có hình thức động viên, khuyến khích, khen thưởng kịp thời với những giáo viên có những đóng góp cho sự phát triển phong trào dạy học STEM của nhà trường.

Tích cực tuyên truyền cho giáo viên và học sinh thấy được ý nghĩa của dạy học STEM, sự thay đổi trong chương trình giáo dục phổ thông 2018.

Cơ sở vật chất của các nhà trường được đầu tư thêm để đáp ứng nhu cầu cho giáo viên và học sinh giảng dạy và học tập.

Tạo diễn đàn (FORUM) về việc học tập STEM trên trang web của nhà trường, đó là nơi giáo viên có thể thảo luận về cách soạn bài, về phương pháp, về cách thức tổ chức triển khai về bài học, các em học sinh có thể trao đổi về các kiến thức trong bài, nội dung bài học, các bài tập hay giao lưu kết bạn.

2. Về phía giáo viên

Tích cực tham gia các buổi tập huấn, các chương trình học STEM qua các khóa học có chất lượng.

Tích cực soạn bài giảng có định hướng STEM.

Tham gia diễn đàn của các chương trình dạy học STEM trên khắp cả nước và diễn đàn của nhà trường nói riêng.

Hướng dẫn học sinh cách học tập và nghiên cứu theo phương pháp này để học sinh cảm nhận được tính ưu việt của phương pháp dạy học này.

Bên cạnh phát huy các ưu điểm của dạy học truyền thống cũng cần học sinh thấy được vai trò của thực hành và khả năng vận dụng kiến thức vào cuộc sống mang lại những bài giảng phong phú hấp dẫn cho học sinh.

3. Về phía học sinh

Học sinh là người học, là người trực tiếp thực hiện các nhiệm vụ học tập một cách tự giác và chủ động, vì việc thực hiện các nhiệm vụ không những thực hiện trong phạm vi không gian lớp học mà còn ở ngoài trường học nữa.

Dưới sự hướng dẫn của giáo viên học sinh các em phải có sự kết nối các thành viên trong tổ nhóm khi thực hiện ở ngoài trường, nên cần tinh thần trách nhiệm của các thành viên trong nhóm để đảm bào thành quả của sự hợp tác nhóm.

Vậy các em khi hoạt động ngoài không gian trường học với điều kiện địa lí xa làm vậy cách triển khai kế hoạch thế nào

+ Lập nhóm trên diễn đàn (chủ yếu trên facbook), đề cử nhóm trưởng

+ Thảo luận và các thành viên và lên kế hoạch thông báo (như thời gian, địa điểm…) cho các thành viên

+ Giáo viên tham gia hướng dẫn và tư vấn.

4. Kết hợp xây dựng các chủ đề dạy học STEM với phương pháp dạy học truyền thống.

Rõ ràng STEM có rất nhiều ưu điểm tuy nhiên có hạn chế như sau:

Thứ nhất là mất nhiều thời gian thực hiện. Một chủ đề thực hiện sẽ mất khá nhiều thời gian ở trên lớp cũng như ngoài lớp nên ảnh hưởng đến việc học tập trên lớp các em cũng như thời gian học tập các môn học khác vì các em cần đầu tư thời gian tương đối nhiều khi thực hiện một chủ đề.

Thứ hai trong khi các kì thi hiện tại vẫn chủ yếu rèn luyện trí nhớ kiến thức hàn lâm và nặng về các bài tập tính toán nên các em vẫn phải học để đáp ứng các kì thi, do thói quen học tập cũ nặng về nhồi nhét kiến thức vậy nên chưa chú tâm học tập và trải nghiệm các công việc được giao ở nhà, một số em còn làm theo đối phó và suy nghĩ rằng chưa thiết thực với thi cử hiện hành.

Thứ ba đó kinh phí thực hiện một số dụng cụ, nguyên liệu khi làm thực hành chưa đầy đủ, và khá tốn kém nên đôi khi giáo viên và các em cũng ngại làm

Thứ tư đó là STEM là phương pháp tích hợp nên chắc chắn giáo viên giảng dạy đòi hỏi phải nắm rõ phương pháp và cách thức tổ chức giảng dạy cũng như trình độ liên môn nhất định vì STEM như là khoa học, công nghệ, kĩ thuật và toán học. Đòi hỏi giáo viên phải có trình độ và đam mê công việc nó mất nhiều thời gian và công sức của giáo viên.

Do vậy chúng ta nên phối hợp lồng ghép giữa phương pháp học tập truyền thống và giáo dục STEM để học sinh có thể đạt hiệu quả học tập tốt nhất hiện nay.

5. Vận dụng giáo dục STEM vào dạy học một chủ đề

Giáo viên thực hiện: Nguyễn Tiến Dũng

Cố vấn khoa học: Ngô Thị Hạnh, tổ trưởng Tổ Lý-Tin trường THPT Phú Bình

TÊN CHỦ ĐỀ

“V n dụng giáo dục STEM vào dạy học ch ng dụng c P r bol”

MÔ TẢ CHỦ ĐỀ

Học sinh tìm hiểu và vận dụng kiến thức về lực trong Vật lý, bản vẽ và vật liệu xây dựng trong công nghệ, kĩ thuật và hàm số bậc hai( Đại số 10) để thiết kế và chế tạo mô hình Cầu có ứng dụng Parabol có kích thước rộng 5cm và dài 30cm với nguyên liệu là các que kem gỗ và keo. Sau khi hoàn thành, học sinh sẽ được thử nghiệm và đánh giá sản phẩm.

MỤC TIÊU

Kiến thức

Trình bày được tính chất hàm số bậc hai, đồ thị hàm số bậc hai
Xác định hàm số bậc hai khi biết một số yếu tố
Phát hiện được ứng dụng của hàm số bậc hai và đồ thị hàm số bậc hai trong tình huống thực tiễn
Sử dụng mô hình hàm số bậc hai để giải quyết được một số tình huống thực tiễn liên quan như: tính chiều cao của cổng parabol, chiều dài dây cáp để làm cầu treo…
Vẽ được bản thiết kế của cầu treo dây võng dạng parabol
Thiết kế được bản thiết kế cầu treo dây võng
Hợp tác tích cực với bạn để hoàn thành công việc được giao

Kĩ năng

Tính toán, vẽ được thiết kế cây cầu đảm bảo yêu cầu đề ra
Lập kế hoạch nhóm, kế hoạch cá nhân để chế tạo và thử nghiệm dựa trên bản thiết kế

Phẩm chất

Trung thực, trách nhiệm

Phát triển năng lực: Góp phần phát triển ở người học

Năng lực Toán học: năng lực giải quyết vấn đề toán học, năng lực mô hình toán học
Năng lực chung: năng lực giao tiếp và hợp tác, năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạ

Nhóm năng lực
Năng lực thành phần
Tự học, tự nghiên cứu

Học sinh được rèn luyện năng lực tự đọc, tự học, tự nghiên cứu tìm kiếm, thu thập và xử lý thông tin, kiến thức cần thiết cho việc làm dự án
Nhận thấy thiếu sót, thiếu hụt kiến thức của bản thân để điều

chỉnh, đúc rút thành kinh nghiệm vận dụng vào các dự án tiếp theo

Giải quyết vấn đề và sáng tạo
– Phát hiện, nêu được tình huống có vấn đề trong học tập và trong cuộc sống

Phân tích được các tình huống có vấn đề từ đó đề xuất các giải pháp để giải quyết các vấn đề và lựa chọn giải pháp tối ưu
Thực hiện và đánh giá giải pháp được lựa chọn, suy nghĩ về cách thức tiến hành giải quyết để điều chỉnh và vận hành trong hoàn

cảnh mới.

Giao tiếp và hợp tác

Hiểu rõ vai trò, trách nhiệm của cá nhân trong hoạt động chung của nhóm, tự đánh giá được năng lực của bản thân
Chủ động thảo luận và đưa ra ý kiến trong quá trình làm dự án
Rèn luyện kĩ năng tương tác, chia sẻ hỗ trợ lẫn nhau trong hoạt động nhóm
Phân tích năng lực của từng thành viên để phân chia nhiệm vụ hợp lý, đạt hiệu quả tối ưu nhất
Căn cứ vào mục tiêu nhiệm vụ cần đạt được để đánh giá kết quả hoạt động của cá nhân, của nhóm, đánh giá chất lượng sản phẩm

đạt được

Nhóm năng lực chuyên môn

Nhóm năng lực
Năng lực thành phần
Năng lực giải quyết vấn đề toán học, mô hình hóa toán học

Hiểu được cách làm cầu để sử dụng trong thực tế
Vận dụng các kiến thức về hàm số bậc hai để giải quyết một số tình huống toán học và thực tiễn
Sử dụng hiệu quả các kĩ năng đo lường để thiết kế các dụng cụ làm mô hình cầu
Sử dụng hiệu quả phần mềm vẽ thiết kế mô hình cầu
Thiết kế bài báo cáo, thực hiện các nhiệm vụ được giao về

nhà một cách khoa học lôgic.

– Lựa chọn nguyên liệu làm sản phẩm đảm bảo tính thẩm mỹ, tiết kiệm chi phí.

Sử dụng công cụ, phương tiện toán học

Sử dụng công cụ tìm kiếm hình ảnh, thông tin cần thiết cho dự án
Sử dụng phần mềm soạn thảo văn bản Word, phần mềm

trình chiếu powerpoint để thuyết trình, báo cáo dự án

Giao tiếp toán học

Thuyết trình, phản biện trong làm việc nhóm để hoàn thành tốt nhiệm vụ
Sử dụng chính xác các công cụ, kí hiệu, diễn đạt toán học

Các lĩnh vực STEM

Khoa học

(S)

Công nghệ

(T)

Kĩ thuật

(E)

Toán học

(M)

– Cấu trúc bền vững, chịu lực của cầu
– Sử dụng các phần mềm hỗ trợ để thực hiện dự án Word, Powerpoint, vẽ, thiết kế mô hình, tính toán( nếu cần)

Đọc được các tài

liệu hướng dẫn thiết kế cầu treo dây võng từ các vật liệu có sẵn

Vẽ mô hình cầu

treo dây võng

Kiến thức về hàm số bậc hai, phương trình bậc hai một ẩn, hệ phương trình
Đo đạc, tính toán làm tròn số

THIẾT BỊ
Giáo viên

Các thiết bị hỗ trợ dạy học: máy tính, máy chiếu, mô hình,…
Bộ câu hỏi định hướng
Phiếu đánh giá dự án của giáo viên
Nguồn tài liệu tra cứu
Nội dung kiến thức chốt lại sau khi hoàn thành dự án
Trang thiết bị cần thiết để thực nghiệm mô hình sản phẩm( cát, vật nặng, cân…)

Học sinh

Sách giáo khoa, sách tham khảo
Sổ ghi chép hoạt động nhóm
Máy tính và các phần mềm hỗ trợ khác
Kiến thức liên quan đến việc chế tạo mô hình;
Dụng cụ, thiết bị hỗ trợ học tập;
Nguyên liệu và dụng cụ để chế tạo và thử nghiệm mô hình gồm: que kem, keo 502, keo nến, dây dù…

TIẾN TRÌNH DẠY HỌC

Hoạt động 1. XÁC ĐỊNH VẤN ĐỀ

Mục đích của hoạt động

HS phát hiện ra các vấn đề cần giải quyết trong thực tiễn là: một số nơi người dân đu mình qua sông vì không có cầu
HS có hứng thú tìm cách giải quyết vấn đề trên
Học sinh nắm vững tình huống thực tiễn và yêu cầu “ Thiết kế mô hình cầu qua sông” theo các tiêu chí: Cầu thiết kế vững chắc, chịu được trọng tải lớn, thiết kế tiết kiệm nguyên liệu, có tính thẩm mỹ; tính được trọng tải, kích thước,…
Học sinh hiểu rõ yêu cầu vận dụng kiến thức về Vật lý để thiết kế cầu, với dụng cụ cho trước để chế tạo và thử nghiệm

Nội dung hoạt động

HS theo dõi phóng sự “ Người dân cho trẻ vào túi bóng bơi qua sông”
Tìm hiểu một số cây cầu có hình dạng Parabol để tìm hiểu về kĩ thuật xây cầu, kiến thức Vật lý áp dụng trong xây cầu
Xác định nhiệm vụ chế tạo cầu qua sông với các tiêu chí: Có tính chắc chắn, chịu được trọng tải lớn, tiết kiệm nguyên liệu, có tính thẩm mỹ cao…

Hoạt động của giáo viên
Hoạt động của học sinh

– Đề xuất cách khắc phục giúp việc đi lại của người dân nghèo thuận lợi hơn

Làm cầu kiên cố, làm cầu treo, động viên người dân chuyển đến nơi thuận lợi đi lại hơn…
Phân tích ưu nhược điểm của từng phương án

Sản phẩm học tập của học sinh

– Mô tả và giải thích được về nguyên lý chế tạo cầu có dạng Parabol

Xác định được kiến thức cần sử dụng để thiết kế, chế tạo cầu theo các tiêu chí đã cho

Cách thức tổ chức

+ Giáo viên cho học sinh tìm hiểu về một số cây cầu có hình dạng parabol( mô tả, xem hình ảnh, video…) với yêu cầu: mô tả đặc điểm, hình dạng cây cầu, giải thích được cách thiết kế…

+ Học sinh ghi lời mô tả và giải thích vào vở cá nhân, trao đổi với bạn( nhóm 10-12 học sinh); trình bày và thảo luận chúng

+ Giáo viên xác định kiến thức sử dụng là kiến thức tiêu tán trọng tải trong Vật lý và giao nhiệm vụ cho học sinh tìm hiểu trong sách giáo khoa để giải thích bằng việc tính toán thông qua việc thiết kế, chế tạo cầu parabol với các tiêu chí đã cho.

Hoạt động 2. NGHIÊN CỨU KIẾN THỨC VÀ ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP THIẾT KẾ

Mục đích của hoạt động

Học sinh trình bày được khái niệm hàm số bậc hai, tính chất, đồ thị của hàm số bậc hai
Vận dụng kiến thức hàm số bậc hai và ứng dụng trong cuộc sống
Học sinh hình thành kiến thức về lực, trọng lực trong vật lý, đề xuất được giải pháp và xây dựng bản thiết kế cầu

Nội dung hoạt động

Ôn lại hàm số bậc hai, tính chất, đồ thị hàm số bậc hai
GV giới thiệu một số ứng dụng của hàm số bậc hai trong thực tế, tính chiều cao của chiếc công parabol, chiều dài sợi dây cáp làm cầu treo qua các bài tập thực tiễn
Học sinh nghiên cứu sách giáo khoa và tài liệu tham khảo về các kiến thức trọng tâm sau:

+ Lực và trọng lực( Vật lý 6); phân tích lực( Vật lý 10)

+ Hàm số bậc hai, đồ thị hàm số bậc hai ( Đại số 10)

+ Kiến thức về vật liệu xây dựng cầu trong thực tế

+ Tìm hiểu về kết cấu, vật liệu( Công Nghệ)

Học sinh thảo luận về các thiết kế khả dĩ của cầu và đưa ra giải pháp có căn cứ
Học sinh xây dựng mô hình thiết kế cầu và chuẩn bị cho buổi trình bày trước lớp( các hình thức: thuyết trình, poster, powerpoint,…) hoàn thành bản thiết kế và nộp cho giáo viên
Yêu cầu:

+ Bản thiết kế có kèm hình ảnh, mô tả rõ kích thước, hình dạng của cây cầu, các nguyên liệu sử dụng…

Dự kiến sản phẩm của học sinh

Cách thức tổ chức

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…

+ Đề xuất và thảo luận các ý tưởng ban đầu, thống nhất một phương án thiết kế tốt nhất

+ Xây dựng và hoàn thiện cây cầu ứng dụng Parabol

+ Lựa chọn hình thức và chuẩn hóa nội dung báo cáo

Giáo viên quan sát, hỗ trợ học sinh khi cần thiết

Hoạt động 3. TRÌNH BÀY BẢN THIẾT KẾ

Mục đích của hoạt động

– Thiết kế cây cầu mô hình có chiều rộng 5cm, chiều dài 30cm từ nguyên liệu que kem, có ứng dụng của Parabol

– Học sinh hoàn thành bản thiết kế cây cầu của nhóm mình

Nội dung hoạt động

– Học sinh trình bày, giải thích và bảo vệ bản thiết kế theo tiêu chí đã đề ra, chỉ ra dẫn chứng bằng tính toán cụ thể

Thảo luận, đặt câu hỏi và phản biện các ý kiến về bản thiết kế; ghi lại các nhận xét; góp ý, tiếp thi và điều chỉnh bản thiết kế nếu cần
Phân công công việc, lên kế hoạch chế tạo và thử nghiệm cầu mô hình

Dự kiến sản phẩm của học sinh

Bản thiết kế nhà nổi sau khi được điều chỉnh và hoàn thiện

Cách thức tổ chức

Giáo viên đưa ra yêu cầu về:

+ Nội dung cần trình bày, thời lượng báo cáo, cách trình bày thiết kế và thảo luận

Học sinh báo cáo thảo luận
Giáo viên điều hành, nhận xét, góp ý và hỗ trợ học sinh

Hoạt động 4. XÂY DỰNG VÀ THỬ NGHIỆM CẦU CÓ ỨNG DỤNG PARABOL

Mục đích của hoạt động

– Học sinh dựa vào bản thiết kế đã lựa chọn để chế tạo cầu mô hình đảm bảo yêu cầu đề ra

– Học sinh thử nghiệm, đánh giá sản phẩm và điều chỉnh nếu cần

Nội dung hoạt động

– Học sinh sử dụng các nguyên vật liệu và dụng cụ chuẩn bị trước để chế tạo, lắp ghép mô hình theo bản thiết kế.

– Trong quá trình chế tạo các nhóm đồng thời thử nghiệm độ cứng, độ chịu lực của cây cầu bằng cách treo các vật nặng có khối lượng xác định lên cây cầu. Quan sát, đánh giá, điều chỉnh nếu cần.

Dự kiến sản phẩm của học sinh

Mỗi nhóm có một sản phẩm là cây cầu mô hình đã được hoàn thiện và thử nghiệm

Cách thức tổ chức

– Giáo viên giao nhiệm vụ

+ Sử dụng các nguyên vật liệu và dụng cụ đã chuẩn bị trước để chế tạo cầu mô hình theo bản thiết kế

+ Thử nghiệm, điều chỉnh và hoàn thiện sản phẩm.

Học sinh tiến hành chế tạo thử nghiệm và hoàn thiện sản phẩm theo nhóm
Giáo viên quan sát, hỗ trợ học sinh nếu cần

Hoạt động 5. TRÌNH BÀY SẢN PHẨM

Mục đích của hoạt động

Các nhóm học sinh giới thiệu cầu mô hình trước lớp, chia sẻ về kết quả thử nghiệm, thảo luận và định hướng cải thiệt sản phẩm

Nội dung hoạt động

– Các nhóm trình diễn sản phẩm trước lớp

– Đánh giá sản phẩm dựa trên các tiêu chí đề ra:

+ Có kết cấu vững chắc, áp dụng được kiến thức Vật lý trong thiết kế;

+ Thiết kế tiết kiệm nguyên liệu, tính ứng dụng thực tế cao;

+ Có tính thẩm mỹ;

+ Áp dụng được kiến thức Parabol để tính toán trong thiết kế;

– Chia sẻ, thảo luận để tiếp tục điều chỉnh, hoàn thiện sản phẩm

+ Các nhóm tự đánh giá kết quả của nhóm mình và tiếp thu các ý kiến góp ý, nhận xét từ giáo viên và các nhóm khác;

+ Sau khi chia sẻ thảo luận, đề xuất các phương án điều chỉnh sản phẩm;

+ Chia sẻ các khó khăn, các kiến thức và kinh nghiệm rút ra quá trình thực hiện nhiệm vụ thiết kế và chế tạo cầu mô hình.

Dự kiến sản phẩm của học sinh

Cầu mô hình đã chế tạo được và nội dung trình bày của các nhóm

Cách thức tổ chức

– Giáo viên giao nhiệm vụ: các nhóm trình diễn sản phẩm trước lớp và tiến hành thảo luận, chia sẻ.

Học sinh thử nghiệm cầu mô hình bằng cách kê hai mố cầu và treo vật nặng vào cầu để đánh giá khả năng chịu lực của kết cấu; so sánh khả năng chịu lực nhiều nhất giữa các cây cầu của các nhóm
Các nhóm cân mô hình cây cầu để xác định lượng nguyên liệu để làm mô hình cây cầu
Các nhóm chia sẻ kết quả, đề xuất các phương án điều chỉnh, các kiến thức và kinh nghiệm rút ra trong quá trình thực hiện nhiệm vụ thiết kế và chế tạo cây cầu.
Giáo viên đánh giá, kết luận và tổng kết.

Lưu ý Tổ chức nhóm

– Giáo viên chia lớp thành 4 nhóm học sinh, mỗi nhóm khoảng 8-12 học sinh, trong mỗi nhóm bầu ra nhóm trưởng và thư kí

Nhóm trưởng điều hành, phân công thành viên thực hiện nhiệm vụ
Thư kí ghi chép biên bản các cuộc họp nhóm, hoàn thiện hồ sơ dự án
Các thành viên trong nhóm hỗ trợ lẫn nhau để hoàn thành công việc hiệu quả
Nhiệm vụ của các nhóm cần thực hiện: Trả lời các câu hỏi định hướng của giáo viên để hoàn thành bài trình chiếu powerpoint tìm hiểu các công trình kiến trúc như xây cầu; xây nhà…ứng dụng parabol trong thực tiễn với lĩnh của nhóm được phân công;

lên ý tưởng thiết kế sản phẩm; chụp ảnh hoặc quay video ghi lại quá trình làm sản phẩm và viết sổ nhật kí dự án.

CÁC PHỤ LỤC

Bộ câu hỏi định hướng

Phiếu học tập là nội dung yêu cầu dành cho 4 nhóm học sinh

Phiếu học tập

Câu 1: Tìm về các kiến trúc xây dựng cầu trên thế giới? Tại địa phương mình đang sinh sống?

Câu 2: Tại sao nhiều cây cầu hay sử dụng kiến trúc có hình dạng Parabol? Việc ứng dụng trong thực tế ra sao?

Câu 3: Tìm hiểu về chịu lực, độ chắc chắn của cây cầu có hình dạng Parabol? Câu 4: Tìm hiểu kiến thức Toán trong việc thiết kế cầu có hình dạng Parabol? Câu 5: Tìm hiểu nguyên liệu, vật liệu làm cầu trong thực tế, và cây cầu mô hình?

Sổ thiết kế và chế tạo “Cầu Parabol”

DANH SÁCH NHÓM….

STT
Họ và tên
Nhiệm vụ được phân công
Ghi chú
1
Nhóm trưởng
2
Thư kí
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12

Thư kí Nhóm trưởng

PHIẾU ĐÁNH GIÁ MỖI THÀNH VIÊN NHÓM

Họ và tên:……………………………………………………………………………….

– Nhiệm vụ được phân công:………………………………………………………

– Ý thức, thái độ với nhiệm vụ:……………………………………………………

Mức độ hợp tác, đóng góp thảo luận trong nhóm:………………………………
Mức độ hoàn thành công việc được giao:……………………………………….

Đánh giá điểm ý thức…………………………………………………………………..

BẢNG TIÊU CHÍ ĐÁNH GIÁ NHÓM…………

ST
Tiêu
Mức độ
Điể
T
chí
1
2
3
m
Báo
Đủ nội dung
Đủ nội dung cơ bản
Đủ nội dung cơ bản

cáo
cơ bản về chủ
về chủ đề. Bài trình
về chủ đề. Bài trình

1
kiên

thức

đề

(8 điểm)

chiếu hài hòa, bố

cục hợp lý

chiếu hài hòa, bố cục

hợp lý. Trình bày

(15

(9-13 điểm)
thuyết phục

điểm)

(14-15 điểm)

Đủ nội dung
Đủ nội dung cơ bản
Đủ nội dung cơ bản

Bản
cơ bản theo
theo yêu cầu: bản
theo yêu cầu: bản vẽ,

phươn
yêu cầu: bản
vẽ, nguyên lý hoạt
nguyên lý hoạt động,

2
g án

thiết kế

vẽ, nguyên lý

hoạt động,

động, thông số kĩ

thuật. Bài trình

thông số kĩ thuật. Bài

trình chiếu hài hòa,

(30
thông số kĩ
chiếu hài hòa, bố
bố cục hợp lý. Trình

điểm)
thuật
cục hợp lý
bày thuyết phục

(15-19 điểm)
(20-25 điểm)
(26-30 điểm)

Đúng thông
Đúng thông số yêu
Đúng thông số yêu

số yêu cầu;
cầu; khả năng chịu
cầu; khả năng chịu tải

3
Mô hình cầu (30

điểm)

khả năng chịu tải thấp, có ứng dụng Parabol;tốn nguyên liệu

(15-19 điểm)

tải tốt, có ứng dụng Parabol;có tiết kiệm nguyên liệu; kết cấu chắc chắn

(20-25 điểm)

tốt, có ứng dụng Parabol; tiết kiệm nguyên liệu tốt; kết cấu chắc chắn; Hình thức đẹp, hợp lý; có

tính ứng dụng thực tế

cao

(26-30 điểm)

Kĩ
Trình bày
Trình bày thuyết
Trình bày thuyết

năng
được vấn đề
phục được vấn đề
phục được vấn đề yêu

4
thuyết

trình

yêu cầu và trả

lời được câu

yêu cầu và trả lời

được câu hỏi phản

cầu và trả lời được

câu hỏi phản biện.

(15
hỏi phản biện
biện
Tham gia đóng góp ý

điểm)
(8-10 điểm)
(11-13 điểm)
kiến hoặc đặt câu hỏi

hợp lý cho nhóm khác

(14-15 điểm)

5
Kĩ năng làm việc nhóm (10

điểm)

Có kế hoạch và phân công nhiệm vụ rõ ràng, hợp lý (5-6 điểm)
Kế hoạch có tiến trình và phân công nhiệm vụ rõ ràng, hợp lý. Mỗi thành viên tham gia ý

tưởng và hoàn thành dự án

(7-8 điểm)

Kế hoạch có tiến trình và phân công nhiệm vụ rõ ràng, hợp lý. Mỗi thành viên tham gia ý tưởng và hợp tác tích cực, hoàn thành tốt dự án

(9-10 điểm)

Tổng

- Nh ng thông tin cần được bảo mật

Sáng kiến kinh nghiệm không có nội dung cần được bảo mật trong quá trình thực hiện, mà mong muốn được thầy, cô giáo áp dụng rộng rãi khi dạy học môn Toán trong nhà trường THPT để từ đó có hướng bổ sung, đóng góp cho sáng kiến ngày càng hoàn thiện nhằm nâng cao chất lượng giảng dạy.

Các điều kiện cần thiết để áp dụng sáng kiến

Để sáng kiến kinh nghiệm được áp dụng mang lại hiệu quả cao cần đảm bảo các điều kiện cần thiết như:

+ Sự quan tâm chỉ đạo sát sao của Ban giám hiệu, tổ chuyên môn.

+ Các điều kiện cơ sở vật chất: lớp học, máy chiếu, máy tính, phiếu học tập, sách giáo khoa, sách giáo viên, tài liệu tham khảo…

+ Các yếu tố con người: giáo viên có lòng yêu nghề, nhiệt tình, tận tụy, có thời gian nghiên cứu, có kinh nghiệm và nghiệp vụ sư phạm, tích cực dự giờ, học hỏi đồng nghiệp…

+ Sự hợp tác của học sinh

– Đánh giá lợi ích thu được do áp dụng sáng kiến theo ý kiến của tác giả

Sau khi nghiên cứu và vận dụng giáo dục STEM để giảng dạy môn Toán năm học 2020-2021 tôi đánh giá một cách sơ bộ như sau:

1. Vì học sinh chưa quen với phương pháp dạy học mới, đặc biệt là là hoạt động nhóm, lên ý tưởng, thực hành cụ thể nên học sinh ban đầu còn thụ động trong hoạt động nhóm và rụt rè trong việc phát biểu ý kiến trước lớp. Tuy nhiên, sự thụ động và rụt rè đó đã mất dần qua từng tiết học, học sinh dần chủ động nhận nhiệm vụ thực hiện nhiệm vụ được giao một cách thích thú và sáng tạo.
2. Thực tế các giờ dạy học thực nghiệm trên lớp cho thấy giáo viên đã cuốn hút được học sinh tham gia các hoạt động nhận thức một cách tự nhiên, chủ động và tích cực trong các hoạt động của nhóm khi được phân công làm ở nhà hoặc tại lớp:

+ HS hăng hái tham gia thảo luận nhóm để giải quyết các nhiệm vụ học tập chung và khi cần vẫn tập trung, tự lực giải quyết các nhiệm vụ học tập dành cho mỗi cá nhân. HS đã có thể tự tin trình bày kết quả hoạt động nhóm trước lớp một cách logic và có sức thuyết phục.

+ HS sáng tạo, thích thú trong quá trình áp dụng kiến thức vào thực tế, khi đưa ra thảo luận các em rất tự tin đưa ra quan điểm và bảo vệ quan điểm của mình.

+ Khả năng hoàn thành nhiệm vụ của HS tăng sau mỗi tiết học. HS ghi nhớ tốt các điều đã học, có thể trình bày lại nội dung bài học theo ngôn ngữ riêng và vận dụng được những kiến thức vào thực tiễn.

+ Học sinh chủ động hoạt động nhóm, tự nhận xét, rút ra các kết luận và điều chỉnh về vấn đề cần tìm hiểu.

– Đánh giá lợi ích thu được do áp dụng sáng kiến theo ý kiến của tổ chức, cá nhân

Sáng kiến được một số GV giảng dạy bộ môn Toán áp dụng và đánh giá cao về tính thực tiễn và khả năng ứng dụng.
Một số GV giảng dạy khác bộ môn cũng đã tham khảo các bước trong quy trình thiết kế hoạt động dạy học theo định hướng giáo dục STEM.
Ban giám hiệu trường THPT Phú Bình đánh giá sáng kiến đã đề xuất là một trong những nội dung đổi mới trong phương pháp giảng dạy, kiểm tra, đánh giá HS theo định hướng phát triển năng lực cần được nhân rộng.

– Danh sách nh ng tổ chức/cá nhân đã tham gia áp dụng thử hoặc áp dụng sáng kiến lần đầu:

Số TT
Họ và tên
Ngày tháng năm sinh
Nơi công tác
Chức danh
Trình độ chuyên

môn

Nội dung công việc

hỗ trợ

1
Nguyễn Tiến

Dũng

07/11/1988
Trường THPT Phú Bình, huyện Phú Bình, tỉnh Thái Nguyên.
Giáo viên
Thạc sĩ
Thực nghiệm giải pháp theo đề

2
Lê Hoàng Tùng
23/08/1990
Trường THPT Phú Bình, huyện Phú Bình, tỉnh Thái Nguyên.
Giáo viên
Thạc sĩ
xuất của sáng kiến

3
Trần Thị

Phương Thảo

03/08/1985
Trường THPT Phú Bình, huyện Phú Bình, tỉnh Thái Nguyên.
Giáo viên
Thạc sĩ

Tôi xin cam đoan mọi thông tin nêu trong đơn là trung thực, đúng sự thật và hoàn toàn chịu trách nhiệm trước pháp luật.

Tôi xin chân thành cảm ơn!

Thái Nguy n ngày 20 tháng 05 năm 2021

Tác giả sáng kiến

Nguyễn Tiến Dũng

PHỤ LỤC

PHIẾU THAM KHẢO Ý KIẾN HỌC SINH 1

Câu
Nội dung
Ý kiến học sinh

1
Sự hứng thú học môn Toán ở các em thuộc mức độ nào?

Rất thích

Thích

Bình thường

Không thích

2
Em thích học môn Toán vì:

Môn Toán là một trong những môn thi vào các trường ĐH, CĐ

Bài học sinh động, thầy cô dạy vui vẻ, dễ hiểu

Kiến thức dễ nắm bắt

Kiến thức gắn thực tế nhiều

3
Trong giờ học môn Toán em thích được học như thế nào

Tập trung nghe giảng, phát biểu ý kiến, thảo luận

và làm việc

Nghe giảng và ghi chép một cách thụ động

Được làm các thực nghiệm để hiểu sâu hơn và hiểu được ứng

dụng thực tế của Toán học

Làm các bài tập nhiều để ôn thi đại học

4
Nội dung dạy học

Không cần thực hành nhiều

Tăng cường học lí thuyết và giải bài tập tính toán gắn với kì thi

đại học cao đẳng

Giảm tải lí thuyết, vận dụng kiến thức đã học để đưa kiến thức vào thực tiễn, tăng cường thực hành.

PHIẾU THAM KHẢO Ý KIẾN HỌC SINH 2

Các em HS thân mến!

STEM là cách vi t tắt l y ch cái u tiên trong ti ng Anh c các t : Science (Khoa học) Technology(Công nghệ) Engineering(Kỹ thu t) M ths(Toánhọc).
iáo dục STEM về n ch t ợc hi u là tr ng cho ng i học nh ng i n thức và ỹ năng c n thi t li n qu n n các l nh vực ho học công nghệ ỹ thu t và toán học. Các i n thức và ỹ năng này ph i ợc tích hợp lồng ghép và trợ cho nh u giúp HS không chỉ hi u i t về nguyên lý mà còn có th thực hành và tạo ra ợc nh ng s n ph m trong cu c sống h ng ngày. iáo dục STEM t nối gi i n thức học

ng với th giới thực gi i quy t các v n ề thực tiễn tạo hứng thú cho HS, hình thành và phát tri n năng lực ph m ch t cho HS.

Trong th i ại Cách mạng công nghiệp .0 hiện n y tốc phát tri n c khoa học

– công nghệ ngày m t tăng l ợng tri thức khoa học ợc s n sinh với tốc ngày càng cao, cơ c u nghề nghiệp trong xã h i thay i nhanh chóng… òi hỏi con ng i có năng lực thích ứng. Vì v y việc giáo dục STEM vào tr ng ph thông mang lại nhiều ý ngh phù hợp với nh h ớng i mới giáo dục ph thông.

Phiếu điều tra này thực hiện nhằm đánh giá mức độ cần thiết của việc dạy học một số chủ đề môn Toán theo định hướng giáo dục STEM. Sự đóng góp ý kiến nghiêmtúc của các em là căn cứ thiết thực giúp nội dung đề tài nghiên cứu của tác giả mang tính khách quan và có ý nghĩa thực tế.

Mong các em HS vui lòng cho biết ý kiến, quan điểm của mình về một số vấn đề dưới đây bằng cách điền dấu (X) vào ô lựa chọn (Câu lự chọn c các em chỉ sử dụng vào mục ích nghiên cứu).