Sáng kiến kinh nghiệm THPT: Vận dụng dạy học trải nghiệm STEM bài Động cơ không đồng bộ Vật lý 12, Công nghệ 12 nhằm phát triển phẩm chất, năng lực cho học sinh

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:57

Thêm vào BST

Báo xấu

23
lượt xem 7
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục đích nghiên cứu sáng kiến "Vận dụng dạy học trải nghiệm STEM bài Động cơ không đồng bộ Vật lý 12, Công nghệ 12 nhằm phát triển phẩm chất, năng lực cho học sinh" nhằm tìm hiểu thực trạng về vận dụng dạy học trải nghiệm Stem vào dạy học vật lý ở một số trường THPT trên địa bàn huyện Thanh Chương tỉnh Nghệ An. Đề xuất các biện pháp phát triển phẩm chất và năng lực cho học sinh trong dạy học vật lý ở trường phổ thông.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Sáng kiến kinh nghiệm THPT: Vận dụng dạy học trải nghiệm STEM bài Động cơ không đồng bộ Vật lý 12, Công nghệ 12 nhằm phát triển phẩm chất, năng lực cho học sinh

MỤC LỤC Tên mục Trang Mở đầu 1 1. Lý do chọn đề tài 1 2. Mục đích nghiên cứu 1 3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 1 4. Giả thuyết khoa học 2 5. Nhiệm vụ nghiên cứu 2 6. Phương pháp nghiên cứu 2 7. Đóng góp mới của đề tài 3 CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÝ LUẬNVÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC 4 DẠY HỌC TRẢI NGHIỆM STEM TRONG DẠY HỌC VẬT LÝ VÀ CÔNG NGHỆ NHẰM PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC CHO HỌC SINH. 1. 1. Các khái niệm cơ bản 4 1.1. Khái niệm về STEM và các đặc điểm của dạy học trải 4 nghiệm STEM. 1.1.1. Khái niệm stem 4 1.1.2. Các đặc điểm của dạy học trải nghiệm stem 4 2. Vai trò của dạy học trải nghiệm STEM trong quá trình phát 4 triển phẩm chất và năng lực cho học sinh. 2.1.Khái niệm phẩm chất và năng lực 4 2.1.1. Khái niệm về phẩm chất 4 2.1.2. Phân loại phẩm chất 5 2.1.3. Khái niệm năng lực 6 2.1.4. Phân loại năng lực 6 3. Các tiêu chí đánh giá giáo dục STEM trong việc phát triển 6 phẩm chất và năng lực cho học sinh. 4. Thực trạng dạy học dạy học trải nghiệm stem và sự cần thiết 8 phải phát triển phẩm chất năng lực cho học sinh thông qua cho học sinh trong dạy học Vật lý
4.1. Đặc thù bộ môn Vật lí và công nghệ 8 4.2. Thực trạng dạy học Vật lí và Công nghệ ở trường THPT 9 Nguyễn Cảnh Chân – Thanh Chương – Nghệ An 4.3. Những điểm thuận lợi, khó khăn ảnh hưởng đến dạy học vật 9 lí và công nghệ hiện nay ở trường THPT Nguyễn Cảnh Chân – Thanh Chương – Nghệ An. 4.4. Sự cần thiết của việc vận dụng dạy học trải nghiệm STEM 9 nhằm phát triển phẩm chất và năng lực cho học sinh. CHƯƠNG 2: PHÁT TRIỂN PHẨM CHẤT VÀ NĂNG LỰC 11 THÔNG QUA VẬN DỤNG DẠY HỌC TRẢI NGHIỆM STEM BÀI “ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ” VẬT LÝ 12 CÔNG NGHỆ 12 THPT. 1. Kiến thức liên quan bài “Động cơ không đồng bộ” trong vật lý 11 công nghệ 12 THPT. 2. Nguyên tắc xây dựng tiến trình dạy học “Động cơ không đồng 11 bộ” vật lý công nghệ 12 THPT theo hướng phát triển phẩm chất năng lực cho học sinh. 3. Xây dựng tiến trình dạy học bài động cơ không đồng bộ nhằm 12 phát triển phẩm chất, năng lực cho học sinh. 3.1. Nghiên cứu kiến thức về động cơ không đồng bộ. 16 3.1.1. Mục tiêu 16 3.1.2. Sản phẩm học tập 16 3.1.3. Tổ chức hoạt động 17 3.3.4. Phương án đánh giá 19 3.2. Trải nghiệm thực tế về động cơ không đồng bộ tại nhà máy 20 tinh bột sắn Thanh Chương và các cơ sở sửa chữa. 3.2.1. Mục tiêu 20 3.2.2. Sản phẩm học tập 20 3.2.3. Tổ chức hoạt động 20 3.2.4. Phương án đánh giá 22 3.3. Báo cáo sản phẩm hoạt động trải nghiệm về cấu tạo, ứng 23 dụng của “động cơ không đồng bộ”.
3.3.1. Mục tiêu 23 3.3.2. Sản phẩm học tập 23 3.3.3. Tổ chức hoạt động 23 3.3.4. Phương án đánh giá 24 CHƯƠNG 3: THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 1. Mục đích của thực nghiệm sư phạm 26 2. Nhiệm vụ của thực nghiệm sư phạm 26 3. Đối tượng thực nghiệm sư phạm 26 4. Phương pháp tiến hành thực nghiệm sư phạm 26 5. Nội dung thực nghiệm sư phạm 27 5.1. Chọn lớp đối chứng và lớp thực nghiệm 27 5.2. Các bước chuẩn bị cho việc thực nghiệm sư phạm 27 6. Đánh giá kết quả thực nghiệm sư phạm 28 6.1. Đánh giá định tính 28 6.2. Đánh giá định lượng 29 7. Kết luận 33 8.Tài liệu tham khảo 35 Phụ lục 1 37 Phụ lục 2 42
CÁC DANH MỤC VIẾT TẮT TRONG SÁNG KIẾN Thứ tự Các danh dục Viết tắt 1 Câu hỏi CH 2 Công nghệ CN 3 Giáo viên GV 4 Học sinh HS 5 Năng lực NL 6 Sách giáo khoa SGK 7 Sách bài tập SBT 8 Sách giáo viên SGV 9 Sách tham khảo STK 10 Phẩm chất PC 11 Trung học phổ thông THPT 12 Vật lý VL DANH MỤC BẢNG Bảng 3.1: Bảng thống kê điểm số Xi của bài kiểm tra Bảng 3.2: Bảng phân bố tần suất Bảng 3.3: Bảng phân phối tần suất tích lỹ Bảng 3.4: Bảng tính các tham số thống kê DANH MỤC HÌNH Hình 3.1: Đồ thị phân phối tần suất lần kiểm tra Hình 3.4: Đồ thị phân phối tần suất tích lũy điểm lần kiểm tra
MỞ ĐẦU 1. LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI Ngày nay, cùng với sự phát triển như vũ báo của cuộc cách mạng khoa học kỹ thuật và sự bùng nổ của công nghệ thông tin truyền thông, thế giới đang bước vào thời đại toàn cầu hóa, nền giáo dục có những bước tiến về đổi mới nhằm đáp ứng nhu cầu xã hội đặt ra. Ở Việt Nam nền giáo dục trong thời gian qua đang chuyển biến mạnh mẽ từ chủ yếu trang bị kiên th ́ ưc sang phát tri ́ ển phẩm chất và năng lực cho người học. Như vậy, phương pháp dạy chỉ hướng tới mục tiêu hình thành kiến thức, kĩ năng một cách thụ động mà không phát huy khả năng phát triển phẩm chất và năng lực của người học thì sẽ lạc hậu không đáp ứng được đòi hỏi chuẩn đầu ra của sản phẩm giáo dục. Do đó, người giáo viên phải hướng tới việc phát triển phẩm chất và năng lực cho học sinh thông qua các hoạt động dạy học cụ thể để học sinh chiếm lĩnh tri thức một cách tích cực nhằm đạt được mục tiêu giáo dục đề ra. Tại hội nghị Ban chấp hành Trung ương Đảng lần thứ 8 khóa XI nêu rõ quan điểm chỉ đạo về sự đổi mới của nên giáo dục được cụ thể hóa trong nghị quyết số 29NQ/TW về đổi mới căn bản, toàn diện giáo dục và đào tạo của : “Phát triển giáo dục và đào tạo là nâng cao dân trí, đào tạo nhân lực, bồi dưỡng nhân tài. Chuyển mạnh quá trình giáo dục từ chủ yếu trang bị kiến thức sang phát triển toàn diện năng lực và phẩm chất người học. Học đi đôi với hành; lý luận gắn với thực tiễn; giáo dục nhà trường kết hợp với giáo dục gia đình và giáo dục xã hội”. Đặc biệt hơn, Vật lý là một môn thuộc khoa học tự nhiên không chỉ cung cấp cho người học người học sự hiểu biết các hiện tượng tự nhiên trong cuộc sống, kỹ thuật mà còn giúp cho người học phát triển phẩm chất năng lực thông qua việc chủ động tìm tòi khám phá kiến thức và các hoạt động trải nghiêm thực tiễn. Trong đó, bài “Động cơ không đồng bộ ” thuộc chương trình vật lý và công nghệ lớp 12 THPT là một trong những nội dung hàm chứa tương đối gần gũi với các em trong cuộc sống hàng ngày. Tuy nhiên, nếu không có một kế hoạch dạy học phù hợp thì sẽ gặp rất nhiều khó khăn trong việc hình thành các phẩm chất và năng lực cho học sinh. Từ những lý do trình bày trên chúng tôi chọn đề tài “Vận dụng dạy học trải nghiệm STEM bài “Động cơ không đồng bộ” Vật lý 12, Công nghệ 12 nhằm phát triển phẩm chất, năng lực cho học sinh”. 2. MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU Vận dụng phương pháp dạy học STEM để xây dựng kế hoạch dạy học bài “Động cơ không đồng bộ” Vật lý 12 THPT nhằm phát triển phẩm chất, năng lực cho học sinh. 1
3. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU 3.1. Đối tượng nghiên cứu của đề tài Lý thuyết dạy học STEM, các phương pháp dạy học nhằm phát triển phẩm chất năng lực cho học sinh. Hoạt động dạy học môn Vật lý ở trường trung học phổ thông. Hoạt động dạy học môn Công nghệ ở trường trung học phổ thông. 3.2. Phạm vi nghiên cứu Bài “Động cơ không đồng bộ” vật lý lớp 12 THPT và bài “Động cơ không đồng bộ” công nghệ 12. 4. GIẢ THUYẾT KHOA HỌC Nếu xây dựng được hoạt động dạy học phù hợp bài “Động cơ không đồng bộ” Vật lý 12 THPT, Công nghệ 12 và sử dụng chúng vào dạy học thì sẽ giúp phát triển được phẩm chất và năng lực cho học sinh từ đó góp phần nâng cao hiệu quả học tập của học sinh. 5. NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU 5.1. Nghiên cứu cơ sở lý luận về dạy học vật lý, Stem, các phương pháp dạy học và sự hình thành và phát triển phẩm chất năng lực của học sinh. 5.2. Tìm hiểu thực trạng về vận dụng dạy học trải nghiệm Stem vào dạy học vật lý ở một số trường THPT trên địa bàn huyện Thanh Chương tỉnh Nghệ An. 5.3. Đề xuất các biện pháp phát triển phẩm chất và năng lực cho học sinh trong dạy học vật lý ở trường phổ thông. 5.4. Nghiên cứu mục tiêu, cấu trúc, nội dung bài “Động cơ không đồng bộ” Vật lý 12 THPT và Công nghệ 12. 5.5. Nghiên cứu thực trạng dạy học bài “Động cơ không đồng bộ” vật lý 12 THPT và “Động cơ không đồng bộ” công nghệ 12. 5.6. Thiết kế các tiến trình dạy học bài “Động cơ không đồng bộ” Vật lý 12 THPT và công nghệ 12 nhằm phát triển phẩm chất và năng lực cho học sinh để phát huy hiệu quả của việc dạy học vật lý. 5.7. Thực nghiệm sư phạm, đánh giá kết quả nghiên cứu. 6. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Phương pháp quan sát, phương pháp điều tra, 2
Phương pháp thực nghiệm sư phạm, Phương pháp thống kê toán học. 7. ĐÓNG GÓP CỦA SÁNG KIẾN 7.1. Về lý luận Hệ thống hóa cơ sở lý luận về lý thuyết dạy học trải nghiệm Stem và phát triển phẩm chất, năng lực cho học sinh trong dạy học vật lý ở trường phổ thông. Đề xuất được một số biện pháp phát triển phẩm chất và năng lực cho học sinh trong dạy học vật lý ở trường phổ thông. 7.2. Về thực tiễn Xây dựng được tiến trình dạy học theo lý thuyết trải nghiệm Stem bài “Động cơ không đồng bộ” vật lý 12 THPT và công nghệ 12 theo hướng phát triển phẩm chất, năng lực cho học sinh. Vận dụng được tiến trình dạy học đã xây dựng về vận dụng lý thuyết dạy học trải nghiệm Stem bài “Động cơ không đồng bộ” vật lý 12 THPT và cộng nghệ 12 theo hướng phát triểm phẩm chất, năng lực cho học sinh vào thực tiễn. 3
CHƯƠNG I CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA DẠY HỌC TRẢI NGHIỆM STEM TRONG DẠY HỌC VẬT LÝ VÀ CÔNG NGHỆ Ở TRƯỜNG THPT 1. Các khái niệm cơ bản 1.1. Khái niệm về STEM và các đặc điểm của dạy học trải nghiệm STEM. Một trong nhưng tổ chức uy tín nhất hiện nay trong lĩnh vực giáo dục trên thế giới là hiệp hội các giáo viên dạy khoa học quốc gia Mỹ (National Science Teachers Asociation NSST) được thành lập năm 1944, đã đề xuất khái niệm giáo dục STEM (STEM education) với các định nghĩa ban đầu như sau: “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 học sinh áp dụng các kiến thức trong khoa học, công nghệ, kỹ thuật và toán học vào những bối cảnh cụ thể, giúp kết nối gữa trường học với cộng đồng, nơi làm việc và các tổ chức toàn cầu để từ đó phát triển các năng lực trong lĩnh vực STEM và có thể góp phần cạnh tranh nền kinh tế mới ” theo (Tsupros, Kohler, & Hallnen, 2009). Như vậy, các định nghĩa về giáo dục STEM nói đến một cách tiếp cận liên ngành, liên môn học trong một chương trình đào tạo, cụ thể phải có 4 lĩnh vực: Khoa học, công nghệ, kỹ thuật và toán. 1.2. Các đặc điểm của dạy học trải nghiệm stem Tổng hợp các nghiên cứu và báo cáo gần đây, xin nêu 5 đặc diểm chính của giáo dục STEM để phân biệt các chương trình khác. a. Tập trung sự tích hợp b. Liên hệ với cuộc sống thực tế c. Hướng đến phát triển kỹ năng của thế kỷ 21 d. Thách thức học sinh vượt lên chính mình e. Có tính hệ thống và kết nối giữa các bài học 4
2. Vai trò của dạy học trải nghiệm STEM trong quá trình phát triển phẩm chất và năng lực cho học sinh. 2.1.Khái niệm phẩm chất và năng lực 2.1.1. Khái niệm về phẩm chất Phẩm chất là yếu tố quan trọng quyết định chất lượng mối quan hệ giữa con người với con người. Từ những chuyện bình thường, mối quan hệ gia đình, kết giao đến mối quan hệ xã hội, công tác, kinh doanh. Phẩm chất thể hiện qua cách ứng xử của con người đối với người khác cũng như đối với sự việc trong cuộc sống. 2.1.2. Phân loại phẩm chất Năm phẩm chất của học sinh trong chương trình giáo dục tổng thể gồm: yêu nước, nhân ái, chăm chỉ, trung thực, trách nhiệm. Yêu nước: Đây là truyền thống ngàn đời của dân tộc Việt Nam, được xây dựng và bồi đắp qua các thời kỳ từ khi ông cha ta dựng nước vàgiữ nước. Tình yêu đất nước được thể hiện qua tình yêu thiên nhiên, di sản, yêu người dân đất nước mình; tự hào và bảo vệ những điều thiêng liêng đó. Yêu nước là yêu thiên nhiên, yêu truyền thống dân tộc, yêu cộng đồng và biết làm ra các việc làm thiết thực để thể hiện tình yêu đó. Để có được tình yêu này thì trẻ phải được học tập hàng ngày qua những áng văn thơ, qua những cảnh đẹp địa lý, qua những câu chuyện lịch sử và trẻ phải được sống trong tình yêu hạnh phúc mỗi ngày. Nhân ái: Nhân ái là biết yêu thương, đùm bọc mọi người; yêu cái đẹp, yêu cái thiện; tôn trọng sự khác biệt; cảm thông, độ lượng và sẵn lòng giúp đỡ người khác. Nhân ái là tôn trọng sự khác biệt của những người xung quanh, không phân biệt đối xử, sẵn sàng tha thứ, tôn trong về văn hóa, tôn trọng cộng đồng. Chăm chỉ: Đức tính chăm học, chăm làm, hăng say học hỏi và nhiệt tình tham gia công việc chung sẽ giúp các em rèn luyện, phát triển bản thân để đạt được những thành công lớn lao trong tương lai. Chăm chỉ thể hiện ở những kỹ năng học tập hàng ngày của trẻ, học mọi lúc mọi nơi, luôn dám nghĩ dám làm, dám đặt câu hỏi. Việc rèn nề nếp học tập chủ động, học tập qua trải nghiệm sẽ hỗ trợ trẻ hình thành phẩm chất đáng quý này. Trung thực: Dù một người có giỏi đến đâu mà thiếu đi đức tính này thì vẫn là kẻ vô dụng.. Bởi thế nên ngay từ nhỏ, các học sinh cần được rèn luyện tính thật thà, ngay thẳng và biết đứng ra bảo vệ lẽ phải. Trung thực là thật thà ngay thẳng, mạnh dạn nói lên ý kiến của mình, biết nhận lỗi, sửa lỗi, bảo vệ cái đúng cái tốt. Với môi trường học tập không áp lực, 5
không nặng nề điểm số, khuyến khích trẻ nói lên chính kiến của mình thông qua các dạng học tập nhóm, hội thảo, tranh biện…sẽ dần hình thành tính cách chia sẻ, cởi mở cho trẻ ngay từ nhỏ. Trách nhiệm: Chỉ khi một người có trách nhiệm với những gì mình làm thì đó mới là khi họ trưởng thành và biết cống hiến sức mình cho một xã hội tốt đẹp hơn Trách nhiệm việc xây dựng nội quy lớp học, môn học, việc hướng dẫn trẻ tự kiểm soát đánh giá những quy định mà chúng đã đề ra sẽ dần hình thành tinh thần trách nhiệm với cá nhân trẻ, với tập thể lớp, với gia đình và tiến tới với xã hội 2.1.3 Khái niệm năng lực Năng lực là tính chất tâm sinh lý của con người chi phối quá trình tiếp thu kiến thức, kỹ năng và kỹ xảo tối thiểu là cái mà người đó có thể dùng khi hoạt động. Trong điều kiện bên ngoài như nhau những người khác nhau cớ thể tiếp thu các kiến thức kỹ năng và kỹ xảo đó với nhịp độ khác nhau có người tiếp thu nhanh, có người phải mất nhiều thời gian và sức lực mới tiếp thu được, người này có thể đạt được trình độ điêu luyện cao còn người khác chỉ đạt được trình trung bình nhất định tuy đã hết sức cố gắng. Thực tế cuộc sống có một số hình thức hoạt động như nghệ thuật, khoa học, thể thao ... Những hình thức mà chỉ những người có một số năng lực nhất đinh mới có thể đạt kết quả. 2.1.4. Phân loại năng lực Năng lực chung là năng lực cần thiết cho nhiều ngành hoạt động khác nhau như năng lực phán xét tư duy lao động, năng lực khái quát hoá, năng lực lát tập, năng lực tưởng tưởng Năng lực chuyên môn là năng lực đặc trưng trong lĩnh vực nhất định của xã hội như năng lực tổ chức , năng lực âm nhạc, năng lực kinh doanh, hội hoạ, toán học... Năng lực chung và năng lực chuyên môn có quan hệ qua lại hữu cơ với nhau, năng lực chung là cơ sở của năng lực chuyên luôn, nếu chúng càng phát triển thì càng dễ thành đạt được năng lực chuyên môn. Ngược lại sự phát triển của năng lực chuyên môn trong những điều kiện nhất định lại có ảnh hưởng đối với sự phát triển của năng lực chung. Trongg thực tế mọi hoạt động có kết quả và hiệu quả cao thì mỗi người đều phải cớ năng lực chung phát triển ở trình độ cần thiết và có một vài năng lực chuyên môn tương ứng với lĩnh vực công việc của mình. Những năng lực cơ bản này không phải là bẩn sinh, mà nó phải được giáo dục phát triển và bồi dưỡng ở con người. Năng lực của một người phối hợp trong mọi hoạt động là nhờ khả năng tự điều khiển, tự quản lý, tự điều chỉnh ở lỗi cá nhân được hình thành trong quá trình sống và giáo dục của mỗi người. 6
3. Các tiêu chí đánh giá giáo dục STEM trong việc phát triển phẩm chất và năng lực cho học sinh. Các nghiên cứu tại Mỹ khi đánh giá một chương trình nào đều dựa vào hệ thống các tiêu chí vừa định lượng vừa định tính nhưng thông thường họ đều dự trên một khung lí thuyết hoặc một khung khái niệm nhất định nào đó để phân tích. Dưới đây là 6 tiêu chí các nghiên cứu và đánh giá gần đây trong hệ thống giáo dục stem tai Mỹ. Tiêu chí 1: Nội dung học tập đi từ thực tế cuộc sống. Chương trình tập trung vào các vẫn đề thực tế trong cuộc sống, từ những vẫn đề đơn giản cho đến những vẫn đề phưc tạp, những vẫn đề có ít lời giải đến những vẫn đề có nhiều lời giải, những vẫn đề địa phương đến những vẫn đề mang tính toàn cầu. Tiêu chí 2: Cấu trúc xây dựng theo tiêu chuẩn. Chương trình được xây dựng theo một tiêu chuẩn nhất định, có thể đo lường được các kết quả học tập của học sinh, trên cơ sở tích hợp các kiến thức khoa học và toán học, với sự vận dụng các yếu tố kỹ thuật và công nghệ trong quá trình tiến hành thí nghiệm hay thiết kế chế tạo. Các bài học và chủ đề môn học có sự gắn kết và bổ trợ lẫn nhau giúp học sinh thấy được vai rò và ý nghĩa của kiến thức, có sự bổ sung và tương tác chặt chẽ với nhau trong hệ thống và trong từng hoàn cảnh cụ thể. Tiêu chí 3: Quy trình triển khai chú trọng vào học chủ động. Chương trình áp dụng phương pháp dạy học dựa vào khám phá, học dựa vào vẫn đề và luôn lấy học sinh làm trung tâm trong quá trình học. Học được khuyến khích được động viên sang tạo trong suốt quá trình học. Các bài học, chủ đề học luôn mang lại sự hào hứng, kích thích óc tò mò khám phá và sự sang tạo của học sinh.Học sinh được tạo các cơ hội và thử thách và được thất bại trong quá trình học để trưởng thnahf và vượt lên chính mình. Tiêu chí 4: Kiến thức luôn đi kèm với phát triển kỹ năng. Chương trình cung cấp các hoạt động giúp học sinh phát triển kỹ năng khoa học, từ quan sát, ghi chép đến phân tích, thuyết trình. Bên cạnh đó, các kỹ năng thiết kế công nghệ như đi từ vẽ mô hình, lắp ráp, ché tạo đến điều chỉnh và hoàn thiện cũng được khuyến khích rèn luyện thường xuyên. Đặc biệt các tư duy bậc cao như giải quyết vẫn đề, tư duy phản biện đưcụ chú trọng và được tạo cơ họi thực hành thường xuyên. Tiêu chí 5: Tương tác gắn kết với xã hội. Chương trình có các hoạt động mang tính tương tác xã hội như làm việc 7
nhóm, giao tiếp với cộng đồng xung quanh tại địa phương hoặc với các tổ chức và bạn bè quốc tế. Ngoài ra các hoạt động học tập hoặc sản phẩm thu nhận được từ quá trình học tập có thể đem lại lợi ích phục vụ được cộng đồng trực tiếp hoặc gián tiếp. Tiêu chí 6: Thể hiện sự đa dạng và đặc trưng. Chương trình khuyến khích sự tham gia của học sinh nam và nữ, đa dạng về độ tuổi, không phân biệt các điều kiện kinh tế xã hội, tận dụng và khai thác được các điều kiện và văn hóa các tổ chức, địa phương hoặc quốc gia. 4. Thực trạng dạy học dạy học trải nghiệm stem và sự cần thiết phải phát triển phẩm chất năng lực cho học sinh thông qua cho học sinh trong dạy học Vật lý 4.1. Đặc thù bộ môn Vật lí và công nghệ Chương trình vật lý và công nghệ trong trường THPT là chương trình có nhiều nội dung gắn liền với thực tiễn của cuộc sống hàng ngày. Chính vì vậy việc tiếp cận nội dung cho học sinh có nhiều cách để có thể phát triển phẩm chất và năng lực cho học sinh. Tuy nhiên để học tập vật lý có hiệu quả chungas ta cần tạo cho HS môi trường để phát triển các kỹ năng, phát triển tư duy và hiểu được bản chất khoa học để ứng phó với thế giới xung quanh. Chính những trải nghiệm khoa học vật lí trong thực tế giúp các em hình thành tình yêu về thế giới xung quanh dựa trên nhận thức về tri thức, hunh đúc cho những hành vi và thái độ tốt trong cuộc sống, đồng thời góp phần nuôi dưỡng đam mê sở thích vật lí của học sinh ngày một phát triển hơn trong tương lai. 4.2. Thực trạng dạy học Vật lí và Công nghệ ở trường THPT Nguyễn Cảnh Chân – Thanh Chương – Nghệ An. Hiện nay việc dạy và học môn Vật lí và Công nghệ tại các trường THPT nói chung, THPT Nguyễn Cảnh Chân nói riêng đã có bước chuyển biến rõ rệt về hình thức tổ chức, phương pháp tổ chức. Tuy nhiên đối với môn Vật lý và Công nghệ có nhiều nội dung rất gần gũi với cuộc sống hàng ngày của HS. Cho nên đòi hỏi Gv cần xây dựng các tiến trình dạy giúp học sinh chủ động trong hoạt động chiễm lĩnh kiến thức. Một trong các phương pháp mang lại hiệu quả đó là vận dụng học trải nghiệm STEM nhằm phát triển phẩm chất năng lực cho HS. Tuy nhiên, với các trường THPT đóng trên địa bàn huyện Thanh Chương nói chung, trường THPT Nguyễn Cảnh Chân nói riêng đóng trên địa bàn huyện miền núi thì điều kiện có sở vật chất trong và ngoài nhà trường để khai thác sử dụng còn nhiều hạn chế. Vì vậy, việc dạy học chủ yếu khai thác các cơ sở vật chất sẵn có trong nhà trường như phòng thí nghiệm, phòng vi tính, khai thác các tài liệu trên mạng internet… các GV rất ngại trong công tác tổ chức dạy học các hoạt động trải nghiệm STEM. Vì vậy đề tài chúng tôi xây dựng với mong muốn8
sẽ giúp GV và HS có nhứng trải nghiệm thú vị nhằm nâng cao hiệu quả của việc dạy và học. 4.3. Những điểm thuận lợi, khó khăn ảnh hưởng đến dạy học vật lí và công nghệ hiện nay ở trường THPT Nguyễn Cảnh Chân – Thanh Chương – Nghệ An. 4.3.1. Về thuận lợi Ở trường THPT Nguyễn Cảnh Chân tuy là một ngôi trường có tuổi đời còn trẻ nhưng tọa lạc trên vùng đất thị trấn Thanh Chương, Nghệ An nơi có truyền thống hiếu học từ bao đời nay. Đa số học sinh, phụ huynh và mọi từng lớp xã hội đều xác định tầm quan trọng số một cho sự phát triển tương lai của thế hệ trẻ. Vì thể việc đầu tư về các điều kiện cho giáo dục được quan tâm hàng đầu. Đội ngũ giáo viên trong tổ chuyên môn có trình độ đạt chuẩn và trên chuẩn đáp ứng được các đổi mới của giáo dục trong thời đại mới. Việc học tập để phát triển chuyên môn nghiệp vụ luôn được cá nhân chú trọng và được các tổ chức, lãnh đạo nhà trường quan tâm tạo điều kiện. 4.3.2. Khó khăn Bên cạnh những thuận lợi nói trên thì việc dạy học vật lí và công nghệ còn có nhiều khó khăn vướng mắc. Vì trường đóng ở vùng nông thôn nên chủ yếu trong việc dạy và học hầu như chỉ vận dụng các điều kiện vật chất của nhà trường, còn việc khai thác các điều kiện ngoài trường như các nhà máy, khu công nghệp, viện bảo tàng, trường đại học, cao đẳng…còn khó khăn và hạn chế. Mặt bằng chung đầu vào của học sinh nhà trường còn thấp so với các trường trong huyện, trong tỉnh nên ảnh hưởng đến việc chủ động khám phá kiến thức, kỹ năng của các em trong quá trình khám phá kiến thức. Hầu hết các giáo viên dạy công nghệ đều là các giáo viên dạy vật lý kiêm nhiệm nên phần nào ảnh hưởng đến chất lượng tổ chức cho các em học sinh trong việc tổ chức, hỗ trợ các em học sinh khám phá kiến thức về môn công nghệ. 4.4. Sự cần thiết của việc vận dụng dạy học tr ải nghi ệm STEM nh ằm phát triển phẩm chất và năng lực cho học sinh. Hoạt động giáo dục trong nhà trường áp dụng các phương pháp tích cực hóa hoạt động của học sinh, trong đó giáo viên đóng vai trò tổ chức,hướng dẫn hoạt động cho học sinh, tạo môi trường học tập thân thiện và tình huống có vấn đề để khuyến khích học sinh tích cực tham gia vào tổ chức hoạt động học tập, tự 9
phát hiện năng lực, nguyện vọng của bản thân, rèn luyện thói quen và khả năng tự học, phát huy tiềm năng và những kiến thức, kỹ năng đã tích lũy được để phát triển. Các hoạt động học tập của học sinh bao gồm hoạt động khám phá vấn đề, hoạt động luyện tập và hoạt động thực hành, được thực hiện bởi sự hỗ trợ của thiết bị dạy học, đặc biệt là công cụ tin học và các hệ thống tự động hóa của kĩ thuật số. Trong xu hướng cách mạng công nghiệp 4.0, nguồn lao động chất lượng caokhông chỉ cần thiết có kiến thức chuyên ngành mà đòi hỏi sự hiểu biết liên ngành. Ngoài ra các kĩ năng sử dụng kiến thức để giải quyết vấn đề, tạo sản phẩm sáng tạo và làm việc nhóm ngày càng được đề cao. Trong khi đó ảnh hưởng của khoa học, công nghệ, đặc biệt là công nghệ thông tin dần chiếm ưu thế trên mọi mặt trận của cuộc sống. Giáo dục STEM là một hướng tiếp cận mới giúp trang bị cho học sinh những kiến thức cần thiết liên quan đến 4 lĩnh vực là khoa học, công nghệ, kỹ thuật và toán. Cho nên việc vận dụng dạy học trải nghiệm STEM nhằm phát triển phẩm chất và năng lực cho học sinh là một yêu cầu cần thiết trong giáo dục hiện nay đặc niệt sắp tới hướng đến thực hiện chương trình giáo dục phổ thông 2018. Kết luận chương 1 Vật lý và công nghệ là một môn khoa học tự nhiên, các kiến thức vật lý và công nghệ rất gần gũi với cuộc sống mỗi chúng ta, vật lý giúp chúng ta giải thích được các hiện tượng xẩy ra trong cuộc sống hàng ngày. Chương trình vật lý và công nghệ phổ thông chủ yếu là vật lý thực nghiệm nên nó có vai trò quan trọng trong việc phát triển phẩm chất và năng lực cho người học. Việc phát triển phẩm chất và năng lực cho học sinh là một nhiệm vụ rất quan trọng trong dạy học vật lý và công nghệ. Việc phát triển phẩm chất và năng lực cho học sinh bằng cách rèn luyện các thao tác, hành động, phương pháp nhận thức cơ bản nhằm chiếm lĩnh kiến thức vật lý, áp dụng sáng tạo để giải quyết các vấn đề trong học tập và lao động thực tiễn trong cuộc sống sau này. Trong chương 1, chúng tôi đã trình bày cơ sở lý luận cho việc Vận dụng dạy học trải nghiệm STEM bài “Động cơ không đồng bộ” Vật lý 12, Công nghệ 12 nhằm phát triển phẩm chất, năng lực cho học sinh . Những vẫn đề cơ bản được chúng tôi làm sáng tỏ trong chương có thể tóm tắt như sau: Khái niệm về phẩm chất và phân loại phẩm chất Khái niệm về năng lực và phân loại năng lực Tìm hiểu thực trạng, thuận lợi và khó khăn trong dạy học vật lý và công nghệ theo hướng phát triển phẩm chất và năng lực cho HS. Theo quan điểm dạy học vật lý hiện đại, việc phát triển phẩm chất và năng lực cho HS 10
được đặt ngang tầm với nhiệm vụ trang bị kiến thức cho người học. Đặc biệt đối vói học sinh có thiên hướng trở thành nhà nghiên cứ thì nó con quan trọng hơn rất nhiều. Trên cơ sở nghiên cứu lý luận ở chương 1, trong chương 2 chúng tôi sẽ tiến hành xây dựng các tiến trình vận dụng dạy học trải nghiệm STEM nhằm phát triển phẩm chất và năng lực cho học sinh. Phục vụ dạy học bài “Động cơ không đồng bộ” vật lý 12 và công nghệ 12 THPT. CHƯƠNG 2 PHÁT TRIỂN PHẨM CHẤT NĂNG LỰC THÔNG QUA DẠY HỌC VẬN DỤNG TRẢI NGHIỆM STEM BÀI “ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ” VẬT LÝ 12, CÔNG NGHỆ 12 THPT. 1. Kiến thức liên quan bài “Động cơ không đồng bộ” trong vật lý công nghệ 12 THPT. Đề tài tích hợp liên môn “Động cơ không đồng bộ ba pha” được biên soạn dựa trên kiến thức chính của môn vật lý và công nghệ 12 bài 26 trang 103, có sự khai thác một số nội dung trong môn vật lý 11 bài 23 trang 142 ở trung học phổ thông, cụ thể như sau: Môn vật lý 11: Qua khảo sát nội dung kiến thức môn vật lý 11 bài 23 trang 142 ở trung học phổ thông, cho thấy có một số kiến thức có liên quan với kiến thức bài 26, môn công nghệ 12. Đó là nội dung về hiện tượng cảm ứng điện từ và từ trường quay. Môn công nghệ 12: Trong chương trình công nghệ 12, bài 26 trang 103 là bài: Động cơ không đồng bộ ba pha được biên soạn đơn giản, ngắn gọn. Nội dung chính của bài 26 đề cấp đến công dụng, cấu tạo, nguyên tắc hoạt động và cách đấu dây. Nhưng chưa đề cập đến việc giải thích về nguyên tắc hoạt động dựa vào định luật Lenxơ và vận dụng qui tắcbàn tay trái. Môn vật lý 12: Qua khảo sát nội dung kiến thức môn vật lý 12 bài 18 trang 95 ở trung học phổ thông, cho thấy có một số kiến thức có liên quan với kiến 11
thức bài 26, môn công nghệ 12. Đó là nội dung về nguyên tắc hoạt động của động cơ không đồng bộ ba pha với thí nghiệm về nguyên tắc hoạt động của động cơ không đồng bộ ba pha. Như vậy, có thể tích hợp các nội dung kiến thức nói trên của hai môn học công nghệ và vật lý để xây dựng một chuyên đề học tập tích hợp liên môn và tổ chức dạy học cho học sinh phương pháp dạy học tích cực theo định hướng phát triển năng lực học sinh. Sau khi học song chuyên đề này học sinh có kiến thức tổng hợp về cấu tạo, công dụng và nguyên tắc hoạt động cụ thể của động cơ không đồng bộ ba pha. 2. Nguyên tắc xây dựng tiến trình dạy học “Động cơ không đồng bộ” vật lý công nghệ 12 THPT theo hướng phát triển phẩm chất năng lực cho học sinh. Để xây dựng tiến trình dạy học có hiệu quả và phù hợp với các đối tượng học sinh chúng tôi đề xuất về nguyên tắc xây dựng tiến trình dạy học như sau: Tiến trình dạy học phải được xây dựng theo hướng đổi mới phương pháp dạy học lấy học sinh làm trung tâm cho hoạt động. Học sinh phải làm chủ quá trình học tập để rèn luyện kiến thức kỹ năng qua đó hình thành các phẩm chất và năng lực. Để đáp ứng được yêu cầu đó thì tiến trình dạy học có thể được xây dựng thông qua bốn cấp độ. Cấp độ 1: Hình thành các phẩm chất năng lực cho học sinh thông qua việc hướng dẫn các em khám phá các kết quả đã được xác lập. Trong cấp độ này, trên các câu hỏi gợi mở của giáo viên, học sinh thực hiện tuần tự các hoạt động theo quy trình đã có sẵn. Việc thực hiện hoạt động này giúp học sinh khẳng định lại và làm sâu sắc hơn kiến thức đã được học. Cấp độ 2: Hình thành các phẩm chất và năng lực thông qua việc hướng dẫn các em khám phá kiến thức dựa trên một quá trình đã được xây dựng. Trong cấp độ này, học sinh làm theo câu hỏi gợi mở và một quy trình có sẵn do giáo viên tạo ra. Học sinh thực hiện các bước và giải thích kết quả từ quá trình thực hiện của mình. Cấp độ này, giúp học sinh làm quen với quy trình thí nghiệm và khảo sát và tập suy nghĩ độc lập dựa vào kết quả thu thập được. Cấp độ 3: Hình thành các phẩm chất và năng lực thông qua việc hướng dẫn các em khám phá kiến thức dựa trên định hướng ban đầu. Trong cấp độ này, giáo viên chỉ cung cấp cho học sinh câu hỏi gợi ý, một định hướng để thực hiện thí nghiệm hay khảo sát. Giáo viên không cung cấp cụ thể chi tiết các bước tiến hành như thế nào. Học sinh phải chủ động suy nghĩ, làm việc nhóm và thảo luận với nhau nhiều để quyết định chọn cách thực hiện nào. Cấp độ 4: Hình thành các phẩm chất và năng lực cho học sinh thông qua việc hướng dẫn các em khám phá giống như một nhà khoa học. Ở cấp độ này, học 12
sinh tự nêu ra câu hỏi hoặc vẫn đề cần giải quyết. Học sinh cũng tự thảo luận và tra cứu các nguồn tài liệu để tìm ra một quy trình thực hiện thí nghiệm hoặc khảo sát giúp trả lời câu hỏi ban đầu. 3. Xây dựng tiến trình dạy học bài động cơ không đồng bộ nhằm phát triển phẩm chất, năng lực cho học sinh. Các tiến trình dạy học được xây dựng như sau: A. MỤC TIÊU DẠY HỌC Kí hiệu Phẩm chất, Mục tiêu mục tiêu năng lực (mã hóa) NĂNG LỰC ĐẶC THÙ Phân loại được động cơ điện xoay chiều và nêu được khái niệm động cơ điện xoay chiều. VL1.1 Biết được công dụng, mô tả được cấu tạo đơn giản của động cơ không đồng bộ. Vận dụng kiến thức định luật Lenxo để giải thích nguyên tắc hoạt động của động cơ không đồng bộ. Nhận thức vật Trình bày được nguyên tắc hoạt động của động lí cơ không đồng bộ. Vận dụng kiến thức cách tạo ra từ trường VL1.2 quay để vận dụng cho động cơ không đồng bộ xoay chiều một pha và một số ứng dụng của động cơ không đồng bộ xoay chiều một pha. Nêu được khái niệm động cơ không đồng bộ xoay chiều ba pha, vận dụng kiến thức ứng dụng động cơ không đồng bộ xoay chiều ba pha. Mô tả cấu tạo của động cơ không đồng bộ Tìm hiểu thế xoay chiều ba pha. giới tự nhiên VL2.1 dưới góc độ Biết cách đấu dây động cơ không đồng bộ xoay vật lí chiều ba pha 13
Vận dụng kiến Mô tả cấu tạo và kể tên một số động cơ không VL3.1 thức, kĩ năng đã đồng bộ xoay chiều ba pha và những ứng dụng học thực tế. Đọc và giải tích các thông số kỹ thuật trên nhãn hiệu của động cơ không đồng bộ xoay chiều ba pha. NĂNG LỰC CHUNG Tự lực trong việc tìm kiếm thông tin, tìm hiểu về TLTC Tự lực và tự độngcơ không đồng bộ, ứng dụng và phân loại chủ động cơ không đồng bộ. Giao tiếp và Năng lực giao tiếp và hợp tác trong quá trình tìm GTHT hợp tác hiểu lý thuyết liên quan đến động cơ không đồng bộ, trao đổi để thốn nhất phương án chế tạo động cơ đơn giản, hoàn thành bài thu hoạch Giải quyết vấn Nêu được phương án chế tạo động cơ không GQST đề và sáng tạo đồng bộ đơn giản. PHẨM CHẤT CHỦ YẾU Trung thực trong thực hiện các yêu cầu của hoạt Trung thực TT động học tập mà giáo viên đã hướng dẫn. Thu dọn gọn gàng các dụng cụ sau khi làm thí Trách nhiệm TN nghiệm. Chăm chỉ trong các hoạt động thí nghiệm và các Chăm chỉ CC hoạt động học. B. THIẾT BỊ DẠY HỌC VÀ HỌC LIỆU 1. Thiết bị dạy học Tranh vẽ cấu tạo động cơ không đồng bộ, động cơ không đồng bộ một pha và động cơ không đồng bộ ba pha. Vật thật: Thiết bị động cơ không đồng bộ, động cơ không đồng bộ một pha và động cơ không đồng bộ ba pha. Máy tính, máy chiếu, phần mềm, video mô phỏng về nguyên lí hoạt động của động cơ không đồng bộ và động cơ không đồng bộ ba pha. Phiếu học tập, các nội dung cần báo cáo. 14
Giấy A0 và bút lông để nhóm học sinh viết vào giấy A0 lên bảng thuyết trình 2. Tài liệu hỗ trợ Sách giáo khoa Công nghệ 12, SGK vật lý 12, SGK vật lý 11, SGK Nghề điện dân dụng lớp 11 Các trang web và phần mềm máy tính phù hợp với năng lực của học sinh và cung cấp đầy đủ thông tin liên quan đến việc thực hiện chủ đề. Các tài liệu cần thiết cho đề tài, bao gồm các tài liệu động cơ không đồng bộ, động cơ không đồng bộ một pha và động cơ không đồng bộ ba pha. Sử dụng CNTT và tìm hiểu hình ảnh của Internet và Violet C. TIẾN TRÌNH DẠY HỌC (Thể hiện ở 3.1; 3.2; 3.3) Hoạt Nội dung dạy học Phương động Mục tiêu PP/KTDH án đánh học trọng tâm (Chỉ ghi kí giá chủ đạo (thời hiệu) (Nội dung vở gian) của HS) HĐ1. VL1.1 1. Tìm hiểu các PPDH: PP lớp GV đánh Nghiên nội dung lí học đảo ngược. giá dựa GT HT cứu kiến thuyết liên vào: KTDH giao thức về TT quan động cơ nhiệm vụ. Bảng ghi động cơ không đồng bộ TN chép cá không nhân đồng bộ CC và lập kế Bảng số hoạch dự liệu và án “chế bảng tạo động thuyết cơ không trình của đồng bộ” nhóm đơn giản. (45 phút) HĐ2: VL1.2 2. Trải nghiệm PP dạy học trải GV đánh Trải về ứng dụng nghiệm thực giá học TT nghiệm động cơ đồng tiễn sinh và học thực tế CC bộ trong cuộc sinh đánh 15