Sáng kiến kinh nghiệm Vận dụng giáo dụng STEM vào dạy học chủ đề “Cơ học và đời sống thực tiễn” Vật lý 10 Trung học phổ thông

 SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM 
 Đề tài: 
 VẬN DỤNG GIÁO DỤC STEM VÀO DẠY HỌC CHỦ 
ĐỀ “ CƠ HỌC VÀ ĐỜI SỐNG THỰC TIỄN ” VẬT LÝ 
 10 TRUNG HỌC PHỔ THÔNG 
 MÔN : VẬT LÝ 
 Lĩnh vực : Phương pháp dạy học môn Vật lý lớp 10 
 MỤC LỤC 
PHẦN I : ĐẶT VẤN ĐỀ 1 
1. Lí do chọn đề tài ....................................................................................................... 1 
2. Đối tượng, phạm vi đề tài:........................................................................................ 1 
3. Nhiệm vụ nghiên cứu: .............................................................................................. 1 
4. Phương pháp nghiên cứu .......................................................................................... 2 
5. Tính mới và đóng góp của đề tài .............................................................................. 2 
PHẦN II: NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 3 
I. CƠ SỞ NGHIÊN CỨU ........................................................................................... 3 
1. Cơ sở lý luận ........................................................................................................... 3 
1.1. Khái niệm dạy học STEM ..................................................................................... 3 
1.2. Xu thế tất yếu của dạy học STEM trong thời gian tới .......................................... 6 
1.3. Vận dụng phương pháp dạy học STEM ở trường phổ thông. ............................... 6 
1.4. Xây dựng chủ đề giáo dục STEM ......................................................................... 8 
2. Cơ sở thực tiễn ...................................................................................................... 11 
2.1. Thực trạng dạy và học môn Vật lý ở trường THPT Quỳnh Lưu 3 hiện nay ...... 11 
2.2. Những thuận lợi và khó khăn khi đưa STEM vào trường phổ thông hiện nay .. 13 
2.3. Các biện pháp đưa STEM vào môn Vật lý trường Trung học phổ thông hiện nay
 .................................................................................................................................... 14 
2.4. Kết hợp xây dựng các chủ đề dạy học STEM với phương pháp dạy học truyền 
thống. .......................................................................................................................... 15 
2.5. Xây dựng chủ đề minh họa theo hướng giáo dục STEM .................................... 16 
2.6. Kết quả triển khai ở trường THPT ...................................................................... 41 
PHẦN III. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 47 
 3 
 Vận dụng giáo dụng STEM vào dạy học chủ đề “ Cơ học và đời sống thực tiễn” 
 Vật lý 10 Trung học phổ thông 
 PHẦN I : ĐẶT VẤN ĐỀ 
 1. Lí do chọn đề tài 
 Thực hiện Nghị quyết Hội nghị lần thứ 8, Ban chấp hành Trung ương khóa XI 
Nghị quyết số 29-NQ/TW về đổi mới căn bản, toàn diện giáo dục và đào tạo, đáp ứng 
yêu cầu công nghệ hóa, hiện đại hóa trong điều kiện kinh tế thị trường định hướng xã 
hội chủ nghĩa và hội nhập quốc tế, toàn ngành giáo dục đang ra sức nỗ lực để thực hiện 
nâng cao chất lượng của nền giáo dục nước nhà. Trong đó, mỗi giáo viên đóng một vai 
trò then chốt cho sự phát triển đó, là một giáo viên THPT tôi luôn trăn trở để tìm ra giải 
pháp tốt nhất để đáp ứng nhu cầu đất nước. 
 Đáp ứng mục tiêu giáo dục trong chiến lược phát triển giáo dục mới chuyển từ 
chương trình tiếp cận nội dung sang tiếp cận năng lực người học, lấy người học làm 
trung tâm, gắn lý thuyết với thực tiễn, tư duy và hành động, nhà trường và xã hội, hướng 
đến sự hình thành và phát triển năng lực của học sinh. Từ đặc trưng của môn Vật Lý: 
là môn khoa học tự nhiên có nhiều ứng dụng và vai trò quan trọng trong đời sống, ngoài 
ra nói có mối liên kết với nhiều môn khác nhau như Toán học, Sinh học, Công nghệ, 
Hóa học....Do đó ứng dụng kiến thức Vật lý và kết hợp các môn khác trong cuộc sống 
rất phong phú, liên quan đến nhiều vấn đề và ngành nghề trong xã hội. 
 Từ những ưu điểm đó, dạy học theo định hướng mới gắn với STEM môn Vật lý 
THPT nhằm nâng cao nghệ thuật dạy học, cũng như phát huy tính sáng tạo trong việc 
dạy và học. Góp phần nâng cao chất lượng giảng dạy trong trường, góp phần phát huy 
tính chủ động tích cực, sáng tạo của học sinh trong học tập cũng như biết vận dụng kiến 
thức đó vào đời sống thực tiễn. Rèn luyện cho học sinh kỹ năng giao tiếp, kỹ năng hợp 
tác, kỹ năng giải quyết vấn đề và tư duy phản biện ở góc độ là nhà nghiên cứu, nhà sản 
xuất, một người sử dụng sản phẩm. Học sinh luôn tự tin bày tỏ ý tưởng của mình và 
luôn có những ý tưởng mới trong học tập phần nào đáp ứng việc hướng tới mục tiêu 
giáo dục. 
 Từ những lý do trên, tôi đã nghiên cứu Vận dụng giáo dục STEM vào dạy học 
chủ đề “Cơ học và đời sống thực tiễn ” Vật Lý 10 Trung học phổ thông. Với đề tài này 
tôi hi vọng sẽ mang lại cho bản thân, đồng nghiệp và các em học sinh một tài liệu nghiên 
cứu, học tập bổ ích. 
 2. Đối tượng, phạm vi đề tài: 
 Đề tài thực hiện cụ thể trên các lớp 10 của bản thân tôi dạy tại trường THPT 
Quỳnh Lưu 3. 
 3. Nhiệm vụ nghiên cứu: 
 1 
 Vận dụng giáo dụng STEM vào dạy học chủ đề “ Cơ học và đời sống thực tiễn” 
 Vật lý 10 Trung học phổ thông 
 PHẦN II: NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 
 I. CƠ SỞ NGHIÊN CỨU 
 1. Cơ sở lý luận 
 1.1. Khái niệm dạy học STEM 
 STEM là viết tắt của các từ Science (khoa học), Technology (công nghệ), 
Engineering (kỹ thuật) và Math (toán học). Giáo dục STEM về bản chất được hiểu là 
trang bị cho người học những kiến thức và kỹ năng cần thiết liên quan đến các lĩnh vực 
khoa học, công nghệ, kỹ thuật và toán học. Sự phát triển về Khoa học, Công nghệ, Kĩ 
thuật và Toán học được mô tả bởi chu trình STEM (Hình 1.1), 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. 
 Science 
 (Nhà khoa khoa (Nhà học: 
 Scientists: answer questions
 Trả lờihỏi) câu 
 Technology Math 
 Knowledge 
 (Kỹ sư: Giải vấn(Kỹ sư: quyết đề)
 Engineers: Solve problems
 Engineering 
 the STEM cycle 
 Hình 1.1. 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 
 3 
 Vận dụng giáo dụng STEM vào dạy học chủ đề “ Cơ học và đời sống thực tiễn” 
 Vật lý 10 Trung học phổ thông 
 Kiến thức 
 lĩnh vực 
 STEM 
 Làm việc Tiêu chí chủ Giải quyết 
 nhóm đề STEM vấn đề thực 
 tiễn 
 Định hướng 
 thực hành 
 Hình 1.2. Tiêu chí của chủ đề giáo dục STEM 
 - Chủ đề STEM hướng tới giải quyết các vấn đề trong thế giới thực 
 Vận dụng kiến thức STEM để giải quyết các vấn đề thực tiễn chính là mục tiêu 
của dạy học theo quan điểm STEM. Do vậy, bài học STEM không phải là để giải quyết 
các vấn đề mang tính tưởng tượng và xa rời thực tế mà nó luôn hướng đến giải quyết 
các vấn đề các tình huống trong xã hội, kinh tế, môi trường trong cộng đồng địa phương 
của họ cũng như toàn cầu 
 Chủ đề STEM phải hướng tới việc HS vận dụng các kiến thức trong lĩnh vực 
STEM để giải quyết vấn đề 
 Tiêu chí này nhằm đảm bảo theo đúng tinh thần giáo dục STEM, qua đó mới 
phát triển được những năng lực chuyên môn liên quan. 
 Chủ đề STEM định hướng thực hành. 
 Định hướng hành động là một đặc điểm của quan điểm STEM. Chỉ khi chủ đề 
STEM định hướng thực hành mới đảm bảo hình thành và phát triển năng lực cho HS. 
Điều này sẽ giúp HS có được kiến thức từ kinh nghiệm thực hành chứ không phải chỉ 
từ lí thuyết. Chính các hoạt động thực tế này sẽ giúp HS nhớ kiến thức lâu hơn và sâu 
hơn. HS 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, GV không còn là người truyền đạt kiến thức nữa mà sẽ là người 
hướng dẫn để HS tự xây dựng kiến thức cho chính mình . 
 Chủ đề STEM làm việc nhóm giữa các HS 
 Trên thực tế có những chủ đề STEM vẫn có thể triển khai cá nhân. Tuy nhiên, 
làm việc theo nhóm là hình thức làm việc phù hợp trong việc giải quyết các nhiệm vụ 
 5 
 Vận dụng giáo dụng STEM vào dạy học chủ đề “ Cơ học và đời sống thực tiễn” 
 Vật lý 10 Trung học phổ thông 
 1.3.1. Vì sao vận dụng phương pháp dạy học STEM vào môn vật lý trường 
phổ thông 
 Kiến thức mà học sinh cần học để sử dụng giải quyết vấn đề trong giáo dục 
STEM thuộc những kiến thức khoa học, chủ yếu thuộc các môn khoa học tự nhiên. 
Ở cấp trung học cơ sở và trung học phổ thông kiến thức thuộc các môn hóa học, sinh 
học, vật lý, công nghệ, khoa học tự nhiêntrong đó STEM vật lý sẽ thuộc môn vật 
lý. Ứng dụng STEM trong dạy học vật lý là phương thức giáo dục ứng dụng những 
kiến thức đã học liên quan đến bộ môn vật lý vào giải quyết những vấn đề trong thực 
tiễn cuộc sống. 
 Đối với giáo viên 
 Ứng dụng STEM trong dạy học vật lý cũng như những môn học khác, giáo 
viên đóng vai trò là người tổ chức, kiểm tra, định hướng những hoạt động của học 
sinh. 
 Đối với học sinh 
 Học sinh tích cực và chủ động để chiếm lĩnh kiến thức và vận dụng tiệt để 
những kiến thức đã học vào giải quyết những vấn đề trong cuộc sống. 
 Qua quá trình thực hiện tôi nhận thấy những hiệu quả cụ thể sau: 
 - Đối với giáo viên: cần huy động kiến thức của nhiều môn học về khoa học, kĩ 
thuật, toán học và tin học. Giáo viện sẽ học hỏi tham vấn ý kiến chuyên môn của các 
bộ môn liên quan. Qua mỗi lần soạn bài như vậy kiến thức của mình không chỉ được 
nâng lên mà các kĩ năng cũng được rèn luyện, kĩ năng sử dụng thí nghiệm thực hành, 
kĩ năng tổ chức quản lí học sinh bên ngoài lớp học và kĩ năng ứng dụng công nghệ 
thông tin. 
 - Đối với người học: ngoài những mục tiêu mà một tiết học mang lại là nội dung 
kiến thức, khả năng áp dụng kiến thức vào thực tiễn thì bài học giúp người học hiểu rõ 
bản chất, thấy được mọi sự vật hiện tượng trong thế giới luôn có mối liên hệ biện chứng 
với nhau. Đồng thời người học rèn luyện được tính tự học, tự giác cao, năng lực làm 
việc nhóm, năng lực giải quyết vấn đề trong bối cảnh thực tế. Người học có thể hình 
thành các dự án khoa học cho việc phát triển bản thân trong tương lai. 
 1.3.2. Vì sao vận dụng phương pháp dạy học STEM vào “ Cơ học” 
 Đối tượng nghiên cứu là chương “Cơ học” và các ứng dụng kỹ thuật trong cuộc 
sống Vì vậy nó mang đầy đủ các đặc điểm đặc trưng của môn Vật lý nói chung đó là: 
tính đa chức năng, đa phương án, tính tiêu chuẩn hoá và tính kinh tế. 
 Tính đa chức năng của đối tượng nghiên cứu có nghĩa là một sản phẩm kĩ thuật 
 7