DẠY HỌC CHỦ ĐỀ “THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU CHỈNH ĐỘ ẨM KHÔNG KHÍ TRONG PHÒNG” THEO GIÁO DỤC STEM

D Ạ Y H Ọ C V Ậ T L Í T H E O G I Á O D Ụ C S T E M

vectorstock.com/24597468

Ths Nguyễn Thanh Tú eBook Collection

DẠY HỌC CHỦ ĐỀ “THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU CHỈNH ĐỘ ẨM KHÔNG KHÍ TRONG PHÒNG” THEO ĐỊNH HƯỚNG GIÁO DỤC STEM WORD VERSION | 2022 EDITION ORDER NOW / CHUYỂN GIAO QUA EMAIL TAILIEUCHUANTHAMKHAO@GMAIL.COM

Tài liệu chuẩn tham khảo Phát triển kênh bởi Ths Nguyễn Thanh Tú Đơn vị tài trợ / phát hành / chia sẻ học thuật : Nguyen Thanh Tu Group Hỗ trợ trực tuyến Fb www.facebook.com/DayKemQuyNhon Mobi/Zalo 0905779594

www.youtube.com/c/daykemquynhon/community I

FI

CI

AL

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM

ƠN

OF

HUỲNH MAI THUẬN

QU Y

NH

DẠY HỌC CHỦ ĐỀ “THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU CHỈNH ĐỘ ẨM KHÔNG KHÍ TRONG PHÒNG” THEO ĐỊNH HƯỚNG GIÁO DỤC STEM

DẠ Y

KÈ

M

LUẬN VĂN THẠC SĨ LÝ LUẬN VÀ PPDH BỘ MÔN VẬT LÍ

ĐÀ NẴNG – NĂM 2021

www.youtube.com/c/daykemquynhon/community II

FI

CI

AL

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM

OF

HUỲNH MAI THUẬN

QU Y

NH

ƠN

DẠY HỌC CHỦ ĐỀ “THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU CHỈNH ĐỘ ẨM KHÔNG KHÍ TRONG PHÒNG” THEO ĐỊNH HƯỚNG GIÁO DỤC STEM

Chuyên ngành: Lý luận và PPDH Bộ môn Vật lí Mã số: 8.14.01.11

DẠ Y

KÈ

M

ĐỀ CƯƠNG LUẬN VĂN THẠC SĨ

Người hướng dẫn khoa học: TS. Dương Xuân Quý

ĐÀ NẴNG – NĂM 2021

www.youtube.com/c/daykemquynhon/community I

AL

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan bản luận văn này là kết quả nghiên cứu của riêng tôi. Các số

CI

liệu, các kết quả, tài liệu được trích dẫn trong luận văn là trung thực. Kết quả nghiên

Chúng tôi chịu trách nhiệm với lời cam đoan của mình.

FI

cứu này không trùng với bất cứ công trình nào đã được công bố trước đó.

OF

Đà Nẵng, tháng 4 năm 2021

ƠN

Tác giả luận văn

DẠ Y

KÈ

M

QU Y

NH

Huỳnh Mai Thuận

www.youtube.com/c/daykemquynhon/community II LỜI CẢM ƠN

AL

Chúng tôi xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu, Phòng Đào tạo sau đại học, Ban chủ nhiệm khoa, quý thầy,cô giảng viên khoa Vật lí, trường Đại học Sư phạm

CI

ĐHĐN và quý thầy, cô giảng viên trực tiếp giảng dạy, giúp đỡ chúng tôi trong suốt quá trình học tập.

FI

Chúng tôi xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu, quý thầy, cô giáo Vật lí trường PT Hermann Gmeiner đã nhiệt tình giúp đỡ, trao đổi và tạo điều kiện thuận lợi

OF

cho chúng tôi trong quá trình nghiên cứu và thực hiện đề tài.

Đặc biệt chúng tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới thầy giáo hướng dẫn - TS. Dương Xuân Quý đã tận tình hướng dẫn và luôn động viên giúp đỡ chúng tôi trong

ƠN

quá trình nghiên cứu và hoàn chỉnh luận văn.

Cuối cùng, chúng tôi xin bày tỏ lòng biết ơn tới gia đình, người thân và bạn bè

DẠ Y

KÈ

M

QU Y

NH

đã luôn giúp đỡ, động viên chúng tôi hoàn thành luận văn này. Đà Nẵng, tháng 4 năm 2021 Tác giả luận văn

Huỳnh Mai Thuận

www.youtube.com/c/daykemquynhon/community III

CI

AL

BẢNG KÍ HIỆU CHỮ VIẾT TẮT:

Kí hiệu viết tắt

Nội dung viết tắt

1

GQVĐ

Giải quyết vấn đề

2

GQVĐTT

Giải quyết vấn đề thực tiễn

3

GV

Giáo viên

4

HS

Học sinh

5

Hv

Hành vi

6

NL

Năng lực

7

NXB

Nhà xuất bản

8

SGK

9

THPT

10

TNSP

11

TS

OF

ƠN

Sách giáo khoa

NH

Trung học phổ thông Thực nghiệm sư phạm

QU Y

Tiến sĩ

M KÈ DẠ Y

FI

STT

www.youtube.com/c/daykemquynhon/community IV MỤC LỤC

AL

LỜI CAM ĐOAN....................................................................................................... I LỜI CẢM ƠN ........................................................................................................... II

CI

BẢNG KÍ HIỆU CHỮ VIẾT TẮT: .......................................................................... III DANH MỤC CÁC BẢNG:........................................................................................ VI

FI

DANH MỤC HÌNH ẢNH: ..................................................................................... VII MỞ ĐẦU ..................................................................................................................... 1

OF

CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN VỀ DẠY HỌC STEM THEO HƯỚNG PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VÁN ĐỀ THỰC TIỄN CHO HỌC SINH ................................................................................................................. 6

ƠN

1.1. Giáo dục STEM trong dạy học .......................................................................... 6 1.1.1. Khái niệm về dạy học STEM ..................................................................... 6 1.1.2. Một số vấn đề cơ bản về giáo dục STEM ................................................... 8

NH

1.2. Năng lực giải quyết vấn đề thực tiễn ............................................................... 20 1.2.1. Khái niệm năng lực .................................................................................. 20 1.2.2. Khái niệm năng lực GQVĐTT của học sinh ............................................. 21

QU Y

1.2.3. Cấu trúc của năng lực GQVĐTT .............................................................. 21 1.3 KẾT LUẬN CHƯƠNG 1................................................................................. 26 CHƯƠNG 2: TỔ CHỨC DẠY HỌC STEM THIẾT KẾ THIẾT BỊ ĐIỀU CHỈNH ĐỘ ẨM KHÔNG KHÍ TRONG BÀI “ĐỘ ẨM CỦA KHÔNG KHÍ” VẬT LÍ 10 .................................................................................................................................. 27

M

2.1. Xây dựng các hoạt động dạy học trải nghiệm chủ đề “Độ ẩm” ........................ 27

KÈ

2.1.1. Tên chủ đề ............................................................................................... 27 2.1.2. Phân tích bài “Độ ẩm của không khí” Vật lí 10 dưới góc độ STEM.......... 27 2.1.3. Mục tiêu................................................................................................... 27

DẠ Y

2.1.4. Thiết bị ......................................................................................... 29 2.1.5. Tiến trình dạy học: ................................................................................... 29 2.1.6. Hồ sơ dự án của học sinh: ........................................................................ 42

2.2. Đánh giá năng lực GQVĐ của HS trong dạy học qua trải nghiệm chủ đề “Độ ẩm của không khí” ................................................................................................. 47

www.youtube.com/c/daykemquynhon/community V 2.3 KẾT LUẬN CHƯƠNG 2................................................................................. 51

AL

CHƯƠNG 3. THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM ............................................................ 52 3.1. Mục đích và nhiệm vụ thực nghiệm sư phạm .............................................. 52

CI

3.1.1. Mục đích TNSP ....................................................................................... 52 3.1.2. Nhiệm vụ TNSP ....................................................................................... 52

FI

3.2. Đối tượng và nội dung thực nghiệm sư phạm .............................................. 52

OF

3.2.1. Đối tượng TNSP ...................................................................................... 52 3.2.2. Nội dung TNSP ........................................................................................ 52 3.3. Phương pháp thực nghiệm sư phạm. ............................................................... 53 3.3.1. Phương pháp quan sát .............................................................................. 53

ƠN

3.3.2. Phương pháp thống kê toán học ............................................................... 53 3.4. Diễn biến và kết quả thực nghiệm sư phạm ..................................................... 53

NH

3.4.1. Diễn biến và kết quả thu được khi dạy chủ đề “Độ ẩm của không khí” và đưa ra vấn đề cần giải quyết cho HS (Vào chiều thứ 6, ngày 02/4/2021): ............... 53

QU Y

3.4.2. Tiến hành dạy học cho học sinh trình bày và bảo vệ phương án thiết kế hệ thống điều chỉnh độ ẩm không khí trong phòng. (Vào chiều thứ 6, ngày 09/4/2021): ........................................................................................................ 60 3.4.3. Tiến hành dạy học cho học sinh trình bày sản phẩm hệ thống điều chỉnh độ ẩm không khí trong phòng. (Vào chiều thứ 6, ngày 16/4/2021): ......................... 66 3.5. ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM .................................... 73 3.5.1 Xây dựng tiêu chí đánh giá........................................................................ 73

M

3.5.2 Đánh giá sự phát triển năng lực GQVĐ của HS: ...................................... 74

KÈ

3.6. KẾT LUẬN CHƯƠNG 3:............................................................................... 76 TỔNG KẾT: ............................................................................................................ 77 1. KẾT LUẬN: ..................................................................................................... 77

DẠ Y

2. KHUYẾN NGHỊ .............................................................................................. 77 TÀI LIỆU THAM KHẢO.......................................................................................... 79

www.youtube.com/c/daykemquynhon/community VI

AL

DANH MỤC CÁC BẢNG:

CI

Bảng 1.1. Cấu trúc năng lực GQVĐTT của HS Bảng 2.1. Các thí nghiệm cần thực hiện để định hướng thiết kế sản phẩm Bảng 2.2. Bảng yêu cầu sản phẩm tạo ẩm và hút ẩm

FI

Bảng 2.3 Các hoạt động và thời lượng

OF

Bảng 2.4.Các thành tố năng lực giải quyết vấn đề thực tiễn trong dạy học qua trải nghiệm

Bảng 3.1. Đánh giá khả năng hoạt động của máy tạo ẩm sử dụng loa tạo sương của nhóm 1

ƠN

Bảng 3.2. Đánh giá khả năng hoạt động của máy tạo ẩm sử dụng dây bấc và quạt đẩy của nhóm 2

Bảng 3.3. Đánh giá khả năng hoạt động của máy hút ẩm sử dụng sò nóng lạnh của

NH

nhóm 3

Bảng 3.4: Tiêu chí đánh giá các Hv.

Bảng 3.5. Kết quả thu được về năng lực giải quyết vấn đề của HS.

QU Y

Bảng 3.6. Tiêu chí đánh giá các mức độ đạt được của NL GQVĐ.

Bảng 3.7. Thống kê tỉ lệ % thành tố 1 của các nhóm.

Bảng 3.8. Thống kê tỉ lệ % thành tố 2 của các nhóm

DẠ Y

KÈ

M

Bảng 3.9 Thống kê tỉ lệ % thành tố 3 của các nhóm.

www.youtube.com/c/daykemquynhon/community VII

AL

DANH MỤC HÌNH ẢNH:

CI

Hình 1.1. Mục tiêu giáo dục STEM Hình 1.2. Mô hình 5E hướng dẫn tích hợp STEM

Hình 1.3. Tiến trình dạy học STEM theo phương pháp nghiên cứu khoa học

FI

Hình 1.4. Vòng lặp thiết kế trong giáo dục STEM

OF

Hình 1.5. Chủ đề STEM được dạy trong một môn học duy nhất Hình 1.6. Chủ đề STEM được dạy trong nhiều môn học Hình 1.7. Chủ đề STEM nhiều môn phối hợp Hình 1.8. Quy trình thiết kế chủ đề STEM

ƠN

Hình 2.1. Bản vẽ mô hình tạo ẩm dùng loa phun sương

Hình 2.2. Bản vẽ mô hình tạo ẩm dùng dây bấc và quạt đẩy Hình 2.3. Bản vẽ mô hình máy hút ẩm dùng sò nóng lạnh

NH

Hình 3.1. Bài giảng về độ ẩm và ảnh hưởng của độ ẩm không khí Hình 3.2. Báo cáo về các sản phẩm tạo ẩm, hút ẩm có trên thị trường Hình 3.3. Hình ảnh báo cáo về các sản phảm hút ẩm và tạo ẩm

QU Y

Hình 3.4. Nhiệt độ và độ ẩm không khí tại lớp học Hình 3.5. Thực nghiệm về tác nhân đẩy nhanh sự bay hơi của nước Hình 3.6. Thí nghiệm làm bốc hơi nước trên dây bấc Hình 3.7. Bản phương án thực hiện làm máy tạo ẩm của nhóm 1 Hình 3.8. Bản phương án thực hiện làm máy tạo ẩm của nhóm 2

M

Hình 3.9. Bản phương án thực hiện làm máy hút ẩm của nhóm 3 Hình 3.10. Bản thiết kế máy tạo ẩm dùng loa tạo sương

KÈ

Hình 3.11. Bản thiết máy tạo ẩm sử dụng day bấc và quạt đẩy Hình 3.12. Bản thiết kế máy hút ẩm sử dụng sò nóng lạnh Tec – 12708 Hình 3.13. Hình ảnh trình bày sảm phẩm máy tạo ẩm của nhóm 1

DẠ Y

Hình 3.14. Hình ảnh trình bày sảm phẩm máy tạo ẩm của nhóm 2 Hình 3.15. Máy hút ẩm dùng sò nóng lạnh Tec-12708 Hình 3.16. Hình ảnh trình bày sảm phẩm máy tạo ẩm của nhóm 3 Hình 3.17. Phiếu học tập số 2 của nhóm 1

www.youtube.com/c/daykemquynhon/community VIII

Hình 3.19. Phiếu học tập số 2 của nhóm 3 Hình 3.20. Hình ảnh tổng kết về sản phẩm STEM

DẠ Y

KÈ

M

QU Y

NH

ƠN

OF

FI

CI

Hình 3.21. Biểu đồ các mức độ của các nhóm đạt được ở 3 thành tố.

AL

Hình 3.18. Phiếu học tập số 2 của nhóm 2

www.youtube.com/c/daykemquynhon/community 1 MỞ ĐẦU

AL

1. Lý do chọn đề tài

Chúng ta đã bước sang thế kỷ 21, kỷ nguyên của nền kinh tế tri thức, thời đại

CI

của tư duy, đà phát triển vượt bậc của khoa học công nghệ và tốc độ tăng trưởng nhanh

của nền kinh tế. Vấn đề đổi mới – sáng tạo đang trở nên cấp thiết đối với đất nước, tổ

FI

chức, doanh nghiệp, giáo dục và các cá nhân. Đổi mới – sáng tạo chính là chìa khóa để vươn tới thành công, là yếu tố cạnh tranh của các doanh nghiệp, các tổ chức và quốc

OF

gia, là động lực phát triển giáo dục, xã hội và thay đổi thế giới.

Thực hiện Nghị quyết Trung ương 2 khóa VIII và các chủ trương của Đảng, Nhà nước về định hướng chiến lược phát triển giáo dục – đào tạo trong thời kỳ công

ƠN

nghiệp hóa, hiện đại hóa, lĩnh vực giáo dục và đào tạo nước ta với mục tiêu tổng quát là tạo chuyển biến căn bản, mạnh mẽ về chất lượng, hiệu quả giáo dục, đào tạo; đáp ứng ngày càng tốt hơn công cuộc xây dựng, bảo vệ Tổ quốc và nhu cầu học tập của

NH

nhân dân. Giáo dục con người Việt Nam phát triển toàn diện và phát huy tốt nhất tiềm năng, khả năng sáng tạo của mỗi cá nhân; yêu gia đình, yêu Tổ quốc, yêu đồng bào; sống tốt và làm việc hiệu quả. Xây dựng nền giáo dục mở, thực học, thực nghiệm, dạy tốt, học tốt, quản lý tốt; có cơ cấu và phương thức giáo dục hợp lý, gắn với xây dựng

QU Y

xã hội học tập; bảo đảm các điều kiện nâng cao chất lượng; chuẩn hóa, hiện đại hóa, dân chủ hóa, xã hội hóa và hội nhập quốc tế hệ thống giáo dục và đào tạo; giữ vững định hướng xã hội chủ nghĩa và bản sắc dân tộc. Phấn đấu đến năm 2030, nền giáo dục Việt Nam đạt trình độ tiên tiến trong khu vực. Đối với một quốc gia đang phát triển như Việt Nam, tư duy giáo dục mang tính

M

“một chiều” tồn tại trong thời gian dài, và đặc biệt là tư duy rập khuôn còn quá lớn đã

KÈ

làm thui chột khả năng sáng tạo – đổi mới của thế hệ trẻ. Hiện tại giáo dục của nước ta ở các bậc học còn rất hạn chế về phát triển tư duy khoa học và sáng tạo, chú trọng vào việc truyền đạt kiến thức, mang nặng tính nhồi nhét khiến học sinh tiếp thu kiến thức nhưng không có nhiều cơ hội để vận dụng kiến thức học được để ứng dụng vào đời

DẠ Y

sống thường ngày. Việc bồi dưỡng năng lực của người học vận dụng những kiến thức học được để giải quyết những vấn đề mà công việc và cuộc sống đặt ra còn nhiều hạn chế từ đó dẫn đến giáo dục chưa tạo ra những con người năng động biết phát hiện ra

www.youtube.com/c/daykemquynhon/community 2 những vấn đề nảy sinh ra trong công việc chuyên môn hoặc trong đời sống hàng ngày,

AL

biết phân tích và giải quyết vấn đề để thúc đẩy công việc tốt lên.

Chúng tôi lựa chọn hướng nghiên cứu là triển khai dạy học các nội dung Vật lí

CI

gắn với định hướng giáo dục STEM, nhằm phát triển các năng lực đặc thù gắn với các

yếu tố khoa học, công nghệ, kĩ thuật trên nền tảng toán học. Theo quan điểm này sẽ

FI

đáp ứng được vấn đề vận dụng kiến thức vật lý phục vụ đời sống, từ đó tạo niềm hứng thú, đam mê và sáng tạo cho học sinh trong việc học tập và ứng dụng của bộ môn vật

OF

lý vào đời sống.

Định hướng nghiên cứu một đề tài thiết kế một sản phẩm ứng dụng vào thực tế dựa vào kiến thức đã học ở trường phổ thông, tôi chọn nghiên cứu thiết kế sản phẩm

ƠN

liên quan đến độ ẩm của không khí bởi Việt Nam là đất nước có khí hậu nhiệt đới gió mùa nên thông thường độ ẩm khá cao. Khi độ ẩm cao sẽ tăng cao nguy cơ các bệnh khớp, tim mạch, ho, hen suyễn, đau đầu và những căn bệnh mãn tính kinh niên của

NH

người cao tuổi… . Khi độ ẩm bắt đầu vượt quá 80% tạo điều kiện cho cây cối phát triển, đồng thời bắt đầu xuất hiện nấm mốc, vi khuẩn, ruồi muỗi…phát triển mạnh gây nguy hại cho sức khỏe con người cũng như dễ làm ẩm mốc, hư hỏng các máy và dụng cụ quang học, điện tử, cơ khí, khí tài quân sự, lương thực, thực phẩm trong các kho

QU Y

chứa.… Độ ẩm tốt cho sức khỏe được khuyến cáo là từ 55-65%, với độ ẩm này thì khả năng thoát mồ hôi trên cơ thể người sẽ tốt hơn còn nếu độ ẩm cao hơn hay thấp hơn khoảng này thì sẽ ảnh hưởng không tốt đến sức khỏe. Trong thực tế, để chống ẩm, người ta phải thực hiện nhiều biện pháp như dùng hút ẩm, sấy nóng, thông gió, bôi dầu mỡ lên các chi tiết máy bằng kim loại, phủ lớp chất dẻo lên các bản mạch điện tử,...

M

tuy hiệu quả nhưng rất mất thời gian và tốn nhiều công đoạn thực hiện. Từ thực tế đó

KÈ

bạn cần chế tạo một thiết bị có tính thực tiễn, đơn giãn, hiệu quả, dễ sử dụng để điều chỉnh độ ẩm không khí trong phòng đến giá trị độ ẩm phù hợp. Thiết bị này dựa trên nguyên tắt hút hơi ẩm khi độ ẩm cao và tạo hơi ẩm khi độ ẩm thấp. Một thiết bị như vậy sẽ cần phải giải quyết các nhiệm vụ gì?

DẠ Y

Từ những lí do trên, tôi quyết định chọn nghiên cứu đề tài: “Thiết kế hệ thống

điều chỉnh độ ẩm không khí trong phòng theo định hướng giáo dục STEM”.

www.youtube.com/c/daykemquynhon/community 3 2. Mục tiêu nghiên cứu

AL

Dạy học chủ đề “Thiết kế hệ thống điều chỉnh độ ẩm không khí trong phòng”

theo định hướng giáo dục STEM để học sinh thiết kế được sản phẩm nhằm phát triển

CI

năng lực giải quyết vấn đề thực tiễn của HS.

FI

3. Giả thuyết khoa học

Nếu xây dựng được chủ đề “Thiết kế hệ thống điều chỉnh độ ẩm không khí

OF

trong phòng” theo định hướng giáo dục STEM trong đó học sinh thực hiện các nghiên cứu chế tạo hệ thống điều chỉnh độ ẩm không khí trong phòng thì sẽ phát triển được

ƠN

năng lực giải quyết vấn đề thực tiễn của HS. 4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

Hoạt động dạy và học ở trường THPT theo định hướng giáo dục STEM để học

NH

sinh thiết kế được sản phẩm là thiết bị điều chỉnh độ ẩm không khí.

Phạm vi kiến thức Bài 39 “Độ ẩm không khí” thuộc chương chất rắn và chất lỏng – Sự chuyển thể môn Vật lí 10 và tiến hành thực nghiệm tại trường PT Hermann

QU Y

Gmeiner Đà Nẵng

5. Nhiệm vụ nghiên cứu

- Nghiên cứu cơ sở lí luận về dạy học định hướng giáo dục STEM trong dạy học Vật lí.

- Nghiên cứu cơ sở lí luận về dạy học phát triển năng lực giải quyết vấn đề thực

M

tiễn.

KÈ

- Tìm hiểu lí thuyết về độ ẩm của không khí và các tác động của độ ẩm không khí đến con người và môi trường xung quanh.

- Xây dựng chủ đề và cách thức tổ chức dạy học chủ đề chế tạo hệ thống điều

chỉnh độ ẩm không khí trong phòng

DẠ Y

- Chế tạo mẫu thiết bị thử kiểm tra tính ứng dựng thực tiễn của thiết bị.

- Tiến hành thực nghiệm sư phạm để đánh giá tính khả thi của kế hoạch đã xây

dựng.

www.youtube.com/c/daykemquynhon/community 4 6. Phương pháp nghiên cứu

AL

6.1. Các phương pháp nghiên cứu lý thuyết - Phương pháp phân tích và tổng hợp lý thuyết

CI

- Phương pháp phân loại và hệ thống hoá lý thuyết - Phương pháp mô hình hóa

FI

- Phương pháp giả thuyết (phương pháp đề xuất và kiểm chứng giả thuyết) - Phương pháp quan sát - Phương pháp thực nghiệm sư phạm

OF

6.2. Các phương pháp nghiên cứu thực tiễn

7. Tổng quan vấn đề nghiên cứu

ƠN

6.3. Các phương pháp toán học trong nghiên cứu

Hiện đã có một số luận văn cao học nghiên cứu về dạy học STEM theo quan

NH

điểm tích hợp:

Luận văn của Hồ Thị Thùy Dung (2018) với đề tài: Tổ chức dạy học chủ đề tích hợp STEM “Máy phát điện” ở trường trung học phổ thông.

Luận văn của Thái Duy Vũ (2018) với đề tài: Tổ chức dạy học chủ đề tích hợp

QU Y

STEM “Khoa học về những cây cầu” ở trường trung học phổ thông Các tác giả xây dựng một chủ đề tích hợp ở mức độ cao, chủ đề được thực hiện trong thời gian dài nên gặp khó khăn về khâu tổ chức.

Từ tháng 7 năm 2017 đến tháng 9 năm 2019, Bộ Giáo dục và đào tạo tổ chức nhóm nghiên cứu thử nghiệm triển khai thí điểm việc dạy học tích hợp STEM ở 60

M

trường trên địa bàn 15 tỉnh thành phố. Đợt thí điểm nhằm nghiên cứu việc thực hiện

KÈ

dạy học STEM trong dạy học các môn học Toán, Vật lí, Hóa học, Sinh học, Tin học, Công nghệ. Sau thí điểm, Bộ Giáo dục và đào tạo đã rút kinh nghiệm và triển khai tập huấn GV cốt càn về dạy học STEM trên toàn quốc.

Nghiên cứu của chúng tôi hướng đến việc xây dựng chủ đề dạy học theo định

DẠ Y

hướng này chủ yếu gắn với môn học Vật lí. Các môn học khác đóng vai trò bổ trợ trong việc giải quyết tổng hợp vấn đề đặt ra.

www.youtube.com/c/daykemquynhon/community 5 8. Bố cục của luận văn

AL

Ngoài phần mở đầu, kết luận, tài liệu tham khảo và phụ lục thì cấu trúc luận văn gồm 3 chương:

CI

Chương 1: Cơ sở lí luận và thực tiễn về dạy học STEM theo hướng phát triển năng lực

FI

giải quyết vấn đề thực tiễn cho học sinh

Chương 2: Tổ chức dạy học STEM thiết kế thiết bị điều chỉnh độ ẩm không khí trong

OF

bài “Độ ẩm của không khí” Vật lí 10

ƠN

Chương 3: Thực nghiệm sư phạm.

KẾT LUẬN - Kết luận

DẠ Y

KÈ

M

QU Y

NH

- Khuyến nghị

www.youtube.com/c/daykemquynhon/community 6 CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN VỀ DẠY HỌC STEM

AL

THEO HƯỚNG PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VÁN ĐỀ

1.1.1. Khái niệm về dạy học STEM 1.1.1.1. Giáo dục STEM trong trường trung học

FI

1.1. Giáo dục STEM trong dạy học

CI

THỰC TIỄN CHO HỌC SINH

Giáo dục STEM trong trường trung học là quan điểm dạy học định hướng phát

OF

triển năng lực học sinh thuộc các lĩnh vực Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật và Toán học.

Các kiến thức và kỹ năng về Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật và Toán học được

ƠN

tổ chức dạy học tích hợp được tổ chức dạy học tích hợp theo chủ đề nhằm giúp học sinh vận dụng kiến thức để giải quyết vấn đề thực tiễn mang lại hiệu quả và có giá trị.

STEM là chữ viết tắt bằng tiếng Anh của bốn từ: Science (Khoa học),

NH

Technology (Công nghệ), Engineering (Kỹ thuật) và Maths (Toán học).

Science (Khoa học): gồm các kiến thức về Vật lý, Hóa học, Sinh học và Khoa học trái đất nhàm giúp học sinh hiểu về thế giới tự nhiên và vân dụng kiến thức đó để giải quyết vấn đề khoa học trong cuộc sống hàng ngày.

QU Y

Technology (Công nghệ): phát triển khả năng sử dụng, quản lý, hiểu và đánh giá công nghệ của học sinh, tạo cơ hội để học sinh hiểu về công nghệ được phát triển như thế nào, ảnh hưởng của công nghệ mới tới cuộc sống.

Engineering (Kỹ thuật): phát triển sự hiểu biết của học sinh về cách công nghệ đang phát triển thông qua quá trình thiết kế kỹ thuật, tạo cơ hội để tích hợp kiến thức

M

của nhiều môn học, giúp cho khái niệm liên quan trở nên dễ hiểu. Kỹ thuật cũng cung

KÈ

cấp cho học sinh những kỹ năng để vận dụng sáng tạo cơ sở Khoa học và Toán học trong quá trình thiết kế các đối tượng, các hệ thống hay xây dựng các quy trình sản xuất.

DẠ Y

Maths (Toán học): phát triển ở học sinh khả năng phân tích, biện luận và truyền

đạt ý tưởng một cách hiệu quả thông qua việc tính toán, giải thích, các giải pháp giải quyết các vấn đề toán học trong các tình huấn đặt ra.

STEM là thuật ngữ rút gọn được sử dụng khi bàn đến các chính sách phát triển

về Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học của Mỹ. Thuật ngữ này lần đầu tiên

www.youtube.com/c/daykemquynhon/community 7 được giới thiệu bởi Quỹ Khoa học Mỹ (NSF) vào năm 2001. Trước đó, năm 1990,

AL

NSF dùng thuật ngữ SMET tuy nhiên thuật ngữ này có cách phát âm giống từ

“SMUT” (một từ có ý nghĩa không tích cực), vì vậy SMET sau nay được đổi thành

CI

STEM.

Hiện nay thuật ngữ STEM được dùng trong hai ngữ cảnh khác nhau đó là ngữ

FI

cảnh giáo dục và ngữ cảnh nghề nghiệp.

Trong ngữ cảnh giáo dục, STEM nhấn mạnh đến sự quan tâm của nền giáo dục

OF

đối với các môn Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học. Quan tâm đến việc tích hợp các môn học trên gắn với thực tiễn để nâng cao năng lực cho người học. Giáo dục STEM có thể được hiểu và diễn giải ở nhiều cấp độ như: chính sách STEM, chương

ƠN

trình STEM, nhà trường STEM, môn học STEM, bài học STEM hay hoạt động STEM.

Trong ngữ cảnh nghề nghiệp, STEM được hiểu là nghề nghiệp thuộc các lĩnh

NH

vực Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học, ví dụ: Nhóm ngành nghề về CNTT; Y sinh; Kĩ thuật, Điện tử và Truyền thông….

Tùy từng ngữ cảnh khác nhau mà STEM được hiểu như là các môn học hay các

QU Y

lĩnh vực.

1.1.1.2. Giáo dục STEM

Hiện nay, giáo dục STEM được nhiều tổ chức, nhà giáo dục quan tâm nghiên cứu. Do đó, khái niệm về giáo dục STEM cũng được định nghĩa dựa trên các cách hiểu khác nhau. Có ba cách hiểu chính về giáo dục STEM hiện nay là:

M

- Giáo dục STEM được hiểu theo nghĩa là quan tâm đến các môn Khoa học,

KÈ

Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học. Đây cũng là quan niệm về giáo dục STEM của Bộ giáo dục Mỹ “Giáo dục STEM là một chương trình nhằm cung cấp hỗ trợ, tăng cường, giáo dục Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học (STEM) ở tiểu học và trung học cho đến bậc sau đại học”. Đây là nghĩa rộng khi nói về giáo dục STEM.

DẠ Y

- Giáo dục STEM được hiểu theo nghĩa là tích hợp (liên ngành) của 4 lĩnh

vực Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học, tác giả Tsupros định nghĩa “Giáo dục STEM là một phương pháp học tập tiếp cận liên ngành, ở đó những kiến thức hàn lâm được kết hợp chặt chẽ với các bài học thực tế thông qua việc HS được áp dụng những

www.youtube.com/c/daykemquynhon/community 8 kiến thức Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học vào trong những bối cảnh cụ

AL

thể tạo nên một kết nối giữa nhà trường, cộng đồng và các doanh nghiệp cho phép người học phát triển những kĩ năng STEM và tăng khả năng cạnh tranh trong nền kinh

CI

tế mới”.

- Giáo dục STEM được hiểu theo nghĩa là tích hợp (liên ngành) từ 2 lĩnh vực

FI

về Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học trở lên. Theo quan niệm này, tác giả Sanders định nghĩa “Giáo dục STEM là phương pháp tiếp cận, khám phá trong

OF

giảng dạy và học tập giữa hai hay nhiều hơn các môn học STEM, hoặc giữa một chủ đề STEM và một hoặc nhiều môn học khác trong nhà trường”.

- Bên cạnh đó, giáo dục STEM cũng được quan niệm STEM như là chương

ƠN

trình đào tạo dựa trên ý tưởng giảng dạy cho HS bốn lĩnh vực cụ thể - Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học - trong một liên ngành và phương pháp tiếp cận ứng dụng.

Thay vì dạy bốn lĩnh vực này theo những môn học tách biệt và rời rạc, STEM tổng

NH

hợp chúng thành một mô hình học tập liền mạch dựa trên các ứng dụng thực tế.

Trong nghiên cứu này giáo dục STEM được hiểu theo nghĩa thứ ba như sau: “Giáo dục STEM là một quan điểm dạy học theo tiếp cận liên ngành từ hai trong các lĩnh vực Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học trở lên. Trong đó nội dung học

QU Y

tập được gắn với thực tiễn, PPDH theo quan điểm dạy học định hướng hành động”.

1.1.2. Một số vấn đề cơ bản về giáo dục STEM 1.1.2.1. Mục tiêu giáo dục STEM Giáo dục STEM đã xuất hiện ở nhiều quốc gia trên thế giới. Tuy nhiên với

M

những bối cảnh khác nhau thì những mục tiêu cho giáo dục STEM ở các quốc gia đó

KÈ

cũng khác nhau. Tại Anh, mục tiêu giáo dục STEM là tạo ra nguồn nhân lực nghiên cứu khoa học chất lượng cao. Còn tại Mỹ mục tiêu cơ bản cho giáo dục STEM là: trang bị cho tất cả các công dân những kĩ năng về STEM, mở rộng lực lượng lao động trong lĩnh vực STEM bao gồm cả phụ nữ và dân tộc thiểu số nhằm khai thác tối đa

DẠ Y

tiềm năng con người của đất nước, tăng cường số lượng HS sẽ theo đuổi và nghiên cứu chuyên sâu về các lĩnh vực STEM. Tại Úc, mục tiêu của giáo dục STEM là xây dựng kiến thức nền tảng của quốc gia nhằm đáp ứng các thách thức đang nổi lên của việc phát triển một nền kinh tế cho thế kỉ 21. Tuy các phát biểu về mục tiêu giáo dục STEM

www.youtube.com/c/daykemquynhon/community 9 ở tầm quốc gia có khác nhau nhưng điểm chung cho các mục tiêu đó chính là sự tác

AL

động đến người học. Có thể dễ nhận thấy giáo dục STEM như là một giải pháp trong cải cách giáo dục của các quốc gia nhằm hướng tới phát triển con người nhằm đáp ứng

CI

các mục tiêu phát triển kinh tế, phát triển của quốc gia trong thời đại toàn cầu hóa đầy cạnh tranh.

FI

Trong luận văn này trình bày mục tiêu giáo dục STEM theo nghĩa chung nhất.

Dưới góc độ giáo dục và vận dụng trong bối cảnh Việt Nam, giáo dục STEM một

OF

mặt thực hiện đầy đủ mục tiêu giáo dục đã nêu trong chương trình giáo dục phổ thông, mặt khác giáo dục STEM nhằm:

- Phát triển các năng lực đặc thù của các môn học thuộc về STEM cho học

ƠN

sinh: Đó là những kiến thức, kĩ năng liên quan đến các môn học Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học. Trong đó HS biết liên kết các kiến thức Khoa học, Toán học để giải quyết các vấn đề thực tiễn. Biết sử dụng, quản lí và truy cập Công nghệ. HS biết

NH

về quy trình thiết kế và chế tạo ra các sản phẩm.

- Phát triển các năng lực cốt lõi cho HS: Giáo dục STEM nhằm chuẩn bị cho học sinh những cơ hội cũng như thách thức trong nền kinh tế cạnh tranh toàn cầu của thế kỉ 21. Bên cạnh những hiểu biết về các lĩnh vực Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật,

QU Y

Toán học, HS sẽ được phát triển tư duy phê phán, khả năng hợp tác để thành công…

- Định hướng nghề nghiệp cho HS: Giáo dục STEM sẽ tạo cho học sinh có những kiến thức, kĩ năng mang tính nền tảng cho việc học tập ở các bậc học cao hơn cũng như cho nghề nghiệp trong tương lai của HS. Từ đó, góp phần xây dựng lực lượng lao động có năng lực, phẩm chất tốt đặc biệt là lao động trong lĩnh vực STEM

DẠ Y

KÈ

M

nhằm đáp ứng mục tiêu xây dựng và phát triển đất nước.

Hình 1.1. Mục tiêu giáo dục STEM

www.youtube.com/c/daykemquynhon/community 10

AL

1.1.2.2. Quy trình giáo dục STEM a) Quy trình 5E

Quy trình 5E được Rodger W Bybee và cs xây dựng dựa trên mô hình SCIS của

CI

J. Myron Atkin và Robert Karplus (1962) - một mô hình dùng để cải tiến chương trình dạy học môn Khoa học ở HS bậc tiểu học. Kể từ năm 1980, Quy trình 5E đã được

FI

dùng để thiết kế các tài liệu giảng dạy. Quy trình hướng dẫn 5E đóng một vai trò quan trọng quá trình phát triển chương trình và xây dựng tài liệu giáo trình cho các lớp học

OF

khoa học. Ngày nay, một số tác giả đã rất quan tâm đến quy trình 5E và coi nó là một quy trình phù hợp để giáo dục STEM.

Quy trình 5E nhằm mô tả tiến trình dạy học và có thể được sử dụng trong toàn

ƠN

bộ chương trình, cho một chương hay một bài học cụ thể. Quy trình 5E gồm có 5 giai đoạn trong một chuỗi quá trình dạy học là: Engagement (Đặt vấn đề), Exploration (khám phá), Explanation (giải thích), Elaboration/Extension (mở rộng) và

KÈ

M

QU Y

NH

Evaluation (đánh giá) (Hình 1.2).

Hình 1.2. Mô hình 5E hướng dẫn tích hợp STEM

DẠ Y

Đặt vấn đề: Mục tiêu của giai đoạn này là để tạo sự chú ý và quan tâm của HS.

HS được đặt vào những tình huống, sự kiện hay vấn đề liên quan đến nội dung học tập mang tính thách thức và gợi nhu cầu HS cần phải giải quyết. Về bản chất, ở đây là tạo các tình huống có vấn đề khiến HS có những suy nghĩ như: tại sao điều đó lại có thể xảy ra, em cũng đã từng suy nghĩ nhưng không biết lí giải thế nào, em muốn tìm hiểu

www.youtube.com/c/daykemquynhon/community 11 thêm về vấn đề này… Và khi đó HS cảm thấy cần thiết phải giải quyết hay học thêm

AL

một vấn đề gì đó.

Khám phá: Đây là giai đoạn HS trải nghiệm thông qua các hoạt động như thu

CI

thập thông tin dữ liệu, quan sát mô hình, thí nghiệm, điều tra… để giải thích các hiện tượng và phát triển khả năng nhận thức của bản thân. Vai trò của GV trong giai đoạn

FI

khám phá là người chỉ dẫn và khởi đầu cho hoạt động. Cung cấp cho HS những kiến thức nền cần thiết; những dụng cụ, nguyên vật liệu phục vụ hoạt động trải nghiệm của

OF

HS và điều chỉnh những nhận thức sai lầm mà HS có thể gặp phải trong quá trình khám phá.

Đây là giai đoạn HS suy nghĩ, lập kế hoạch và tổ chức những thông tin dữ liệu

ƠN

thu thập được. Giai đoạn này HS có thể thực hiện các thí nghiệm, tiến hành nghiên cứu, thiết kế các quy trình, thiết kế mẫu… Lựa chọn và áp dụng các phương pháp tiếp cận có hệ thống thích hợp để trả lời câu hỏi mang tính phức hợp, để điều tra các vấn đề

NH

mang tính thời sự và phát triển các giải pháp cho những thách thức và các vấn đề trong thế giới thực.

Giải thích: HS phân tích và diễn giải các dữ liệu. Trao đổi những kiến thức và các giải pháp mang tính khả thi. Sử dụng công nghệ thích hợp để phân tích và thông

QU Y

tin liên lạc.

Mở rộng: Giai đoạn này HS có cơ hội được mở rộng và củng cố những hiểu biết của mình về các khái niệm, kiến thức. Học sinh tinh chỉnh các giải pháp, các quy trình. Sửa đổi quy trình thử nghiệm để tìm hiểu thêm. Xác định và phân tích các kết nối đến nghề nghiệp thuộc lĩnh vực STEM.

M

Đánh giá: Đánh giá được tiến hành thông qua việc HS phải trình bày giải pháp

KÈ

của họ nhằm giải quyết các vấn đề được đặt ra ban đầu. HS được tham gia đánh giá đồng đẳng. HS phải chứng minh sự hiểu biết của mình dựa trên kết quả các nhiệm vụ thực hiện. GV sẽ đánh giá cả kiến thức và kĩ năng của HS, xem xét những minh chứng cho thấy sự hiểu biết của HS.

DẠ Y

Quy trình trên được xây dựng dựa trên lí thuyết kiến tạo, giúp HS có thể tự xây

dựng những hiểu biết của mình thông qua những trải nghiệm và những ý tưởng mới.

www.youtube.com/c/daykemquynhon/community 12 b) Quy trình tiếp cận nghiên cứu khoa học

AL

Cùng với quy trình 5E, hiện nay trên thế giới, giáo dục STEM được giảng dạy theo phương pháp nghiên cứu khoa học. Đây là một phương pháp nghiên cứu trong đó

CI

những vấn đề khoa học, những số liệu liên quan được thu thập nhằm xây dựng những giả thuyết và những giả thuyết này được TN kiểm chứng. Theo cách tiếp cận này HS

FI

sẽ được học theo cách của các nhà khoa học khám phá hay trả lời các câu hỏi khoa học. Quy trình này phù hợp cho các hình thức giáo dục STEM thông qua nghiên cứu

OF

khoa học hay mô hình sinh hoạt câu lạc bộ khoa học. Trên cơ sở quy trình nghiên cứu khoa học, tiến trình dạy học STEM theo phương pháp nghiên cứu khoa học được cải

QU Y

NH

ƠN

tiến như sau (Hình 1.3):

M

Hình 1.3. Tiến trình dạy học STEM theo phương pháp nghiên cứu khoa học

KÈ

c) Quy trình tiếp cận theo lí thuyết thiết kế kĩ thuật Đặc điểm nổi bật của giáo dục STEM là nhấn mạnh yếu tố kĩ thuật và cụ thể là

tính thiết kế. Do vậy, nhiều nhà sư phạm đã vận dụng quy trình thiết kế kĩ thuật để

DẠ Y

giảng dạy STEM cho HS. Vòng lặp thiết kế là một ví dụ trong việc vận dụng quy trình thiết kế kĩ thuật trong giáo dục STEM. Vòng lặp thiết kế là một hướng dẫn giúp HS giải quyết các vấn đề nói chung và giải quyết vấn đề trong thiết kế nói riêng khi học STEM một cách hiệu quả (Hình 1.4).

OF

FI

CI

AL

www.youtube.com/c/daykemquynhon/community 13

ƠN

Hình 1.4. Vòng lặp thiết kế trong giáo dục STEM Khác với quy trình tiếp cận nghiên cứu khoa học là dựa trên các câu hỏi, dựa trên các giả thuyết khoa học để làm xuất phát điểm cho quá trình nhận thức của HS, và

NH

ở đó quan tâm nhiều đến việc tìm ra các minh chứng để trả lời cho các câu hỏi khoa học đó thì quy trình tiếp cận theo lí thuyết thiết kế kĩ thuật sẽ dựa trên các vấn đề và tìm giải pháp cho các vấn đề cần phải giải quyết. Hay nói cách khác về bản chất ở đây

QU Y

là dựa trên quy trình thiết kế kĩ thuật để giải quyết vấn đề.

1.1.2.3. Các con đường giáo dục STEM cho học sinh Hiện nay, hầu hết các quốc gia trên thế giới không có môn học mang tên STEM cụ thể trong chương trình giáo dục phổ thông. Giáo dục STEM thường được lồng ghép qua các hình thức như sinh hoạt câu lạc bộ khoa học, hoạt động ngoài giờ lên lớp hay

M

được giảng dạy thông qua các môn Khoa học tự nhiên, Toán học và Công nghệ. Nội

KÈ

dung dưới đây trình bày một số con đường để giáo dục STEM cho HS trong đó tập trung phân tích giáo dục STEM thông qua dạy học các môn học vì đây là hướng nghiên cứu của đề tài.

DẠ Y

a) Giáo dục STEM thông qua hoạt động ngoài giờ lên lớp Trên thế giới, các hoạt động giáo dục nhằm phát triển năng lực, sự sáng tạo,

phẩm chất và kĩ năng, giáo dục sự nhân văn… được rất nhiều quốc gia quan tâm đặc biệt là các quốc gia tiếp cận chương trình giáo dục phổ thông theo hướng phát triển năng lực. Một số quốc gia gọi đó là hoạt động giáo dục ngoài trời, hoạt động ngoài giờ

www.youtube.com/c/daykemquynhon/community 14 lên lớp hay hoạt động trải nghiệm... Các hoạt động này thường được xây dựng dựa trên

AL

các chủ đề rất đa dạng, một trong số đó liên quan đến khám phá thế giới tự nhiên, khoa

học trái đất, tìm hiểu Công nghệ, Kĩ thuật… Tuy tên gọi, nội dung khác nhau nhưng

CI

nhìn chung các hoạt động trên đều hướng tới việc cung cấp cho HS các tình huống, bối

cảnh đa dạng và phong phú đòi hỏi sự phát triển, vận dụng nhiều tri thức kĩ năng, cho

FI

phép HS tư duy sáng tạo và giải quyết vấn đề theo các cách khác nhau nhằm đạt được kết quả tốt hơn; cung cấp cho HS cơ hội sáng tạo, dám nghĩ, dám làm. Bên cạnh đó tại

OF

nhiều quốc gia, giáo dục không chỉ phó mặc cho nhà trường mà còn có sự tham gia của các cá nhân, tổ chức nhằm thúc đẩy sự chung tay góp sức của toàn xã hội trong việc chia sẻ sứ mệnh giáo dục. Đây là những điều kiện thuận lợi để giáo dục STEM

ƠN

cho HS.

b) Giáo dục STEM thông qua dạy học các môn thuộc về lĩnh vực STEM Mô hình giáo dục STEM qua dạy học các môn khoa học tự nhiên khá phổ biến

NH

trên thế giới, đặc biệt là ở nước Anh trong đó nội dung học tập của môn học được thiết kế thành các chủ đề STEM và được giảng dạy theo các cách khác nhau:

M

QU Y

+ Chủ đề STEM được dạy trong một môn học duy nhất (Hình 1.5):

Hình 1.5. Chủ đề STEM được dạy trong một môn học duy nhất

KÈ

Đây là mô hình ở dạng đơn giản nhất, tuỳ theo quy mô của chủ đề mà có thể

được thiết kế để dạy trong một tiết hoặc nhiều tiết trong đó GV sẽ phân chia thời gian để HS tham gia các hoạt động: thiết lập vấn đề; tìm kiếm các giải pháp hay cách thức

DẠ Y

để giải quyết vấn đề; thu thập thông tin, bằng chứng và cuối cùng là tổng kết, rút ra các kiến thức.

www.youtube.com/c/daykemquynhon/community 15

OF

FI

CI

AL

+ Chủ đề STEM được dạy trong nhiều môn học (Hình 1.6)

Hình 1.6. Chủ đề STEM được dạy trong nhiều môn học Chủ đề STEM dạng này bao trùm nhiều hơn một môn học. Về bản chất, các

ƠN

môn học sử dụng chung một vấn đề, một bối cảnh. Các GV dạy mỗi môn học khác nhau sẽ dạy hủ đề STEM như cách dạy chủ đề STEM trong một môn học duy nhất nhưng theo góc độ riêng của môn mình. Ví dụ như về chủ đề “Chất lượng nguồn

NH

nước”, GV môn Hoá Học sẽ cho HS tìm hiểu dưới góc độ nghiên cứu về độ pH trong nước trong khi đó GV môn Sinh học dạy HS theo định hướng STEM tập trung vào nghiên cứu loài sinh vật trong nguồn nước đó và ảnh hưởng đến chất lượng nguồn nước như thế nào hay GV môn Địa lí có thể hướng dẫn HS tìm hiểu ở góc độ là nguồn

QU Y

nước bắt đầu từ đâu, cấu tạo địa chất có ảnh hưởng như thế nào tới nguồn nước…

DẠ Y

KÈ

M

+ Chủ đề STEM nhiều môn phối hợp (Hình 1.7)

Hình 1.7. Chủ đề STEM nhiều môn phối hợp

Chủ đề STEM dạng này khá phức tạp, nó có sự liên kết kiến thức giữa các môn

rất chặt chẽ. Các môn học vẫn tiếp cận chủ đề theo góc độ kiến thức chuyên môn riêng

www.youtube.com/c/daykemquynhon/community 16 của mình. Nhưng những nội dung được giải quyết trong môn học trước sẽ là tiền đề

AL

nối tiếp để dạy ở môn học sau. Các môn học phải được phối hợp với nhau để dạy

những nội dung có tính chất gối nhau. Như trên đã đề cập, mô hình này đòi hỏi sự phối

CI

hợp chặt chẽ giữa các môn học đảm bảo cho những gì HS được học ở môn này sẽ là tiền đề, điều kiện về kiến thức, kĩ năng để các em có thể học được ở môn tiếp theo.

FI

Thứ hai nó đòi hỏi sự phối hợp nhịp nhàng giữa các GV phụ trách các môn học, bất kì một sự thay đổi nào về kiến thức, về thời gian… cũng làm hưởng đến mô hình.

OF

Chủ đề STEM cần đảm bảo các tiêu chí: giải quyết vấn đề thực tiễn, kiến thức trong chủ đề thuộc lĩnh vực STEM, định hướng hoạt động – thực hành, làm việc nhóm. Cụ thể:

ƠN

- Chủ đề STEM hướng tới giải quyết các vấn đề trong thực tiễn Vận kiến thức STEM để giải quyết các vấn đề thực tiễn chính là mục tiêu của dạy học theo quan điểm giáo dục STEM. Do vậy, chủ đề STEM không phải là để giải

NH

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.

- Các kiến thức trong lĩnh vực STEM để giải quyết vấn đề

QU Y

Tiêu chí này nhầm đảm bảo theo đúng tinh thần giáo dục STEM, qua đó mới phát triển được những năng lực chuyên môn liên quan Khoa học, Kỹ thuật, Công nghệ và Toán học.

- Chủ đề STEM định hướng hoạt động – thực hành Định hướng hoạt động – thực hành là một tiêu chí của quan điểm giáo dục

M

STEM nhằm hình thành và phát triển năng lực kết hợp lí thuyết và thực hành cho học

KÈ

sinh. Điều này sẽ giúp học sinh có được kiến thức từ kinh nghiệm thực hành chứ không phải chỉ từ lí thuyết. Bằng cách xây dựng các bà giảng theo chủ đề và dựa trên thực hành, học sinh sẽ hiểu xâu về lí thuyết, nguyên lý thông qua các hoạt động thực tế.

DẠ Y

- Học sinh làm việc nhóm để thực hiện chủ đề STEM Trên thực tế có những chủ đề STEM vẫn có thể triển khai cá nhân. Tuy nhiên

việc làm theo nhóm là hình thức phù hợp nhất trong việc giải quyết những nhiệm vụ phức hợp gắn với thực tiễn. Làm việc theo nhóm là một kỹ năng quan trọng trong thế

www.youtube.com/c/daykemquynhon/community 17

các nhu cầu giao tiếp chia sẻ ý tưởng và cùng nhau phát triển giải pháp.

CI

1.1.2.4. Phân loại STEM

AL

kỉ 21, bên cạnh đó khi làm việc theo nhóm học sinh sẽ đặt vào môi trường thúc đẩy

Như đã trình bày, STEM là một trong những giải pháp quan trọng của nhiều

FI

quốc gia trong việc thúc đẩy kinh tế phát triển. Ở tầm vĩ mô (tầm quốc gia) các quốc gia có chính sách STEM (STEM policy), chương trình STEM (STEM curriculum) rõ

OF

ràng. Ở tầm vi mô như trường học thì có các dự án STEM (STEM project), bài học STEM (STEM lesson) và các nhiệm vụ STEM (STEM task). Trong khuôn khổ của luận án này chỉ bàn đến phân loại STEM ở tầm vi mô. Hiện nay, trên thế giới chưa có

ƠN

công trình nào bàn về phân loại STEM. Tuy nhiên, qua nghiên cứu thực tiễn cho thấy có nhiều loại hình STEM khác nhau. Việc phân loại STEM là cần thiết bởi đó là một trong những cơ sở cho việc lựa chọn các hình thức tổ chức giáo dục STEM, phương

NH

pháp giáo dục STEM hay xây dựng các chủ đề giáo dục STEM đảm bảo phù hợp với mục tiêu, điều kiện, bối cảnh triển khai STEM khác nhau.

- Phân loại dựa trên khía cạnh các lĩnh vực STEM tham gia giải quyết vấn đề có:

QU Y

+ STEM đầy đủ: là loại hình STEM yêu cầu người học cần vận dụng kiến thức của cả bốn lĩnh vực STEM để giải quyết vấn đề. + STEM khuyết: là loại hình STEM mà người học không phải vận dụng kiến thức cả bốn lĩnh vực STEM để giải quyết vấn đề.

- Phân loại dựa trên khía cạnh phạm vi kiến thức để giải quyết vấn đề

M

+ STEM cơ bản: là loại hình STEM được xây dựng trên cơ sở kiến thức

KÈ

thuộc phạm vi các môn học Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học trong chương trình giáo dục phổ thông. Các sản phẩm STEM này thường đơn giản, chủ đề giáo dục STEM bám sát nội dung sách giáo khoa và thường được xây dựng trên cơ sở các nội

DẠ Y

dung thực hành, thí nghiệm trong chương trình giáo dục phổ thông. + STEM mở rộng: là loại hình STEM có những kiến thức nằm ngoài

chương trình và sách giáo khoa. Những kiến thức đó người học phải tự tìm hiểu và nghiên cứu. Sản phẩm STEM của loại hình này có độ phức tạp cao hơn. Các chủ đề

www.youtube.com/c/daykemquynhon/community 18 thường được xây dựng trên cơ sở các nội dung mang tính bổ sung, mở rộng chương

AL

trình giáo dục phổ thông.

- Phân loại dựa vào mục đích dạy học ta có:

CI

+ STEM dạy kiến thức mới: là STEM được xây dựng trên cơ sở kết nối kiến thức của nhiều môn học khác nhau mà HS chưa được học (hoặc được học một

FI

phần). HS sẽ vừa giải quyết được vấn đề và vừa lĩnh hội được tri thức mới.

+ STEM vận dụng: là STEM được xây dựng trên cơ sở những kiến thức HS thực tế. Kiến thức lí thuyết được củng cố và khắc sâu.

ƠN

1.1.2.5. Quy trình thiết kế chủ đề STEM

OF

đã được học. STEM dạng này sẽ bồi dưỡng cho HS năng lực vận dụng lí thuyết vào

Dựa trên mục tiêu giáo dục STEM và các tiêu chí của một chủ đề STEM,

QU Y

NH

quy trình thiết kế chủ đề dạy học STEM cho học sinh trung học thực hiện như hình 1.8

Hình 1.8. Quy trình thiết kế chủ đề STEM

Vấn đề thực tiễn: được hiểu là các tình huống xảy ra có vấn đề đối với học sinh, có tính chất kỹ thuật. Nó có thể là các ứng dụng trong cuộc sống hằng ngày, con người cần giải quyết một công việc nào đó, thôi thú học sinh tìm hiểu và thực hiện để đáp

M

ứng nhu cầu. Nó cũng có thể là yêu cầu của định hướng nghề nghiệp, đòi hỏi học sinh

KÈ

giải quyết nhằm trải nghiệm một số nhiệm vụ của nghề nghiệp nào đó trong thực tế. Ý tưởng chủ đề STEM: là bài toán mở được hình thành có tính chất kỹ thuật

nhằm giải quyết vấn đề thực tiễn mà học sinh gặp phải.

DẠ Y

Xác định kiến thức STEM cần giải quyết: là các kiến thức trong chủ đề có liên

quan đến Vật lý, Hóa học, Sinh học, Công nghệ, Kỹ thuật, Toán học …

Xác định mục tiêu chủ đề STEM: là các kiến thức, kỹ thuật, thái độ học sinh sẽ

đạt được sau khi thực hiện chủ đề.

www.youtube.com/c/daykemquynhon/community 19 Xây dựng bộ câu hỏi định hướng chủ đề STEM: là các câu hỏi được đặt ra cho

AL

HS nhằm gợi để giúp HS đề xuất các giải pháp, nhiệm vụ nhằm đạt được mục tiêu của

chủ đề. Bộ câu hỏi này rất cần thiết đối với chủ đề STEM phát triển năng lực sáng tạo,

CI

trong thời gian ngắn thì giáo viên cần định hướng thường xuyên cho học sinh qua câu hỏi định hướng hoạt động học tập.

FI

Bộ câu hỏi định hướng gồm câu hỏi khái quát (CHKQ), câu hỏi bài học (CHBH) và câu hỏi nội dung (CHND).

OF

- Câu hỏi khái quát: Là câu hỏi mở, kích thích tư duy bằng việc đặt câu hỏi có hơn một câu trả lời đúng duy nhất và có thể sử dụng để liên kết nhiều bài học hay nhiều chủ đề. Câu hỏi khái quát có đặt điểm:

trình. + Kết hợp liên môn học/chủ đề.

ƠN

+ Bao quát được các nhiệm vụ học tập quan trọng, kéo dài suốt chương

nhắc lại các dữ kiện.

NH

+ Đòi hỏi phải tư duy bật cao, không thể trả lời được bằng việc đơn thuần + Được diễn tả bằng ngôn ngữ học sinh, khuyến kích học sinh hướng vào nhu cầu, sở thích của học sinh.

QU Y

+ Không dùng cùng từ khóa có trong câu hỏi bài học. + Được lặp lại một cách tự nhiên thông qua người học và lịch sử của môn học.

+ Dẫn đến những câu hỏi quan trọng khác làm mở rộng vấn đề, mở rộng tính phức tạp và phong phú của chủ đề, gợi mở hướng nghiên cứu.

M

- Câu hỏi bài học: Là những câu hỏi định hướng cho bài học, hỗ trợ và phát

KÈ

triển cho câu hỏi khái quát. Câu hỏi bài học có các đặc điểm: + Đưa ra các chỉ dẫn liên quan đến chủ đề và môn học cụ thể đối với

CHKQ: các CHBH định hướng vào một bộ bài học cụ thể, chúng được thiết kế để chỉ

DẠ Y

ra và khai thác những câu hỏi khái quát thông qua chủ đề. + Đòi hỏi phải tư duy bật cao, không thể trả lời được bằng việc đơn thuần

nhắc lại dữ kiện. Các CHBH thường mở ra và gợi ý những hướng nghiên cứu, bàn luận. Chúng khai thác các phương tiện, tính phong phú của vấn đề. Chúng dùng để

www.youtube.com/c/daykemquynhon/community 20 khơi đầu cho một sự tranh luận, hợp tác chứ không dẫn đến một câu trả lời mà giáo

AL

viên cần.

Nhiều CHBH trong một khóa học có thể khám phá ra nhiều khía cạnh khác

CI

nhau củ các CHKQ. Các nhóm giáo viên cuả nhiều môn học khác nhau các thể sử dụng CHBH của mình để hỗ trợ một câu hỏi chung, thống nhất những CHBH hướng

FI

tới các độ tuổi khác nhau có thể hỗ trợ một CHKQ tổng hợp được phát triển xuyên suốt nhiều cấp học.

OF

- Câu hỏi nội dung: Là các câu hỏi trọng tâm hỗ trợ trực tiếp cho các chuẩn và mục tiêu học tập. Đó là những câu hỏi yêu cầu người học trả lời dựa trên thực tế bài học. Các CHND hầu hết chú trọng vào những sự kiện hơn là giải thích sự kiện đó và

ƠN

thường có câu trả lời rõ ràng. Câu hỏi nội dung giúp học sinh xác định “ai”, “cái gì”, “ở đâu” và “như thế nào” cũng như hỗ trợ cho CHKQ bằng cách nhấn mạnh vào việc hiểu các chi tiết trong bài. Các câu hỏi này giúp học sinh tập trugn vào những thông tin

NH

xác thực cần phải tìm hiểu để dáp ứng các tiêu chí về nội dung và những mục tiêu học tập.

1.2. Năng lực giải quyết vấn đề thực tiễn

QU Y

1.2.1. Khái niệm năng lực

Năng lực (capacity/ability) hiểu theo nghĩa chung nhất là khả năng mà cá nhân thể hiện khi tham gia một hoạt động nào đó ở một thời điểm nhất định. Có nhiều quan niệm khác nhau về khái niệm năng lực: Năng lực được xây dựng trên cơ sở tri thức, thiết lập qua giá trị, cấu trúc như

M

là khả năng, hình thành qua trải nghiệm/củng cố qua kinh nghiệm, hiện thực hóa

KÈ

qua ý chí (John Erpenbeck, 1998).

Năng lực là khả khả năng hay kĩ năng nhận thức vốn có ở cá nhân hay có thể

học được… để giải quyết các vấn đề đặt ra trong cuộc sống (Weinert, 2001).

Theo Quecsbec – Ministere de l’Education, 2004 định nghĩa: Năng lực là khả

DẠ Y

năng vận dụng những kiến thức, kinh nghiệm, kĩ năng, thái độ và hứng thú để hành động một cách phù hợp và có hiệu quả trong các tình huống đa dạng của cuộc sống.

Theo chương trình giáo dục phổ thông (2017): Năng lực là thuộc tính cá nhân

được hình thành, phát triển nhờ tố chất sẵn có và quá trình học tập, rèn luyện, cho

www.youtube.com/c/daykemquynhon/community 21 phép con người huy động tổng hợp các kiến thức, kỹ năng và các thuộc tính cá nhân

AL

khác như hứng thú, niềm tin, ý chí,...thực hiện thành công một loại hoạt động nhất định, đạt kết quả mong muốn trong những điều kiện cụ thể.

CI

Như vậy, năng lực là khả năng huy động hệ thống kiến thức, kĩ năng, thái độ và vận hành (kết nối) chúng một cách hợp lí vào thực hiện thành công nhiệm vụ

OF

1.2.2. Khái niệm năng lực GQVĐTT của học sinh

FI

hoặc giải quyết hiệu quả vấn đề đặt ra trong học tập và trong đời sống.

Vấn đề là những hiện tượng, tình huống mâu thuẫn với vốn kiến thức, kinh nghiệm sẵn có của HS.

ƠN

Vấn đề thực tiễn là những hiện tượng, tình huống có thực trong thực tế mâu thuẫn với vốn kiến thức, vốn kinh nghiệm sẵn có của HS. Theo OECD (2012) định nghĩa: Năng lực GQVĐ là khả năng cá nhân tham

NH

gia vào quá trình nhận thức để hiểu và giải quyết các tình huống có vấn đề mà ở đó HS chưa thể tìm ngay ra giải pháp một cách rõ ràng. Nó bao gồm cả thái độ sẵn sàng tham gia các tình huống có vấn đề để trở thành một công dân có tinh thần xây dựng và tự phản ánh.

QU Y

Theo quan niệm trong chương trình giáo dục phổ thông của Quebec – Canada: Năng lực GQVĐTT là sự kết hợp một cách linh hoạt và có tổ chức kiến thức, kĩ năng với thái độ, tình cảm, giá trị, động cơ cá nhân,…nhằm đáp ứng hiệu quả một yêu cầu phức hợp của hoạt động trong bối cảnh nhất định.

Như vậy, năng lực GQVĐ thực tiễn là năng lực GQVĐ trong các bối cảnh gắn

M

với thực tiễn, các nhiệm vụ HS cần giải quyết cũng là các nhiệm vụ cần giải quyết

KÈ

trong thực tiễn.

1.2.3. Cấu trúc của năng lực GQVĐTT Xuất phát từ định nghĩa năng lực GQVĐTT, ta có thể xác định các thành tố

của năng lực GQVĐTT như sau:

DẠ Y

- Hiểu và phát biểu vấn đề.

- Đề xuất các giải pháp GQVĐ.

- Thực hiện giải pháp GQVĐ.

- Đánh giá và điều chỉnh giải pháp GQVĐ.

www.youtube.com/c/daykemquynhon/community 22

Thành

Chỉ số

tố

hành vi

Hiểu và phát

AL

Bảng 1.1. Cấu trúc năng lực GQVĐTT của HS Mức 2

Mức 3

Mức 4

Hiểu

Hiểu được các

Nhận ra tình

Tự nhận ra

Tự đặt ra các

vấn đề

tình huống mà

huống có vấn

các tình

tình huống có

biểu

giáo viên đưa

đề mà GV đưa

vấn đề

ra.

ra nhờ định

đề trong các

đưa ra với các

hướng của GV.

tình huống

tình huống

GV đưa ra.

tương tự trong

CI

Mức 1

OF

FI

huống có vấn vần đề của GV

Mô tả được

Mô tả được các

Xác định

Xác định được

tích

các tình

tình huống có

được các vấn

các vấn đề

vấn đề

huống có vấn

vấn đề trong

đề thực tiễn

thực tiễn trọng

đề trong thực

thực tiễn bằng

liên quan đến

tâm cần giải

ngôn ngữ khoa

chủ đề cần

quyết của chủ

học.

giải quyết.

đề.

Tìm kiếm

Tìm kiếm

Tìm kiếm

Tìm kiếm

thông tin từ

thông tin có

thông tin liên

thông tin trọng

phiếu trợ giúp

liên quan đến

quan từ kinh

tâm do dự

do GV cung

vấn đề thông

nghiệm, kiến

đoán từ các

cấp.

qua thảo luận

thức sẵn có

kinh nghiệm,

nhóm.

của bản thân

kiến thức sẵn

HS.

có của HS.

ngôn ngữ

NH

tiễn bằng

ƠN

Phân

thực tiễn.

Tìm

giải

kiếm

pháp

thông

GQVĐ

tin

DẠ Y

KÈ

M

Đề xuất

QU Y

thông thường.

Phân

Tiếp nhận sự

Phân tích được

Phân tích

Phân tích đầy

tích các

phân tích

đầy đủ một

tương đối

đủ các thông

thông

thông tin từ

thông tin quan

đầy đủ hơn

tin quan trọng

tin vấn

các cá nhân

trọng liên quan

một nửa

của vấn đề.

đề

khác trong

đến vấn đề cần

thông tin

nhóm.

giải quyết.

quan trọng của vấn đề.

www.youtube.com/c/daykemquynhon/community 23 Đề xuất được

Đề xuất được

Tự đề xuất

Tự đề xuất

giải

một phương

một phương án

được một

được nhiều

pháp

án GQVĐ

thông qua thảo

phương án có

phương án có

GQVĐ

dưới sự

luận nhóm.

tính khả thi.

tính khả thi

CI

AL

Đề xuất

hướng dẫn

trong đó có

một phương án

FI

của GV.

mới, sáng tạo.

Lựa chọn giải

Lựa chọn được

Tự lựa chọn

Tự lựa chọn

chọn

pháp tối ưu

giải pháp tối ưu

được giải

được giải pháp

giải

dưới sự định

sau khi thảo

pháp khả thi

tối ưu nhất và

pháp

hướng của

luận nhóm.

và giải thích

giải thích rõ

ƠN

OF

Lựa

GV.

ràng giải pháp

pháp.

đã lựa chọn.

Xác định

Tự xác định

Thực

Xác

Xác định

hiện

định

được tương

được tương đối

được đầy đủ

được đầy đủ

giải

các

đối đầy đủ

đầy đủ các

các nhiệm vụ

các nhiệm vụ

pháp

nhiệm

các nhiệm vụ

nhiệm vụ cần

cần thực hiện

cần thực hiện.

GQVĐ

vụ cần

cần thực hiện

thực hiện.

thông qua

Xác

QU Y

NH

Tự xác định

được giải

Xác định

Xác định được

Xác định

Lập được kế

định

được khoảng

khoảng thời

được thời

hoạch về thời

thời

thời gian hợp

gian hợp lý và

gian hợp lý

gian, phương

gian,

lý và các

các phương

và các

tiện tương ứng

phương

phương tiện

tiện cần thiết

phương tiện

một cách

tiện

cần thiết dưới

thông qua thảo

cần thiết để

chi tiết, cụ thể

thực

sự định

luận nhóm.

thực hiện

cho từng hoạt

hiện

hướng của

từng nhiệm

động.

GV.

vụ.

thực hiện

thông qua

thảo luận

thảo luận

nhóm.

DẠ Y

KÈ

M

nhóm.

www.youtube.com/c/daykemquynhon/community 24 Tham gia góp

Tự nêu được

Nêu rõ ràng,

Nêu và giải

kiến

ý về kết quả

sơ lược kết quả

chi tiết về kết

thích rõ ràng,

sản

sản phẩm dự

của sản phẩm

quả sản

chi tiết về kết

phẩm

kiến đạt được.

dự kiến.

phẩm dự kiến

quả sản phẩm

đạt được.

dự kiến đạt

CI

AL

Dự

Có sự tham

Có sự tham gia

Có sự phân

công

gia thực hiện

đầy đủ của các

công rõ ràng,

công

của một số

thành viên của

việc

thành viên

nhóm.

OF

Phân

hợp lý cho các thành viên của

ƠN

của nhóm

nhóm.

Có thực hiện

Thực hiện giải

Thực hiện

Thực hiện giải

hiện

giải pháp.

pháp theo đúng

giải pháp

pháp hoàn

kế hoạch đã đề

theo kế

chỉnh, thu

ra trước đó.

hoạch, có

được kết quả

khắc phục

tốt.

NH

Thực

giải

các khó khăn

QU Y

pháp

Có trình bày

Trình bày kết

Trình bày

Trình bày kết

bày kết

kết quả thực

quả thực hiện

kết quả thực

quả thực hiện

quả

hiện giải

giải pháp theo

hiện giải

giải pháp một

pháp.

mẫu cho trước

pháp theo

cách rõ ràng,

hiện

với ngôn ngữ

mẫu cho

sáng tạo.

giải

thông thường.

trước với

KÈ

M

Trình

thực

DẠ Y

FI

được.

trong quá trình thực hiện.

ngôn ngữ

pháp

khoa học.

Xác

Xác định

Xác định được

Xác định

Lập được kế

định

được khoảng

khoảng thời

được thời

hoạch về thời

www.youtube.com/c/daykemquynhon/community 25 thời gian hợp

gian hợp lý và

gian hợp lý

gian, phương

gian,

lý và các

các phương

và các

tiện tương ứng

phương

phương tiện

tiện cần thiết

phương tiện

một cách

tiện

cần thiết dưới

thông qua thảo

cần thiết để

chi tiết, cụ thể

thực

sự định

luận nhóm.

thực hiện

cho từng hoạt

hiện

hướng của

từng nhiệm

GV.

vụ. Đánh giá, xác

giá và

giá quá

quả thực hiện

nhận những

điều

trình

giải pháp với

kiến thức và

chỉnh

thực

kết quả của

kinh nghiệm

giải

hiện

GV.

pháp GQVĐ

CI

Đánh giá

Đánh giá được

được từng

toàn bộ quá

giai đoạn của

trình thực hiện

quá trình

giải pháp dẫn

thu nhận được

thực hiện

đến kết quả

giải

thông qua quá

giải pháp dẫn

thu được.

pháp

trình thực hiện.

đến kết quả

NH

GQVĐ

thu được.

Đề ra được

Đề ra được giải

Đề ra được

Đề ra được

chỉnh

giải pháp để

pháp điều chỉnh

giải pháp tối

giải pháp tối

giải

điều chỉnh

để cải thiện khó

ưu hơn để

ưu để giải

một giai đoạn

khăn của một

giải quyết

quyết các vấn

của quá trình.

giai đoạn của

vấn đề.

đề tương tự

QU Y

Điều

pháp

KÈ

M

GQVĐ

DẠ Y

động

FI

So sánh kết

OF

Đánh

ƠN

Đánh

AL

thời

quá trình.

trong thực tiễn.

www.youtube.com/c/daykemquynhon/community 26 1.3 KẾT LUẬN CHƯƠNG 1

AL

Trong chương 1, chúng tôi đã nghiên cứu được các vấn đề sau: - Nghiên cứu cơ sở lý luận của dạy học theo mô hình STEM.

CI

- Nghiên cứu cơ sở lý luận về năng lực GQVĐ thực tiễn: khái niệm, cấu trúc, công cụ đánh giá NLGQVĐTT.

FI

- Dạy học STEM là dạy tích hợp Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật, Toán học giúp bài học gắn liền với đời sống hàng ngày thường ngày, giúp phát triển tư duy sáng

OF

tạo và phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho HS. Dạy học gắn liền với thực tế, đây chính là mục tiêu mà xã hội hieenjnay đang hướng tới để phát triển nguồn nhân lực dồi dào hướng ra thế giới.

ƠN

Áp dụng các cơ sở lý luận và thực tiễn được trình bày ở chương 1, chương 2 chúng tôi sẽ xây dựng các hoạt động của chủ đề STEM “Thiết kế hệ thống điều chỉnh độ ẩm không khí trong phòng” nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn đề thực tiễn

DẠ Y

KÈ

M

QU Y

NH

của học sinh.

www.youtube.com/c/daykemquynhon/community 27 CHƯƠNG 2: TỔ CHỨC DẠY HỌC STEM THIẾT KẾ THIẾT BỊ ĐIỀU VẬT LÍ 10

CI

2.1. Xây dựng các hoạt động dạy học trải nghiệm chủ đề “Độ ẩm”

FI

2.1.1. Tên chủ đề THIẾT KẾ HỆ THỐNG

AL

CHỈNH ĐỘ ẨM KHÔNG KHÍ TRONG BÀI “ĐỘ ẨM CỦA KHÔNG KHÍ”

ĐIỀU CHỈNH ĐỘ ẨM KHÔNG KHÍ TRONG PHÒNG

OF

(Số tiết: 03 tiết – Vật lí 10)

2.1.2. Phân tích bài “Độ ẩm của không khí” Vật lí 10 dưới góc độ STEM

ƠN

Trong thực tế độ ẩm ảnh hưởng đến sức khỏe con người rất nhiều, đặc biệt là những thời điểm vào mùa lạnh độ ẩm trong phòng rất cao, trên thị trường hiện tại đang bán những sản phẩm hút ẩm để cải giảm độ ẩm trong phòng, bênh cạnh các thiết

NH

bị hút ẩm thì cũng có những thiết bị tạo ẩm khi trời nóng, độ ẩm thấp. Tuy nhiên, các sản phẩm này có nguyên lí cấu tạo phức tạp và tốn kém.

Trong các thiết bị điện tử chúng ta cũng thường thấy những thiết bị tản nhiệt làm giảm nhiệt độ của thiết bị thông qua một cánh tản nhiệt và sò nóng lạnh, chúng ta

QU Y

có thể khai thác các đặc tính này của các linh kiện điện tử trên để làm ngưng tụ hơi nước trong không khí.

Trong chủ đề này, HS sẽ thực hiện dự án thiết kế và chế tạo được hệ thống điều chỉnh độ ẩm trong phòng bao gồm máy tạo ẩm và máy hút ẩm.

Theo đó, HS phải tìm hiểu và chiếm lĩnh kiến thức mới:

M

- Ảnh hưởng của độ ẩm không khí (Bài 39 – Độ ẩm của không khí)

KÈ

Đồng thời, HS phải vận dụng các kiến thức cũ của các bài học: - Hiện tượng mâu dẫn (Bài 37 – Các hiện tượng bề mặt của chất lỏng)

DẠ Y

- Sự bay hơi và ngưng tụ (Bài 38 – Sự chuyển thể của các chất)

2.1.3. Mục tiêu a. Kiến thức: - Vận dụng hiện tượng mâu dẫn để giải thích hiện tượng - Nắm được đặc điểm của sự bay hơi và ngưng tụ của nước.

www.youtube.com/c/daykemquynhon/community 28 - Định nghĩa được độ ẩm tuyệt đối và độ ẩm tỉ đối

AL

- Nêu được những ảnh hưởng của độ ẩm trong đời sống thường gặp. b. Kỹ năng

CI

- Kỹ năng thu thập và xử lí thông tin về máy tạo ẩm và máy hút ẩm cụ thể là kỹ năng

phân tích, đánh giá, tổng hợp…từ nhiều nguồn khác nhau sách, báo, internet, phương

FI

tiện truyền thông…) để giải quyết nhiệm vụ đặt ra.

- Lập kế hoạch, lên phương án thiết kế, ghi chép, đánh giá, chế tạo, thử nghiệm sản

OF

phẩm theo các tiêu chí cần đạt được.

- Hợp tác trong nhóm để cùng thực hiện nhiệm vụ học tập.

- Thiết kế được sơ đồ nguyên lý cấu tạo của máy tạo ẩm và hút ẩm. và các vật liệu đơn giản.

ƠN

- Thiết kế chế tạo được máy tạo ẩm và hút ẩm từ các vật dụng điện tử đã qua sử dụng - Xây dựng được báo cáo giới thiệu sản phẩm

NH

- Giới thiệu và trao đổi về sản phẩm nhóm

- Trình bày, bảo vệ được ý kiến cá nhân của mình, lắng nghe, nhận xét và phản biện được ý kiến của người khác.

- Tự đánh giá được quá trình làm việc cá nhân và các nhóm theo các tiêu chí giáo viên

QU Y

đưa ra. c. Thái độ

- Say mê tìm tòi, sáng tạo đến các vấn đề thiết kế, chế tạo máy tạo ẩm và hút ẩm - Tích cực hợp tác trong hoạt động nhóm, nhiệt tình khi thực hiện nhiệm vụ tham gia vào hoạt động tìm hiểu thông tin, thiết kế và chế tạo sản phẩm máy tạo ẩm và hút ẩm.

M

- Chân thành trao đổi, chia sẻ với bạn bè và thầy cô

KÈ

- Có ý thức tập thể, trách nhiệm cao.

- Kiên trì, vượt khó để thực hiện nhiệm vụ. d. Định hướng phát triển các năng lực - Năng lực tự chủ, tự học: Học sinh tự nghiên cứu kiến thức nền và vận dụng kiến thức

DẠ Y

nền để xây dựng bản thiết kế máy tạo ẩm và máy hút ẩm.

- Năng lực hợp tác, trao đổi thông tin: thống nhất bản thiết kế và phân công thực hiện nhiệm vụ từng phần cụ thể.

- Năng lực giải quyết vấn đề thực tiễn sáng tạo khi tìm hiểu về độ ẩm và chế tạo được

www.youtube.com/c/daykemquynhon/community 29 sản phẩm máy tạo ẩm và hút ẩm

AL

- Năng lực thực nghiệm: Sử dụng máy đo độ ẩm để khảo sát tính thiết thực của sản

2.1.4. Thiết bị

FI

- GV hướng dẫn HS sử dụng một số thiết bị sau khi học chủ đề:

CI

phẩm và thu nhận kết quả từ quá trình thực nghiệm.

- Nguồn một chiều 12V - Thiết bị điện tử tạo nhiệt: Sò nóng lạnh Tec 12708

OF

- Đồng hồ đo độ ẩm không khí

- Các thiết bị điện tử tái chế, sử dụng lại: Cánh tản nhiệt, quạt đẩy, động cơ điện một

ƠN

chiều 12V, dây bấc, dây điện,…

2.1.5. Tiến trình dạy học:

NH

Hoạt động 1: XÁC ĐỊNH YÊU CẦU ĐỐI VỚI HỆ THỐNG ĐIỀU CHỈNH ĐỘ ẨM KHÔNG KHÍ GỒM MÁY TẠO ẨM VÀ MÁY HÚT ẨM a. Mục đích:

+ HS trình bày được kiến thức về các sản phẩm tạo ẩm, hút ẩm có mặt trên thị trường;

QU Y

Nhận ra được khả năng tạo ra máy tạo ẩm và hút ẩm từ các vật dụng đơn giản và các linh kiện điện tử tái sử dụng.

+ HS tiếp nhận được nhiệm vụ thiết kế máy tạo ẩm và hút ẩm đơn giản sử dụng nguồn điện một chiều 12V và nêu rõ yêu cầu đánh giá sản phẩm. b. Nội dung:

M

+ GV tổ chức cho HS quan sát các hình ảnh, video về các hoạt động, hiện tượng trong

KÈ

đời sống liên quan đến máy tạo ẩm và hút ẩm được ứng dụng trong đời sống. + Học sinh trình bày ưu nhược điểm của thiết bị tạo ẩm và hút ẩm đã có bán trên thị trường (đã được giao về nhà tìm hiểu). + Từ các ví dụ thực tế trên, GV giao nhiệm vụ cho HS thực hiện dự án “Thiết kế hệ

DẠ Y

thống điều chỉnh độ ẩm không khí trong phòng” dựa trên các kiến thức cơ bản về độ ẩm gắng liền với sự bay hơi và nhưng tụ của nước. + GV thống nhất với HS về kế hoạch triển khai dự án và yêu cầu đánh giá sản phẩm của dự án.

www.youtube.com/c/daykemquynhon/community 30

AL

c. Dự kiến sản phẩm hoạt động của học sinh: Kết thúc hoạt động, HS cần đạt được các sản phẩm sau:

CI

+ Bản ghi chép kiến thức mới về sự tạo ẩm và hút ẩm thông qua sự bay hơi và ngưng tụ của nước.

FI

+ Bảng mô tả nhiệm vụ của dự án và nhiệm vụ các thành viên; thời gian thực hiện dự án và các yêu cầu đánh giá sản phẩm của dự án.

OF

d. Cách thức tổ chức hoạt động: Bước 1. Đă ̣t vấ n đề , chuyển giao nhiệm vụ

Trên cơ sở GV đã giao nhiệm vụ cho HS về nhà tìm hiểu thông tin về ưu và

ƠN

nhược điểm của các loại máy tạo ẩm và hút ẩm phổ biến hiện nay, GV đặt ra câu hỏi cho HS trả lời:

Nêu một vài ưu và nhược điểm của máy tạo ẩm và hút ẩm có bán trên thị

NH

trường hiện nay?

GV tổng kết bổ sung chỉ ra được cách cơ bản như: Các máy tạo ẩm và hút ẩm trên thị trường có giá thành khá cao, có sơ đồ mạch điện tử và sơ đồ nguyên lí phức dẫn đến hư hỏng.

QU Y

tạp, các loại máy tạo ẩm điện tử có tuổi thọ thấp do linh kiện thường xuyên bị ẩm dễ

Bước 2. HS làm thí nghiệm khám phá kiến thức.

GV đặt vấn đề giới thiệu thí nghiệm: Dùng dụng cụ đo nào để xác định độ ẩm của không khí? Có cách nào để tạo ra hơi ẩm khi độ ẩm thấp và hút hơi ẩm của không

M

khí trong phòng khi độ ẩm cao hay không? Để tìm ra giải pháp để thay đổi độ ẩm

KÈ

trong phòng, các em làm việc theo nhóm để tiến hành thí nghiệm khả năng tạo ẩm và hút ẩm từ các linh kiện điện tử tái sử dụng và các vật dụng thường ngày. + GV chia HS của một lớp thành 3 nhóm lớn, mỗi nhóm từ 12 đến 14 học sinh (Dành thời gian cho các nhóm bầu nhóm trưởng, thư kí, phân công trong nhóm để tiến hành

DẠ Y

thết kế và chế tạo phần tạo ẩm và phần hút ẩm riêng tùy theo ý tưởng của từng nhóm). + GV nêu mục đích và hướng dẫn tiến hành thí nghiệm.

Mục đích: Giúp HS nhận ra được sự tồn tại của độ ẩm không khí và cách tạo ẩm, hút ẩm để thay đổi độ ẩm của không khí trong phòng.

www.youtube.com/c/daykemquynhon/community 31 GV phát máy đo độ ẩm không khí, các dụng cụ thí nghiệm đơn giản, phiếu học tập làm

AL

thí nghiệm cho các nhóm để tự tiến hành thí nghiệm

Nguyên vật liệu: Mỗi nhóm sẽ nhận được một số vật liệu và dụng cụ như sau:

CI

+ Máy đo độ ẩm không khí + Đĩa nhôm đựng nước

FI

+ Dây bấc (mỗi nhóm 5 sợi) + Bộ nguồn một chiều có điện áp 12V – 8A + Chai nhựa đựng nước đá

ƠN

Phiếu hướng dẫn làm thí nghiệm:

OF

+ Quạt đẩy sử dụng nguồn điện một chiều 12V

CÁC THÍ NGHIỆM CẦN THỰC HIỆN Thí nghiệm

Cách thực hiện

Kết quả

không khí trong phòng

NH

Thí nghiệm 1: Đo độ ẩm Sử dụng máy đo độ ẩm Digital

Thermo

– - Nhiệt độ:………….

Hygrometer để xác định độ ẩm không khí trong phòng

- Độ ẩm:…………

QU Y

Thí nghiệm 2: Kiểm nghiệm - Cách 1: Đổ một lớp nước - Nêu các yếu tố ảnh các yếu tố đẩy nhanh sự bay mỏng lên đĩa nhôm. Thổi hương đến tốc độ bay hơi của nước

nhẹ trên mặt nước hoặc hơ hơi của nước: nóng đĩa nhôm.

+……………………

KÈ

M

- Cách 2: Dùng dây bất để ……………………. hút nước trong đĩa nhôm kết +………………....... hợp dùng quạt đẩy thổi gió ……………………. lên dây bấc.

Thí nghiệm 3: Kiểm nghiệm - Dùng chai nhựa đựng ít - Điều kiện để ngưng tụ

DẠ Y

sự ngưng tụ hơi nước trong nước đá bên trong, quan sát hơi nước trong phòng: không khí

hiện tượng bên ngoài chai ………………………. nhựa

Bảng 2.1. Các thí nghiệm cần thực hiện để định hướng thiết kế sản phẩm

www.youtube.com/c/daykemquynhon/community 32

- Đại diện HS các nhóm trình bày kết quả thí nghiệm và kết luận.

AL

- HS làm thí nghiệm theo nhóm, GV quan sát hỗ trợ nếu cần.

- GV nhận xét, chốt kiến thức: Các vật dụng thí nghiệm trên mục đích giúp HS

CI

khám phá kiến thức về sự tồn tại của độ ẩm, cách tạo ẩm và hút ẩm. Ngoài các vật

dụng đơn giản trên thì có thể tạo ẩm và hút ẩm thông qua các thiết bị điện tử đơn giản

FI

trên thị trường kết hợp với các thiết bị điện tử tái sử dụng để đẩy nhanh quá trình tạo ẩm cũng như hút ẩm cho không khí trong phòng.

OF

Bước 3. Giao nhiệm vụ cho HS và xác lập tiêu chí đánh giá sản phẩm

GV nêu nhiệm vụ: Căn cứ vào kết quả thí nghiệm vừa tiến hành, các nhóm sẽ thực hiện dự án “Thiết kế hệ thống điều chỉnh độ ẩm không khí trong phòng”

ƠN

Sản phẩm là hệ thống điều chỉnh độ ẩm không khí trong phòng phải đạt được các yêu cầu về tạo ẩm và hút ẩm để độ ẩm đạt tới giá trị ảnh hưởng tốt đến sức khỏe con người và trang thiết bị trong phòng, hình thức, chi phí được đánh giá cụ thể như

NH

sau:

Tiêu chí của hệ thống điều chỉnh độ ẩm không khí trong phòng Phần tạo ẩm

Đẩy nhanh quá trình bay hơi của nước

Phương pháp 2

QU Y

Phương pháp 1

Phần hút ẩm

Làm ngưng tụ hơi nước trong không khí Sử dụng sò nóng lạnh Tec 12708 (12V-8A)

Sử dụng dây bấc Sử dụng loa tạo Dùng cánh tản nhiệt để lưu thông dòng để hút nước kết sương để tạo hơi nhiệt nóng và lạnh ở hai mặt của sò nóng hợp

dùng

nhiệt ẩm

nóng từ bản tạo

lạnh

M

nhiệt để đẩy nhanh

KÈ

quá trình bay hơi của nước

DẠ Y

Dùng quạt đẩy hơi nước bay ra ngoài

Dùng quạt làm mát cánh tản nhiệt ở mặt tạo nhiệt độ cao của sò nóng lạnh

Có hình thức đẹp

Có hình thức đẹp

Chi phí làm máy tạo ẩm tiết kiệm

Tái sử dụng những thiết bị điện tử từ CPU hỏng (cánh tản nhiệt, quạt tản nhiệt)

Bảng 2.2. Bảng yêu cầu sản phẩm tạo ẩm và hút ẩm

www.youtube.com/c/daykemquynhon/community 33

AL

Bước 4. GV thống nhất kế hoa ̣ch triể n khai

Thời lượng

CI

Hoạt động chính Hoạt động 1: Dạy học kiến thức mới, làn nảy Tiết 1

FI

sinh vấn đề và giao nhiệm vụ dự án

Hoạt động 2: Nghiên cứu kiế n thức nề n và 1 tuần (HS tự học ở nhà theo nhóm).

OF

chuẩn bị bản thiết kế sản phẩm để báo cáo.

Tiết 2

Hoạt động 4: Chế ta ̣o, thử nghiê ̣m sản phẩ m

1 tuần (HS tự làm ở nhà theo nhóm).

Hoạt động 5: Triển lãm, giới thiệu sản phẩm.

ƠN

Hoạt động 3: Báo cáo phương án thiế t kế .

Tiết 3

NH

Bảng 2.3 Các hoạt động và thời lượng Trong đó, GV nêu rõ nhiệm vụ ở nhà của hoạt động 2: + Nghiên cứu kiến thức liên quan: Nguyên tắc tạo ẩm và hút ẩm không khí dựa trên kiến thức về bay hơi và ngưng tụ của nước; Sự hút nước của dây bấc trong hiện tượng

QU Y

mao dẫn; Nguyên lý hoạt động loa tạo sương; Nguyên lí hoạt động của sò nóng lạnh Tec 12708 và cánh tản nhiệt.

+ Tiến hành chọn lọc các linh kiện cần tái chế, thử nghiệm tính khả thi để lựa chọn phương án có thể tạo ra sản phẩm đạt yêu cầu. + Tiến hành thảo luận bản vẽ thiết kế sản phẩm.

KÈ

hiện.

M

+ Tiến hành thảo luận chọn vật liệu, thiết bị để chế tạo sản phẩm và cách thức thực

Chọn

DẠ Y

phương án

Bản vẽ mô hình

Máy tạo ẩm

Máy hút ấm

www.youtube.com/c/daykemquynhon/community 34

AL

Chọn các vật dụng, thiết bị cần

CI

thiết để chế - Bước 1:

- Bước 2:

- Bước 2:

OF

- Bước 1:

Các bước

ƠN

thực hiện

- Bước 3:

NH

- Bước 3:

- Bước 4:

FI

tạo

- Bước 4:

Bảng 2.4. Mô tả các công đoạn thực hiện

QU Y

GV cần nhấn mạnh: Khi báo cáo phương án thiế t kế sản phẩm học sinh phải vận dụng kiế n thức nề n đã kể ở trên để giải thích, trình bày nguyên lí hoạt động của sản

DẠ Y

KÈ

M

phẩm. Vì vậy, yêu cầu này có trọng số điểm lớn nhất.

www.youtube.com/c/daykemquynhon/community 35 Hoạt động 2: NGHIÊN CỨU VỀ HỆ THỐNG ĐIỀU CHỈNH ĐỘ ẨM KHÔNG

AL

KHÍ VÀ ĐỀ SUẤT GIẢI PHÁP THIẾT KẾ MÁY TẠO ẨM VÀ MÁY HÚT ẨM a. Mục đích:

CI

HS tự học được kiến thức liên quan thông qua việc nghiên cứu tài liê ̣u về các kiến thức mao dẫn, bay hơi, ngưng tụ, nguyên lí loa tạo sương, nguyên lí sò nóng lạnh,

FI

cánh tản nhiệt và làm các thí nhiệm để hiểu về cách tạo ẩm và hút ẩm từ đó thiết kế được bản vẽ cho hệ thống.

OF

b. Nội dung:

HS tự học và làm việc nhóm thảo luận thống nhất các kiến thức liên quan, làm thí nghiệm, vẽ bản thiết kế, phân tích cấu tạo để tìm linh kiện và vật liệu phù hợp.

ƠN

GV đôn đốc, hỗ trợ tài liệu, giải đáp thắc mắc cho các nhóm khi cần thiết. c. Dự kiến sản phẩm hoạt động của học sinh:

Kết thúc hoạt động, HS cần đạt được các sản phẩm sau:

NH

+ Bài ghi của cá nhân về các kiến thức liên quan;

+ Bản vẽ về mô hình máy hút ẩm và tạo ẩm của các nhóm được phân công; + Bảng tóm tắt thông tin thiết bị điện tử cần thiết và cách chế tạo; + Bài thuyết trình về bản vẽ và bản thiết kế.

QU Y

d. Cách thức tổ chức hoạt động: – Các thành viên trong nhóm đọc bài 37, 38, 39 trong sách giáo khoa Vật lí lớp 10CB. Trong đó cần hướng dẫn xác định được các kiến thức trọng tâm như sau: + Dây bấc có khả năng thấm hút tốt thông qua hiện tượng mao dẫn; + Tốc độ bay hơi của nước phụ thuộc vào nhiệt độ và gió: Nhiệt độ cao và gió

M

mạnh giúp đẩy nhanh quá trình bay hơi của nước;

KÈ

+ Loa tạo sương tác động của sóng siêu âm làm các phân tử nước tự tách ra khỏi bề mặt nước dưới dạng những hạt nhỏ li ti đường kính chỉ 1µm dễ dàng hòa vào không khí giống như sương mù; + Sự ngưng tụ xảy ra khi nhiệt độ giảm xuống, hơi nước trong không khí sẽ

DẠ Y

ngưng tụ tạo thành những hạt sương; + Sò nóng lạnh hay còn gọi là tấm bán dẫn siêu công nghệ hay chip peltier là

cấu kiện bán dẫn có tính chất làm lạnh một mặt mặt còn lại được làm nóng;

www.youtube.com/c/daykemquynhon/community 36 + Cánh tản nhiệt làm tăng diện tích tiếp xúc của nguồn nhiệt với không khí,

CI

– HS làm việc nhóm:

AL

giúp thoát nhiệt nóng nhanh và ngưng tụ nhiều hơi nước ở mặt lạnh.

Chia sẻ với các thành viên khác trong nhóm về kiến thức đã tìm hiểu được. Ghi

FI

tóm tắt lại các kiến thức vào vở cá nhân.

Để giúp HS thiết kế bản vẽ thì GV đặt các câu hỏi cho HS trả lời:

OF

+ Chế tạo một hệ thống đơn giản để làm tăng độ ẩm hoặc giảm độ ẩm trong phòng khi cần. Hệ thống này hoạt động dựa trên nguyên tắc nào?

ƠN

Trả lời: Sự bay hơi và ngưng tụ của nước

+ Một hệ thống như vậy sẽ cần phải giải quyết các nhiệm vụ gì?

NH

Trả lời:Tạo ẩm và hút ẩm trong phòng khi cần.

+ Nó được tạo ra từ những vật dụng nào?

Trả lời :Từ các vật dụng đơn giản như dây bấc, quạt hút đẩy; Các linh kiện điện tử tái

QU Y

sử dụng như kẹp nhiệt uốn tóc hỏng, cảnh tản nhiệt, loa tạo sương và sò nóng lạnh. + Chúng ta thực hiện chế tạo như thế nào?

Trả lời: Dựa trên các điều kiện về sự bay hơi, ngưng tụ và dựa trên nguyên lí hoạt động của kẹp nhiệt và sò nóng lạnh để bố trí chúng hỗ trợ cho quá trình bay hơi và

M

ngưng tụ của hơi nước trong không khí.

KÈ

+ Dựa trên các câu hỏi và câu trả lời, HS thảo luận thành nhóm và tiến hành thiết kế bản vẽ trên giấy A3 và trình chiếu Powerpoint.

Chuẩn bị bài trình bày bản thiết kế, giải thích nguyên lí hoạt động.

DẠ Y

+ GV đôn đốc các nhóm thực hiện nhiệm vụ và hỗ trợ nếu cần.

www.youtube.com/c/daykemquynhon/community 37

AL

e. Một số ví dụ về bản thiết kế của học sinh

OF

FI

CI

Quạt đẩy

ƠN

Buồng chứa nước

Quạt đẩy

Kẹp tạo nhiệt

Dây bấc

NH

Loa tạo sương

Hình 2.2. Bản vẽ mô hình tạo ẩm

dùng loa phun sương

dùng dây bấc và quạt đẩy

M

QU Y

Hình 2.1. Bản vẽ mô hình tạo ẩm

Sò nóng lạnh Tec-12708

Tản nhiệt nóng

DẠ Y

KÈ

Tản nhiệt lạnh

Buồng chứa nước Hình 2.3. Bản vẽ mô hình máy hút ẩm dùng sò nóng lạnh

www.youtube.com/c/daykemquynhon/community 38

ĐIỀU CHỈNH ĐỘ ẨM KHÔNG KHÍ TRONG PHÒNG a. Mục đích:

AL

Hoạt động 3: TRÌNH BÀY VÀ BẢO VỆ PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG

CI

Học sinh trình bày được phương án thiết kế máy tạo ẩm và máy hút ẩm đơn giản làm thay đổi độ ẩm trong phòng sử dụng các kiến thức nền để giải thích nguyên lí hoạt

FI

động của máy tạo ẩm - hút ẩm và phương án thiết kế mà nhóm đã lựa chọn. b. Nội dung:

OF

+ GV tổ chức cho HS từng nhóm trình bày phương án thiết kế máy tạo ẩm và máy hút ẩm.

+ GV tổ chức hoạt động thảo luận cho từng thiết kế: các nhóm khác và GV nêu

ƠN

câu hỏi làm rõ, phản biện và góp ý cho bản thiết kế; nhóm trình bày trả lời câu hỏi, lập luận, bảo vệ quan điểm hoặc ghi nhận ý kiến góp ý phù hợp để hoàn thiện bản thiết kế.

– GV chuẩn hoá các kiến thức liên quan cho HS; yêu cầu HS ghi lại các kiến thức

NH

vào vở và chỉnh sửa phương án thiết kế (nếu có). c. Dự kiến sản phẩm hoạt động của HS:

Kết thúc hoạt động, HS cần đạt được sản phẩm là bản thiết kế hoàn chỉnh cho việc chế tạo máy tạo ẩm và máy hút ẩm.

QU Y

d. Cách thức tổ chức hoạt động: Bước 1: Lần lượt từng nhóm trình bày phương án thiết kế trong 5 phút. Các nhóm còn lại chú ý nghe.

Bước 2: GV tổ chức cho các nhóm còn lại nêu câu hỏi, nhận xét về phương án phù hợp.

M

thiết kế của nhóm bạn; nhóm trình bày trả lời, bảo vệ, thu nhận góp ý, đưa ra sửa chữa

KÈ

GV đặt câu hỏi và định hướng HS thảo luận: Câu hỏi kiến thức nền: KT1. Sự bay hơi của nước phụ thuộc vào những yếu tố nào?

KT2. Điều kiện gì để hơi nước ngưng tụ?

DẠ Y

KT3. Độ ẩm trong phòng có giá trị bao nhiêu thì thích hợp cho việc sinh hoạt và

sức khỏe của con người?

KT4. Có những cách nào để làm tặng độ ẩm cho không khí trong phòng?

www.youtube.com/c/daykemquynhon/community 39 Câu hỏi định hướng thiết kế:

AL

TK1. Sử dụng những vật dụng và thiết bị gì để tạo ẩm và hút ẩm không khí trong phòng.

CI

TK2. Đối với phương pháp bay hơi thông thường có cách nào để đẩy nhanh tốc độ bay hơi của nước để tạo ẩm nhanh chóng cho không khí hay không?

FI

TK3. Đối với phương pháp tạo ẩm bằng loa tạo sương thì cần lắp đặt quạt và loa như thế nào để tạo ra lượng sương nhiều?

OF

TK4. Đối với phần hút ẩm thì cần ghép cánh tản nhiệt với sò nóng lạnh như thế nào thì mang lại hiệu quả cao?

ƠN

TK5. Các bộ phận trong phần tạo ẩm và hút ẩm gắn kết với nhau như thế nào?

Bước 3: GV nhận xét, tổng kết và chuẩn hoá các kiến thức liên quan, chốt lại các vấn đề cần chú ý, chỉnh sửa của các nhóm.

NH

Bước 4: GV giao nhiệm vụ cho các nhóm về nhà triển khai chế tạo sản phẩm theo

DẠ Y

KÈ

M

QU Y

bản thiết kế.

www.youtube.com/c/daykemquynhon/community 40

AL

Hoạt động 4: CHẾ TẠO VÀ THỬ NGHIỆM HỆ THỐNG ĐIỀU CHỈNH ĐỘ ẨM KHÔNG KHÍ TRONG PHÒNG a.Mục đích:

CI

Các nhóm HS thực hành, chế tạo được hệ thống điều chỉnh độ ẩm không khí trong phòng căn cứ trên bản thiết kế đã chỉnh sửa.

FI

b.Nội dung:

Học sinh làm việc theo nhóm trong thời gian 1 tuần để chế chế tạo hệ thống điều c. Dự kiến sản phẩm hoạt động của học sinh:

OF

chỉnh độ ẩm là máy tạo ẩm và máy hút ẩm, trao đổi với giáo viên khi gặp khó khăn.

Kết thúc hoạt động, HS cần đạt được sản phẩm là hệ thống điều chỉnh độ ẩm động của hệ thống. d. Cách thức tổ chức hoạt động:

ƠN

không khí trong phòng đáp ứng được các yêu cầu trong bảng đánh giá khả năng hoạt

NH

Bước 1. HS tìm kiếm, chuẩn bị các vật liệu dự kiến;

Bước 2. HS lắp đặt, gia công các bộ phận của máy tạo ẩm và hút ẩm không khí theo bản thiết kế

Bước 3.HS thử nghiệm hoạt động tạo ẩm và máy hút ẩm, so sánh với các yêu cầu

QU Y

đánh giá sản phẩm. HS điều chỉnh lại thiết kế, ghi lại nội dung điều chỉnh và giải thích lí do (nếu cần phải điều chỉnh);

Bước 4. HS hoàn thiện bảng ghi danh mục các vật liệu và tính giá thành chế tạo sản phẩm;

Bước 5. HS hoàn thiện sản phẩm; chuẩn bị bài giới thiệu sản phẩm.

DẠ Y

KÈ

M

GV đôn đốc, hỗ trợ các nhóm trong quá trình hoàn thiện các sản phẩm.

www.youtube.com/c/daykemquynhon/community 41

AL

Hoạt động 5: TRÌNH BÀY SẢN PHẨM HỆ THỐNG ĐIỀU CHỈNH ĐỘ ẨM KHÔNG KHÍ TRONG PHÒNG

CI

a.Mục đích:

HS biết giới thiệu về sản phẩm gồm máy tạo ẩm và hút ẩm đáp ứng được các yêu

FI

cầu đánh giá sản phẩm đã đặt ra; thích được bằng các kiến thức liên quan; Có ý thức về cải tiến, phát triển sản phẩm. b.Nội dung:

ƠN

– Các nhóm trưng bày sản phẩm trước lớp;

OF

Biết thuyết trình, giới thiệu được sản phẩm, đưa ra ý kiến nhận xét, phản biện, giải

– Các nhóm lần lượt báo cáo sản phẩm và trả lời các câu hỏi của GV và các nhóm bạn.

NH

– Đề xuất phương án cải tiến sản phẩm.

c. Dự kiến sản phẩm hoạt động của học sinh: Kết thúc hoạt động, HS cần đạt được sản phẩm hệ thống điều chỉnh độ ẩm không khí trong phòng và bài thuyết trình giới thiệu sản phẩm.

QU Y

d. Cách thức tổ chức hoạt động: Tổ chức cho HS chuẩn bị và trưng bày sản phẩm, GV yêu cầu từng nhóm cho hệ thống điều chỉnh độ ẩm không khí hoạt động, hệ thống gồm hai bộ phận là tạo ẩm và hút ẩm trong không gian nhỏ và dùng thiết bị đo độ ẩm để xác định sự thay đổi độ ẩm, cho điểm dựa trên các tiêu chí của bảng đánh giá.

M

Yêu cầu HS của từng nhóm trình bày, phân tích về hoạt động, giá thành và kiểu

KÈ

dáng hệ thống điều chỉnh độ ẩm GV sẽ đánh giá dựa trên hình thức, khả năng hoạt động, khả năng văng nước, độ bền của sản phẩm;

Giáo viên đặt câu hỏi cho bài báo cáo để làm rõ cơ chế hoạt động hệ thống điều

DẠ Y

chỉnh độ ẩm; Khuyến khích các nhóm nêu câu hỏi cho nhóm khác.

GV tổng kết chung về hoạt động của các nhóm; Hướng dẫn các nhóm cập nhật

điểm học tập của nhóm. GV có thể nêu câu hỏi lấy thông tin phản hồi:

www.youtube.com/c/daykemquynhon/community 42

dự án này? +Những khó khăn khi thực hiện dự án này là gì?

CI

+ Điều gì làm em ấn tượng nhất/nhớ nhất khi triển khai dự án này?

AL

+ Các em đã học được những kiến thức và kỹ năng nào trong quá trình triển khai

+Qua dự án này em có ý tưởng mới nào chế tạo các thiết bị đơn giản khác để

FI

phục vụ đời sống?

OF

2.1.6. Hồ sơ dự án của học sinh:

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TP ĐÀ NẴNG

ƠN

TRƯỜNG PT HERMANN GMEINER *****

NH

Chủ đề: THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU CHỈNH ĐỘ ẨM KHÔNG KHÍ TRONG PHÒNG

QU Y

HỒ SƠ HỌC TẬP CỦA NHÓM NHÓM SỐ:…….

Họ và tên giáo viên hướng dẫn: Huỳnh Mai Thuận

M

Tổ chuyên môn: Tự nhiên THPT

THÍ NGHIỆM KHÁM PHÁ KIẾN THỨC

KÈ

Nguyên vật liệu: Mỗi nhóm sẽ nhận được một số vật liệu và dụng cụ như sau: + Máy đo độ ẩm không khí + Đĩa nhôm đựng nước

DẠ Y

+ Dây bấc (mỗi nhóm 5 sợi) + Quạt đẩy sử dụng nguồn điện một chiều 12V + Bộ nguồn một chiều có điện áp 12V – 8A + Chai nhựa đựng nước đá

www.youtube.com/c/daykemquynhon/community 43

AL

Phiếu hướng dẫn làm thí nghiệm: CÁC THÍ NGHIỆM CẦN THỰC HIỆN

Kết quả

Thí nghiệm 1: Đo độ ẩm Sử dụng máy đo độ ẩm không khí trong phòng

Digital

CI

Cách thực hiện

– - Nhiệt độ:………….

Thermo

Hygrometer để xác định độ ẩm không khí trong phòng

FI

Thí nghiệm

- Độ ẩm:…………

OF

Thí nghiệm 2: Làm nước bay - Cách 1: Đổ một lớp nước - Nêu cách yếu tố ảnh hơi để tăng độ ẩm không khí mỏng lên đĩa nhôm. Thổi hương đến tốc độ bay nhẹ trên mặt nước hoặc hơ hơi của nước:

trong phòng

+……………………

ƠN

nóng đĩa nhôm.

- Cách 2: Dùng dây bất để ……………………. hút nước trong đĩa nhôm kết +……………….......

NH

hợp dùng quạt đẩy thổi gió ……………………. lên dây bấc.

Thí nghiệm 3: Làm ngưng tụ - Dùng chai nhựa đựng ít - Điều kiện để ngưng tụ hơi nước để giảm độ ẩm nước đá bên trong, quan sát hơi nước trong phòng: hiện tượng bên ngoài chai ……………………….

QU Y

không khí trong phòng

nhựa

KẾT LUẬN:

M

…………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………

KÈ

…………………………………………………………………………………...

MỘT SỐ GHI CHÚ SAU KHI BÁO CÁO:

DẠ Y

…………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………

www.youtube.com/c/daykemquynhon/community 44

TT

Họ và tên

1

AL

BẢNG PHÂN CÔNG NHIỆM VỤ CHO THÀNH VIÊN CỦA NHÓM Vai trò

Nhiệm vụ

Trưởng nhóm

Quản lí, tổ chức chung, phụ

CI

trách bài trình bày trên ppt Thư ký

2

Ghi chép, Lưu trữ hồ sơ học

4

Thành viên

5

Thành viên

Phát ngôn viên

OF

Thành viên

Photo hồ sơ, tài liệu học tập Chụp ảnh, ghi hình minh

ƠN

3

FI

tập của nhóm

chứng của nhóm

6

Thành viên

Tìm các các bị điện tử trong

NH

các thiết bị hỏng để tái sử

7

Thành viên

dụng Mua thiết bị điện tử cần thiết

QU Y

Các nhiệm vụ là dự kiến, có thể thay đổi theo thực tế triển khai nhiệm vụ của nhóm. Một thành viên có thể đảm nhận nhiều công việc.

……………………………………………………………………………………

KÈ

M

……………………………………………………………………………………

KẾ HOẠCH THỰC HIỆN

DẠ Y

Vấn đề/Nhiệm vụ/Dự án cần thực hiện:

www.youtube.com/c/daykemquynhon/community 45 Kế hoạch triển khai Sản phẩm

Yêu cầu đánh

Thời gian

giá cơ bản

Người phụ

AL

Hoạt động

trách

DẠ Y

KÈ

M

QU Y

NH

ƠN

OF

FI

CI

TT

www.youtube.com/c/daykemquynhon/community 46

AL

NHẬT KÍ THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU CHỈNH ĐỘ ẨM KHÔNG KHÍ TRONG PHÒNG (Thực hiện ở nhà)

CI

Ghi lại các hoạt động thiết kế máy quay li tâm, các vấn đề gặp phải, nguyên

NH

ƠN

OF

FI

nhân và cách giải quyết.

GÓP Ý VÀ CHỈNH SỬA SẢN PHẨM (Thực hiện trong buổi trình bày sản phẩm)

QU Y

 Ghi lại góp ý, nhận xét của các nhóm và giáo viên về sản phẩm của nhóm khi báo cáo

DẠ Y

KÈ

M

 Đưa ra các điều chỉnh cần thiết để hoàn thiện sản phẩm

SẢN PHẨM VÀ HÌNH ẢNH MINH HỌA HOẠT ĐỘNG CỦA NHÓM

www.youtube.com/c/daykemquynhon/community 47 2.2. Đánh giá năng lực GQVĐ của HS trong dạy học qua trải nghiệm chủ đề “Độ

AL

ẩm của không khí”

Dựa trên các thành tố năng lực giải quyết vấn đề, vận dụng vào đánh giá HS trong dạy

CI

học qua trải nghiệm chủ đề “Độ ẩm của không khí”, đề tài quan tâm đến các nội dung cụ thể trong bảng dưới đây.

trong dạy học qua trải nghiệm

thành

Thành tố năng lực

Chỉ số hành vi

số hành vi

Mức 1

Mức 2

Mức 3

1 điểm

2 điểm

3 điểm

ƠN

phần

Các mức độ tương ứng với các chỉ

OF

Năng lực

Đặt vấn đề Đặt câu hỏi về sự Phát hiện/ về việc thiết vật, hiện tượng:

Đặt được các

Các

rõ vấn đề điều

chỉnh hệ thống điều chỉnh

giải độ ẩm không độ ẩm không khí

quyết

khí phòng.

Các

câu sát

với với

sự

vật,

hiện

hiện nhau.

tượng.

tượng và

trong trong phòng?

các

- Nguyên tắc hoạt

thức

động của hệ thống

biết.

QU Y

cần

vật,

câu

câu hỏi có liên hỏi

định kế hệ thống - Tại sao phải chế tạo hỏi về sự quan

NH

xác

FI

Bảng 2.4.Các thành tố năng lực giải quyết vấn đề thực tiễn

kiến đã

điều chịnh độ ẩm?

Nêu được Nêu được Phân tích

tạo ẩm, hút ẩm trong

các thông các thông thông tin.

thực tế.

tin nhưng tin

- Tìm hiểu về

chưa liên quan

nguyên lí hoạt động

quan đến (thông tin

của hệ thống điều

ý tưởng.

phụ).

Mô tả được - Tìm hiểu về hệ

Xác định

Nêu được Giải

cấu tạo của thống tạo ẩm và hút

được

thông tin, thích,

máy tạo ẩm được chế tạo bởi các

thông tin

vai trò của giải hợp lí

DẠ Y

KÈ

M

- Tìm hiểu hệ thống

liên

chỉnh độ ẩm không khí.

lí

www.youtube.com/c/daykemquynhon/community 48 nhưng còn của một số về thông

ẩm

rời rạc.

thường gặp, tái chế.

thông cho

của phần tạo ẩm và

tưởng

phần hút ẩm của hệ

mới.

tin tin

ý thiết cho ý

mới.

FI

thống điều chỉnh độ ẩm không khí

Phát biểu được ý Nêu được Phát biểu

giải pháp

tưởng.

chế tạo hệ

- Ý tưởng thiết hệ vai trò của tưởng

thống điều

thống điều chỉnh độ của một số thành vấn

OF

Thực hiện

thông tin, được

ƠN

chỉnh

độ

ẩm không khí trong thông phòng bằng các vật cho

khí trong

dụng và thiết bị điện tưởng

phòng.

tử tái sử dụng.

NH

ẩm không

- Bản vẽ hệ thống điều chỉnh độ ẩm

QU Y

không khí bao gồm phần tạo ẩm và phần hút ẩm.

- Đề xuất được các

DẠ Y

KÈ

M

nguyên vật liệu và linh kiện điện tử cần thiết để chế tạo phần tạo ẩm và hút ẩm cho hệ thống

cần

tưởng

CI

- Phác họa cấu tạo

AL

và máy hút vật dụng và thiết bị

mới.

tin đề. ý

ý

Năng lực đề - Chế tạo hệ thống

Đề suất

Đề suất

Đề

xuất và chọn điều chỉnh độ ẩm

được ít

được ít

được giải

không khí

nhất một

nhất một

- Đề xuất các giải

giải pháp

giải pháp

pháp trong quá trình

nhưng

nhưng

được

chế tạo hệ thống điều

chưa rõ

chưa rõ

giải pháp

chỉnh độ ẩm không

ràng.

FI

www.youtube.com/c/daykemquynhon/community 49

ràng.

- Nêu lí do các giải pháp cải tiến

ƠN

- Nêu các giải pháp Chỉ điều chỉnh độ ẩm vài

NH

làm giải

thống nhất về sự

các bạn để đưa ra

giống,

được giải pháp tối

khác nhau

ưu.

giữa

giá Đánh giá, chọn ra

pháp giải pháp tối ưu.

Chỉ ra các Nêu được 3.2.3. Đề điểm còn cách khắc xuất biện

KÈ

các

- Kinh phí thực hiện pháp.

DẠ Y

đề

mới

thấp nhất.

- Tận đụng được các linh kiện điện tử trong các thiết bị hỏng để chế tạo

các

giải pháp.

giải pháp tối ưu.,

vấn

các

- Thương lượng với giải pháp

khám phá luận

pháp mới,

AL

giải pháp của bạn

của mình, đưa ra kết Nêu lí do lựa chọn hạn

giải

các

các viên trong nhóm,

M

cách

giữa

và so sánh với các khác nhau giải pháp.

QU Y

Đánh giá Đánh

với

đổi

sự khác nhau thành

không khí của mình giống,

giữa

rõ

vừa đề ra

ra Chỉ ra sự Trao

cải tiến hệ thống được một giống,

và

giải thích

OF

khí

pháp

CI

giải pháp

suất

của

chế phục

các pháp hoàn

giải điểm hạn thiện giải chế.

pháp

www.youtube.com/c/daykemquynhon/community 50 Thực hiện Thực hiện

- Chế tạo hệ thống giải pháp giải pháp, điều chỉnh độ ẩm nhưng

có nhận đổi giá sau

ẩm dựa trên bản thiết nhóm.

tạo trao đổi nhóm để

mỗi

mỗi bước

thời điều

nhưng

chỉnh nếu

chưa

có sai sót

thường xuyên

ƠN

đều chỉnh sai sót đưa

sau

giá

bước, kịp

OF

kế.

- Trong quá trình chế

đánh

FI

phần tọa ẩm và hút trao

giải pháp,

CI

không khí gồm hai chưa có sự xét, đánh

Thực hiện

AL

Thực hiện giải pháp

ra phương án tối ưu.

-Biết đánh giá ưu Nhận xét

Phản

hồi

nhược điểm của giải về giải

về

giải thống

pháp đã thực hiện

pháp vừa

pháp

thực hiện.

nhưng chỉ đổi nhóm,

NH

3.Vận dụng

Biết

phản

QU Y

-

Phản hồi,

nhất trao

là ý kiến đưa ra ý

hồi,

thống nhất trao đổi

cá nhân.

kiến

nhóm, đưa ra ý kiến

chung về

chung về giải pháp

giải pháp.

DẠ Y

KÈ

M

đã thực hiện Đưa

ra

được

Chỉ ra các

Nêu được

Đề

phương án cải tiến điểm còn

cách khắc

biện pháp

máy vắt khô quần áo hạn

chế

phục các

hoàn

đã chế tạo và đã của

giải

điểm hạn

thiện giải

dùng thử nghiệm để pháp. cho hệ thống hoàn chỉnh

chế.

pháp.

xuất

www.youtube.com/c/daykemquynhon/community 51 Vận dụng

tưởng vào sử dụng được

Vận dụng

ý được

AL

- Vận dụng được ý

ý

trong cuộc sống của tưởng vừa tưởng vào

hoàn thiện hoàn cảnh

CI

HS .

- Vận dụng vào trong vào hoàn mới và đề xuất được

FI

trong đời sống sinh cảnh mới. hoạt

các

ý

OF

tưởng

khác liên

ƠN

quan.

2.3 KẾT LUẬN CHƯƠNG 2

NH

Dựa trên cơ sở lí luận và thực tiễn về tổ chức hoạt động trải nghiệm nhằm phát triển năng lực sáng tạo của HS trong dạy học Vật lí ở trường PT Hermann Gmeiner Đà Nẵng, chúng tôi đã thực hiện hóa vận dụng vào tổ chức dạy học trải nghiệm chủ đề “Độ ẩm của không khí” Vật lí 10, cụ thể với những vấn đề chính đã được nghiên cứu

QU Y

trình bày trong chương gồm:

- Xác định mục tiêu dạy học kiến thức chủ đề “Độ ẩm của không khí”.

- Thiết kế chi tiết các hoạt động dạy học trải nghiệm chủ đề “Độ ẩm của không khí” - Xây dựng Rubric đánh giá các thành tố của năng lực sáng tạo gắn với các hoạt động trải nghiệm đã xây dựng.

M

Để đánh giá khoa học, tính khả thi những nội dung nêu trên chỉ sau khi chúng

KÈ

tôi triển khai thực nghiệm sư phạm ở trường PT Hermann Gmeiner Đà Nẵng và được

DẠ Y

trình bày ở chương 3 của luận án.

www.youtube.com/c/daykemquynhon/community 52 CHƯƠNG 3. THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM

AL

3.1. Mục đích và nhiệm vụ thực nghiệm sư phạm 3.1.1. Mục đích TNSP

CI

- Tiến hành TNSP nhằm kiểm tra tính đúng đắn của giả thuyết khoa học đã xây dựng trong đề tài nghiên cứu.

FI

- Đánh giá chất lượng và hiệu quả của việc tổ chức dạy học STEM chủ đề “Thiết kế hệ thống điều chỉnh độ ẩm không khí trong phòng” thông qua quá

OF

trình hình thành và phát triển năng lực GQVĐTT của HS và khả năng hứng thú học tập, sáng tạo khi thiết kế sản phẩm của chủ đề này.

ƠN

3.1.2. Nhiệm vụ TNSP

Để thực hiện được mục đích của đề tài cần thực hiện những nhiệm vụ sau: – Chọn đối tượng và vị trí thực hiện TNSP.

NH

– Lập kế hoạch và tiến hành TNSP theo đúng kế hoạch.

– Chuẩn bị đầy đủ cơ sở vật chất (địa điểm, đồ dùng DH, các dụng cụ TN cần thiết, …) để tiến hành TNSP;

QU Y

– Tổ chức DH một số kiến thức thuộc bài “Độ ẩm của không khí” – Vật lí 10 theo các tiến trình đã thiết kế nhằm phát triển NL GQVĐTT của HS; – Thu thập thông tin về NL GQVĐTT của HS trong quá trình tổ chức DH; – Phân tích, xử lí và đánh giá kết quả TNSP đã thu được;

M

3.2. Đối tượng và nội dung thực nghiệm sư phạm 3.2.1. Đối tượng TNSP

KÈ

Hoạt động TNSP được tiến hành trên đối tượng 39 HS lớp 10/6 của trường PT

Hermann Gmeiner –TP Đà Nẵng, trong đó chúng tôi tập trung theo dõi và đánh giá sự phát triển NL GQVĐTT của 3 nhóm.

DẠ Y

3.2.2. Nội dung TNSP Chúng tôi tiến hành dạy thực nghiệm chủ đề kiến thức thuộc bài “Độ ẩm của không

khí”– Vật lí 10 như các tiến trình DH đã thiết kế ở chương 7 nhằm phát triển NL GQVĐ của HS, cụ thể:

www.youtube.com/c/daykemquynhon/community 53 -Thứ 6 (02/4/2021) tiến hành dạy học chủ đề “Độ ẩm của không khí” và đưa ra vấn

AL

đề cần giải quyết cho HS.

- Thứ 6 (09/4/2021) tiến hành dạy và cho học sinh nghiên cứu kiến thức nền và thiết

CI

kế sản phẩm.

FI

- Thứ 6 (16/4/2021) tiến hành dạy thực nghiệm, kiểm tra đánh giá sản phẩm.

3.3. Phương pháp thực nghiệm sư phạm.

OF

3.3.1. Phương pháp quan sát

Tiến hành quan sát trực tiếp HS làm việc và vấn đáp HS kết hợp với việc phân tích video và phân tích các thông tin trên tài liệu, trên internet để thu thập số liệu về các 3.3.2. Phương pháp thống kê toán học

ƠN

hành vi của NL GQVĐTT của HS trong quá trình TNSP.

Dựa vào các số liệu thu thập được, sử dụng phương pháp thống kê toán học để xử lí,

NH

so sánh và đánh giá sự phát triển NL GQVĐTT của HS qua sản phẩm được thiết kế, từ đó rút ra kết luận về tính đúng đắn của giả thuyết khoa học của đề tài.

3.4. Diễn biến và kết quả thực nghiệm sư phạm

QU Y

3.4.1. Diễn biến và kết quả thu được khi dạy chủ đề “Độ ẩm của không khí” và đưa ra vấn đề cần giải quyết cho HS (Vào chiều thứ 6, ngày 02/4/2021): (Tiết 1 – 45 phút)

Hoạt động 1: Giáo viên truyền đạt kiến thức về độ ẩm và sự ảnh hưởng của độ ẩm không khí

M

- Có hai loại độ ẩm: độ ẩm tuyệt đối và độ ẩm tương đối

KÈ

+ Độ ẩm tuyệt đối là hàm lượng hơi nước chứa trong một đơn vị thể tích không khí tại thời điểm xét. + Độ ẩm tương đối là tỷ số giữa độ ẩm tuyệt đối với độ ẩm không khí tại điểm bão

hòa ở cùng nhiệt độ.

DẠ Y

- Độ ẩm tỉ đối của không khí cằng nhỏ, sự bay hơi qua lớp da càng nhanh, thân người càng dễ bị lạnh. Độ ẩm tỷ đối cao hơn 80% tạo điều kiện cho cây cối phát triển. Nhưng lại dễ làm ẩm mốc, hư hỏng các dụng cụ đồ dùng trong nhà.

www.youtube.com/c/daykemquynhon/community 54

KÈ

M

QU Y

NH

ƠN

OF

FI

CI

AL

- Một số nội dung truyền đạt đến học sinh:

Hình 3.1. Bài giảng về độ ẩm và ảnh hưởng của độ ẩm không khí

Hoạt động 2: Làm nảy sinh vấn đề cần giải quyết

DẠ Y

GV nêu ra vấn đề là thực trạng về độ ẩm không khí ảnh hưởng đến sức khỏe và

đời sống: - Độ ẩm thấp sảy ra vào mùa hè hoặc đầu mùa đông khi lượng hơi nước trong

không khí xuống rất thấp, thậm chí dưỡi 40%, điều này thực sự đáng nguy hại đối với

www.youtube.com/c/daykemquynhon/community 55 sức khỏe, ảnh hưởng trực tiếp đến hệ hô hấp, miễn dịch của con người. Khi độ ẩm

AL

không khí xuống quá thấp, cơ thể thoát hơi nước qua da nhanh hơn bình thường, khiến

dã dễ bị khô nẻ, bong tróc. Trên thực tế, ảnh hưởng của giảm độ ẩm có trong không

CI

gian sống còn khiến chúng ta suy nhược cơ thể, thụt giảm năng suất lao động, làm việc và dễ mắc các bệnh do hệ miễn dịch bị suy yếu.

FI

- Việt Nam là đất nước có khí hậu nhiệt đới gió mùa nên thông thường độ ẩm khá cao. Khi độ ẩm cao sẽ tăng cao nguy cơ các bệnh khớp, tim mạch, ho, hen suyễn,

OF

đau đầu và những căn bệnh mãn tính kinh niên của người cao tuổi… . Khi độ ẩm bắt đầu vượt quá 80% tạo điều kiện cho cây cối phát triển, đồng thời bắt đầu xuất hiện nấm mốc, vi khuẩn, ruồi muỗi… phát triển mạnh gây nguy hại cho sức khỏe con người

ƠN

cũng như dễ làm ẩm mốc, hư hỏng các máy và dụng cụ quang học, điện tử, cơ khí, khí tài quân sự, lương thực, thực phẩm trong các kho chứa.…

- Độ ẩm tốt cho sức khỏe được khuyến cáo là từ 55-65%, với độ ẩm này thì khả

NH

năng thoát mồ hôi trên cơ thể người sẽ tốt hơn còn nếu độ ẩm cao hơn hay thấp hơn khoảng này thì sẽ ảnh hưởng không tốt đến sức khỏe. Trong thực tế, để chống ẩm, người ta phải thực hiện nhiều biện pháp như dùng Silicagel hút ẩm, sấy nóng, thông gió, bôi dầu mỡ lên các chi tiết máy bằng kim loại, phủ lớp chất dẻo lên các bản mạch

QU Y

điện tử,... tuy hiệu quả nhưng rất mất thời gian và tốn nhiều công đoạn thực hiện.

Hoạt động 3: HS trình bày giải pháp để điều chỉnh độ ẩm và trình bày kiến thức về sản phẩm tạo ẩm, hút ẩm có mặt trên thị trường Tiết trước, GV đã phân nhóm và cho học sinh về nhà tự tìm hiểu các kiến thức

KÈ

M

về các sản phẩm tạo ẩm và hút ẩm để thay đổi độ ẩm của không khí trong phòng Các tổ cử đại diện lên trình bày

kiến thức đã tìm hiểu bằng hình thức báo

DẠ Y

cáo trên Power Point:

Hình 3.2. Báo cáo về các sản phẩm tạo ẩm, hút ẩm có trên thị trường

QU Y

NH

ƠN

OF

FI

CI

AL

www.youtube.com/c/daykemquynhon/community 56

Hình 3.3. Hình ảnh báo cáo về các sản phảm hút ẩm và tạo ẩm

M

Hoạt động 4: GV nhận xét phần báo cáo của từng nhóm và đặt câu hỏi định hướng thiết kế

KÈ

GV định hướng thiết kế cho HS: Từ thực trạng về độ ẩm ở nước ta và các giải

pháp thông thường để tạo ẩm và hút ẩm hãy sử dụng các kiến thức Vật lí đã học để thiết kế một hệ thống có thể điều chỉnh độ ẩm trong không gian nhỏ như căn phòng về độ ẩm

DẠ Y

phù hợp.

GV cho học sinh thí nghiệm khám phá kiến thức:

GV phát máy đo độ ẩm không khí, các dụng cụ thí nghiệm đơn giản, phiếu học tập làm thí nghiệm cho các nhóm để tự tiến hành thí nghiệm

www.youtube.com/c/daykemquynhon/community 57 Nguyên vật liệu: Mỗi nhóm sẽ nhận được một số vật liệu và dụng cụ như sau:

AL

+ Máy đo độ ẩm không khí + Đĩa nhôm đựng nước

CI

+ Dây bấc (mỗi nhóm 5 sợi) + Quạt đẩy sử dụng nguồn điện một chiều 12V

FI

+ Bộ nguồn một chiều có điện áp 12V – 8A

OF

+ Chai nhựa đựng nước đá Phiếu hướng dẫn làm thí nghiệm:

CÁC THÍ NGHIỆM CẦN THỰC HIỆN Cách thực hiện

ƠN

Thí nghiệm

Kết quả

Thí nghiệm 1: Đo độ ẩm Sử dụng máy đo độ ẩm không khí trong phòng

Digital

Thermo

– - Nhiệt độ:………….

NH

Hygrometer để xác định độ ẩm không khí trong phòng

- Độ ẩm:…………

Thí nghiệm 2: Làm nước bay - Cách 1: Đổ một lớp nước - Nêu cách yếu tố ảnh

QU Y

hơi để tăng độ ẩm không khí mỏng lên đĩa nhôm. Thổi hương đến tốc độ bay nhẹ trên mặt nước hoặc hơ hơi của nước:

trong phòng

nóng đĩa nhôm.

+……………………

- Cách 2: Dùng dây bất để …………………….

KÈ

M

hút nước trong đĩa nhôm kết +………………....... hợp dùng quạt đẩy thổi gió ……………………. lên dây bấc.

Thí nghiệm 3: Làm ngưng tụ - Dùng chai nhựa đựng ít - Điều kiện để ngưng tụ hơi nước để giảm độ ẩm nước đá bên trong, quan sát hơi nước trong phòng:

DẠ Y

không khí trong phòng

hiện tượng bên ngoài chai ………………………. nhựa

………………………. ………………………. ……………………….

www.youtube.com/c/daykemquynhon/community 58

OF

FI

CI

AL

* Một số hình ảnh về thí nghiệm tìm giải pháp tạo ẩm và hút ẩm:

QU Y

NH

ƠN

Hình 3.4. Nhiệt độ và độ ẩm không khí tại lớp học

DẠ Y

KÈ

M

Hình 3.5. Thực nghiệm về tác nhân đẩy nhanh sự bay hơi của nước

Hình 3.6. Thí nghiệm làm bốc hơi nước trên dây bấc

www.youtube.com/c/daykemquynhon/community 59 GV đưa ra kết luận về phần thực nghiệm xác định độ ẩm không khí và cách

AL

tạo ẩm hút ẩm đơn giản:

+ Ta có thể xác định được độ ẩm của không khí trong phòng và nơi cần khảo sát

CI

thông qua máy đo độ ẩm.

+ Từ giá trị đo được ta có thể nhận biết được độ ẩm tại nơi đang đo cao hay

FI

thấm từ đó đưa ra được phương án cần tạo ẩm hay hút ẩm.

gió.

OF

+ Sự tạo ẩm bằng cách làm bay hơi nước phụ thuộc vào nhiệt độ cao và tốc độ + Sự hút ẩm bằng cách làm ngưng tụ hơi nước trong không khí khi nhiệt độ nơi không khí gặp lạnh hay đạt đến nhiệt độ điểm sương.

ƠN

GV nêu rõ yêu cầu cho học sinh: Đề xuất biện pháp cụ thể để hút ẩm và tạo ẩm không khí trong phòng đạt đến giá trị khuyến cáo bằng cách chế tạo sản phẩm tạo ẩm hoặc hút ẩm từ các vật dụng thông thường hoặc linh kiện điện tử tái sử dụng.

NH

+ Các nhóm HS thảo luận để đề xuất các biện pháp. + GV phân tích sự hợp lý khi đề xuất phương án chế tạo hệ thống điều chỉnh độ ẩm không khí trong phòng.

+ GV yêu cầu các nhóm HS thảo luận: Hệ thống điều chỉnh độ ẩm không khí

QU Y

gồm có những phần nào? Các phần đó có chức năng như thế nào? Có thể sử dụng các kiến thức nào để áp dụng vào chức năng của của các phần đó? + HS cùng thảo luận nhóm để hoàn thành

GV phân công nhiệm vụ cho từng nhóm:

M

- Yêu cầu sản phẩm: Dựa vào đặc điểm của độ ẩm là luôn có hai ngưỡng cao và thấp vì

KÈ

vậy cần tạo ra hai loại sản phẩm là tạo ẩm và hút ẩm.

- Các nhóm lựa chọn thiết kế máy tạo ẩm hoặc máy hút ẩm dựa vào kiến thức vừa thực nghiệm kết hợp với các ý tưởng đề xuất thiết kế kết hợp với các vật dụng và linh kiện tái sử dụng hoặc mua tại các cửa hàng linh kiện điện tử để chế tạo

DẠ Y

GV tập hợp các ý tưởng và phân công nhiệm vụ cho các nhóm + Nhóm 1: Chế tạo máy tạo ẩm bằng cách sử dụng loa tạo sương. + Nhóm 2: Chế tạo máy tạo ẩm bằng phương pháp dùng quạt đẩy tạo hơi nước + Nhóm 3: Chế tạo máy hút ẩm bằng sò nóng lạnh Tec - 12708

www.youtube.com/c/daykemquynhon/community 60 3.4.2. Tiến hành dạy học cho học sinh trình bày và bảo vệ phương án thiết kế hệ

AL

thống điều chỉnh độ ẩm không khí trong phòng. (Vào chiều thứ 6, ngày 09/4/2021): (Tiết 2 – 45 phút)

CI

Hoạt động 1: Các nhóm lên trình bày phương án thiết kế trong 5 phút. Các nhóm còn lại lắng nghe:

FI

GV cho các nhóm lên trình bày các kiến thức nền về các vật, kiện điện tử cần thiết để chế tạo. HS trình bày cấu tạo của sản phẩm nhóm thiết kế thông qua bản vẽ

OF

thiết kế

* Các nhóm trình bày phương án thực hiện theo nhiệm vụ được phân công ở tiết trước:

DẠ Y

KÈ

M

QU Y

NH

ƠN

- Nhóm 1

Hình 3.7. Bản phương án thực hiện làm máy tạo ẩm của nhóm 1

www.youtube.com/c/daykemquynhon/community 61

NH

ƠN

OF

FI

CI

AL

- Nhóm 2

nhóm 2

DẠ Y

KÈ

M

QU Y

- Nhóm 3

Hình 3.8. Bản phương án thực hiện làm máy tạo ẩm của

Hình 3.9. Bản phương án thực hiện làm máy hút ẩm của nhóm 3

www.youtube.com/c/daykemquynhon/community 62 * Các nhóm trình bày phương án thiết kế thông qua bản vẽ trên giấy A4

AL

- Nhóm 1: Trình bày phương án thiết kế máy tạo ẩm dùng loa tạo sương kết

NH

ƠN

OF

FI

CI

hợp với quạt đẩy để tăng tốc độ thoát sương cho máy

QU Y

Hình 3.10. Bản thiết kế máy tạo ẩm dùng loa tạo sương + Loa tọa sương có hai ai đầu dây được hàn vào 2 bản cực, lớp ở giữa là vật liệu áp điện. Khi đặt một điện áp lên tấm vật liệu áp điện này thì nó sẽ biến dạng tùy theo mức điện áp đặt. Nếu ta cung cấp cho nó cùng một điện áp nhưng trái dấu nhau

M

luân phiên theo một chu kỳ nào đó thì vật liệu sẽ co dãn theo đúng tần số của nguồn cấp. Dao động này làm tấm màng phía trên dao động theo. Các phân tử nước sẽ cố bắt

KÈ

kịp dao động của tấm màng nhưng không thể do quán tính và khối lượng riêng của nước tương đối lớn. Do sóng nước bị trễ pha so với sóng của màng dao động, tạo ra các vùng áp suất thấp giữa các sóng này gọi là lỗ trống. Các lỗ trống này chứa rất

DẠ Y

nhiều năng lượng và phát nổ ở gần bề mặt nước tạo ra đỉnh sóng nhấp nhô ở bề mặt, đồng thời ở đỉnh của sóng, các giọt nước nhỏ được cung cấp năng lượng từ các lỗ trống khi phát nổ có đủ năng lượng để thoát khỏi bề mặt nước và bắn vào không khí ở dạng sương. Kích thước những hạt sương rất nhỏ, chỉ cỡ 1 micro mét.

www.youtube.com/c/daykemquynhon/community 63 + Động cơ đẩy là một quạt điện dùng điện áp 12V để đẩy luồng sương do loa

AL

tạo ra bay ra ngoài, giúp đẩy nhanh lượng sương vào không khí giúp độ ẩm tăng lên.

+ Hộp nhựa chứa nước có lỗ thoát khí phía trên và vị trí lắp quạt đẩy, lượng

CI

nước được đổ ngập qua khỏi miệng loa để nước có thể dao động trên mặt loa tạo

FI

sương.

- Nhóm 2: Trình bày phương án thiết kế máy tạo ẩm dùng quạt đẩy hơi nước từ

QU Y

NH

ƠN

OF

dây bấc kết hợp với kẹp nhiệt để đẩy nhanh quá thình bay hơi của nước.

Hình 3.11. Bản thiết máy tạo ẩm sử dụng day bấc và quạt đẩy

M

+ Dây bấc có một đầu được nhúng vào nước, đầu còn lại treo hờ lên phía trên ngang với mặt thổi gió của quạt. Dây bấc hút nước dựa vào hiện tượng mao dẫn, lượng

KÈ

nước trên dây bấc có diện tích tiếp xúc lớn với luồng gió do quạt đẩy tạo ra. + Kẹp tạo nhiệt áp 2 bên của hàng dây bấc giúp cung cấp nhiệt lượng hỗ trợ đẩy

nhanh quá trình bay hơi của nước.

DẠ Y

+ Động cơ điện dùng dòng điện một chiều 12V đẩy luồng gió liên tục lên dây

bấc, kết hợp với hơi nóng từ kẹp nhiệt giúp quá trình bay hơi của nước trong dây bấc nhanh hơn, cải thiện được độ ẩm trong không khí khi độ ẩm thấp.

www.youtube.com/c/daykemquynhon/community 64 - Nhóm 3: Trình bày phương án thiết kế máy hút ẩm dùng sò nóng lạnh Tec –

NH

ƠN

OF

FI

CI

AL

12708 kết hợp với các cánh tản nhiệt nhôm để làm ngưng tụ hơi nước trong không khí:

Hình 3.12. Bản thiết kế máy hút ẩm sử dụng sò nóng lạnh Tec – 12708

QU Y

+ Sò nóng lạnh Tec – 12708 hay còn gọi là tấm bán dẫn siêu công nghệ hay chip peltier là cấu kiện bán dẫn có tính chất làm lạnh một mặt mặt còn lại được làm nóng .Nói rõ hơn là miếng bán dẫn nhỏ, nhẹ và công suất mạnh (50W) giúp hút nhiệt mặt có chữ kí hiệu phía trên và thải qua bề mặt bên kia, lượng nhiệt năng ở bề mặt bên kia sẽ bằng tổng nhiệt năng hút từ bề mặt có chữ và lượng nhiệt năng chuyển từ điện

M

năng đặt vào 2 đầu dây của miếng bán dẫn.

KÈ

+ Cánh tản nhiệt làm từ vật liệu nhôm, có diện tích tiếp xúc với không khí lớn nhằm tỏa nhiệt nóng và thu nhiệt từ môi trường không khí xung quanh. Giúp hỗ trợ cho quá trình sinh nhiệt của sò nóng lạnh. + Quạt đẩy giúp lưu thông nhanh dòng khí bên ngoài đi vào làm lạnh cánh tản

DẠ Y

nhiệt.

www.youtube.com/c/daykemquynhon/community 65 Hoạt động 2: GV tổ chức cho các nhóm nêu câu hỏi, nhận xét về phương án thiết kế

AL

của nhóm bạn; nhóm trình bày trả lời, bảo vệ, thu nhận góp ý, đưa ra sửa chữa phù hợp.

CI

- Trong các bản thiết kế trên, bộ phận nào là quan trọng nhất, đóng vai trò chủ đạo trong hệ thống.

FI

- Máy tạo sương dùng loa phun sương với kiến thức đã học có thể tự tạo mạch điện phun sương được hay không?

OF

- Có thể dùng cách nào khác để tăng tốc độ bay hơi của nước trên dây bấc hay không?

ƠN

- Cánh tản nhiệt trong bản thiết kế máy hút ẩm có thể tìm được ở đâu?

Hoạt động 3: GV nhận xét, tổng kết và chuẩn hoá các kiến thức liên quan, chốt lại các vấn đề cần chú ý, chỉnh sửa của các nhóm.

NH

- Các nhóm đều đưa ra được các giải pháp và ý tưởng khác nhau về các bản thiết kế mô hình

- Đã định hướng được kiến thức liên quan cần thiết để đưa đến chức năng của

QU Y

các bộ phận trong máy tạo ẩm và hút ẩm

Hoạt động 4: GV giao nhiệm vụ cho các nhóm về nhà triển khai chế tạo sản phẩm theo bản thiết kế.

- Các nhóm tiếp tục triển khai thí nghiệm chọn linh kiện vật dụng và dựa theo bản thiết kế để chế tạo ra mẫu thử như mục đích đặc ra.

M

+ Nhóm 1: Chế tạo máy tạo ẩm bằng cách sử dụng loa tạo sương.

KÈ

+ Nhóm 2: Chế tạo máy tạo ẩm bằng phương pháp dùng quạt đẩy tạo hơi nước

DẠ Y

+ Nhóm 3: Chế tạo máy hút ẩm bằng sò nóng lạnh Tec - 12708

www.youtube.com/c/daykemquynhon/community 66

ẩm không khí trong phòng. (Vào chiều thứ 6, ngày 16/4/2021): (Tiết 3 – 45 phút)

CI

Hoạt động 1: HS trình bày sản phẩm, thuyết trình, giới thiệu sản phẩm

AL

3.4.3. Tiến hành dạy học cho học sinh trình bày sản phẩm hệ thống điều chỉnh độ

GV tổ chức cho HS chuẩn bị và trưng bày sản phẩm, GV yêu cầu từng nhóm

FI

cho hệ thống điều chỉnh độ ẩm không khí hoạt động, hệ thống gồm hai bộ phận là tạo ẩm và hút ẩm trong không gian nhỏ và dùng thiết bị đo độ ẩm để xác định sự thay đổi

OF

độ ẩm, cho điểm dựa trên các tiêu chí của bảng đánh giá.

Yêu cầu HS của từng nhóm trình bày, phân tích về hoạt động, giá thành và kiểu dáng hệ thống điều chỉnh độ ẩm

DẠ Y

KÈ

M

QU Y

NH

ƠN

- Nhóm 1: Trình bày sản phẩm tạo ẩm sử dụng loa tạo sương

Hình 3.13. Hình ảnh trình bày sảm phẩm máy tạo ẩm của nhóm 1

www.youtube.com/c/daykemquynhon/community 67

NH

ƠN

OF

FI

CI

AL

- Nhóm 2: Trình bày sản phẩm máy tạo ẩm dùng dây bấc và quạt đẩy

QU Y

Hình 3.14. Hình ảnh trình bày sảm phẩm máy tạo ẩm của nhóm 2

DẠ Y

KÈ

M

- Nhóm 3: Trình bày sản phẩm máy hút ẩm dùng sò nóng lạnh

Hình 3.15. Máy hút ẩm dùng sò nóng lạnh Tec-12708

NH

ƠN

OF

FI

CI

AL

www.youtube.com/c/daykemquynhon/community 68

QU Y

Hình 3.16. Hình ảnh trình bày sảm phẩm máy tạo ẩm của nhóm 3 Hoạt động 2: HS quan sát, trải nghiệm về máy tạo ẩm và hút ẩm, nhận xét ưu nhược của sản phẩm và đề xuất các biện pháp khắc phục.

M

HS quan sát và thử nghiệm sản phẩm và đánh giá sản phẩm thông qua phiếu học

KÈ

tập số 2 và đưa ra phương pháp cải tiến cho sản phẩm.

Bảng 3.1. Đánh giá khả năng hoạt động của máy tạo ẩm sử dụng loa tạo sương

DẠ Y

của nhóm 1

Nội dung

Máy có khả năng đẩy nhanh quá trình bay hơi của nước Mật độ sương mà loa tạo được

Tốt

Trung bình

Chưa đạt

www.youtube.com/c/daykemquynhon/community 69

AL

Quạt đẩy hơi nước thoát ra ngoài Hình thức mô hình Đánh giá khả năng tạo hơi nước của máy

CI

Đưa ra nhận định về độ bền khi sử dụng

DẠ Y

KÈ

M

QU Y

NH

ƠN

OF

FI

Giá thành chế tạo sản phẩm

Hình 3.17. Phiếu học tập số 2 của nhóm 1

www.youtube.com/c/daykemquynhon/community 70

đẩy của nhóm 2 Nội dung

Tốt

Trung bình

hơi của nước

FI

Mật độ hơi nước tạo được từ hệ thống

OF

Quạt đẩy hơi nước thoát ra ngoài Hình thức mô hình Đánh giá khả năng tạo hơi nước của máy

ƠN

Đưa ra nhận định về độ bền khi sử dụng

DẠ Y

KÈ

M

QU Y

NH

Giá thành chế tạo sản phẩm

Chưa đạt

CI

Máy có khả năng đẩy nhanh quá trình bay

AL

Bảng 3.2. Đánh giá khả năng hoạt động của máy tạo ẩm sử dụng dây bấc và quạt

Hình 3.18. Phiếu học tập số 2 của nhóm 2

www.youtube.com/c/daykemquynhon/community 71

của nhóm 3 Nội dung

Tốt

Trung bình

trong không khí tạo thành các hạt sương

FI

Mật độ nước ngưng tụ tạo được từ hệ thống

Đánh giá khả năng ngưng tụ nước của máy Đưa ra nhận định về độ bền khi sử dụng

DẠ Y

KÈ

M

QU Y

NH

ƠN

Giá thành chế tạo sản phẩm

OF

Quạt đẩy làm mát cánh tản nhiệt đầu nóng Hình thức mô hình

Chưa đạt

CI

Máy có khả năng làm ngưng tụ hơi nước

AL

Bảng 3.3. Đánh giá khả năng hoạt động của máy hút ẩm sử dụng sò nóng lạnh

Hình 3.19. Phiếu học tập số 2 của nhóm 3

www.youtube.com/c/daykemquynhon/community 72 Hoạt động 3: GV đánh giá dựa trên hình thức, khả năng hoạt động, khả năng tạo ẩm

AL

hoặc hút ẩm, độ bền của sản phẩm; chỉnh độ ẩm; Khuyến khích các nhóm nêu câu hỏi cho nhóm khác.

CI

Giáo viên đặt câu hỏi cho bài báo cáo để làm rõ cơ chế hoạt động hệ thống điều

FI

GV tổng kết chung về hoạt động của các nhóm; Hướng dẫn các nhóm cập nhật

DẠ Y

KÈ

M

QU Y

NH

ƠN

OF

điểm học tập của nhóm. GV có thể nêu câu hỏi lấy thông tin phản hồi:

Hình 3.20. Hình ảnh tổng kết về sản phẩm STEM

www.youtube.com/c/daykemquynhon/community 73 Hoạt động 4: Rút ra kết luận

AL

HS được trải qua tiết học thực nghiệm nên cảm thấy mới lạ lại gần gũi thiết thực với đời sống nên cảm thấy yêu thích nhiệt tình với môn học, HS có nhiều ý tưởng nên đa

CI

dạng được các sản phẩm tạo ẩm và hút ẩm.

Tiết học trải nghiệm làm không khí học tập trở nên hăng say, nghiêm túc, các HS

FI

đóng vai những nhà khoa học nên làm việc rất khoa học, đa số các thành viên trong nhóm đều hoàn thành công việc được giao. Tuy nhiên vẫn còn HS thụ động khi làm việc nhóm.

OF

Cuối cùng, GV yêu cầu HS tự đánh giá giải pháp và sản phẩm, hoàn thiện quá trình GQVĐ. Các nhóm thực hiện còn lúng túng trong việc đánh giá, cần GV hướng dẫn.

ƠN

3.5. ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 3.5.1 Xây dựng tiêu chí đánh giá

Theo bảng lượng hóa trên, điểm quy đổi các mức độ như sau: Mức 3 – ứng với 3 điểm;

NH

Mức 2 – ứng với 2 điểm; Mức 1 – ứng với 1 điểm.

Để thuận tiện cho việc so sánh sự phát triển NL GQVĐ của HS qua các chủ đề, chúng tôi quy đổi điểm số thành các mức độ (4 mức độ: Tốt; Khá, Trung bình; Yếu) tính theo phần trăm tổng số điểm mà HS đạt được như sau: Chỉ số

thành tố

hành vi

Thành tố

Hv 1.1

1

Hv 1.2

Các mức độ đạt được của hành vi

QU Y

NL

Điểm tối đa

Tổng điểm

M3

M2

M1

của mỗi

tối đa

(3 điểm)

(2 điểm)

(1 điểm)

thành tố

NLGQVĐ

6

M

Hv 2.1

KÈ

Hv 2.2 Thành tố

Hv 2.3

2

Hv 2.4

15

DẠ Y

Hv 2.5

Thành tố 3

30

Hv 3.1 Hv 3.2 Hv 3.3

Bảng 3.4: Tiêu chí đánh giá các Hv.

9

www.youtube.com/c/daykemquynhon/community 74

Hv

Hv

Hv

Hv

Hv

Hv

Hv

Hv

1.1

1.2

2.1

2.2

2.3

2.4

2.5

3.1

X

X

X

X

X X

CI

biểu

M3 1

Thành tố 3

độ

hiện Nhóm

Thành tố 2

M2

X

2

M2

X

X

X

X

X

M1

3

X

X

M2

X

M1

X

X

X

3.3

X

X

X

X

X

X

X

X

ƠN

M3 Nhóm

3.2

X

OF

M3

Hv

X

M1 Nhóm

Hv

FI

Nhóm

Thành tố 1

AL

Mức

X

X

Điều kiện (% trên tổng số điểm) Dưới 50%

NH

Bảng 3.5. Kết quả thu được về năng lực giải quyết vấn đề của HS. Mức độ đạt được

Từ 50% đến 64% Từ 65% đến 79% Từ 80% trở lên

QU Y

Yếu Trung bình Khá Tốt

M

Bảng 3.6. Tiêu chí đánh giá các mức độ đạt được của NL GQVĐ.

3.5.2 Đánh giá sự phát triển năng lực GQVĐ của HS:

học.

KÈ

Thành tố 1: Nhận ra các vấn đề, hiện tượng trong cuộc sống liên quan đến lí thuyết đã Điểm đạt được

% đạt được

Mức độ đạt được

Nhóm 1

6/6

100%

Tốt

Nhóm 2

5/6

83,3%

Tốt

Nhóm 3

5/6

83,3%

Tốt

DẠ Y

Nhóm

Bảng 3.7. Thống kê tỉ lệ % thành tố 1 của các nhóm.

www.youtube.com/c/daykemquynhon/community 75 Thành tố 2: Hình thành ý tưởng và triển khai ý tưởng để giải quyết vấn đề Điểm đạt được

% đạt được

Mức độ đạt được

Nhóm 1

13/15

86,6%

Tốt

Nhóm 2

12/15

80,0%

Tốt

Nhóm 3

14/15

93,3%

Tốt

CI

FI

Bảng 3.8. Thống kê tỉ lệ % thành tố 2 của các nhóm

AL

Nhóm

OF

Thành tố 3: Đánh giá cách thức giải quyết vấn đề dựa trên ý tưởng mới, khác biệt. Điểm đạt được

% đạt được

Mức độ đạt được

Nhóm 1

7/9

77,8%

Khá

Nhóm 2

7/9

Nhóm 3

6/9

ƠN

Nhóm

77,8%

Khá

66,7%

Khá

NH

Bảng 3.9 Thống kê tỉ lệ % thành tố 3 của các nhóm.

100%

QU Y

90% 80% 70% 60% 50%

Thành tố 2 Thành tố 3

M

40%

Thành tố 1

30%

KÈ

20%

10%

0%

Nhóm 1

Nhóm 2

Nhóm 3

DẠ Y

Hình 3.21. Biểu đồ các mức độ của các nhóm đạt được ở 3 thành tố.

www.youtube.com/c/daykemquynhon/community 76 Nhận xét: Qua biểu đồ đánh giá được tình hình các nhóm như sau:

AL

Nhóm 1: Cả 3 thành tố nhóm đều đạt rất cao, đặc biệt là thành tố 1, có thể nhận xét nhóm 1 thu thập thông tin và làm việc nhóm hiệu quả nhất.

CI

Nhóm 2: Cả 3 thành tố đều không cao nhưng thể hiện mức cân bằng, nhóm 2 đã có sản phẩm như bàn thiết kế nhưng mức độ tìm hiểu kiến thức nền và làm việc nhóm chưa

FI

hiệu quả cao.

Nhóm 3: Nhóm 3 chỉ có thành tố 2 vượt trội hơn hẳn, cho thấy nhóm 3 làm việc theo

OF

nhóm có hiệu quả nhất định.

3.6. KẾT LUẬN CHƯƠNG 3:

ƠN

Qua quá trình theo dõi, quan sát các hoạt động học tập của HS và phân tích kết quả thực nghiệm sư phạm chúng tôi nhận thấy:

- Đối với GV: Tăng cường tinh thần trách nhiệm với từng tiết học, chế tạo

NH

những thiết bị đơn giản, hiệu quả nhằm dạy học và bổ sung các đồ dùng thí nghiệm cho phòng bộ môn.

- Đối với học sinh: Việc dạy học theo hướng này giúp HS được trải nghiệm thực tế, tăng tính tò mò, sáng tạo , tạo hứng thú trong học tập đối với HS, điều này là

QU Y

rất cần thiết với xu hướng giáo dục hiện nay.

- Việc tổ chức ứng dụng dạy học STEM trong trường THPT là rất cần thiết và hợp lí. Từ kết quả thống kê :

+ Thành tố 1 (Nhận ra các vấn đề, hiện tượng trong cuộc sống liên quan đến lí thuyết đã học) có: cả 3 nhóm đều ở mức độ Tốt.

M

+ Thành tố 2 (Hình thành ý tưởng và triển khai ý tưởng để giải quyết vấn đề )

KÈ

có: cả 3 nhóm đều ở mức độ Tốt. + Thành tố 3 (Đánh giá cách thức giải quyết vấn đề dựa trên ý tưởng mới, khác

biệt) có: cả 3 nhóm đều ở mức độ Khá.

Chúng tôi nhận thấy từ quá trình triển khai ý tưởng( lí thuyết) đến quá trình trải

DẠ Y

nghiệm (thực tế) mặc dù chưa đưa ra được ý tưởng sáng tạo mới nhưng đã tạo động lực cho HS mong muốn tìm tòi, sáng tạo, hứng thú với giờ học trải nghiệm. Đây cũng là cơ sở cho HS phát huy, hoàn thiện tính sáng tạo, GQVĐ trong thực tiễn- điều mà giáo dục STEM hướng đến.

www.youtube.com/c/daykemquynhon/community 77

AL

TỔNG KẾT: 1. KẾT LUẬN:

Căn cứ mục đích, nhiệm vụ nghiên cứu luận án đã đạt được những kết quả sau đây:

CI

- Đã phân tích và làm sáng tỏ cơ sở lí luận về tổ chức hoạt động trải nghiệm của HS

trong quá trình dạy học Vật lí. Trình bày các khái niệm cốt lõi làm cơ sở lí luận: khái

FI

niệm về trải nghiệm, năng lực và năng lực GQVĐ, biểu hiện của năng lực GQVĐ….. của HS trong dạy và học môn Vật lí.

OF

- Điều tra, đánh giá được thực trạng dạy học Vật lí và tổ chức hoạt động trải nghiệm của HS trong dạy học Vật lí ở trường PT Hermann Gmeiner – Đà Nẵng.

- Thiết kế được tiến trình dạy học theo định hướng tổ chức HĐTN cho HS, cụ thể là

ƠN

thiết kế được hệ thống điều chỉnh độ ẩm không khí trong phòng thông qua hai loại sản phẩm là máy tạo ẩm và máy hút ẩm, đap ứng nhu cầu điều chỉnh độ ẩm trong phòng trong các trường hợp khác nhau.

NH

- Việc tổ chức các hoạt động dạy học trải nghiệm tạo ra một môi trường học tập thân thiện, tự do sáng tạo, phát huy những sở trường, đồng thời giúp HS học tập lẫn nhau trong quá trình làm việc nhóm, tăng sự đoàn kết trong tập thể.

- GV cần phải có sự đầu tư, nghiên cứu, lên kế hoạch với các nhiệm vụ cần thực hiện

QU Y

cụ thể; đồng thời xây dựng tư tưởng, tinh thần cho HS và sau mỗi hoạt động cần có sự kiểm điểm, biểu dương, đúc kết kinh nghiệm.

Với những kết quả đã đạt được, có thể khẳng định Luận văn đã hoàn thành được mục đích nghiên cứu và các nhiệm vụ mà đề tài đặt ra.

M

2. KHUYẾN NGHỊ

KÈ

Từ kết quả nghiên cứu tổ chức HĐTN cho HS trong dạy học chúng tôi thấy rằng, HĐTN là cơ hội rất tốt để người học trải nghiệm và đánh thức khả năng tiềm ẩn về sáng tạo của mình. Do đó, chúng tôi đề xuất những kiến nghị sau: + Cần tăng cường tham gia các đợt tập huấn GV, các đợt Hội thảo khoa học để giúp

DẠ Y

GV có thể vận dụng dễ dàng vào thực tiễn dạy học. + Cần tạo điều kiện cho GV có cơ hội tiếp cận các kiến thức lí luận về tổ chức HĐTN trong dạy học, tạo môi trường tích cực cho các HĐTN diễn ra trong quá trình thực hiện nhiệm vụ giáo dục ở trường THPT nói riêng và ở các cấp học nói chung.

www.youtube.com/c/daykemquynhon/community 78 + Cần có những biện pháp khuyến khích, tuyên truyền để việc tổ chức HĐTN đến gần

AL

với GV và HS hơn. Tăng cường thời lượng hoạt động giáo dục ngoài lớp học để GV, HS có đủ thời gian tổ chức và tham gia HĐTN, giảm nhẹ nội dung chương trình phổ

CI

thông và áp lực công việc đối với GV.

+ Cần có sự phối hợp, liên kết giữa nhà trường và xã hội để HĐTN không những chỉ

FI

diễn ra trong nhà trường mà ở mọi nơi khi đủ điều kiện để hoạt động.

OF

- Đối với GV dạy bộ môn Vật lí:

+ Cần nhận thức rằng môn Vật lí có nhiều cơ hội để tổ chức các hoạt động trải nghiệm cho HS để có thể gắn những kiến thức khoa học với thực tiễn đa dạng, phong phú.

ƠN

+ Cần tìm hiểu các hình thức dạy học mở và có sự vận dụng linh hoạt vào việc tổ chức các hoạt động đa dạng trong và ngoài nhà trường.

+ Cần tiếp tục phát huy các sáng kiến kinh nghiệm trong dạy học đặt biệt là dạy học

NH

theo phương pháp giáo dục STEM. Phương pháp này không những giúp HS ham học hỏi, phát triển tư duy, vận dụng vào trong đời sống xã hội mà còn giúp GV nhiệt huyết

DẠ Y

KÈ

M

QU Y

với nghề, giúp cho việc dạy và học đúng nghĩa với giáo dục con người.

www.youtube.com/c/daykemquynhon/community 79

AL

TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] BCH Trung ương, Nghị quyết số 29-TQ/TW (Hội nghị TW8- Khóa XI về đổi mới,

CI

căn bản toàn diện giáo dục và đào tạo).

[2] BCH Trung ương, Nghị quyết số 138/NQ-CP (Nghị quyết hội nghị chính phủ với

FI

địa phương và phiên họp chính phủ thường kỳ tháng 12 năm 2017).

Việt Nam.

OF

[3] Bộ giáo dục và Đào tạo (2017), Hội thảo giáo dục STEM trong trường Phổ thông

[4] Bộ giáo dục và Đào tạo (2015), Kĩ năng xây dựng và tổ chức các hoạt động TNST

ƠN

trong trường trung học. Tài liệu tập huấn.

[5] Bộ giáo dục và đào tạo (2014), Tài liệu tập huấn dạy học tích hợp ở trường THCS,THPT, NXB Đại học Sư phạm Hà Nội.

NH

[6] Bộ giáo dục và Đào tạo (2019). Tài liệu tập huấn, xây dựng và thực hiện các chủ đề giáo dục STEM trong trường trung học (lưu hành nội bộ) [7] Bộ giáo dục và Đào tạo, vụ Giáo dục trung học, Chương trình phát triển giáo dục trung học (2014). Tài liệu tập huấn, dạy học và kiểm tra, đánh giá kết quả học

QU Y

tập theo định hướng phát triển năng lực HS môn Vật lí cấp trung học phổ thông (lưu hành nội bộ), Hà Nội tháng 8 năm 2014.

[8] Bộ giáo dục và Đào tạo (2014), Xây dựng chương trình giáo dục phổ thông theo định hướng phát triển năng lực của HS. Tài liệu tập huấn.

M

[9] Nguyễn Văn Biên (2015), Quy trình xây dựng chủ đề tích hợp về Khoa học tự nhiên”, Tạp chí Khoa học trường Đại học Sư phạm Hà Nội.

KÈ

[10] Lương Duyên Bình (Chủ biên), Nguyễn Xuân Chi, Tô Giang, Trần Chí Minh, Vũ Quang, Bùi Gia Thịnh (2012), Vật lí 10, NXB giáo dục Việt Nam.

[11] Lê Thị Thu Hiền (kỳ 2-4/2016), Tạp chí giáo dục số 380, Đánh giá năng lực giải

DẠ Y

quyết vấn đề của HS trong dạy học Vật lí ở trường trung học phổ thông

[12] Nguyễn Thanh Nga (Chủ biên), Phùng Việt Hải, Nguyễn Quang Linh, Hoàng Phước Muội (2018), Thiết kế và tổ chức chủ đề giáo dục STEM cho học sinh trung học cơ sở và trung học phổ thông, NXB Đại học Sư phạm TP Hồ Chí Minh.

www.youtube.com/c/daykemquynhon/community 80

AL

[13] Nguyễn Thị Lan Phương, Đề xuất khái niệm và chuẩn đầu ra của năng lực giải quyết vấn đề với HS trung học phổ thông. Viện khoa học giáo dục, Việt Nam.

CI

[14] Trịnh Quỳnh (2017), Rèn luyện năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo bằng sơ đồ tư duy, Nhà xuất bản Hồng Đức.

FI

[15] Nguyễn Đức Thâm (chủ biên), Nguyễn Ngọc Hưng, Phạm Xuân Quế (2002),

Nội.

OF

Phương pháp dạy học Vật lí ở trường phổ thông, NXB Đại học sư phạm Hà [16] Xavier Roegiers (1996), Khoa sư phạm tích hợp - Hay làm thế nào để phát triển các năng lực ở nhà trường, NXBGD, Hà Nội.

ƠN

[17] https://danang.gov.vn/gioi-thieu/chi-tiet?id=40955&_c=37

[18] https://maizota.com/tac-dong-cua-do-am-khong-khi-va-cach-thuc-ung-pho/ [19] https://maydochuyendung.com/tin-tuc/thiet-bi-moi-truong

NH

[20] https://vinmec.com/vi/tin-tuc/thong-tin-suc-khoe/suc-khoe-tong-quat/do-am-vasuc-khoe/

[21] https://www.youtube.com/watch?v=1Kp_yWY2tdU

DẠ Y

KÈ

M

QU Y

[22] https://yenphat.com/cau-tao-nguyen-ly-hoat-dong-may-hut-am.html

DẠ

Y

KÈ M

QU

Y

NH

ƠN

OF FI C

IA L

www.youtube.com/c/daykemquynhon/community

DẠ

Y

KÈ M

QU

Y

NH

ƠN

OF FI C

IA L

www.youtube.com/c/daykemquynhon/community

DẠ

Y

KÈ M

QU

Y

NH

ƠN

OF FI C

IA L

www.youtube.com/c/daykemquynhon/community

DẠ

Y

KÈ M

QU

Y

NH

ƠN

OF FI C

IA L

www.youtube.com/c/daykemquynhon/community

DẠ

Y

KÈ M

QU

Y

NH

ƠN

OF FI C

IA L

www.youtube.com/c/daykemquynhon/community

DẠ

Y

KÈ M

QU

Y

NH

ƠN

OF FI C

IA L

www.youtube.com/c/daykemquynhon/community

DẠ

Y

KÈ M

QU

Y

NH

ƠN

OF FI C

IA L

www.youtube.com/c/daykemquynhon/community

DẠ

Y

KÈ M

QU

Y

NH

ƠN

OF FI C

IA L

www.youtube.com/c/daykemquynhon/community

DẠ

Y

KÈ M

QU

Y

NH

ƠN

OF FI C

IA L

www.youtube.com/c/daykemquynhon/community

DẠ

Y

KÈ M

QU

Y

NH

ƠN

OF FI C

IA L

www.youtube.com/c/daykemquynhon/community

DẠ

Y

KÈ M

QU

Y

NH

ƠN

OF FI C

IA L

www.youtube.com/c/daykemquynhon/community

DẠ

Y

KÈ M

QU

Y

NH

ƠN

OF FI C

IA L

www.youtube.com/c/daykemquynhon/community

DẠ

Y

KÈ M

QU

Y

NH

ƠN

OF FI C

IA L

www.youtube.com/c/daykemquynhon/community

DẠ

Y

KÈ M

QU

Y

NH

ƠN

OF FI C

IA L

www.youtube.com/c/daykemquynhon/community