3.6. Kết quả thực nghiệm sư phạm

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL + Tại thời điểm thực nghiệm, nhà trường chỉ có phòng chuyên môn với số lượng thiết bị tương đối đủ chuẩn để thực hiện các bài thực hành cơ bản. + Học sinh năng động, đoàn kết, tích cực, có năng khiếu thực hành. 3.5.2. Khó khăn + Không có sự đồng đều về năng lực học tập và tư duy, có một số cá thể năng lực học tập còn yếu, chây lười và thụ động. + Thời gian thực nghiệm là sau khi các em đã thi học kì 2 và đang ôn thi vào lớp 10, nên một số em còn chưa tham gia tích cực. 3.6. Kết quả thực nghiệm sư phạm 3.6.1. Phân tích diễn biến thực nghiệm sư phạm Sau đây tôi phân tích diễn biến của quá trình thực nghiệm sư phạm để từ đó đánh giá được sự phát triển năng lực sáng tạo và tư duy kĩ thuật của học sinh để từ đó giúp cho các em có nhìn hay hơn về Vật lí. Hoạt động 1: Đặt vấn đề STEM và chuyển giao nhiệm vụ Khi giáo viên đưa ra tình huống thực tế khi tham gia giao thông bị đinh găm vào bánh xe, sau đó hỏi các em đã gặp thực trạng như thế này chưa và cảm giác lúc đó như thế nào? Sau đó cho các em xem giải pháp mà các bạn học sinh đang làm: nhặt đinh rơi vãi trên đường. Học sinh nhận xét rằng việc làm đó chưa mang lại hiệu quả cao và nguy hiểm. sau đó GV cho học sinh quan sát một số giải pháp mà mọi người đã thực hiện: sử dụng xe thu gom đinh sắt tình nguyện. Nhiều học sinh đánh giá nhiệm vụ thú vị, mang lại hiệu quả cao và có tính ứng dụng cao trong thực tế. Hoạt động 2: Đề xuất phương án thiết kế sản phẩm Khi phác thảo bản vẽ thiết kế xe thu gom đinh sắt, các nhóm thảo luận sôi nổi, tích cực, đa số các bản vẽ thiết kế giống nhau về nguyên lí, chỉ khác nhau về bản vẽ khung xe tùy theo tính sáng tạo của mỗi nhóm khác nhau. Trong đó, hầu hết các em đều vẽ được sơ đồ nối mạch điện. Tuy nhiên khi vẽ sơ đồ cấu tạo của mô hình, một số em chưa nêu được ý kiến. Tiếp đến, các nhóm đều tham gia thuyết trình về bản vẽ thiết kế xe thu gom đinh sắt, hầu hết các nhóm đều chỉ ra được mô hình gồm những bộ phận chính nào, vị trí lắp đặt của các

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL bộ phận ở đâu và sơ đồ nối mạch điện. Các nhóm đều có chung suy nghĩ về cách lắp đặt các bộ phận chính của xe Hoạt động 3: Gia công, chế tạo và vận hành thử nghiệm xe thu gom đinh sắt theo bản vẽ thiết kế Bắt đầu, nhóm trưởng chia nhóm thành các nhóm nhỏ, mỗi nhóm chịu trách nhiệm gia công chi tiết:  Lắp ghép khung xe  Chế tạo nam châm điện  Cố định nam châm điện và khung pin vào khung xe  Dùng dây điện nối nam châm điện với nguồn với công tắc và đèn LED thành một mạch kín  Lắp pin vào khay pin rồi thử nghiệm Tiếp theo, các nhóm đọc và lắp ráp xe thu gom đinh sắt theo bản vẽ thiết kế đã thống nhất. Sau đó, được sự hướng dẫn của giáo viên, học sinh tiến hành kiểm tra các chi tiết được lắp đúng như bản vẽ chưa và đã chắc chắn chưa. Nhận xét: Đa số các nhóm tích cực làm việc, chia sẻ công việc, hỗ trợ lẫn nhau lắp ráp xe thu gom đinh sắt. Trong quá trình gia công, đa số học sinh gặp đều gặp phải những khó khăn như: quấn vòng dây quá ít vòng nên lực hút nhỏ, số vòng dây ít điện trở nhỏ dẫn đến nhiệt lượng tỏa ra lớn làm lõi sắt nóng lên. Tuy nhiên, tất cả các nhóm đã giải quyết được khó khăn và đều chế tạo thành công xe thu gom đinh sắt đúng thời gian quy định. Hình 3.1. Các nhóm gia công, chế tạo xe thu gom đinh sắt

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL Sau khi kiểm tra sơ bộ xe thu gom đinh sắt, các nhóm hào hứng thử nghiệm xe, học sinh tỏ ra vui vẻ, thích thú và thỏa mãn khi xe hút được đinh sắt thành công Hình 3.2. Xe thu gom đinh sắt của các nhóm Hoạt động 4: Thực hiện báo cáo xe thu gom đinh sắt Hình 3.3. Báo cáo xe thu gom đinh sắt Đại diện nhóm 1 và nhóm 2 lần lượt thuyết trình về xe thu gom đinh sắt. Hầu hết các nhóm đã chỉ ra được cấu tạo và nguyên lí hoạt động xe thu gom đinh sắt, cách chế tạo nam châm điện, các khó khăn và biện pháp giải quyết khi chế tạo xe thu gom đinh sắt Các nhóm thuyết trình đúng thời gian quy định và khẳng định được xe thu gom đinh sắt hoạt động bằng cách cho dòng điện chạy qua vòng dây đồng, làm cho xung quanh chúng có từ trường, từ trường này làm cho lõi sắt bị nhiễm từ và trở thành nam châm điện, xe vận hành thành công. Bên cạnh đó, các nhóm chỉ ra được khó khăn lớn nhất là phần chế tạo thành công nam châm

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL điện, đa số các nhóm lúc đầu chế tạo đều không thành công và lõi sắt tỏa nhiệt lớn dẫn đến mau hết pin và lõi sắt rất nóng gây nguy hiểm. Và cách khắc phuc là quấn thật nhiều vòng dây sẽ tăng lực hút nam châm ( các em nói lên được kiến thức vận dụng là dộ lớn lực hút nam châm điện tỉ lệ thuận với số vòng dây và cường độ dòng điện), và chọn tăng số vòng dây mà không tăng cường độ dòng điện vì tăng vòng dây giúp tăng điện trở giảm nhiệt lượng tỏa ra, ngược lại nếu tăng cường độ dòng điện thì nhiệt lượng tỏa ra sẽ càng lớn. Bên cạnh đó, các nhóm trình bày trả lời được một phần các ý kiến phản biện của các nhóm khác và giáo viên, những bạn còn lại trong lớp bổ sung những phần còn thiếu sót và chưa được hợp lí. Hoạt động 5: Đánh giá chung, nhận xét về hoạt động thiết kế, chế tạo xe thu gom đinh sắt Nhìn chung, chúng tôi đánh giá các nhóm tích cực tham gia, thực hiện tốt hoạt động thiết kế, chế tạo xe thu gom đinh sắt, tuy nhiên vẫn còn một số học sinh thiếu tập trung nên thực hiện hoạt động không nghiêm túc. Bên cạnh việc kết luận và nhấn mạnh kiến thức thông qua chủ đề STEM, chúng tôi còn cho học sinh làm bài kiểm tra STEM, kết quả thu được rất khả quan, đa số các câu hỏi đều trên 70% học sinh trả lời chính xác. 3.6.2. Đánh giá kết quả thực nghiệm sư phạm đối với mục tiêu giáo dục STEM

3.6.2.1. Đánh giá định tính a. Đánh giá năng lực sáng tạo Theo dõi diễn biến thực nghiệm sư phạm, chúng tôi nhận thấy các biểu hiện ở học sinh phù hợp với tiêu chí đánh giá tính sáng tạo đã đưa ra ở mục 2.4.1 của chương 2. Bảng 3.1. Bảng biểu hiện cụ thể tính sáng tạo của học sinh trong dạy học STEM Tiêu chí đánh giá Biểu hiện cụ thể

Tự tìm ra vấn đề mới, tình huống mới trong thực tiễn và đề xuất phương án giải quyết đúng, mang lại hiệu quả; tương ứng với biểu hiện sáng tạo (a) Khi giáo viên đưa ra tình huống nhà cúp điện lúc trời nắng nóng, nhiều học sinh đã đề xuất phương án giải quyết là dùng nam châm điện sẽ mang lại hiệu suất cao hơn

Thiết kế được sơ đồ, bản vẽ thể hiện nguyên lý cấu tạo và hoạt động, vận hành Học sinh vẽ được sơ đồ nối mạch điện và sơ đồ cấu tạo của xe thu gom đinh sắt

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL của hệ thống kỹ thuật; tương ứng với biểu hiện (e) (g) Tìm ra các thiết bị, vật liệu mới thay thế cho thiết bị, vật liệu cũ nhưng vẫn đảm bảo tính hiệu quả cao và tiết kiệm; tương ứng với biểu hiện sáng tạo (b), (c), (d) - Đề xuất giải pháp thiết kế mới cho hệ thống kỹ thuật đã có, thay đổi một số chi tiết thiết kế nhằm tăng hiệu quả cho hệ thống kỹ thuật; tương ứng với biểu hiện sáng tạo (d)

Giải thích và đề xuất được phương án khắc phục nhược điểm khi nam châm không hút được đinh sắt là quấn nhiều vòng dây hơn Tiến hành thực hiện giải pháp, thi công, chế tạo,…hệ thống kỹ thuật nhằm mang lại lợi ích và có ý nghĩa xã hội; tương ứng với biểu hiện sáng tạo (c), (d)

Học sinh đề xuất đối với những nơi không có xe thu gom đinh sắt tự nguyện thì có thể làm mô hình xe thu gom đinh sắt để hút đinh và các phế thải kim loại thay vì giải pháp cổ điển là đi nhắt đinh như các bạn học sinh đã làm. Vận dụng kiến thức được học để giải quyết các vấn đề mới, tình huống mới trong thực tiễn liên quan đến nghề nghiệp liên quan đến ngành kỹ thuật; tương ứng với biểu hiện sáng tạo (d)

Học sinh vận dụng kiến thức về sự phụ thuộc độ lớn của nam châm điện với số vòng dây và cường độ dòng điện kết hợp với công suất hao phí do tỏa nhiệt để giải quyết khó khan khi chế tạo nam châm điện Kết hợp các thao tác tư duy (so sánh, phân tích, đánh giá) và các phương pháp phán đoán, mô hình giả thuyết, kiểm tra giả thuyết, từ đó đưa ra kết luận chính xác cho vấn đề; tương ứng với biểu hiện sáng

Các em đều nhận thấy rằng nam châm điện hoạt động bằng cách cho dòng điện chạy qua các vòng dây, làm cho xung quanh chúng có từ trường, từ trường này làm cho

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL tạo (g) lõi sắt bị nhiễm từ và trở thành nam châm điện, xe vận hành thành công

3.6.2.2. Đánh giá định lượng ❖ Về thực hiện sản phẩm Tiêu chí Điểm tối đa Nhóm 1 Nhóm 2 Xe hút được các vật bằng sắt thép 1đ 1 1 Hoạt động được thời gian dài 2đ 2 1,5 Thu gom được hết phế phẩm kim loại trên vùng hoạt động 4đ 3,5 4 Xe có hình thức đẹp 1đ 1 1 Chi phí làm xe tiết kiệm 2đ 1,5 2 Tổng 10đ 9đ 9,5 Bảng 3.2: Kết quả đánh giá sản phẩm xe thu gom đinh sắt  Về bài báo cáo sản phẩm Tiêu chí Điểm tối đa Nhóm 1 Nhóm 2 Bản vẽ mạch điện của nam châm điện được vẽ rõ ràng, đúng nguyên lí; 2đ 2 2 Bản thiết kế kiểu dáng của xe được vẽ rõ ràng, đẹp, sáng tạo, khả thi; 2đ 1,5 1 Giải thích rõ nguyên lí hoạt động của xe; 4đ 4 3,5 Trình bày rõ ràng, logic, sinh động; 2 đ 2 2 Tổng điểm 10đ 9,5 8,5 Bảng 3.3: Kết quả đánh giá báo cáo xe thu gom đinh sắt Nhận xét: Tất cả các nhóm đều chế tạo thành công, đúng thời gian quy định và hoạt động tốt, tuy nhiên việc giải thích cách khắc phục tối ưu nam châm điện còn chưa rõ ràng. Việc phân công nhiệm vụ giữa các thành viên nhóm rõ ràng. Các nhóm đều tham gia đặt câu hỏi, phản biện cho phần thuyết trình nhóm khác sôi nổi, nhiệt tình. ❖ Về năng lực sáng tạo

70 www.youtube.com/c/daykemquynhon/community DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL

Tiêu chí đánh giá Nhóm 1 Nhóm 2 Tự tìm ra vấn đề mới, tình huống mới trong thực tiễn và đề xuất phương án giải quyết đúng, mang lại hiệu quả; tương ứng với biểu hiện sáng tạo (a) 10 10 Thiết kế được sơ đồ, bản vẽ thể hiện nguyên lý cấu tạo và hoạt động, vận hành của hệ thống kỹ thuật; tương ứng với biểu hiện (e) (g) 10 10 Tìm ra các thiết bị, vật liệu mới thay thế cho thiết bị, vật liệu cũ nhưng vẫn đảm bảo tính hiệu quả cao và tiết kiệm; tương ứng với biểu hiện sáng tạo (b), (c), (d) Đề xuất giải pháp thiết kế mới cho hệthống kỹ thuật đã có, thay đổi một số chi tiết thiết kế nhằm tăng hiệu quả cho hệ thống kỹ thuật; tương ứng với biểu hiện sáng tạo (d) 7 5 Tiến hành thực hiện giải pháp, thi công, chế tạo,…hệ thống kỹ thuật nhằm mang lại lợi ích và có ý nghĩa xã hội; tương ứng với biểu hiện sáng tạo (c), (d) 5 5 Vận dụng kiến thức được học để giải quyết các vấn đề mới, tình huống mới trong thực tiễn liên quan đến nghề nghiệp liên quan đến ngành kỹ thuật; tương ứng với biểu hiện sáng tạo (d) Kết hợp các thao tác tư duy (so sánh, phân tích, đánh giá) và các phương pháp phán đoán, mô hình giả thuyết, kiểm tra giả thuyết, từ đó đưa ra kết luận chính xác cho vấn đề; tương ứng với biểu hiện sáng tạo (g) 10 10

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL Tổng điểm 42 40 Bảng 3.4. Kết quả đánh giá năng lực sáng tạo của học sinh Nhận xét: mức độ thể hiện năng lực sáng tạo khác đồng đều, và có một số cá nhân vượt trội d. Về phiếu lấy ý kiến Sau quá trình tham gia dạy học STEM các em đã có những đánh giá ý kiến thông qua phiếu đánh giá. Và đây là kết quả đạt được Hình 3.4. Kết quả đánh giá phiếu lấy ý kiến Nhận xét: Học sinh đã từng học qua chủ đề STEM chứng tỏ việc học chủ đề STEM ngày càng được chú trọng trong nhà trường. Phần lớn học sinh hứng thú với hoạt động gia công, chế tạo và vận hành sản phẩm, đây cũng là hoạt động nâng cao khả năng sáng tạo cho học sinh. Phần lớn các em đều tham gia các hoạt động sôi nổi, nhiệt tình, tuy nhiên vẫn có học sinh chỉ tham gia một số hoạt động hoặc không tham gia vì rụt rè, thiếu tự tin. Đa số các em đều cho rằng sau khi học chủ đề STEM, các em đã nâng cao được những khả năng như:

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL khả năng giải quyết vấn đề, giao tiếp và phản biên, làm việc nhóm, tư duy sáng tạo ngoài ra còn nâng cao khả năng tính toán, thực hành. Phần lớn học sinh cho rằng nên thường xuyên hoặc thỉnh thoảng tổ chức các buổi học chủ đề STEM, bên cạnh đó vẫn còn học sinh cho rằng không nên tổ chức vì mất thời gian nhưng không đáng kể. 3.6.3. Đánh giá chung Qua kết quả thực nghiệm sư phạm, tôi nhận thấy rằng dạy học chủ đề STEM “Xe thu gom đinh sắt” đã phát huy được năng lực sáng tạo cho học sinh. Bên cạnh đó, học sinh được trải nghiệm lắp ráp và chế tạo mô hình, vừa tự tay làm những vật dụng có ích cho xã hội vừa củng cổ lại những kiến thức bài nam châm điện mang lại không khí học tập sôi nổi và hấp dẫn. Khi xảy ra mâu thuẫn, không đồng nhất ý kiến về thiết kế, chế tạo mô hình và báo cáo sản phẩm, học sinh tranh luận và trao đổi trên tinh thần tôn trọng và góp ý chân thành. Tuy nhiên, với sự hạn chế về thời gian học chính khóa hiện nay với lượng kiến thức quá lớn phải tiếp thu, việc tổ chức dạy học chủ đề STEM rất hạn chế. Vì vậy việc giảm tải nội dung chương trình, thay đổi cách kiểm tra truyền thống và tăng các giờ thực hành, ngoại khóa sẽ rất thuận lợi để phát triển dạy học theo định hướng giáo dục STEM.