Tổ chức dạy học stem chủ đề “năng lượng” - khoa học tự nhiên 6

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG

TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM

----------------------------------------------

VÕ THỊ ĐÔNG TRÚC

TỔ CHỨC DẠY HỌC STEM CHỦ ĐỀ “NĂNG LƢỢNG” -

KHOA HỌC TỰ NHIÊN 6

LUẬN VĂN THẠC SĨ

LÝ LUẬN VÀ PPDH BỘ MÔN VẬT LÍ

Đà Nẵng – Năm 2022

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG

TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM

---------------------------------------------

VÕ THỊ ĐÔNG TRÚC

TỔ CHỨC DẠY HỌC STEM CHỦ ĐỀ “NĂNG LƢỢNG”

- KHOA HỌC TỰ NHIÊN 6

Ngành: Lý luận và PPDH Bộ môn Vật lí

Mã số: 8140111

Ngƣời hƣớng dẫn khoa học:

GS.TS. ĐỖ HƢƠNG TRÀ

Đà Nẵng – Năm 2022

I

LỜI CẢM ƠN

Em xin đƣợc gửi lời cảm ơn chân thành nhất tới các Thầy, Cô giảng viên Khoa

Vật Lí, Trƣờng Đại học sƣ phạm Đà Nẵng đã giảng dạy và trang bị cho em những kiến

thức cơ bản trong học tập và nghiên cứu luận văn.

Em xin đƣợc gửi lời cảm ơn sâu sắc đến GS.TS. ĐỖ HƢƠNG TRÀ, ngƣời đã tận

tình hƣớng dẫn em trong suốt quá trình thực hiện luận văn.

Em xin đƣợc gửi lời cảm ơn tới các Thầy, Cô giáo và các em HS trƣờng THCS

Lƣơng Thế Vinh đã hỗ trợ cho em tổ chức thành công quá trình thực nghiệm sƣ phạm.

Em xin chân thành cảm ơn!

Đà Nẵng, tháng 07 năm 2022

Tác giả luận văn

VÕ THỊ ĐÔNG TRÚC

II

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu và kết quả

nghiên cứu trong luận văn này là trung thực và không tr ng l p với các đ tài nghiên cứu

khác. Tôi c ng xin cam đoan r ng mọi sự gi p đ cho việc thực hiện luận văn này đã

đƣợc cảm ơn và các thông tin trích dẫn trong luận văn đã đƣợc chỉ rõ nguồn gốc.

Đà Nẵng, tháng 07 năm 2022

Tác giả luận văn

VÕ THỊ ĐÔNG TRÚC

III

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN .....................................................................................................................1

LỜI CAM ĐOAN ...............................................................................................................2

MỤC LỤC ...........................................................................................................................3

DANH MỤC VIẾT TẮT....................................................................................................5

DANH MỤC BẢNG BIỂU, HÌNH VẼ, BIỂU ĐỒ...........................................................6

MỞ ĐẦU..............................................................................................................................1

1. Lý do chọn đề tài .........................................................................................................1

2. Tổng quan vấn đề nghiên cứu ....................................................................................1

3. Mục tiêu nghiên cứu....................................................................................................2

4. Giả thuyết khoa học của đề tài...................................................................................2

5. Nhiệm vụ nghiên cứu ..................................................................................................2

6. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu của đề tài ............................................................3

7. Phƣơng pháp nghiên cứu............................................................................................3

8. Đóng góp của đề tài.....................................................................................................4

9. Cấu trúc của luận văn.................................................................................................4

CHƢƠNG I: CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC BỒI DƢỠNG NL

GQVĐ CỦA HS TRONG DẠY HỌC STEM ..................................................................5

1.1. Năng lực giải quyết vấn đề..........................................................................................5

1.1.1. Khái niệm năng lực ...............................................................................................5

1.1.2. Khái niệm năng lực giải quyết vấn đề .................................................................6

1.1.3. Cấu trúc năng lực giải quyết vấn đề....................................................................6

1.2. Giáo dục STEM .........................................................................................................10

1.2.1. Khái niệm về giáo dục STEM ............................................................................10

1.2.2. Vai trò của giáo dục STEM................................................................................11

1.2.3. Mục tiêu của giáo dục STEM.............................................................................11

1.2.4. Phân loại chủ đề giáo dục STEM.......................................................................12

1.2.5. Quy trình thiết kế chủ đề dạy học theo định hƣớng giáo dục STEM.............12

1.2.6. Quy trình tổ chức hoạt động dạy học theo định hƣớng giáo dục STEM.......15

1.3. Bồi dƣỡng NL GQVĐ của HS thông qua dạy học chủ đề STEM .........................17

1.3.1. Hình thành thái độ tích cực bồi dƣỡng NL GQVĐ cho HS ............................17

IV

1.3.2. Rèn luyện hệ thống kĩ năng GQVĐ cho HS......................................................18

1.3.3. Đổi mới phƣơng pháp kiểm tra, đánh giá NL GQVĐ của HS........................19

1.4. Thực trạng dạy học STEM ở môn KHTN nhằm góp phần bồi dƣỡng NL

GQVĐ cho HS...................................................................................................................20

1.4.1. Mục đích điều tra ................................................................................................20

1.4.2. Đối tƣợng điều tra ...............................................................................................20

1.4.3. Phƣơng pháp điều tra .........................................................................................20

1.4.4. Kết quả điều tra...................................................................................................20

CHƢƠNG II: THIẾT KẾ HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC NHẰM BỒI DƢỠNG NL

GQVĐ CHO HS TRONG CHỦ ĐỀ STEM “NĂNG LƢỢNG”– KHOA HỌC TỰ

NHIÊN 6 ............................................................................................................................26

2.1. Phân tích chủ đề “Năng lƣợng” ............................................................................26

2.1.1. Mục tiêu của chủ đề.........................................................................................26

2.1.2. Nội dung cơ bản của chủ đề ............................................................................26

2.2. Thiết kế hoạt động dạy học STEM nhằm bồi dƣỡng NL GQVĐ cho HS trong

chủ đề “Năng lƣợng”.....................................................................................................27

2.2.1. Chủ đề: Chế tạo xe bong bóng........................................................................27

2.2.2. Chủ đề: Chế tạo tua bin nƣớc.........................................................................36

2.3. Kiểm tra đánh giá trong dạy học chủ đề..............................................................47

CHƢƠNG III: THỰC NGHIỆM SƢ PHẠM ................................................................54

3.1. Mục đích và nhiệm vụ thực nghiệm sƣ phạm......................................................54

3.2. Đối tƣợng và nội dung thực nghiệm sƣ phạm .....................................................54

3.3. Phƣơng pháp thực nghiệm sƣ phạm ....................................................................54

3.4. Diễn biến và kết quả thực nghiệm sƣ phạm ........................................................55

3.5. Đánh giá kết quả thực nghiệm sƣ phạm ..............................................................57

3.5.1. Những thuận lợi và khó khăn trong quá trình thực nghiệm.......................57

3.5.2. Kết quả TNSP ..................................................................................................58

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ......................................................................................85

TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................................87

PHỤ LỤC ............................................................................................................................1

V

DANH MỤC VIẾT TẮT

STT Kí hiệu Giải thích

1 GV GV

2 HS HS

3 GD Giáo dục

4 STEM Science, Technology, Engineering, Maths

5 GQVĐ GQVĐ

6 NL NL

7 SGK Sách giáo khoa

8 THPT Trung học phổ thông

9 TNSP Thực nghiệm sƣ phạm

VI

DANH MỤC BẢNG BIỂU, HÌNH VẼ, BIỂU ĐỒ

Số hiệu bảng Tên bảng Trang

Bảng 1.1. Các thành tố và tiêu chí đánh giá của năng lực GQVĐ 7

Bảng 1.2.

Kết quả thực trạng dạy và học STEM ở môn KHTN nh m góp

phần NL GQVĐ của GV.

17

Bảng 1.3.

Kết quả thực trạng dạy và học STEM ở môn KHTN nh m góp

phần NL GQVĐ của HS.

21

Bảng 2.1. Bảng mục tiêu dạy học chủ đ năng lƣợng 24

Bảng 2.2.

Rubric đánh giá NL GQVĐ khi thực hiện chủ đ “Chế tạo xe

bong bóng”

45

Bảng 2.3.

Rubric đánh giá NL GQVĐ khi thực hiện chủ đ “Chế tạo tua

bin nƣớc”

48

Bảng 3.1.

Kế hoạch TNSP chủ đ “Chế tạo xe bong bóng” tại trƣờng

THCS Lƣơng Thế Vinh – Hòa Minh – TP Đà Nẵng. 53

Bảng 3.2.

Kế hoạch TNSP chủ đ “Chế tạo tua pin nƣớc” tại trƣờng THCS

Lƣơng Thế Vinh – Hòa Minh – TP Đà Nẵng. 54

Bảng 3.3. Phiếu đánh giá sản phẩm “Chế tạo xe bong bóng” 60

Bảng 3.4. Phiếu đánh giá việc trình bày sản phẩm “Chế tạo xe bong bóng” 61

Bảng 3.5. Phiếu đánh giá hoạt động nhóm “Chế tạo xe bong bóng” 62

Bảng 3.6. Bảng tổng điểm trung bình cả chủ đ “Chế tạo xe bong bóng” 63

Bảng 3.7.

Bảng Rubric đánh giá sự năng lực giải quyết vấn đ chủ đ

“Chế tạo xe bong bóng” của bạn Nguyễn Hữu Anh Quân

64

Bảng 3.8.

Bảng Rubric đánh giá sự năng lực giải quyết vấn đ chủ đ

“Chế tạo xe bong bóng” của bạn Nguyễn Trọng Tiến 64

Bảng 3.9.

Bảng Rubric đánh giá sự năng lực giải quyết vấn đ chủ đ

“Chế tạo xe bong bóng” của bạn Phạm Linh Giang

65

Bảng 3.10.

Bảng Rubric đánh giá sự năng lực giải quyết vấn đ chủ đ

“Chế tạo xe bong bóng” của bạn Lê Viết Đạt 66

Bảng 3.11.

Bảng đánh giá sự năng lực giải quyết vấn đ chủ đ “Chế tạo xe

bong bóng” của lớp 6/6

67

Bảng 3.12. Phiếu đánh giá sản phẩm “Chế tạo tua pin nƣớc” 71

VII

Bảng 3.13. Phiếu đánh giá việc trình bày sản phẩm “ Chế tạo tua pin nƣớc” 72

Bảng 3.14. Phiếu đánh giá hoạt động nhóm “Chế tạo tua pin nƣớc” 73

Bảng 3.15. Bảng tổng điểm trung bình cả chủ đ “Chế tạo tua pin nƣớc” 74

Bảng 3.16.

Bảng Rubric đánh giá sự năng lực giải quyết vấn đ chủ đ

“Chế tạo tua pin nƣớc” của bạn Nguyễn Hữu Anh Quân

74

Bảng 3.17.

Bảng Rubric đánh giá sự năng lực giải quyết vấn đ chủ đ

“Chế tạo tua pin nƣớc” của bạn Nguyễn Trọng Tiến 75

Bảng 3.18.

Bảng Rubric đánh giá sự năng lực giải quyết vấn đ chủ đ

“Chế tạo tua pin nƣớc” của bạn Phạm Linh Giang

76

Bảng 3.19.

Bảng Rubric đánh giá sự năng lực giải quyết vấn đ chủ đ

“Chế tạo tua pin nƣớc” của bạn Lê Viết Đạt 77

Bảng 3.20.

Bảng đánh giá sự năng lực giải quyết vấn đ chủ đ “Chế tạo

tua pin nƣớc” của lớp 6/6

78

Số hiệu hình

vẽ

Tên hình vẽ Trang

Hình 1.1. Quy trình thiết kế chủ đ STEM 13

Hình 3.1. Các nhóm tiến hành thảo luận làm PHT và TN để kiếm chứng 58

Hình 3.2. Các nhóm tiến hành báo cáo bài thiết kế 59

Hình 3.3. Các nhóm tiến hành hoàn thành sản phẩm và thi đấu 59

Hình 3.4. Các nhóm tiến hành thảo luận làm PHT và TN để kiếm chứng 69

Hình 3.5. Các nhóm tiến hành báo cáo bài thiết kế 69

Hình 3.6. Các nhóm tiến hành hoàn thành sản phẩm và thi đấu 70

Số hiệu

biểu đồ Tên biểu đồ Trang

Biểu đồ 3.1. Biểu đồ so sánh NL tìm hiểu vấn đ của HS qua 2 chủ đ 79

Biểu đồ 3.2. Biểu đồ so sánh NL đ xuất giải pháp của HS qua 2 chủ đ 80

Biểu đồ 3.3.

Biểu đồ so sánh NL thực hiện giải pháp GQVĐ của HS qua 2

chủ đ 80

VIII

Biểu đồ 3.4.

Biểu đồ so sánh NL đánh giá việc GQVĐ và vấn đ mới cần giải

quyết của HS qua 2 chủ đ 81

1

MỞ ĐẦU

1. Lý do chọn đề tài

Trong khoảng hai thập niên gần đây, giáo dục STEM đang rất đƣợc ch ý và áp

dụng tại các nƣớc nhƣ Mỹ, Úc, NewZealand, … Sự tách rời bốn lĩnh vực khoa học,

công nghệ, kĩ thuật và toán học là một rào cản lớn của giáo dục hiện nay. Nó ảnh

hƣởng đến sự liên kết trong giáo dục, dẫn đến việc tách rời giữa lý thuyết và thực

hành, giáo dục kết hợp với lao động sản xuất, lý luận và thực tiễn. Nhƣng với giáo dục

STEM thì lại mang một bộ m t khác cho giáo dục. STEM là viết tắt của các từ Science

(khoa học), Technology (công nghệ), Engineering (kỹ thuật) và Math (toán học). Giáo

dục STEM đƣợc áp dụng trong nhà trƣờng đáp ứng cho HS những phẩm chất, kĩ năng

để hòa nhập với cuộc cách mạng 4.0 hiện nay. Giáo dục STEM gi p tạo sự liên ngành

giữa các lĩnh vực khoa học, công nghệ, kĩ thuật và toán học, gi p HS có cơ hội trải

nghiệm thực tế gắn với cuộc sống.

Trong giai đoạn vừa qua, Bộ Giáo dục và Đào tạo đã triển khai nhi u hoạt động

có ý nghĩa đ ng với bản chất của giáo dục nh m bồi dƣ ng NL, phẩm chất ngƣời học,

gắn với giáo dục STEM nhƣ dạy học tích hợp liên môn, vận dụng kiến thức liên môn

GQVĐ thực tiễn, giúp HS chủ động, tích cực, biết vận dụng kiến thức vừa học để

GQVĐ đ t ra; thông qua đó góp phần hình thành phẩm chất NL cho HS. Đó là những

ti n đ tốt để triển khai chƣơng trình giáo dục phổ thông 2018 nói chung, th c đẩy

giáo dục STEM trong trƣờng phổ thông nói riêng.

Môn Khoa học tự nhiên trong chƣơng trình giáo dục phổ thông 2018 là môn học

mới, đƣợc xây dựng và trên n n tảng liên môn giữa Vật Lí, Hóa học, Sinh học và

Khoa học Trái Đất. Và trong môn Khoa học tự nhiên, chƣa có nhi u đ tài nghiên cứu

v việc vận dụng STEM bài học để bồi dƣ ng NL GQVĐ cho HS.

Bên cạnh đó, môn Khoa học tự nhiên là môn khoa học có sự kết hợp nhuần nhuyễn

lí thuyết với thực nghiệm. Chủ đ “Năng lƣợng” là một chủ đ rất th vị, gắn với thực

tiễn, ứng dụng nhi u vào đời sống h ng ngày. Chính vì những lý do trên, ch ng tôi

quyết định lựa chọn đ tài: “Tổ chức dạy học STEM chủ đề Năng lƣợng - Khoa học

tự nhiên 6” để tiến hành nghiên cứu.

2. Tổng quan vấn đề nghiên cứu

Các nghiên cứu v đổi mới giáo dục thông qua việc vận sử dụng dạy học STEM

bồi dƣ ng NL của ngƣời học c ng đã đƣợc nhi u nhà giáo dục, nhi u nghiên cứu sinh,

học viên cao học… quan tâm nghiên cứu trong những năm qua.