Sáng kiến kinh nghiệm Dạy học Chuyên đề “Vật lí với giáo dục về bảo vệ môi trường” theo định hướng giáo dục STEM - Vật lí 10 bộ sách Kết nối tri thức

 SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO NGHỆ AN 
DẠY HỌC CHUYÊN ĐỀ “VẬT LÍ VỚI GIÁO DỤC VỀ BẢO VỆ MÔI 
 TRƯỜNG” THEO ĐỊNH HƯỚNG GIÁO DỤC STEM 
 (Môn Vật lí) 
 KHẢO SÁT SỰ CẤP THIẾT VÀ TÍNH KHẢ THI CỦA CÁC GIẢI PHÁP ĐỀ 
XUẤT ...................................................................................................................... 32 
1. Mục đích khảo sát ............................................................................................... 32 
2. Nội dung và phương pháp khảo sát ..................................................................... 32 
3. Đối tượng khảo sát .............................................................................................. 33 
4. Kết quả khảo sát về sự cấp thiết và tính khả thi của các giải pháp đã đề xuất ... 33 
4.1. Sự cấp thiết của các giải pháp đã đề xuất ........................................................ 33 
4.2. Đánh giá về tính khả thi của các biện pháp ...................................................... 34 
4.3. Đánh giá về tương quan giữa tính cần thiết và tính khả thi của các biện pháp 35 
CHƯƠNG 3: THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM ........................................................... 38 
3.1. Mục đích, nhiệm vụ TNSP ............................................................................... 38 
3.2. Nội dung TNSP ................................................................................................ 38 
3.3. Hiệu quả do sáng kiến mang lại ....................................................................... 40 
PHẦN III. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ. .............................................................. 42 
PHỤ LỤC ................................................................................................................ 43 
 PHẦN I. ĐẶT VẤN ĐỀ 
1. Lý do chọn đề tài 
 Ô nhiễm môi trường đang là vấn đề cấp bách toàn cầu. Nó đang đe doạ đến 
nguồn nước, không khí, ảnh hưởng trực tiếp đến đời sống con người. Việc giáo 
dục ý thức và trang bị kiến thức về bảo vệ môi trường cho thế hệ là nhiệm vụ hàng 
đầu. 
 Ở Việt Nam, vấn đề môi trường và giáo dục bảo vệ môi trường đang được 
quan tâm. Ngày 17/10/2001, Thủ tướng chính phủ ban hành Quyết định số 1363/QĐ 
– TTg phê duyệt đề án “Đưa các nội dung giáo dục bảo vệ môi trường vào hệ thống 
quốc dân”. Thực hiện chủ trương của Đảng và Chính phủ, ngày 31/1/2005 Bộ 
GD&ĐT đã có chỉ thị về việc tăng cường giáo dục bảo vệ môi trường, trong đó 
nhiệm vụ trọng tâm là trang bị kiến thức kĩ năng về bảo vệ môi trường bằng nhiều 
hình thức phù hợp thông qua môn học và hoạt động ngoại khoá. 
 Bên cạnh đó, Nghị quyết 29 – NQ/TW của Đảng về đổi mới căn bản, toàn 
diện giáo dục và đạo tạo nêu rõ nhiệm vụ, giải pháp đổi mới giáo dục: “Tiếp tục đổi 
mới mạnh mẽ phương pháp dạy và học theo hướng hiện đại; phát huy tính tích cực, 
chủ động, sáng tạo và vận dụng kiến thức, kỹ năng của người học; khắc phục lối 
truyền thụ áp đặt một chiều, ghi nhớ máy móc. Tập trung dạy cách học, cách nghĩ, 
khuyến khích tự học, tạo cơ sở để người học tự cập nhật và đổi mới tri thức, kỹ năng, 
phát triển năng lực. Chuyển từ học chủ yếu trên lớp sang tổ chức hình thức học tập 
đa dạng, chú ý các hoạt động xã hội, ngoại khóa, nghiên cứu khoa học. Đẩy mạnh 
ứng dụng công nghệ thông tin và truyền thông trong dạy và học.” 
 Tuy nhiên, thực tế ở các trường phổ thông hiện nay, hoạt động đổi mới phương 
pháp dạy học các bộ môn nói chung và môn Vật lí nói riêng chưa mang lại hiệu quả 
cao, dạy học vẫn nặng nề về truyền thụ kiến thức lí thuyết. Việc áp dụng phương 
pháp dạy học theo định hướng phát triển năng lực học sinh còn chưa nhiều, chưa 
triệt để, nhất là dạy cho học sinh tự học, tự tìm tòi khám phá. Hoạt động kiểm tra 
đánh giá chủ yếu chú ý đến yêu cầu tái hiện kiến thức và đánh giá qua điểm số, ít 
quan tâm vận dụng kiến thức nhất là sáng tạo trong các tình huống mới lạ, thực tế 
dẫn đến hệ quả là không rèn luyện tính độc lập, sáng tạo trong quá trình dạy học. 
Việc tích hợp liên môn vẫn còn mang tính chất cục bộ, chưa đồng loạt và chưa mang 
lại hiệu quả. 
 Giáo dục STEM là một phương pháp dạy học đang được Bộ và các trường 
khuyến khích. Giáo dục STEM là một chương trình dạy học dựa trên ý tưởng trang 
bị cho người học những kiến thức, kĩ năng liên quan đến khoa học, công nghệ, kỹ 
thuật, toán học theo cách tiếp cận liên môn (interdisciplinary) và người học có thể 
ứng dụng để giải quyết vấn đề trong đời sống hàng ngày. 
 Những năm gần đây, việc dạy học tích hợp liên môn và kiến thức về môi 
trường được đề cập nhiều, tích hợp nhiều môn học như sinh, kỹ thuật, công nghiệp, 
 1 
Điều tra hoạt động dạy học của GV và HS về giáo dục bảo vệ môi trường 
5.2.2. Phương pháp sử dụng công nghệ thông tin 
Sử dụng công nghệ thông tin để thu thập số liệu, thống kê, báo cáo sản phẩm. 
5.2.3. Phương pháp thực nghiệm. 
Khảo sát thực nghiệm trước và sau khi dạy học chuyên đề “Vật lí với giáo dục bảo 
vệ môi trường” 
5.2.4. Phương pháp thống kê toán học. 
Sử dụng công cụ toán học xử lí các số liệu điều tra và kết quả thực nghiệm. 
6. Đóng góp của đề tài 
6.1. Về lý luận 
- Hệ thống hóa cơ sở lý luận về bài dạy STEM, cơ sở lí luận dạy học vật lí theo định 
hướng phát triển năng lực của học sinh. 
- Đề xuất được một số biện pháp phát triển phẩm chất và năng lực cho học sinh trong 
dạy học chuyên đề “Vật lí với giáo dục bảo vệ môi trường” theo định hướng giáo dục 
STEM. 
6.2. Về thực tiễn 
- Xây dựng được tiến trình dạy học theo lý thuyết bài dạy STEM một số bài trong 
chuyên đề “Vật lí với giáo dục bảo vệ môi trường” theo định hướng giáo dục STEM. 
- Tổ chức dạy học các bài dạy STEM theo tiến trình đã xây dựng nhằm đưa hoạt động 
STEM vào trong tiết dạy vật lý 10 THPT. Qua bài dạy STEM giúp học sinh chủ động 
nghiên cứu SGK, lựa chọn giải pháp giải quyết vấn đề, thực hành thiết kế, chế tạo, 
thử nghiệm và chia sẻ, đánh giá, thảo luận và hoàn thiện sản phẩm dưới sự hướng dẫn 
của giáo viên. 
 3 
c. Chúng có thể không quan trọng với các chuyên gia, nhưng rất quan trọng với tất 
cả mọi người. 
+ Năng lực cụ thể, chuyên biệt (specific competence): là năng lực riêng được hình 
thành và phát triển trong một lĩnh vực nào đó. Chương trình giáo dục của Quesbec 
gọi năng lực môn học cụ thể để phân biệt với năng lực chung. Năng lực sáng tạo là 
năng lực chung, đòi hỏi quán triệt thực hiện ở tất cả môn học và hoạt động giáo dục; 
Năng lực đọc diễn cảm là năng lực riêng, ở Việt Nam năng lực đọc diễn cảm do môn 
tiếng Việt và môn Ngữ văn đảm nhận. Trong cuộc sống rất cần năng lực sáng tạo, 
không sáng tạo, thì không thể phát triển, thậm chí khó tồn tại. 
1.1.2. Các năng lực chuyên biệt của bộ môn Vật lí được cụ thể hoá từ năng lực chung. 
Thông qua việc dạy học phải phát triển cho học sinh năng lực chung: năng lực tự 
học, năng lực giải quyết vấn đề, năng lực sáng tạo, năng lực giao tiếp, hợp tác, năng 
lực ngôn ngữ, năng lực tính toán. Các năng lực chung cùng với năng lực chuyên 
môn tạo thành nền tảng chung cho công việc giáo dục và dạy học. Từ các cách hiểu 
trên, chúng ta có thể nhận thấy năng lực của học sinh phổ thông chính là khả năng 
vận dụng kết hợp kiến thức, kĩ năng và thái độ để thực hiện các nhiệm vụ tốt học 
tập, giải quyết có hiệu quả những vấn đề có thực trong cuộc sống. 
 STT Năng lực chung Biểu hiện năng lực trong môn Vật lí 
 Nhóm năng lực làm chủ và phát triển bản thân 
 - Lập được kế hoạch tự học và điều chỉnh, thực hiện 
 kế hoạch có hiệu quả 
 - Tìm kiếm thông tin về nguyên tắc cấu tạo, hoạt động 
 của các ứng dụng kĩ thuật 
 - Đánh giá được mức độ chính xác nguồn thông tin 
 1 Năng lực tự học - Đặt được câu hỏi về hiện tượng sự vật quanh ta 
 - Tóm tắt được nội dung vật lí trọng tâm của văn bản. 
 - Tóm tắt thông tin bằng sơ đồ tư duy, bản đồ khái 
 niệm, bảng biểu, sơ đồ khối 
 - Tự đặt câu hỏi và thiết kế, tiến hành được phương 
 án thí nghiệm để trả lời cho các câu hỏi đó. 
 Năng lực giải - Đặc biệt quan trọng là năng lực thực nghiệm 
 quyết vấn đề (Đặc Đặt được những câu hỏi về hiện tượng tự nhiên: Hiện 
 2 biệt quan trọng là tượng diễn ra như nào? Điều kiện diễn ra hiện 
 NL giải quyết vấn tượng là gì? Các đại lượng trong hiện tượng tự nhiên 
 đề bằng con đường có mối quan hệ với nhau như thế nào? Các dụng cụ có 
 thực nghiệm hay nguyên tắc cấu tạo và hoạt động như thế nào? 
 5 
 - Mô hình hóa quy luật vật lí bằng các công thức toán 
 học 
 9 Năng lực tính toán 
 - Sử dụng toán học để suy luận từ kiến thức đã biết ra 
 hệ quả hoặc ra kiến thức mới. 
1.1.3. Các phương pháp, hình thức dạy học Vật lí theo định hướng phát triển năng 
lực học sinh. 
Phương pháp dạy học theo quan điểm phát triển năng lực không chỉ chú ý tích cực 
hoá học sinh về hoạt động trí tuệ mà còn chú ý rèn luyện năng lực giải quyết vấn đề 
gắn với những tình huống của cuộc sống và nghề nghiệp, đồng thời gắn hoạt động 
trí tuệ với hoạt động thực hành, thực tiễn. Tăng cường việc học tập trong nhóm, đổi 
mới quan hệ GV – HS theo hướng cộng tác có ý nghĩa quan trọng nhằm phát triển 
năng lực xã hội. Bên cạnh việc học tập những tri thức và kỹ năng riêng lẻ của các 
môn học chuyên môn cần bổ sung các chủ đề học tập phức hợp nhằm phát triển năng 
lực giải quyết các vấn đề phức hợp. 
Trong dạy học vật lí, các phương pháp dạy học thường được sử dụng và có vai trò 
quan trọng trong việc phát triển năng lực chung và năng lực chuyên biệt vật lí có thể 
nêu ra ở đây là các phương pháp như: dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề, dạy 
học dựa trên tìm tòi khám phá, Còn các hình thức dạy học có vai trò trong việc 
phát triển năng lực đang được áp dụng có thể nêu ra ở đây là: dạy học phân hóa, dạy 
học dự án, dạy học theo trạm, góc, dạy học theo tình huống, dạy học webquest,  
1.2. Dạy học STEM 
1.2.1. Khái niệm 
STEM là từ viết tắt của một hình thức giáo dục mới hướng đến kinh tế tri thức với 
sự kết hợp của 04 lĩnh vực gồm: Khoa học (Science), Công nghệ (Technology), Kỹ 
thuật (Engineering) và Toán học (Math). Mô hình giáo dục này nhằm mục đích mang 
đến cho học viên bộ kỹ năng và kiến thức kết hợp ở 4 lĩnh vực trên để đào tạo ra thế 
hệ đón đầu xu hướng cách mạng công nghiệp 4.0, thực tế hóa những kiến thức khô 
khan để hướng đến sát hơn với cái đích cuối cùng là khả năng hành động và giải 
quyết vấn đề thông qua áp dụng kiến thức, tạo ra môi trường giáo dục gần gũi, có 
tính ứng dụng cao. 
Giáo dục theo mô hình STEM không đồng nghĩa với việc đào tạo học sinh trở thành 
những nhà toán học hay kỹ sư mà là phát triển các kỹ năng cần có cho học sinh để 
học sinh có thể làm việc và phát triển trong thế giới công nghiệp hiện đại ngày nay. 
Mô hình STEM phải đảm bảo tích hợp, lồng ghép hài hòa giữa 04 nhóm kỹ năng: 
Kỹ năng khoa học, kỹ năng công nghệ, kỹ năng kỹ thuật và kỹ năng toán học. 
- Kỹ năng khoa học: là khả năng liên kết các khái niệm, nguyên lý, định luật và các 
cơ sở lý thuyết của giáo dục khoa học để thực hành và sử dụng kiến thức này để giải 
quyết các vấn đề trong thực tế. 
 7 
các hoạt động giáo dục STEM. Bên cạnh đó, giáo dục STEM phổ thông cũng hướng 
tới giải quyết các vấn đề có tính đặc thù của địa phương 
- Hướng nghiệp, phân luồng: Tổ chức tốt giáo dục STEM ở trường phổ thông, học 
sinh sẽ được trải nghiệm trong các lĩnh vực STEM, đánh giá được sự phù hợp, năng 
khiếu, sở thích của bản thân với nghề nghiệp thuộc lĩnh vực STEM. Thực hiện tốt 
giáo dục STEM ở trường phổ thông cũng là cách thức thu hút học sinh theo học, lựa 
chọn các ngành nghề thuộc lĩnh vực STEM, các ngành nghề có nhu cầu cao về nguồn 
nhân lực trong cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ tư. 
- Thích ứng với cuộc Cách mạng công nghiệp 4.0: Với sự phát triển của khoa học kĩ 
thuật thì nhu cầu việc làm liên quan đến STEM ngày càng lớn, đòi hỏi ngành Giáo 
dục phải có sự thay đổi để đáp ứng nhu cầu của xã hội. 
1.2.3. Thiết kế bài học STEM 
1.2.3.1. Tiêu chí xây dựng bài học STEM 
- Tiêu chí 1: Chủ đề bài học STEM tập trung vào các vấn đề thực tiễn. 
- Tiêu chí 2: Cấu trúc bài học STEM theo quy trình thiết kế kĩ thuật. 
- Tiêu chí 3: Phương pháp dạy học bài học STEM đưa học sinh vào hoạt động tìm 
tòi và khám phá, định hướng hành động, trải nghiệm và sản phẩm. 
- Tiêu chí 4: Hình thức tổ chức bài học STEM lôi cuốn học sinh vào hoạt động nhóm 
kiến tạo. 
- Tiêu chí 5: Nội dung bài học áp dụng chủ yếu từ khoa học và toán mà học sinh đã 
và đang học. 
1.2.3.2. Quy trình xây dựng bài học STEM 
- Bước 1: Lựa chọn chủ đề bài học 
Vấn đề STEM trong dạy học Vật lí thường là vấn đề ứng dụng mang tính kĩ thuật, 
gắn với hoạt động thiết kế, chế tạo sản phẩm kĩ thuật. Hơn nữa, để tăng sự hứng thú 
của HS, vấn đề STEM cần gắn với thực tiễn, phục vụ cuộc sống hằng ngày và hoạt 
động vui chơi, giải trí của HS. 
- Bước 2: Xác định vấn đề cần giải quyết 
- Bước 3: Xây dựng tiêu chí của thiết bị/giải pháp giải quyết vấn đề. 
- Bước 4: Thiết kế tiến trình tổ chức hoạt động dạy học. 
1.2.3.3. Kĩ thuật tổ chức các hoạt động dạy học 
Khi thiết kế mỗi hoạt động học để tổ chức cho học sinh thực hiện, cần đảm bảo các 
tiêu chí sau: 
- Mục tiêu: mô tả rõ yêu cầu cần đạt và sản phẩm học tập mà học sinh phải hoàn 
thành khi thực hiện hoạt động. 
 9