Xây dựng và thực hiện chủ đề dạy học STEM cho các định luật bảo toàn vật lý lớp 10 THPT

• Trường học: Trường THPT Thanh Chương 1
• Chuyên ngành: Vật lý
• Đề tài: Chủ đề Dạy Học STEM Về Các Định Luật Bảo Toàn Vật Lý Lớp 10
• Loại tài liệu: Đề tài nghiên cứu
• Năm xuất bản: 2022
• Địa điểm: Thanh Chương

• PHẦN I. LÍ DO CHỌN ĐỀ TÀI
• 1. PHẦN II. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU
• 1.1. Cơ sở lí luận về giáo dục STEM trong nhà trường phổ thông đáp ứng với chương trình GDPT mới
• 1.2. Xây dựng và thực hiện bài học STEM
• 1.2.1. Tiêu chí xây dựng bài học STEM
• 1.3. Các bước phân tích hoạt động học của học sinh
• 1.4. Giáo dục STEM trong dạy học môn Vật lí
• 1.5. Cơ sở thực tiễn của dạy học Vật lý theo định hướng STEM ở một số trường phổ thông
• 1.6. Thực trạng tổ chức dạy học môn Vật lý theo định hướng STEM ở một số trường THPT trên địa bàn huyện Thanh Chương. Nguyên nhân và khó khăn của thực trạng dạy học Vật lý ở trường THPT theo định hướng STEM
• 1.7. Xây dựng và thực hiện một số chủ đề dạy học STEM phần các định luật bảo toàn Vật lí 10 THPT
• 1.7.1. Mô tả chủ đề
• 1.7.2. Tiến trình dạy học
• 1.7.3. Kết quả thực nghiệm sư phạm
• 1.7.4. Một số kết quả đạt được khi tổ chức dạy học các chủ đề STEM phần các định luật bảo toàn Vật lí 10 THPT
• Tài liệu tham khảo
• skkn

I. Giáo án dạy học STEM và các Định luật Bảo toàn Vật lý lớp 10

Phần này tập trung phân tích giáo án dạy học STEM liên quan đến các định luật bảo toàn trong chương trình Vật lý lớp 10. Giáo dục STEM nhấn mạnh vào việc tích hợp Science (Khoa học), Technology (Công nghệ), Engineering (Kỹ thuật), Mathematics (Toán học) để giải quyết vấn đề thực tiễn. Trong ngữ cảnh này, định luật bảo toàn năng lượng lớp 10, định luật bảo toàn động lượng lớp 10, định luật bảo toàn momen động lượng lớp 10, định luật bảo toàn điện tích lớp 10, và định luật bảo toàn khối lượng lớp 10 sẽ được ứng dụng. Mục tiêu là giúp học sinh không chỉ hiểu lý thuyết mà còn vận dụng kiến thức để thiết kế, chế tạo và thử nghiệm các sản phẩm. Phương pháp dạy học STEM tập trung vào việc học tập chủ động, trải nghiệm thực tiễn và giải quyết vấn đề. Mô hình dạy học STEM hiệu quả cần được thiết kế để tối đa hóa sự tham gia và học tập của học sinh.

1.1. Ứng dụng Định luật Bảo toàn Năng lượng trong Dạy học STEM

Một ví dụ điển hình là thiết kế một bài học về định luật bảo toàn năng lượng lớp 10. Học sinh có thể được giao nhiệm vụ thiết kế một hệ thống năng lượng tái tạo nhỏ, ví dụ như một mô hình tua-bin gió hoặc pin mặt trời. Quá trình này sẽ giúp học sinh vận dụng định luật bảo toàn năng lượng để hiểu cách năng lượng được chuyển đổi và bảo toàn trong hệ thống. Họ phải nghiên cứu các nguyên tắc vật lý, chọn lựa vật liệu phù hợp, thiết kế và chế tạo mô hình, sau đó thử nghiệm và đánh giá hiệu quả của mô hình. Đây là một ví dụ về dạy học tích hợp STEM, kết hợp kiến thức vật lý với công nghệ, kỹ thuật và toán học. Bài tập định luật bảo toàn vật lý lớp 10 nên được thiết kế sao cho phù hợp với các dự án thực hành, giúp học sinh hiểu sâu sắc hơn về các khái niệm lý thuyết. Thí nghiệm định luật bảo toàn vật lý lớp 10 đóng vai trò quan trọng trong việc củng cố kiến thức và kỹ năng thực hành của học sinh. Chuẩn kiến thức kỹ năng vật lý lớp 10 cần được xem xét để đảm bảo bài học đáp ứng các yêu cầu của chương trình.

1.2. Ứng dụng các Định luật Bảo toàn khác trong Dạy học STEM

Tương tự, định luật bảo toàn động lượng lớp 10, định luật bảo toàn momen động lượng lớp 10, và định luật bảo toàn điện tích lớp 10 cũng có thể được tích hợp vào các hoạt động dạy học STEM. Ví dụ, định luật bảo toàn động lượng có thể được minh họa qua việc thiết kế một trò chơi mô phỏng va chạm giữa các vật thể. Học sinh sẽ cần áp dụng kiến thức toán học để tính toán động lượng trước và sau va chạm, đồng thời sử dụng kỹ thuật để chế tạo mô hình va chạm. Đối với định luật bảo toàn momen động lượng, học sinh có thể thiết kế một con quay hồi chuyển. Vật lý lớp 10 nâng cao có thể cung cấp thêm kiến thức để học sinh hiểu sâu hơn về các định luật này. Việc thiết kế các bài tập định luật bảo toàn vật lý lớp 10 phải linh hoạt, tạo điều kiện cho học sinh vận dụng kiến thức vào thực tiễn. Ôn tập vật lý lớp 10 nên bao gồm cả phần thực hành để học sinh củng cố kiến thức. Ứng dụng STEM trong vật lý lớp 10 nên được xem xét một cách toàn diện, đảm bảo sự cân bằng giữa lý thuyết và thực hành.

1.3. Đánh giá hiệu quả của mô hình dạy học STEM

Giáo án định luật bảo toàn vật lý lớp 10 cần được thiết kế cẩn thận để đạt hiệu quả cao. Các định luật bảo toàn trong cơ học và các định luật bảo toàn trong điện học cần được trình bày một cách rõ ràng và dễ hiểu. Việc đánh giá hiệu quả của mô hình dạy học STEM cần dựa trên nhiều tiêu chí, bao gồm sự hiểu biết của học sinh về các định luật bảo toàn, kỹ năng thiết kế, chế tạo và giải quyết vấn đề, cũng như thái độ tích cực đối với việc học tập. Dạy học tích hợp STEM nên được đánh giá dựa trên sự phát triển toàn diện của học sinh, không chỉ về kiến thức mà còn về kỹ năng và thái độ. Cơ sở lý luận về giáo dục STEM cung cấp nền tảng lý thuyết cho việc thiết kế và đánh giá các bài học. Project-based learning STEM là một phương pháp dạy học hiệu quả, khuyến khích học sinh chủ động tìm tòi và khám phá.