Tổ Chức Dạy Học Chuyên Đề “Vật Lí Với Giáo Dục Bảo Vệ Môi Trường” Theo Định Hướng Giáo Dục STEM

STEM trong dạy học Vật lí giúp học sinh hiểu rõ hơn về các ứng dụng thực tế của kiến thức Vật lí trong việc giải quyết các vấn đề môi trường. Việc này tạo động lực học tập và khuyến khích các em tham gia vào các hoạt động bảo vệ môi trường. Chương trình môn Vật lí không chỉ đề cập tới các kiến thức khoa học mà còn coi trọng việc rèn luyện khả năng vận dụng kiến thức, kĩ năng đã học đó để tìm hiểu và giải quyết ở mức độ nhất định một số vấn đề thực tiễn, đáp ứng đòi hỏi, nhu cầu của cuộc sống.

Mục tiêu chính của chuyên đề Vật lí STEM môi trường là xây dựng ý thức bảo vệ môi trường, giảm thiểu tác động tiêu cực đến môi trường thông qua việc áp dụng kiến thức và kỹ năng Vật lí. Học sinh không chỉ học lý thuyết mà còn tham gia vào các dự án thực tế, từ đó phát triển năng lực giải quyết vấn đề và tư duy sáng tạo.

Nhiều trường học, đặc biệt là ở vùng sâu vùng xa, còn thiếu thốn về thiết bị thí nghiệm và tài liệu tham khảo phù hợp để triển khai các hoạt động Vật lí STEM. Điều này gây khó khăn cho việc thực hiện các dự án thực tế và hạn chế khả năng sáng tạo của học sinh. Cần có sự đầu tư hơn nữa vào cơ sở vật chất để đáp ứng nhu cầu dạy và học STEM.

Không phải giáo viên nào cũng được trang bị đầy đủ kiến thức và kỹ năng để dạy học Vật lí theo định hướng STEM. Nhiều giáo viên còn lúng túng trong việc thiết kế các hoạt động tích hợp liên môn và đánh giá năng lực của học sinh một cách hiệu quả. Cần có các chương trình đào tạo, bồi dưỡng giáo viên về STEM một cách bài bản. Chúng tôi đã xây dựng tiến trình dạy học cho chuyên đề "Vật lí với giáo dục bảo vệ môi trường" trong môn Vật lí lớp 10, theo chương trình giáo dục phổ thông 2018 và theo định hướng giáo dục STEM.

Dạy học dự án là một phương pháp hiệu quả để dạy Vật lí STEM. Học sinh được giao một dự án cụ thể, ví dụ như thiết kế hệ thống năng lượng mặt trời cho trường học, và phải tự tìm hiểu, nghiên cứu, thiết kế và xây dựng sản phẩm. Quá trình này giúp học sinh phát triển năng lực giải quyết vấn đề, tư duy sáng tạo và kỹ năng làm việc nhóm.

Các phần mềm mô phỏng Vật lí giúp học sinh hình dung rõ hơn các hiện tượng tự nhiên và tác động của chúng đến môi trường. Ví dụ, học sinh có thể sử dụng phần mềm để mô phỏng tác động của biến đổi khí hậu đến mực nước biển. Công nghệ thông tin cũng giúp học sinh thu thập, xử lý và trình bày dữ liệu một cách hiệu quả. Hiện nay, chương trình giáo dục phổ thông 2018 đã được công bố nhiều năm, đã và đang áp dụng vào nền giáo dục Việt Nam. Chương trình được nghiên cứu xây dựng theo mô hình phát triển năng lực – một mô hình hiện đại nhằm đáp 1 ứng nhu cầu xã hội ngày nay.

Học sinh nghiên cứu cách chuyển đổi năng lượng mặt trời thành điện năng thông qua các tấm pin mặt trời, từ đó thiết kế hệ thống cung cấp điện cho trường học hoặc cộng đồng. Ngoài ra, học sinh cũng có thể tìm hiểu về năng lượng gió, năng lượng sinh khối và các nguồn năng lượng tái tạo khác. Trong giai đoạn giáo dục định hướng nghề nghiệp, nhóm môn Công nghệ và Nghệ thuật được xác định, kèm theo quy định chọn 5 môn học từ 3 nhóm khác nhau. Mục tiêu của việc này là để củng cố và đảm bảo rằng tất cả học sinh đều được tiếp cận các môn học thuộc lĩnh vực STEM

Học sinh tìm hiểu về các nguyên nhân gây ô nhiễm môi trường, ví dụ như khí thải từ các nhà máy và xe cộ. Sau đó, các em sẽ thiết kế các giải pháp để giảm thiểu ô nhiễm, ví dụ như hệ thống lọc khí thải hoặc hệ thống xử lý nước thải. Các em còn có thể tìm hiểu thêm về ô nhiễm tiếng ồn, ô nhiễm ánh sáng và các dạng ô nhiễm khác. Cần có các chương trình đào tạo, bồi dưỡng giáo viên về STEM một cách bài bản.

Học sinh thiết kế và xây dựng mô hình nhà kính sử dụng năng lượng mặt trời để trồng rau hoặc hoa. Dự án này giúp học sinh hiểu rõ hơn về hiệu ứng nhà kính, cách sử dụng năng lượng tái tạo và tầm quan trọng của việc trồng cây xanh. Cần có sự đầu tư hơn nữa vào cơ sở vật chất để đáp ứng nhu cầu dạy và học STEM.Các em còn có thể tìm hiểu thêm về ô nhiễm tiếng ồn, ô nhiễm ánh sáng và các dạng ô nhiễm khác.

Học sinh tìm hiểu về các phương pháp lọc nước thải và thiết kế hệ thống lọc nước thải đơn giản sử dụng các vật liệu tự nhiên hoặc tái chế. Dự án này giúp học sinh hiểu rõ hơn về quá trình ô nhiễm nước, cách xử lý nước thải và tầm quan trọng của việc bảo vệ nguồn nước. Các dự án này không chỉ giúp học sinh củng cố kiến thức mà còn phát triển các kỹ năng mềm như làm việc nhóm, giao tiếp và trình bày.

Giáo dục STEM đóng vai trò quan trọng trong việc phát triển bền vững bằng cách trang bị cho thế hệ trẻ kiến thức, kỹ năng và ý thức trách nhiệm để giải quyết các vấn đề môi trường và xã hội. Việc tích hợp các chuyên đề giáo dục bảo vệ môi trường vào chương trình Vật lí là một bước đi đúng hướng để đạt được mục tiêu này.

Trong tương lai, cần tiếp tục nghiên cứu và phát triển các phương pháp dạy học Vật lí STEM sáng tạo và hiệu quả hơn. Bên cạnh đó, cần tăng cường sự hợp tác giữa nhà trường, doanh nghiệp và cộng đồng để tạo ra môi trường học tập và làm việc STEM tốt nhất cho học sinh. Cần có sự đầu tư hơn nữa vào cơ sở vật chất để đáp ứng nhu cầu dạy và học STEM. Các em còn có thể tìm hiểu thêm về ô nhiễm tiếng ồn, ô nhiễm ánh sáng và các dạng ô nhiễm khác.