Khóa luận tốt nghiệp: Thiết kế và tổ chức dạy học STEM trong dạy học vật lý với giáo dục bảo vệ môi trường

• Tác giả: Lê Nguyễn Minh Khôi
• Người hướng dẫn: TS. Mai Hoàng Phương
• Trường học: Trường Đại học Sư phạm Thành phố Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Sư phạm Vật lý
• Đề tài: Thiết kế và tổ chức dạy học chủ đề STEM trong dạy học chuyên đề "Vật lí với giáo dục bảo vệ môi trường" nhằm bồi dưỡng năng lực giải quyết vấn đề sáng tạo của học sinh
• Loại tài liệu: khóa luận tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2023
• Địa điểm: Thành phố Hồ Chí Minh

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
• 1.1. Tính cấp thiết của đề tài
• 1.2. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu. Giả thuyết khoa học
• 1.3. Phương pháp nghiên cứu
• 1.3.1. Phương pháp nghiên cứu lý luận
• 1.3.2. Phương pháp điều tra thực tiễn
• 1.3.3. Phương pháp thực nghiệm sư phạm
• 1.3.4. Phương pháp thống kê toán học
• 1.4. Cấu trúc của khóa luận tốt nghiệp
• 2. CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ CHỦ ĐỀ STEM TRONG DẠY HỌC CHUYÊN ĐỀ "VẬT LÍ VỚI GIÁO DỤC BẢO VỆ MÔI TRƯỜNG" NHẰM BỒI DƯỠNG NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ VÀ SÁNG TẠO CỦA HỌC SINH
• 2.1. Phân tích yêu cầu cần đạt trong chuyên đề Vật lí với giáo dục bảo vệ môi trường
• 2.2. Vị trí của chuyên đề
• 2.3. Cấu trúc của chuyên đề
• 2.4. Phân tích nội dung kiến thức của chuyên đề
• 2.5. Xây dựng chủ đề STEM: Chế tạo mô hình nhà máy điện địa nhiệt
• 2.5.1. Vấn đề thực tiễn
• 2.5.2. Xây dựng học liệu để hỗ trợ
• 2.6. Xây dựng quy trình tổ chức dạy học cho chủ đề STEM
• 2.6.1. Tiến trình dạy học chủ đề STEM: Chế tạo mô hình nhà máy điện địa nhiệt
• 2.7. Xây dựng công cụ đánh giá chủ đề STEM
• 2.7.1. Rubric đánh giá hoạt động 1 và 3 (Kích thích động cơ học tập (Engage) và Giải thích (Explain))
• 2.7.2. Rubric đánh giá hoạt động 4 (Củng cố, mở rộng kiến thức (Elaborate))
• 2.7.3. Rubric đánh giá bảng phân công nhiệm vụ của các nhóm
• 2.7.4. Rubric đánh giá bản vẽ thiết kế mô hình
• 2.7.5. Rubric đánh giá mô hình nhà máy điện địa nhiệt
• 2.7.6. Rubric đánh giá phần báo cáo của các nhóm
• 2.7.7. Các năng lực thành tố và biểu hiện hành vi được đánh giá ở học sinh
• 3. CHƯƠNG 3: THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM
• 3.1. Mục đích của thực nghiệm sư phạm
• 3.2. Đối tượng và nội dung thực nghiệm sư phạm
• 3.3. Nội dung thực nghiệm sư phạm
• 3.4. Phương pháp thực nghiệm sư phạm
• 3.5. Phương pháp thống kê toán học
• 3.6. Những thuận lợi và khó khăn khi tổ chức thực nghiệm sư phạm
• 3.7. Phân tích diễn biến tiến trình thực nghiệm sư phạm
• 3.8. Đánh giá định tính kết quả thực nghiệm sư phạm
• 3.9. Đánh giá định lượng kết quả thực nghiệm sư phạm
• 3.10. Lượng hóa các mức độ biểu hiện hành vi
• 3.11. Đánh giá mức độ năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo của học sinh
• PHỤ LỤC
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Tổng quan về giáo dục STEM trong dạy học vật lý

Giáo dục STEM (Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật và Toán học) đang trở thành một xu hướng quan trọng trong giáo dục hiện đại. Mô hình này không chỉ giúp học sinh phát triển kiến thức lý thuyết mà còn khuyến khích khả năng thực hành và sáng tạo. Trong bối cảnh dạy học vật lý, việc tích hợp giáo dục STEM vào chương trình giảng dạy là cần thiết để nâng cao năng lực giải quyết vấn đề của học sinh. Theo Bộ Giáo dục và Đào tạo, việc áp dụng giáo dục STEM trong dạy học vật lý sẽ giúp học sinh có cái nhìn tổng quát hơn về các vấn đề thực tiễn liên quan đến môi trường.

1.1. Khái niệm giáo dục STEM và vai trò trong dạy học

Giáo dục STEM là một phương pháp dạy học tích hợp, giúp học sinh phát triển tư duy phản biện và khả năng giải quyết vấn đề. Mô hình này khuyến khích học sinh tham gia vào các hoạt động thực hành, từ đó nâng cao khả năng sáng tạo và ứng dụng kiến thức vào thực tiễn.

1.2. Lợi ích của giáo dục STEM trong dạy học vật lý

Việc áp dụng giáo dục STEM trong dạy học vật lý không chỉ giúp học sinh hiểu rõ hơn về các khái niệm lý thuyết mà còn tạo cơ hội cho họ thực hành và trải nghiệm. Điều này giúp nâng cao hứng thú học tập và khả năng vận dụng kiến thức vào các tình huống thực tế.

II. Thách thức trong việc tổ chức dạy học STEM tại trường phổ thông

Mặc dù giáo dục STEM mang lại nhiều lợi ích, nhưng việc tổ chức dạy học theo mô hình này cũng gặp không ít thách thức. Một trong những vấn đề lớn nhất là sự thiếu hụt về cơ sở vật chất và tài liệu giảng dạy. Nhiều giáo viên vẫn chưa được đào tạo đầy đủ về phương pháp dạy học tích cực, dẫn đến việc áp dụng giáo dục STEM chưa hiệu quả.

2.1. Thiếu hụt cơ sở vật chất và tài liệu

Nhiều trường học chưa có đủ trang thiết bị và tài liệu cần thiết để triển khai giáo dục STEM. Điều này ảnh hưởng đến khả năng thực hành và trải nghiệm của học sinh trong quá trình học tập.

2.2. Đào tạo giáo viên về phương pháp dạy học tích cực

Giáo viên cần được đào tạo bài bản về các phương pháp dạy học tích cực để có thể áp dụng hiệu quả giáo dục STEM. Việc thiếu hụt kiến thức và kỹ năng trong việc tổ chức dạy học có thể dẫn đến việc học sinh không đạt được mục tiêu giáo dục.

III. Phương pháp thiết kế bài giảng STEM trong dạy học vật lý

Thiết kế bài giảng STEM trong dạy học vật lý cần phải dựa trên các nguyên tắc cơ bản của giáo dục tích cực. Các giáo viên cần xây dựng các hoạt động học tập gắn liền với thực tiễn, từ đó giúp học sinh phát triển năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo. Việc sử dụng các mô hình thực hành và dự án sẽ tạo cơ hội cho học sinh áp dụng kiến thức vào thực tế.

3.1. Xây dựng hoạt động học tập gắn liền với thực tiễn

Các hoạt động học tập cần được thiết kế sao cho liên quan đến các vấn đề thực tiễn mà học sinh đang gặp phải. Điều này giúp học sinh thấy được giá trị của kiến thức và khuyến khích họ tham gia tích cực vào quá trình học tập.

3.2. Sử dụng mô hình thực hành và dự án

Việc áp dụng các mô hình thực hành và dự án trong dạy học sẽ giúp học sinh có cơ hội trải nghiệm và thực hành. Điều này không chỉ nâng cao khả năng sáng tạo mà còn giúp học sinh phát triển kỹ năng làm việc nhóm và giao tiếp.

IV. Ứng dụng thực tiễn của giáo dục STEM trong dạy học vật lý

Giáo dục STEM đã được áp dụng thành công tại nhiều trường phổ thông, mang lại những kết quả tích cực trong việc nâng cao năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo của học sinh. Các dự án thực tiễn như chế tạo mô hình nhà máy điện địa nhiệt đã giúp học sinh hiểu rõ hơn về các vấn đề môi trường và năng lượng tái tạo.

4.1. Dự án chế tạo mô hình nhà máy điện địa nhiệt

Dự án này không chỉ giúp học sinh hiểu rõ về nguyên lý hoạt động của nhà máy điện địa nhiệt mà còn khuyến khích họ tìm hiểu về các vấn đề liên quan đến năng lượng và bảo vệ môi trường.

4.2. Kết quả nghiên cứu từ thực nghiệm sư phạm

Kết quả từ các thực nghiệm sư phạm cho thấy học sinh đã cải thiện đáng kể năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo sau khi tham gia vào các hoạt động giáo dục STEM. Điều này chứng tỏ rằng mô hình giáo dục này có thể mang lại hiệu quả cao trong việc phát triển năng lực của học sinh.

V. Kết luận và triển vọng tương lai của giáo dục STEM

Giáo dục STEM đang mở ra nhiều cơ hội cho học sinh trong việc phát triển năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo. Tuy nhiên, để mô hình này thực sự phát huy hiệu quả, cần có sự đầu tư mạnh mẽ từ phía nhà trường và các cơ quan chức năng. Tương lai của giáo dục STEM trong dạy học vật lý hứa hẹn sẽ mang lại nhiều thành công hơn nữa nếu được triển khai đúng cách.

5.1. Tầm quan trọng của giáo dục STEM trong tương lai

Giáo dục STEM sẽ tiếp tục đóng vai trò quan trọng trong việc phát triển năng lực của học sinh, giúp họ chuẩn bị tốt hơn cho các thách thức trong tương lai. Việc áp dụng giáo dục STEM sẽ giúp học sinh trở thành những công dân có trách nhiệm và sáng tạo.

5.2. Đề xuất giải pháp cho việc triển khai giáo dục STEM

Cần có các giải pháp cụ thể để nâng cao chất lượng giáo dục STEM, bao gồm việc đào tạo giáo viên, cải thiện cơ sở vật chất và phát triển tài liệu giảng dạy. Sự hợp tác giữa nhà trường, gia đình và cộng đồng cũng là yếu tố quan trọng để thành công trong việc triển khai giáo dục STEM.