Category: TỔNG HỢP

SKKN Một số ứng dụng của phép vị tự và phép vị tự quay

ĐIỀU KIỆN, HOÀN CẢNH TẠO RA SÁNG KIẾN
Các phép biến hình chính là mảng kiến thức hay, khó và thường xuất hiện
trong các đề thi học sinh giỏi quốc gia, IMO, APMO… Việc học và hiểu, vận dụng
các kiến thức về các phép biến hình giúp học sinh có thể xây dựng những ý tưởng và
những kỹ năng thích hợp nhất cho việc tiếp thu các kiến thức của toán học hiện đại.
Vậy những ý tưởng và những kỹ năng đó là gì?
+ Thứ nhất, đó là ý tưởng ánh xạ rất rõ nét trong cách trình bày và hệ thống
các phép biến hình.
+ Thứ hai, đó là ý tưởng phân loại và mô tả đầy đủ các lớp phép biến hình
(mà tiêu biểu nhất là các phép dời hình).
+ Thứ ba, quan trọng hơn cả là qua việc vận dụng các phép biến hình vào
giải toán, tư duy hình học của học sinh sẽ được nâng lên ở một cấp độ mới.
Trước đây, để chứng minh một bài toán hình học, học sinh thường chỉ biết tính
toán và so sánh các đại lượng hình học như góc, độ dài, diện tích,…thì nay với việc
sử dụng các phép biến hình, học sinh sẽ được tập quan sát những vận động, những
tương tác giữa các yếu tố, những cấu trúc tiềm ẩn trong một hình vẽ để rồi từ đó rút
ra được những chứng minh, những kết luận sâu sắc, nêu bật toàn diện bản chất của
hình vẽ đó. Điều đó sẽ giúp các em biết nhìn nhận sự việc và các hiện tượng xung
quanh trong cuộc sống với sự vận động và biến đổi của chúng để nghiên cứu, tìm tòi,
khám phá, tạo cơ sở cho sự ra đời của những phát minh và sáng tạo trong tương lai.
Chính vì những lí do quan trọng như thế, chúng ta cần phải trang bị cho các
em những kiến thức về phép biến hình từ cơ bản đến phức tạp.
Trong các phép biến hình thì phép vị tự có rất nhiều ứng dụng trong việc giải
các bài toán hình học và trong các kì thi học sinh giỏi số lượng các bài toán liên quan
đến việc sử dụng phép vị tự khá nhiều. Các bài toán khi giải bằng phương pháp sử
dụng phép vị tự trong các kì thi học sinh giỏi thường khá hay và đặc sắc, thể hiện
khả năng sáng tạo của học sinh. Bằng cách giải bằng cách sử dụng phép vị tự giúp
học sinh thấy được bản chất của bài toán và phát hiện ra các tính chất thú vị khác của
bài toán.
4
Tuy nhiên khó khăn lớn nhất của giáo viên khi dạy phần này là làm sao để học
sinh hứng thú học và có khả năng vận dụng phép vị tự vào giải các bài toán hình học,
cần trang bị cho các em những kiến thức gì? Cần bắt đầu từ những bài toán nào? Cần
phân dạng các bài tập áp dụng phép vị tự và những dấu hiệu của các bài toán như thế
nào thì dùng phép vị tự? Với tất cả những khó khăn và thuận lợi trên chúng tôi chọn đề
tài “phép vị tự” để trao đổi và đưa ra một số dạng bài tập đặc trưng giải bằng sử dụng
phép vị tự.
II. MÔ TẢ GIẢI PHÁP:
1. Mô tả giải pháp trước khi tạo ra sáng kiến:
Các phép biến hình sơ cấp là một phần quan trọng của hình học và là một mảng
khó trong chương trình hình học THPT chuyên. Chính vì thế trong các kì thi học sinh
giỏi quốc gia, thi Olympic Toán quốc tế và khu vực, những bài toán có liên quan ít
nhiều đến các phép biến hình cũng hay được đề cập và thường được xem là những
dạng toán khó, những câu phân loại của kì thi. Các em học sinh bậc Trung học phổ
thông thường gặp một số khó khăn khi tiếp cận các khái niệm liên quan đến phép biến
hình, đặc biệt là kỹ năng ứng dụng các phép biến hình vào việc làm bài tập. Những
học sinh mới bắt đầu làm quen với khái niệm biến hình thường chưa hiểu tường tận
tư tưởng cũng như phương pháp tiếp cận lý thuyết, đặc biệt là khâu vận dụng kiến
thức biến hình vào giải toán trong những tình huống khác nhau. Để hiểu và vận dụng
tốt lý thuyết biến hình và vận dụng kiến thức biến hình vào giải toán thì thông thường
học sinh phải có kiến thức nền tảng hình học tương đối đầy đủ và chắc chắn trên tất
cả các lĩnh vực của hình học sơ cấp. Đó là một khó khăn rất lớn đối với giáo viên và
học sinh khi giảng dạy và học tập phần các phép biến hình.
Đề tài “phép vị tự” được chọn để giới thiệu với các thầy cô giáo và các em học sinh
những kinh nghiệm của chúng tôi khi giảng dạy chủ đề phép vị tự trong chương trình
THPT chuyên, và đồng thời thông qua đề tài này chúng tôi muốn nhấn mạnh tầm quan
trọng của phép vị tự trong các bài toán chứng minh đồng quy và thẳng hàng và một
số bài toán khác xuất hiện trong các kì thi Quốc tế, khu vực và Olympic quốc gia của
một số nước.
Các bài toán đồng quy thẳng hàng mà lời giải sử dụng phép vị tự thường là
những bài tập khó, các bài tập chúng tôi đưa ra đề là các đề thi Olympic Quốc tế, khu
vực và một số nước có truyền thống về toán, trong các bài tập này chúng tôi có phân
tích dấu hiệu của bài toán mà có thể sử dụng để giải bằng cách dùng phép vị tự. Những
bài toán này nếu không sử dụng phép vị tự thường rất khó và rất dễ phụ thuộc vào
hình vẽ.
5
2. Mô tả giải pháp sau khi có sáng kiến:
Thông qua đề tài “phép vị tự” chúng tôi cũng rất mong muốn nhận được góp ý
trao đổi của các bạn đồng nghiệp, các bậc cha mẹ học sinh và các em học sinh. Chúng
tôi mong muốn đề tài này góp một phần nhỏ để việc dạy phần phép vị tự hiệu quả
nhất và giúp các em học sinh có khả năng vận dụng phép vị tự vào giải các bài toán
hình học một cách tốt nhất.
A. CÁC KIẾN THỨC CHUẨN BỊ:
I. Phép vị tự
1. Định nghĩa: Cho trước điểm O và một số thực k . Phép biến hình biến mỗi điểm
M thành điểm M ‘ sao cho OM k OM   ‘ .  được gọi là phép vị tự tâm O tỉ số k và
được kí hiệu là VOk hoặc VO k ; .
Điểm M ‘ được gọi là ảnh của điểm M , điểm M được gọi là tạo ảnh của M ‘, O gọi
là tâm vị tự, k gọi là tỉ số vị tự.
Nếu k  0 thì k
VO được gọi là phép vị tự dương.
Nếu k  0 thì k
VO được gọi là phép vị tự âm.
Nếu k 1 thì 1
VO là phép đồng nhất.
Nếu k  1 thì 1
VO là phép đối xứng tâm O.
Cho hình F , xét tập F M M V M M F ‘ ‘ , ‘ ,     Ok    được gọi là ảnh của hình F
qua qua phép vị tự VOk và được kí hiệu là V F F Ok : ‘  hoặc F V F ‘  Ok  .
2. Tính chất
Tính chất 2.1. Phép vị tự VOk với k 1 có một điểm bất động duy nhất, đó là điểm O.
Tính chất 2.2. Nếu điểm M ‘ là ảnh của điểm M qua phép vị tự VOk thì ba điểm
O M M , , ‘ thẳng hàng.
Tính chất 2.3. Nếu A B ‘, ‘ lần lượt là ảnh của hai điểm phân biệt A B , qua phép vị tự
kO
V thì A B k AB ‘ ‘ 
 
.
Tính chất 2.4. Phép vị tự VOk là một song ánh và có phép biến hình ngược là
1k
VO
Tính chất 2.5. Phép vị tự VOk biến ba điểm thẳng hàng thành ba điểm thẳng hàng theo
thứ tự đó.
Chứng minh. Giả sử A B C ‘, ‘, ‘ lần lượt là ảnh của A B C , , qua phép vị tự VOk . Giả
sử B nằm giữa A và C .
Khi đó theo tính chất 3 ta có: A B k AB B C k BC C A k CA ‘ ‘ , ‘ ‘ , ‘ ‘   
Kết hợp với AB BC AC A B B C A C A B C       ‘ ‘ ‘ ‘ ‘ ‘ ‘, ‘, ‘ thẳng hàng và
B ‘ nằm giữa A’ và C ‘.
6
Từ tính chất 5 ta có các kết quả rất quan trọng sau:
Hệ quả: Phép vị tự VOk biến:
a) Đường thẳng d thành đường thẳng d’ và d d || ‘ hoặc d d  ‘.
b) Tia Sx thành tia S x ‘ ‘ và hai tia đó hoặc song song hoặc cùng nằm trên
một đường thẳng.
c) Đoạn thẳng AB thành đoạn thẳng A B ‘ ‘ và A B k AB ‘ ‘  .
d) Tam giác ABC thành tam giác A B C ‘ ‘ ‘ và hai tam giác này đồng dạng với nhau
theo tỉ số k .
e) Góc xSy  thành góc  x S y ‘ ‘ ‘ và xSy x S y   ’ ‘ ‘.
f) Đường tròn I R ;  thành đường tròn I R ‘; ‘ và R k R ‘  .
Tính chất 2.6. Cho hai phép vị tự V V O O k k , ” với các tâm vị tự phân biệt, các hệ số vị tự
thỏa mãn k k , ‘ 0;1  . Khi đó
a) Nếu k k . ‘ 1  thì V V O O k k  ” hoặc V V O O k k ”  là một phép vị tự.
b) Nếu k k . ‘ 1  thì V V O O k k  ” hoặc V V O O k k ”  là một phép tịnh tiến.
Chứng minh. a) Giả sử H V V  O O k k ”  và S là điểm bất động của H . Khi đó ta có:
k : ‘
V S S O  và OS kOS ‘ 
 
‘
V S S Ok’ : ‘  và O S k O S

	
Ta có: OS OS OO O S OO O S OO OS OO                  1 1 1 1 1 1 1 ‘ ‘ ‘ ‘ ‘ ‘ ‘ ‘           
k	k	k 	k ‘	k  	k ‘	k ‘	
1 1 1 1 ‘ 1 1 ‘ ‘ k OS OO OS OO                    .
. ‘ k k  	‘ k k  	1 . ‘ k k 

‘ ‘ ‘ ‘ 
Do đó điểm S là duy nhất. Với mỗi điểm M khác điểm S ta có:

V S S M M S M k SM Ok : ‘, ‘ ‘ ‘ .    
	
	

‘
V S S M M SM k SM Ok’ : ‘ , ‘ ” ” ‘. ‘    
Từ hai đẳng thức trên ta được: SM k k SM   ” . ‘.  . Do đó H V V  O O k k ”  là một phép vị tự
tâm là điểm S và tỷ số vị tự là k k . ‘.
Chứng minh tương tự ta cũng được V V O O k k  ” cũng là một phép vị tự.

b) Với mỗi điểm M bất kì trong mặt phẳng ta có: V M M OM k OM Ok : ‘ ‘ .   
	
			
    					

‘
V M M O M k O M O M k O M Ok’ : ‘ ” ‘ ” ‘. ‘ ‘ ‘ ‘ . ‘ ”     
Ta có OO OM M O OM O M kOM kO M kOM kO M kMM ‘ ‘ ‘ ‘ ‘ ‘ ‘ ‘ ” ‘ ”         
        k OM MO kMM kOO kMM MM OO u         ‘ ” ‘ ” ” ‘  k k1 .
Do đó ‘
‘
k k
V V O O  là một phép tịnh tiến.
Chứng minh tương tự ta cũng được V V O O k k  ” là một phép tịnh tiến.
7
Nhận xét. Nếu k k k k , ‘ 0;1 , . ‘ 1     thì V V O O k k ”  là một phép vị tự có tâm nằm trên
đường thẳng OO’ và có tỉ số vị tự là k k . ‘.
Tính chất 2.7. Cho phép vị tự VOk với k 0;1 và phép tịnh tiến T u u , 0    . Khi đó
phép biến đổi T V u  Ok hoặc V T Ok  u là một phép vị tự.
Chứng minh. Ta xét phép biến đổi H T V  u  Ok . Trước hết ta chứng minh H có điểm
bất động duy nhất S . Thật vậy, nếu S là điểm bất động của H , khi đó

k : ‘ V S S O  và OS kOS ‘  ;
	
	và S S u ‘   

: ‘
u
T S S  .
Từ đó ta được: ‘ ‘ 1
1
S S u OS OS u OS kOS u OS u
k
        

         
Hệ thức này chứng tỏ H có điểm bất động duy nhất là điểm S .
Với điểm M tùy ý khác điểm S , thì

V S S M M S M k SM Ok : ‘, ‘ ‘ ‘ .    
	
 	

: ‘ , ‘ ” ‘ ‘ ”
u
T S S M M S M SM kSM      
suy ra SM kSM M V M ” ”    Sk  
 
hay H là một phép vị tự tâm S , tỉ số k .
3. Tâm vị tự của hai đường tròn.
Định lí 3.1 Cho hai đường tròn O R 1 1 ;  và O R 2 2 ;  phân biệt. Khi đó tồn tại phép vị
tự biến đường tròn O R 1 1 ;  thành đường tròn O R 2 2 ; .
Chứng minh.
Nếu tồn tại phép vị tự VOk biến đường tròn O R 1 1 ;  thành đường tròn O R 2 2 ;  thì
2 2
1 1
R R
k k
R R
   và
OO kOO 2 1 
 
.
Khi đó ta sẽ chỉ ra được cách xác định phép vị tự VOk .
Trường hợp 1: O O 1 2  và R R 1 2  , khi đó OO kOO O O 1 1 1   
 
. Khi đó ta có hai
phép vị tự biến đường tròn O R 1 1 ;  thành đường tròn O R 2 2 ; là:
2 1
RR 1
VO và
2 1
1
RR
VO

.
8
Trường hợp 2: O O 1 2  và R R 1 2  , suy ra k  1. Do đó OO OO 2 1  
 
, kết hợp với
O O 1 2  suy ra OO OO O 2 1   
 
là trung điểm của đoạn thẳng O O 1 2. Vậy phép vị tự
1
VO biến đường tròn O R 1 1 ;  thành đường tròn O R 2 2 ; .
Trường hợp 3: O O 1 2  và R R 1 2  , ta có thể xác định các phép vị tự như sau:
Ta lấy M M 1 2 ‘ ‘ là đường kính của đường tròn O R 2 2 ;  và O M 1 là một bán kính của

O R 1 1 ;  sao cho hai vector O M  2 1 ‘



và O M 1 cùng hướng. Đường thẳng O O 1 2 cắt MM1 ‘
và
MM2 ‘ lần lượt tại I1 và I2 .
Khi đó phép vị tự
2 1
RR 1
VI
và
2 1
2
RR
VI
biến đường tròn O R 1 1 ;  thành đường tròn O R 2 2 ; .
Điểm
I1 được gọi là tâm vị tự ngoài của hai đương tròn O R 1 1 ;  và O R 2 2 ; . Điểm
I2 được gọi là tâm vị tự trong của hai đương tròn O R 1 1 ;  và O R 2 2 ; .
II. Phép vị tự – quay
a) Định nghĩa. Phép vị tự – quay là tích giao hoán của một phép vị tự và một phép
quay có cùng tâm.
Nhận xét: Thứ tự thực hiện các phép biến hình ở đây không quan trọng vì
k k
Q V V Q O O O O     
b) Cách xác định ảnh của một điểm qua phép vị tự quay
Cho phép quay QO và phép vị tự VOk với k  0 và  là
một góc định hướng     .
Ta có
   
1
1
1
:
O , mod 2
OA OA
Q A A
OA OA
  
  
  
 

 
(1)
và

    1 1 , ‘ 0 mod 2 OA OA   	 


1
‘
: ‘
kO
OA kOA
V A A
  
  
(2)

Từ (1) và (2) suy ra     ; ‘ mod 2 OA OA OA       

(3)

A’

‘
OA
k


 Như vậy V Q O O k   là phép đồng dạng thuận Z O k  ; ;   biến A thành A’ xác định bởi
(3). Khi đó O được gọi là tâm;  gọi là góc quay; k là tỉ số của phép vị tự – quay.
B
O
A

9
c) Tính chất
Định lí 1. Z O k A A  ; ; : ‘    ; B B  ‘ thì    
‘ ‘
; ‘ ‘ mod 2
A B kAB
AB A B
  

  
 
 
Hệ quả.
+) Phép vị tự – quay biến một đường thẳng thành một đường thẳng và góc giữa
hai đường thẳng ấy bằng góc đồng dạng.
+) Phép vị tự quay biến một đường tròn thành một đường tròn, trong đó tâm
thành tâm và tỉ số hai bán kính bằng tỉ số đồng dạng.
d) Cách xác định ảnh của phép vị tự – quay
Cho phép vị tự – quay Z O k  ; ;  . Hãy xác định tâm O khi biết
Trường hợp 1: Một cặp điểm tương ứng A A ; ‘,  và k
Ta có OA’ k
OA
 (1) và OA OA   ; ‘ mod 2     (2)
(1)  O thuộc đường trònApollonius
đường kính CD (C D , chia theo tỉ số k ).
(2)  O thuộc cung C chứa góc định
hướng mod 2  nhận AA’làm dây.
Vậy O là giao điểm của  và C.
Trường hợp 2. Hai cặp điểm tương ứng A A ; ‘ và B B ; ‘
Cách khác, Gọi I là giao điểm của AB và A B ‘ ‘.
Ta có OA OA IA IA , ‘ , ‘ mod          (1)
và OB OB IB IB , ‘ , ‘ mod          (2).
1  O thuộc đường tròn IAA’.
2  O thuộc đường tròn IBB’.

Vậy O là giao điểm của hai đường tròn ngoại tiếp tam giác IAA’ và IBB ‘ .

B

e) Một số kết quả quan trọng
Kết quả 1. Mọi phép vị tự – quay trong mặt phẳng đều có một điểm bất động duy nhất
O và O chính là tâm của phép vị tự – quay đó.
A C A’ D
O
A’
A
O
I
B’

10
Từ tính chất này, cho phép ta chứng minh các đường tròn ngoại tiếp ABC ,
trong đó A cố định còn B , C di động luôn là cặp điểm tương ứng của một phép vị
tự – quay có góc quay  (không đổi) và tỉ số k (không đổi) luôn đi qua một điểm cố
định là tâm O của phép vị tự – quay đó.
Kết quả 2. Giả sử phép vị tự quay V Q O O k   biến các điểm A B , tương ứng thành các
điểm A B ‘, ‘.
+) Nếu AA BB K ‘ ‘   thì O là điểm chung thứ hai của hai đường tròn KAB
và KA B ‘ ‘.
+) Nếu AB A B L   ‘ ‘ thì O là điểm chung thứ hai của hai đường tròn LAA’
và LBB’.
B. MỘT SỐ DẠNG BÀI TẬP ÁP DỤNG
1. Dạng 1: Ứng dụng phép vị tự, phép vị tự quay chứng minh các tính chất hình học
Trong một số bài toán hình học phẳng có yêu cầu chứng minh các tính chất
của hình học, nếu chúng ta chứng minh chúng bằng các phương pháp hình học thông
thường thì việc chứng minh tương đối phức tạp. Tuy nhiên khi sử dụng phép vị tự,
phép vị tự quay giúp chúng ta có thể thu gọn một cách đơn giản nhất và ít phải sử
dụng thêm các đường phụ, giúp cho việc chứng minh tương đối dễ và ngắn gọn.
1.1. Bài 1.1. Cho hai đường tròn O R ,  và O R R R ‘, ‘ , ‘     tiếp xúc ngoài nhau tại
A. Một góc vuông xAy  quay quanh A. Tia Ax cắt đường tròn O R ,  tại M , tia Ay
cắt đường tròn O R ‘, ‘ tại M ‘.
1. Chứng minh rằng đường thẳng MM ‘ luôn đi qua một điểm cố định.
2. Đường thẳng MM ‘ cắt các đường tròn O O , ‘   tại các điểm thứ hai lần
lượt là N N , ‘. Chứng minh rằng  NAN ‘ 90 .  0
3. Chứng minh rằng các tiếp tuyến với đường tròn O tại M N , và các tiếp
tuyến với đường tròn O’ tại M N ‘, ‘ cắt nhau tạo thành một hình bình hành.
11
Lời giải:
1. Gọi A’ là giao điểm thứ hai của OO’ và đường tròn O’
Khi đó ta có AA M A AM OAM ‘ ‘ 90 ‘ ‘    0  . Do đó AM A M || ‘ ‘
Từ đó suy ra OM O M || ‘ ‘ hay tứ giác OMM O ‘ ‘ là hình thang
Mặt khác, do R R  ‘ hay OM O M  ‘ ‘ nên OO’ và MM ‘ không song song.
Gọi S là giao điểm của OO’ và MM ‘ .
Khi đó
‘ ‘ ‘ ‘
SO OM R
SO O M R
  . Suy ra S là tâm vị tự ngoài của hai đường tròn O O , ‘  
nên S cố định.
Vậy đường thẳng MM ‘ luôn đi qua điểm S cố định.
2. Vì S là tâm vị tự ngoài của hai đường tròn O O , ‘   nên ‘
,
R : ‘, ‘
S

R
	
	

V A A N N
 
 
Do đó AN A N || ‘ ‘
Mà AN A N ‘ ‘ ‘  nên AN A N  ‘ ‘ hay  NAN ‘ 90 .  0
3. Gọi d d 1 2 , lần lượt là các tiếp tuyến với đường tròn O tại M N ,
d d 3 4 , lần lượt là các tiếp tuyến với đường tròn O’ tại M N ‘, ‘
Vì S là tâm vị tự ngoài của hai đường tròn O O , ‘   và ‘

, S  

R  

R : ‘, ‘
V M M N N
 
 
nên
‘ 1 3 2 4
,
R : ,
S

R  

 

V d d d d
 
  . Suy ra d d d d 1 3 2 4 || , ||
Mặt khác MN không là đường kính của đường tròn O nên d d 1 2 , phải cắt nhau.
Suy ra các đường thẳng d d d d 1 2 3 4 , , , cắt nhau tạo thành một hình bình hành.
x
y
d4
d1
d2
d3
A’
S
N’
N
M’
O A O’
M
12
1.2. Bài 1.2. Cho hai đường tròn C C 1 2 ,   tiếp xúc trong nhau tại điểm T (đường
tròn C2 nằm trong đường tròn C1). Dây cung AB của đường tròn C1 tiếp xúc
với đường tròn C2 tại điểm D. Chứng minh rằng TD là phân giác của góc  ATB.
Lời giải:
Gọi I J , lần lượt là tâm của các đường tròn
C C 1 2 ,   và R R 1 2 , lần lượt là bán kính của
các đường tròn C C 1 2 ,  
Gọi E F , lần lượt là giao điểm thứ hai của
TA TB , với đường tròn C2
Khi đó do hai đường tròn C C 1 2 ,   tiếp xúc
trong nhau tại điểm T nên T là tâm vị tự ngoài
của hai đường tròn C C 1 2 ,  .
Suy ra    
2 1
: 1 2
RR
V C C T  .
Do đó
2 1
: , ||
RR
V A E B F AB EF T   
Mà dây cung AB của đường tròn C1 tiếp xúc với đường tròn C2 tại điểm D nên
AB JD EF JD   
Do đó D là điểm chính giữa cung EF không chứa T của đường tròn C2
Suy ra TD là phân giác của góc ETF  hay TD là phân giác của góc  ATB.
*) Nhận xét: Bằng cách chứng minh tương tự, ta có thể chứng minh bài toán sau:
Cho tam giác ABC. Đường tròn nội tiếp và đường tròn bàng tiếp góc A của tam
giác ABC tiếp xúc với cạnh BC lần lượt tại D E , . Lấy điểm K trên đường tròn nội
tiếp tam giác ABC sao cho KD là đường kính. Chứng minh rằng A K E , , thẳng hàng.
1.3. Bài 1.3. Cho tam giác ABC nội tiếp đường tròn O. Đường tròn O1 tiếp xúc
với các cạnh AB AC , lần lượt tại P Q , và tiếp xúc trong với đường tròn O tại S .
Gọi D là giao điểm của AS với PQ . Chứng minh rằng BDP CDQ   .
F
E
A B

I

T
J
D
13
Lời giải:
Gọi B C ‘, ‘ lần lượt là giao điểm thứ hai của
SB SC , với đường tròn O1
R R , 1 lần lượt là bán kính của hai đường tròn
O O ,  1
Khi đó do hai đường tròn O O ,  1 tiếp xúc
trong nhau tại điểm S nên S là tâm vị tự
ngoài của hai đường tròn O O ,  1.
Suy ra    
1
: 1
RR
V O O S  .

Do	đó
1 ‘ ‘ ‘ : ‘, ‘ || ‘ ‘ S BB CC BB SB V B B C C BC B C       
“ CC SC	SB SC

RR
Khi đó
2 2 2
2
‘. ‘
.
‘. ‘
BP BP BB BS BB SB SB
CQ CQ CC CS CC SC SC
   
       
   


sin sin
sin sin
BP SB BAS PAD
CQ SC CAS QAD
    (1)
Mặt khác do tam giác APQ cân tại A nên APQ AQP 
Do đó áp dụng định lý sin trong trong các tam giác APD AQD , ta có
   

sin
sin sin sin sin sin
PD AD AD QD PAD PD
PAD APQ AQP QAD QAD QD
     (2)
Từ (1) và (2) suy ra BP PD
CQ QD
 (3)
Mà APQ AQP  nên BPD CQD    (4)
Kết hợp (3) và (4) suy ra   BPD CQD ∽ . Suy ra BDP CDQ   .
1.4. Bài 1.4. Cho tam giác ABC nội tiếp đường tròn O và M là điểm nằm trong
ta giác. Các đường thẳng AM BM CM , , cắt lại đường tròn O tại các điểm thứ hau
lần lượt là A B C 1 1 1 , , . Gọi A B C 2 2 2 , , theo thứ tự là điểm đối xứng với A B C 1 1 1 , , qua
trung điểm của các cạnh BC CA AB , , . Chứng minh rằng đường tròn ngoại tiếp tam
giác A B C 2 2 2 đi qua trực tâm H của tam giác ABC .
C’
B’
D
C
B
O
A
O
1
P
Q
S
14
Lời giải:
Gọi H G , lần lượt là trực tâm và
trọng tâm tam giác ABC
A B C 3 3 3 , , lần lượt là trung điểm
của các đoạn AA BB CC 1 1 1 , , và
X Y Z , , lần lượt là trung điểm của
các đoạn BC CA AB , ,
Khi đó ta suy ra
OA AA OB BB OC CC 3 1 3 1 3 1    , ,
   0
    OA M OB M OC M 3 3 3 90
 A B C O 3 3 3 , , , cùng thuộc đường
tròn đường kính OM
Vì X là trung điểm BC và G là trọng tâm tam giác ABC    GA GX   2
Kết hợp với X là trung điểm A A 1 2 ta suy ra G là trọng tâm tam giác AA A 1 2
Do đó
A G A 2 3 , , thẳng hàng và GA GA A V A 2 3 2 3     2 G2  
 
(1)
Chứng minh tương tự ta cũng có B V B C V C 2 3 2 3   G G   2 2  ;   (2)
Mặt khác vì H G , là trực tâm và trọng tâm tam giác ABC nên suy ra
GH GO H V O     2 G2  
 
(3)
Từ (1), (2), (3), kết hợp với đường tròn ngoại tiếp tam giác A B C 3 3 3 đi qua O ta suy
ra đường tròn ngoại tiếp tam giác A B C 2 2 2 đi qua trực tâm H của tam giác ABC .
1.5. Bài 1.5. (Russia MO 2008, grade 9). Cho tam giác không cân ABC với H, M lần
lượt là trực tâm và trọng tâm của tam giác đó. Các đường thẳng qua A, B, C lần lượt
vuông góc với AM, BM, CM cắt nhau tạo thành một tam giác có trọng tâm G. Chứng
minh rằng G nằm trên đường thẳng MH.
Lời giải.
Để chứng minh bài toán ta cần hai bổ đề sau:
Bổ đề 1. Cho tam giác ABC và L là một điểm nằm trong tam giác đó. Gọi H, I, K lần
lượt là hình chiếu vuông góc của L lên các đường thẳng BC, CA, AB. Khi đó L là trọng
tâm của tam giác HIK khi và chỉ khi L là điểm Lemoine của tam giác ABC.
Đây chính là bài 34, trang 47, tài liệu chuyên toán hình học 10.
Bổ đề 2. Cho tam giác ABC nội tiếp đường tròn (O) và H là trực tâm của nó. Kẻ đường
kính AM. Khi đó AH và AM đối xứng với nhau qua phân giác trong của góc BAC .
C3
B3
A3
G
H
C2
Z
B2
Y
A
2
X
C1
M
O
B C
A
A
1
B
1
15
Chứng minh.
Gọi D là giao điểm thứ hai của phân giác trong
góc BAC  với đường tròn (O).
Do AM là đường kính nên AD DM  suy ra:
 AM AD AM MD MD AD , , , mod         
 , , mod     
2
   AM MB MB DM  



,

,

mod    2

 

   AM MB MB DM   , , mod         CA CB AB AD



2
 
 , , mod     
2
CA CB AD AC     (1).
Mặt khác ta có:
 AD AH AD AB AB AH , , , mod              AD AB AB BC BC AH , , , mod       
 , , , mod       
2
    AD AC AC AB AB BC    , , mod     
2
   AD AC AC BC   (2).
Từ (1) và (2) ta được AM AD AD AH , , mod        AM, AH đối xứng với nhau
qua phân giác của góc BAC .
Trở lại bài toán:
Do A, B, C lần lượt là hình chiếu
vuông góc của M lên B C C A A B 1 1 1 1 1 1 , , nên
theo bổ đề 1 ta được M là điểm Lemoine của
tam giác A B C 1 1 1 suy ra A M 1 đối xứng với
trung tuyến kẻ từ A1 của tam giác A B C 1 1 1
qua phân giác trong của góc BAC 1 (3).
Do
MM BC a, cắt nhau tại trung điểm
mỗi đoạn nên tứ giác BMCM a là hình bình
hành, kết hợp với MB A C MC A B   1 1 1 1 , ta
có
M C A C M B A B a a   1 1 1 1 ,
Suy ra Ma là trực tâm tam giác A BC 1 (4).
Do tứ giác HBAC 1 tiếp và A H 1 là đường kính của đường tròn ngoại tiếp tam
giác A BC 1 (5).
D
M

H

O

C
B
A
M

c H	Mb G	M
M a A
A

C1
B1
1
B C

16
Từ (4), (5) và bổ đề 2 suy ra A H A M 1 1 , đối xứng với nhau qua phân giác trong
của góc BAC 1 (6).
Từ (3) và (6) suy ra A M G 1, , a thẳng hàng.
Tương tự ta có B M G 1, , b thẳng hàng và C M G 1, , c thẳng hàng.
Ta có V A M B M C M M a b c 1 : , ,    . Suy ra M M BC M M CA M M AB b c c a a b || , || , || (7).
Mặt khác do M M M a b c , , lần lượt là trực tâm của tam giác A BC B CA C AB 1 1 1 , , suy ra
M A BC M B CA M C AB a b c 1 1 1    , , (8).
Từ (7) và (8) ta được M A M M M B M M M C M M a b c b c a c a b 1 1 1    , , suy ra G là trực
tâm tam giác M M M a b c .
Do V A M B M C M M a b c 1 : , ,    suy ra VM1 biến trực tâm tam giác ABC thành trực
tâm tam giác M M M V H G a b c M   1 : suy ra G nằm trên đường thẳng MH.
1.6. Bài 1.6. (IMO 1999) Hai đường tròn 1 và 2 nằm bên trong đường tròn  , và
tiếp xúc với  lần lượt tại M và N . 1 đi qua tâm của 2 . Đường thẳng đi qua hai
giao điểm của 1 và 2 cắt đường tròn  tại A và B. Các đường thẳng MA và MB
cắt lại 1 lần lượt tại C và D . Chứng minh rằng đường thẳng CD tiếp xúc với đường
tròn
2 .
Lời giải:
Gọi O O O , , 1 2 lần lượt là tâm của các đường
tròn
   , , 1 2. Gọi EF là dây cung của
đường tròn  và EF là tiếp tuyến chung
của
  1 2 , và EF cắt đoạn thẳng AM
Giả sử đường thẳng EF tiếp xúc với đường
tròn
1 tại điểm C ‘ .
Xét phép vị tự tâm M biến đường tròn 1
thành đường tròn , khi đó phép vị tự này
biến điểm C ‘ thành điểm A’ và đường
thẳng EF biến thành đường thẳng d tiếp
xúc với đường tròn  tại điểm A’.
Từ đó ta có EF d || , kết hợp với d OA EF OA A     ‘ ‘ ‘ là điểm chính giữa của
cung FA E ‘ . Do đó A EF A FE A ME ‘ ‘ ‘        MA E EA C ‘ ‘ ‘ ∽
Suy ra
 1
2
A E A C A M P ‘ ‘ ‘. ‘ A’

  .
A’
C’
d
O
F
E
O
O1 2
D
C
B
A
N
M
17
Tương tự như vậy ta được
 2 
2
A F P ‘ A’

 ,

Kết hợp với 2 2 A E A F A E A F P ‘ ‘ ‘ ‘ A ‘    	P A ‘ 	hay điểm A’ nằm trên trục
 1  	2   

đẳng phương của hai đương tròn   1 2 ,
Suy ra A’ nằm trên đường thẳng AB A A C C     ‘ ‘, từ đó điểm C nằm trên
đường thẳng EF .
Tương tự tiếp tuyến chung thứ hai d ‘ của   1 2 , đi qua điểm D .
Do d d , ‘ đối xứng với nhau qua đường thẳng O O 1 2 nên C D , đối xứng với nhau qua
đường thẳng O O 1 2 suy ra O2 là diểm chính giữa của cung CO D 2 .
Do đó   
DCO CDO FCO 2 2 2   suy ra O2 nằm trên phân giác của góc FCD CF CD   ,
đối xứng với nhau qua đường thẳng CO2.
Kết hợp với đường thẳng CF là tiếp tuyến với đường tròn   2 CD cũng là tiếp
tuyến của đường tròn 2.
1.7. Bài 1.7 (IMO 1983). Cho A là một trong hai giao điểm của hai đường tròn không
bằng nhau C1 và C2 với tâm lần lượt là O1 và O2 . Kẻ hai tiếp tuyến chung của C1 và
C2 . Các tiếp tuyến chung này tiếp xúc với C1 tại P Q 1 1 , và tiếp xúc với C2 tại P Q 2 2 , . Gọi
M M 1 2 , lần lượt là trung điểm của PQ 1 1, P Q 2 2. Chứng minh rằng O AO M AM 1 2 1 2 .
Lời giải:
Do
PP Q Q 1 2 1 2 , đối xứng với nhau qua đường thẳng O O 1 2 nên PP Q Q O O 1 2 1 2 1 2 , , đồng
quy tại điểm O .
Xét phép vị tự V tâm O biến đường tròn C1 thành đường tròn C2 .
Đoạn thẳng OA cắt đường tròn C1 tại điểm B, khi đó A là ảnh của điểm B qua phép
vị tự trên.
Q1
Q2
P1
P2
C1
C2
O2 M2 O1 M1 O
B
A
18
Ta có
V B A O O M M V BM O AM O : , , :        1 2 1 2 1 1 2 2
Suy ra M BO M AO 1 1 2 2 .
Ta có 1 1
1 1 1 1
1 1
OO OP
OPO OM P
OP OM
   ∽ . Khi đó 2
OO OM OP OA OB 1 1 1 . .  
Suy ra các điểm A B M O , , , 1 1 cùng nằm trên một đường tròn.
Do đó    
M BO M AO M AO M AO 1 1 1 1 1 1 2 2   
   
    M AO O AM M AO O AM 1 1 1 2 2 2 1 2   O AO M AM 1 2 1 2 .
1.8. Bài 1.8 (Russia MO 2008, grade 11). Cho tứ giác lồi ABCD có tia BA cắt tia CD
tại P, tia BC cắt tia DA tại Q. Gọi H là hình chiếu cùa D lên đường thẳng PQ. Chứng
minh rằng tứ giác ABCD ngoại tiếp đường tròn khi và chỉ khi đường tròn nội tiếp của
các tam giác ADP, CDQ được nhìn từ H các góc bằng nhau.
Lời giải:
Gọi đường tròn nội tiếp tam giác ADP, CDQ lần lượt là O r O r 1 1 2 2 ; , ;   .
Từ H kẻ các tiếp tuyến HM HN 1 1 , đến O r 1 1 ;  và HM HN 2 2 , đến O r 2 2 ; 
Ta xét hai trường hợp sau:
Trường hợp 1: r r 1 2  :
Gọi O là giao điểm của PO QO 1 2 , và E, F lần lượt là hình chiếu vuông góc của O lên
DC, DA.
F
E
N2
M2
N1
M1
O2
O1
S
O
H
Q
P
D
C
B
A
19
Ta có
 
1 2
1 2
sin sin
2 2
r r
DO DO
ADP CDQ
   .
Khi đó: H nhìn O r O r 1 1 2 2 ; , ;    dưới các góc bằng nhau
  1 1 2 2 1 2 
1 1 2 2 1 2

1	2
Do đó tam giác tam giác HO O 1 2 cân tại H và HD là đường trung tuyến nên HD vuông góc O O 1 2 hay O O PQ OE OF 1 2 || PO QO r r 1 2 1 2        O cách đều
PO	QO	OE OF

sin sin
2 2
M HN M HN r r
M HN M HN HO HO
HO HO
       
các đường thẳng AB, BC, CD, DA hay tứ giác ABCD là tứ giác ngoại tiếp.
Trường hợp 2: r r 1 2 
Theo chứng minh ở trên thì ta suy ra đường thẳng O O 1 2 cắt đường thẳng PQ tại S.
a) Tứ giác ABCD ngoại tiếp đường tròn (O).
Ta có        
2
1
: , : 1 2
r
r
r
r
V O O V O O P Q  
Suy ra    
2
1
.
: 1 2
r r
r r
V O O S  hay    
2 1
: 1 2
rr
V O O S  .

Mặt khác     : 1 2 SO SO V O O S  suy ra

1 1 2 2 SO r SO r  (1).

2 1
Do    
2 1
1 1
1 2

2 DO	2 r
D V	O	O

:
DO
DO
DO r
    (2).
Từ (1) và (2) ta được 1 1  1 2 1 2   
2 2
SO DO O O DS H O O DS 1 1
SO DO
        hay DH
là phân giác của góc 1 2 1 1 2 2 1 1 1 1 1  
2 2 2 2 2
O HO M HO M HO HO DO r O M sin sin
HO DO r O M
     
   
    M HO M HO M HN M HN 1 1 2 2 1 1 2 2 hay H nhìn O r O r 1 1 2 2 ; , ;    dưới các góc
bằng nhau.
b) H nhìnO r O r 1 1 2 2 ; , ;    dưới các góc bằng nhau.
Ta có      
M HN M HN M HO M HO M HO M HO 1 1 2 2 1 1 2 2 1 1 2 2      sin sin
1 1 1 1 1
2 2 2 2 2
O M r DO HO
O M r DO HO
     HD là phân giác của góc O HO 1 2 hay
       
2 1
1 2 1 2 1 2 1 1 :
rr
D O O DS O O DS V O O        S .
20
Gọi O r ;  là đường tròn bàng tiếp góc CQD  của tam giác CQD .

Ta có         : , : 2 ‘ 1 V O O V O O Q P   , trong đó P’ thuộc đường thẳng CD.
1 r	r
2 r r r	r 1 r
Do đó         1 r r r V O O V O O Q P    suy ra P’ thuộc đườngthẳng QS hay P’
2	2

.
: : 2 1 ‘ 2 1
trùng với P suy ra (O) tiếp xúc với đường thẳng AB suy ra (O) là đường tròn nội tiếp
tứ giác ABCD.
1.9. Bài 1.9. Cho tam giác ABC và điểm O không thuộc các đường thẳng BC CA AB , , .
Gọi X Y X , , lần lượt là điểm đối xứng với O qua các đường thẳng BC CA AB , , . Chứng
minh rằng các đường tròn XBC YCA ZAB , ,     cùng đi qua một điểm J và trung
điểm I của đoạn thẳng OI thuộc đường tròn Euler của tam giác ABC.
Lời giải: Gọi H K L M N P , , , , , lần lượt là
trung điểm của các đoạn OX OY OZ , , ,
OA OB OC , ,
12
OM ON OP OH OK OL
OA OB OC OX OY OZ
      
Khi đó H K L M N P , , , , , lần lượt là ảnh của
X Y Z A B C , , , , , qua phép vị tự 1
,
2
O
V
 
 
 
 Các đường tròn HNP KPM LMN , ,    
lần lượt là ảnh của các đường tròn
XBC YCA ZAB , ,     qua phép vị tự 1
,
2
O
V
 
 
 
và các đường tròn HNP KPM LMN , ,    lần lượt là đường tròn Euler của các tam
giác OBC OCA OAB , ,
*) Chứng minh các đường tròn HNP KPM LMN , ,     cùng đi qua một điểm I
Gọi I là giao điểm thứ hai của hai đường tròn HNP KPM ,  
Khi đó IM IN IM IP IP IN KM KP HP HN , , , , , mod                
         
         
, , , , mod
, , , , mod
KM KO KO KP HP HO HO HN
OK OM OP OK OH OP ON OH
   
   
 
     OP OM ON OP ON OM ON OL OL OM , , , , , mod            
   OL LN LM OL LM LN , , , mod        
Do đó I LMN   hay các đường tròn HNP KPM LMN , ,     cùng đi qua một điểm I
F
E
D
I
P
N
M
J
C’
B’
A’
H X
Y
K
Z
L
A
B
C
O
21
*) Vì các đường tròn HNP KPM LMN , ,     lần lượt là ảnh của các đường tròn
XBC YCA ZAB , ,     qua phép vị tự 1
,
2
O
V
 
 
 
nên suy ra các đường tròn
XBC YCA ZAB , ,     cùng đi qua điểm 1  
,
2
O
J V I
 
 
 
 và I là trung điểm của đoạn OJ .
*) Chứng minh I thuộc đường tròn Euler của tam giác ABC
Gọi A B C ‘, ‘, ‘ lần lượt là trung điểm của các đoạn BC CA AB , ,
D E F , , lần lượt là các điểm đối xứng với O qua A B C ‘, ‘, ‘
Ta có ‘ ‘ ‘ 1
2
OA OB OC
OD OE OF
   nên A B C ‘, ‘, ‘ lần lượt là ảnh của D E F , , qua phép vị
tự 1
,
2
O
V
 
 
 
Mà A B C ‘, ‘, ‘ lần lượt thuộc các đường tròn HNP KPM LMN , ,     nên suy ra
D E F , , lần lượt thuộc các đường tròn XBC YCA ZAB , ,    
Ta có JD JE JD JC JC JE BD BC AC AE , , , , , mod                

    CB CO CO CA CB CA FD FE , , , , mod             J DEF  

(do    ABC DEF )

Ta có phép vị tự 1
,
2
O
V
 
 
 
biến DEF A B C J I     ‘ ‘ ‘ ;  nên I A B C  ‘ ‘ ‘
Mà A B C ‘ ‘ ‘ là đường tròn Euler của tam giác ABC . Vậy I thuộc đường tròn Euler của
tam giác ABC
1.10. Bài 1.10. Cho tam giác ABC có các đường cao AD BE CF , , . Đường tròn tâm I
nội tiếp tam giác DEF , tiếp xúc với các cạnh EF FD DE , , lần lượt tại M N P , , . Chứng
minh rằng các tam giác ABC và MNP có cùng đường thẳng Euler.
Lời giải:
Gọi I là trực tâm tam giác ABC thì I là tâm
đường tròn nội tiếp tam giác DEF
Ta có NP BC || (cùng vuông góc với ID )
Tương tự PM CA MN AB || , ||
Suy ra   ABC MNP ∽
Do đó MN NP PM
AB BC CA
 
Gọi Q AM BN Q M CP 1 2     ,
Q
P

N M F

E

D
A I
B C
22
Ta có 1 2
1 2
1 2
Q M MN PM Q M
Q Q
Q A Q A AB CA
     hay AM BN CP , , đồng quy tại Q
Khi đó ta có QM QN QP k
QA QB QC
  
Gọi I ‘ là trực tâm tam giác MNP O , là tâm đường tròn ngoại tiếp tam giác ABC
Ta có
V A M B N C P Q k ,  : , ,   
Do đó
V ABC MNP V I I O I Q k Q k , ,  : : ‘;        
Suy ra Q I I O , , ‘, thẳng hàng
Mà II OI ‘, tương ứng là đường thẳng Euler của các tam giác MNP ABC ,
Vậy các tam giác ABC và MNP có cùng đường thẳng Euler.
1.11. Bài 1.11. Trên đoạn thẳng AC lấy điểm B sao cho BA BC  và dựng các hình
vuông ABMN BCPQ , nằm về cùng một phía đối với đường thẳng AC. Gọi B’ là giao
điểm thứ hai của hai đường tròn ngoại tiếp hai hình vuông đó. Chứng minh rằng PN và
QA cùng đi qua điểm B’.
Lời giải:
Giả sử các hình vuông ABMN BCPQ ,
đều có hướng dương
*) Ta có
,
2
: ,
B
Q M A C Q   
 
 
 
Suy ra MC AQ 
Gọi B1 là giao điềm của MC và AQ
Khi đó
 1 1 1 1 , , mod     
2
B Q B C B M B A

		
Do đó B ABMN BCPQ 1       và B B 1  . Suy ra B B 1  ‘ hay QA đi qua điểm B’



Xem bản đầy đủ trên google drive: TẠI ĐÂY

Các thầy cô cần file liên hệ với chúng tôi tại fanpage facebook O2 Education

Hoặc xem nhiều SKKN hơn tại:  Tổng hợp SKKN luận văn luận án O2 Education

SKKN Xây dựng quy trình giáo dục STEM Nước tẩy rửa sinh học từ rác thải hữu cơ ở trường THPT

ĐIỀU KIỆN HOÀN CẢNH TẠO RA SÁNG KIẾN
I. Căn cứ chủ trƣơng đổi mới giáo dục và đào tạo của Đảng:
Trong công cuộc “Đổi mới căn bản, toàn diện giáo dục và đào tạo” theo
tinh thầnNghị quyết số 29 – NQ/TW ngày 14 tháng 11 năm 2013 của Hội nghị
BCH TW 8 khóa XI ngành Giáo dục và Đào tạo (GD – ĐT) đã liên tục có
những đổi mới tích cực, toàn diện để đáp ứng mục tiêu:“Tạo chuyển biến căn
bản, mạnh mẽ về chất lượng, hiệu quả giáo dục, đào tạo; đáp ứng ngày càng
tốt hơn công cuộc xây dựng, bảo vệ Tổ quốc và nhu cầu h c tập của nhân dân
Giáo dục con người iệt Nam phát triển toàn diện và phát huy tốt nhất tiềm
năng, khả năng sáng tạo của m i cá nhân; yêu gia đ nh, yêu Tổ quốc, yêu
đ ng bào; sống tốt và làm việc hiệu quả Xây dựng nền giáo dục mở, thực
h c, thực nghiệp, dạy tốt, h c tốt, quản lý tốt; có cơ cấu và phương thức giáo
dục hợp lý, gắn với xây dựng xã hội h c tập; bảo đảm các điều kiện nâng cao
chất lượng; chuẩn hóa, hiện đại hoá, dân chủ hóa, xã hội hóa và hội nhập quốc
tế hệ thống giáo dục và đào tạo; giữ vững định hướng xã hội chủ ngh a và bản
sắc dân tộc Phấn đấu đến năm 2030, nền giáo dục iệt Nam đạt tr nh độ tiên
tiến trong khu vực ”.
Thấm nhuần chủ trương, đường lối chỉ đạo của Đảng, trong những năm
qua, nhiều địa phương, cơ sở đã triển khai việc xây dựng và phát triển kế hoạch
giáo dục định hướng phát triển năng lực h c sinh của m i trường phù hợp với
điều kiện thực tế của nhà trường, địa phương và khả năng h c tập của h c sinh.
Trong đó, có giải pháp dạy h c định hướng giáo dục STEM giúp h c sinh tự
khám phá, trải nghiệm và sáng tạo.
II. Căn cứ cơ sở lí luận về giáo dục STEM ở trƣờng THPT:
Tiếp tục triển khai thực hiện Chỉ thị số 16/CT-TTg ngày 04/5/2017
của Thủ tướng Chính phủ về việc tăng cường năng lực tiếp cận cuộc cánh mạng
công nghiệp lần thứ tư, nhằm h trợ các trường phổ thông triển khai có hiệu
quả giáo dục Khoa h c, Công nghệ, Kỹ thuật và Toán h c; Bộ Giáo dục và Đào
tạo có Công văn 3089/BGDĐT-GDTrH ngày 14/8/2020, Sở GDĐT Nam Định
có công văn số 1303/SGDĐT-GDTrH ngày 08/9/2020 về việc triển khai thực
hiện giáo dục STEM trong giáo dục trung h c từ năm h c 2020-2021 nhằm
thực hiện có hiệu quả việc:
Đảm bảo giáo dục toàn diện: Triển khai giáo dục STEM ở nhà
trường, bên cạnh các môn h c đang được quan tâm, như: Toán, Khoa h c..; các
l nh vực Công nghệ, Kỹ thuật cũng sẽ được quan tâm, đầu tư trên tất cả các
phương diện về đội ngũ giáo viên, chương tr nh, cơ sở vật chất
Nâng cao hứng thú học tập các môn học STEM: Các dự án h c tập
trong giáo dục STEM hướng tới việc vận dụng kiến thức liên môn để giải quyết
các vấn đề thực tiễn, h c sinh được hoạt động, trải nghiệm và thấy được ý
ngh a của tri thức với cuộc sống, nhờ đó sẽ nâng cao hứng thú h c tập của h c
sinh.
2
Hình thành và phát triển năng lực, phẩm chất cho học sinh: Khi triển
khai các dự án h c tập STEM, h c sinh hợp tác với nhau, chủ động và tự lực
thực hiện các nhiệm vụ h c; được làm quen hoạt động có tính chất nghiên cứu
khoa h c Các hoạt động nêu trên góp phần tích cực vào h nh thành và phát
triển phẩm chất, năng lực cho h c sinh
Kết nối trường học với cộng đồng: Để đảm bảo triển khai hiệu quả
giáo dục STEM, cơ sở giáo dục phổ thông thường kết nối với các cơ sở giáo
dục nghề nghiệp, đại h c tại địa phương nhằm khai thác ngu n lực về con
người, cơ sở vật chất triển khai 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, h c sinh sẽ được trải nghiệm trong các l nh vực STEM, đánh giá
được sự phù hợp, năng khiếu, sở thích của bản thân với nghề nghiệp thuộc l nh
vực STEM Thực hiện tốt giáo dục STEM ở trường phổ thông cũng là cách
thức thu hút h c sinh theo h c, lựa ch n các ngành nghề thuộc l nh vực STEM,
các ngành nghề có nhu cầu cao về ngu n nhân lực trong cuộc cách mạng công
nghiệp lần thứ tư
Đặc biệt, tổ chức tốt giáo dục STEM ở nhà trường còn góp phần
thực hiện mục tiêu của chương trình giáo dục phổ thông mới 2018: Giúp h c
sinh tiếp tục phát triển những phẩm chất, năng lực của người lao động, ý thức
và nhân cách công dân; khả năng tự h c và ý thức h c tập suốt đời; khả năng
lựa ch n nghề nghiệp phù hợp với năng lực và sở thích, điều kiện và hoàn cảnh
của bản thân để tiếp tục h c lên, h c nghề hoặc tham gia vào cuộc sống lao
động; khả năng thích ứng với những đổi thay trong bối cảnh toàn cầu hóa và
cách mạng công nghiệp mới.
III. Căn cứ cơ sở thực tiễn
Hiện nay vấn nạn rác thải đang là vấn đề cấp bách ảnh hưởng nghiêm
tr ng đến môi trường và đời sống của nhân dân. Lượng rác thải hữu cơ hàng
ngày tương đối lớn. Nếu biết phân loại và tái sử dụng chúng thì không chỉ
thuận lợi cho việc xử lý rác mà ngu n rác hữu cơ có thể tái sử dụng với rất
nhiều ứng dụng thiết thực trong cuộc sống Đặc biệt, rác thải hữu cơ có thể làm
nguyên liệu sản xuất nước tẩy rửa sinh h c an toàn, hiệu quả .. Đây chính là gợi
dẫn quan tr ng để chúng tôi h nh thành ý tưởng: Xây dựng quy trình giáo dục
STEM “Nước tẩy rửa sinh học từ rác thải hữu cơ” ở trường THPT
Thực hiện ý tưởng này, chúng tôi mong muốn cho h c sinh có cơ hội trải
nghiệm vận dụng kiến thức liên môn đã h c vào quy tr nh tạo ra nước tẩy rửa
sinh h c từ rác thải hữu cơ, nâng cao ý thức bảo vệ môi trường Đặc biệt, đây
cũng là h nh thức dạy h c mới, giúp định hướng cho h c sinh phát triển các
năng lực như: giải quyết vấn đề và sáng tạo, tự h c tự chủ, giao tiếp – hợp tác…
Qua đó, hình thành ở h c sinh các phẩm chất, như: trách nhiệm, chăm chỉ,
trung thực giúp các em tự khám phá, trải nghiệm và sáng tạo cũng như rèn
luyện và nâng cao k năng lao động sản xuất trong thực tiễn cuộc sống.
3
Xuất phát từ cơ sở lí luận và thực tiễn nêu trên; nhóm giáo viên môn
Sinh h c, ật lý trường THPT Nguyễn Trường Thúy đã lựa ch n đề tài: Xây
dựng quy trình giáo dục STEM “Nước tẩy rửa sinh học từ rác thải hữu cơ”
ở trường THPT làm đề tài sáng kiến kinh nghiệm để trao đổi với các bạn đ ng
nghiệp, góp phần nhỏ bé vào việc nâng cao chất lượng và hiệu quả giáo dục ở
trường THPT.
4
B. MÔ TẢ GIẢI PHÁP
I. MÔ TẢ GIẢI PHÁP TRƢỚC KHI TẠO RA SÁNG KIẾN
1. Thực trạng về việc tái sử dụng rác thải hữu cơ và nƣớc tây rửa
trên thị trƣờng hiện nay:
Rác thải hiện nay đang là một vấn đề nan giải của xã hội gây ô nhiễm
môi trường và sức khỏe của người dân. Việc thu gom và phân loại, xử lý rác
được các địa phương trên địa bàn huyện Xuân Trường và Giao Thủy nói riêng
các địa phương trên toàn quốc nói chung đang đẩy mạnh. Tuy nhiên, rác thải tại
các gia đ nh chưa được quan tâm đúng mức Hầu hết m i người đều quan niệm,
cái gì không “xài” được th vứt bỏ, thậm chí còn vứt bỏ tùy tiện ở m i lúc, m i
nơi. Đó là nguyên nhân dẫn tới ô nhiễm môi trường, ảnh hưởng tiêu cực tời chấ
lượng cuộc sống
Cống (rãnh) nước bốc mùi hôi thối và có nguy cơ tắc
Nếu không vứt bỏ tùy tiện, đa số người dân lại đem tất cả các loại rác –
bao g m thực phẩm thừa, vật dụng hỏng… đều được bỏ chung một túi/ thùng
rác mà không cần biết trong số rác thải sinh hoạt hàng ngày cũng có những loại
rác có thể đưa vào tái chế và phục vụ cho cuộc sống con người Bởi tâm lý
người dân cho rằng, việc phân loại rác là do đơn vị quản lý rác thải thực hiện.
Đ ng thời, các hộ gia đ nh cùng các cở sở xỷ lý rác của các đại phương cũng
chưa chú ý tái chế sử dụng ngu n rác hữu cơ
Thực tế cho thấy, bên cạnh việc phân loại, thu gom rác th việc tái sử
dụng ngu n rác sẽ làm giảm nguy cơ gây ô nhiễm và hạn chế tối đa các chất
thải t n đ ng từ việc sinh hoạt và sản xuất của con người ới ngu n rác hữu
cơ có thể tái sử dụng với rất nhiều ứng dụng quan tr ng trong cuộc sống, như:
làm phân bón hữu cơ, làm nguyên liệu sản xuất nước tẩy rửa sinh h c an toàn,
hiệu quả…Từ đó đem đến những giá trị kinh tế nhất định và góp phần bảo vệ
môi trường sống
5

Rác thải chƣa đƣợc phân loại và chƣa xử lí đƣợc thải ra ngoài môi trƣờng

Bên cạnh đó, phần lớn các loại nước tẩy rửa đang được bán trên thị
trường đều được sản xuất theo phương pháp công nghiệp từ các hóa chất tổng
hợp. Khi sử dụng dư thừa, ngoài tự nhiên không có vi sinh vật phân giải sẽ gây
ô nhiễm môi trường. Nhiều trường hợp sử dụng nước tẩy rửa còn gây dị ứng
da tay, bong da hoặc bị nấm tay. T n dư của chúng trên các loại bát đũa khi
rửa sẽ là một trong những nguyên nhân gây ung thư cho người sử dụng.
Qua nghiên cứu các tài liệu, chúng tôi được biết nước tẩy rửa hóa h c dù là
hàng có thương hiệu vẫn t n tại nguy cơ gây hại cho sức khỏe khi sử dụng
không đúng cách Trong khi đó, đa số các loại nước rửa chén bát hóa h c
không có nhãn mác yêu cầu về cách sử dụng đang được bán trôi nổi trên thị
trường với giá rất rẻ.
Từ những lí do trên, chúng tôi đã mạnh dạn ch n đề tài: Xây dựng quy
trình giáo dục STEM “Nước tẩy rửa sinh học từ rác thải hữu cơ” ở trƣờng
THPT không chỉ giúp h c sinh tự khám phá, trải nghiệm và sáng tạo đ ng thời
nhằm tạo ra một loại chất tẩy rửa sinh h c, vừa an toàn lành tính, vừa không
gây ô nhiễm môi trường và còn tận dụng ngu n rác thải hữu cơ trong sinh hoạt
2. Thực trạng giáo dục STEM ở trƣờng THPT
Để có căn cứ xác thực đưa ra những giải pháp phù hợp, hiệu quả trong
việc xây dựng quy trình giáo dục STEM “Nước tẩy rửa sinh học từ rác thải
hữu cơ” ở trường THPT ở trường THPT hiện nay, chúng tôi đã tiến hành điều
tra, khảo sát thực trạng dạy h c này thông qua những h nh thức như: phỏng
vấn, trao đổi với giáo viên (G ), trò chuyện với h c sinh (HS), sử dụng phiếu
thăm dò ý kiến đối với G và HS ở một số trường THPT tỉnh Nam Định
2.1. Đối với giáo viên:
Tôi đã tiến hành khảo sát 50 G dạy các môn Toán h c, ật lý, Hóa h c,
Sinh h c, Công nghệ ở trường THPT Nguyễn Trường Thúy và một số trường
THPT trên địa bàn huyện Xuân Trường, tỉnh Nam Định
6
a) Nội dung phiếu khảo sát:
Thầy (cô) hãy cho biết ý kiến của bản thân bằng cách khoanh tròn vào
chữ số tương ứng theo quy ước trong từng câu hỏi hoặc đánh dấu X vào ô
tương ứng:
Câu 1: Theo Thầy (Cô) giáo dục STEM có vị trí, vai trò như thế nào đối
với việc đổi mới phương pháp dạy h c, phát triển phẩm chất, năng lực HS ở
trường THPT?

1. Không quan trọng	2. Bình thƣờng
3. Quan trọng	4. Rất quan trọng

Câu 2: Thầy (cô) có chú tr ng tới việc giáo dục STEM cho h c sinh ở
môn m nh phụ trách giảng dạy không?

1. Không quan trọng	2. Ít chú trọng
3. Chú trọng	3. Rất quan trọng

Câu 3: Thầy (cô) đánh giá như thế nào về nhận thức của h c sinh với
chủ đề STEM “Nước tẩy rửa sinh h c từ rác thải hữu cơ” ở trường THPT?

1. Không tốt	2. Bình thƣờng
3. Tốt	4. Rất tốt

Câu 4: Trong thực tiễn dạy h c bộ môn của m nh, thầy (cô) đã sử dụng
những giải pháp nào để nâng cao hiệu quả giáo dục STEM ở trường THPT?

Giải pháp	Mức độ
Thường xuyên	Thỉnh thoảng	Chưa tiến hành
Dạy h c các môn h c theo phương pháp giáo dục STEM
Tổ chức các hoạt động trải nghiệm trong chương tr nh giáo dục STEM
Tổ chức hoạt động nghiên cứu khoa h c, k thuật, tham gia ngày hội STEM

b) Kết quả khảo sát:
* Bảng 1a: Kết quả khảo sát GV câu 1,2,3

Câu hỏi	Các mức độ
1	2	3	4
SL	%	SL	%	SL	%	SL	%
1	0	0	9	18%	27	54%	14	28%
2	0	0	18	36%	22	44%	10	20%
3	9	18%	21	42%	15	30%	5	10%

7
* Bảng 1b: Kết quả khảo sát GV câu 4

Giải pháp	Mức độ
1	2	3
SL	%	SL	%	SL	%
1	13	26%	19	38%	18	36%
2	7	14%	13	26%	30	60%
3	4	8%	8	16%	38	76%

c) Phân tích kết quả khảo sát:
Ở câu hỏi số 1: Đa số G khẳng định, giáo dục STEM có vị trí, vai trò
quan trọng và rất quan trọng đối với h c sinh ở trường THPT (chiếm 82%)
Tuy nhiên, vẫn còn 18% G xem nhẹ (bình thường) công tác giáo dục này
Đối với câu hỏi số 2: G khẳng định chú trọng đến việc giáo dục STEM
ở môn m nh phụ trách giảng dạy (chiếm 44%), chỉ có 10/50 G nhấn mạnh rất
chú trọng (chiếm 20%) và đáng tiếc là vẫn 36% G được khảo sát còn thờ ơ
với việc này
Trong câu hỏi 3, chỉ có 30%G cho rằng,nhận thức của h c sinh với chủ
đề STEM: “Nước tẩy rửa sinh h c từ rác thải hữu cơ” ở chương trình THPT ở
mức tốt và rất tốt; có tới 60% thầy cô cho là bình thƣờng và không tốt. Đây
sẽ là cơ sở thực tế quan tr ng để đưa ra những giải pháp tăng cường công tác
chỉ đạo, nâng cao nhận thức và trách nhiệm của h c sinh với vấn đề giáo dục
STEM cũng như ý thức bảo vệ môi trường, tái sử dụng ngu n rác
Khảo sát về những giải pháp của G để nâng cao hiệu quả giáo dục
STEM ở trường THPT thì có đến 26% GV thƣờng xuyên dạy h c các môn h c
theo phương pháp giáo dục STEM; chỉ có 14% GV thƣờng xuyên tổ chức các
hoạt động trải nghiệm trong chương tr nh giáo dục STEM; chỉ có 8% GV
thƣờng xuyên tổ chức hoạt động nghiên cứu khoa h c, k thuật, tham gia ngày
hội STEM. Còn đa số G chỉ thỉnh thoảng, hoặc không quan tâm tới vấn đề
này. Điều đó cho thấy G chưa quan tâm đúng mức và còn e ngại, lúng túng,
chưa nâng cao ý thức trách nhiệm khi thực hiện giáo dục STEM ở nhà trường;
sự hạn chế trong công tác lãnh đạo, chỉ đạo của Ban giám hiệu trường THPT về
giáo dục STEM.
2.2. Đối với học sinh:
Tôi sử dụng 803 phiếu điều tra cho toàn bộ HS Trường THPT Nguyễn
Trường Thúy tỉnh Nam Định để có thêm căn cứ thực tiễn về nhận thức của h c
sinh với việc dạy h c định hướng giáo dục STEM chủ đề “Nước tẩy rửa sinh
h c từ rác thải hữu cơ”
8
Phiếu khảo sát số 1:
Kết quả khảo sát cho thấy, có 94% các gia đ nh chưa bao giờ sử dụng
các loại nước tẩy rửa sinh h c, 5% các gia đ nh được khảo sát thỉnh thoảng
mới sử dụng nước tẩy rửa sinh h c được bán trên thị trường,chỉ có 1% số gia
đ nh thường xuyên sử dụng các loại nước tẩy rửa sinh h c (nước tẩy rửa hữu
cơ) được bán trên thị trường. Không có hộ gia đ nh nào sử dụng các loại nước
tẩy rửa hữu cơ tự làm.
PHIẾU KHẢO SÁT SỐ 1
Để chuẩn bị xây dựng cho chủ đề dạy h c STEM các em HS vui lòng điền
vào phiếu khảo sát sau:
1. Mức độ sử dụng nước tẩy rửa sinh h c của gia đ nh các em?
Thường xuyên , Thỉnh thoảng , Chưa bao giờ
2. Lí do gia đ nh các em không sử dụng nước tẩy rửa sinh h c?
Không biết làm , Không biết độ an toàn
Trên thị trường ít bán , Các sản phẩm tẩy rửa hóa h c tiễn ích hơn
9
Thường Xuyên
1% Thỉnh thoảng
5%
Chưa bao giờ
94%
0%
MỨC ĐỘ SỬ DỤNG
Thường Xuyên Thỉnh thoảng Chưa bao giờ
Biều đồ khảo sát thực trạng sử dụng các loại chất tẩy rửa.
Biều đồ khảo sát lí do không sử dụng chất tẩy rửa sinh học.
* Phân tích thực trạng và nguyên nhân việc sử dụng các loại nước tẩy
rửa:
Sau khi chúng em điều tra lý do v sao các gia đ nh không sử dụng các
chất tẩy rửa hữu cơ th nhận được các ý kiến khác nhau như:
+ Không biết làm như thế nào.
+ Không biết độ an toàn của sản phẩm.
+ Thị trường ít bán và giá thành của các lại nước tẩy rửa hữu cơ cao
10
+ Các sản phẩm khác (sản phẩm tẩy rửa hóa h c) tiện ích hơn: rẻ, dễ
mua…
PHIẾU KHẢO SÁT SỐ 2
Em hãy cho biết ý kiến của bản thân bằng cách khoanh tròn vào chữ số
tương ứng trong các câu hỏi sau:
Câu 1: Theo em, dạy h c STEM chủ đề “Nước tẩy rửa sinh h c từ rác
thải hữu cơ” có vị trí, vai trò như thế nào đối với h c sinh ở trường THPT?

1. Không quan trọng	2. Bình thƣờng
3. Quan trọng	3. Rất quan trọng

Câu 2: Trong các giờ h c ở các môn khoa h c tự nhiên em có quan tâm,
chú ý tới những chủ đề dạy h c STEM không?
Có chú ý	Không chú ý

Câu 3: Em tự đánh giá nhận thức của bản thân m nh như thế nào về giáo
dục STEM chủ đề “Nước tẩy rửa sinh h c từ rác thải hữu cơ” ở trường THPT ?

Rất tốt

Trung bình

Kém

Rất kém

Câu 4: Em có thường xuyên sưu tầm tài liệu, thực hiện các yêu cầu của
G để h c các chủ đề STEM không?
Thƣờng xuyên	Thỉnh thoảng	Không bao giờ

* Bảng : Kết quả khảo sát HS phiếu số 2:

Câu hỏi	Các mức độ
1	2	3	4
SL	%	SL	%	SL	%	SL	%
1	96	12%	249	31%	345	43%	113	14%
2	341	42,5	462	57,5%
3	76	9,5%	333	41,5%	289	36%	105	13%
4	759	94,5%	44	5,5%
5	84	10,5%	582	72,5	137	17%

Phân tích kết quả khảo sát:
Ở câu hỏi số 1: Có 57% HS khẳng định, giáo dục STEM có vị trí, vai trò
quan trọng và rất quan trọng đối với h c sinh ở trường THPT Tuy nhiên, vẫn
còn 43% HS xem nhẹ (bình thường; không quan trọng) phương pháp dạy h c
này.
Đối với câu hỏi số 2: 42,5% HS đã quan tâm, chú ý tới những chủ đề
dạy h c STEM trong các giờ h c, nhưng vẫn còn tới 57,5% HS không chú ý
việc này
Trong câu hỏi 3: Chỉ có 9,5% HS tự đánh giá, nhận thức của bản thân
m nh về dạy h c STEM chủ đề “Nước tẩy rửa sinh h c từ rác thải hữu cơ” ở
trường THPT rất tốt; 41,5% tự nhận ở mức trung bình; có tới 49% tự nhận ở
mức kém và rất kém Điều này khá tương đ ng với đánh giá của G và cũng
sẽ là cơ sở thực tế quan tr ng để đưa ra những giải pháp tăng cường công tác
chỉ đạo, nâng cao nhận thức và trách nhiệm của h c sinh với giáo dục STEM
cũng như ý thức bảo vệ môi trường, tái sử dụng ngu n rác
11
Kết quả khảo sát ở câu hỏi 4 cho thấy: Chỉ có 10,5% HS thƣờng xuyên
sưu tầm tài liệu, thực hiện các yêu cầu của G để h c các chủ đề STEM; đa số
HS (72%) thỉnh thoảng mới thực hiện yêu cầu này và 17% HS không bao giờ
thực hiện
Dựa trên các kết quả, số liệu trên cùng với kinh nghiệm các năm tham
gia công tác giảng dạy và một số năm triển khai giáo dục STEM có thể nhận
thấy một thực tế rằng: Giáo dục STEM là giải pháp cần thiết nhằm tích hợp
các l nh vực khoa giúp h c sinh không chỉ hiểu biết về nguyên lý mà còn có
thể áp dụng để thực hành và tạo ra được những sản phẩm trong cuộc sống
hằng ngày. Phương pháp dạy h c định hướng giáo dục STEM giúp HS tiếp
thu được kiến thức khoa học, kỹ thuật, công nghệ và toán học chắc chắn;
rèn khả năng sáng tạo, tư duy logic; giảm gánh nặng về tâm lí học tập khô
khan và quá tải đối với học sinh Phương pháp này có thể kích thích ở mức
cao nhất tính tích cực h c tập của h c sinh, không chỉ giúp h c sinh l nh hội
kiến thức mà còn rèn luyện được k năng nhận thức, k năng tiếp cận, phát hiện
và giải quyết vấn đề ở nhiều góc độ khác nhau, k năng giao tiếp, tăng cường
khả năng suy ngh độc lập,kết hợp với hoạt động tập thể để phát huy tối đa tính
sáng tạo…Giúp cho việc hình, phát triển phẩm chất và năng lực toàn diện ở
người học.
12
II. MÔ TẢ GIẢI PHÁP SAU KHI CÓ SÁNG KIẾN
1. NẮM CHẮC BẢN CHẤT VỀ GIÁO DỤC STEM VÀ CÁC
PHƢƠNG PHÁP, KỸ THUẬT DẠY HỌC TÍCH CỰC
1.1. Khái niệm
STEM là thuật ngữ viết tắt của các từ Science (Khoa h c), Technology
(Công nghệ), Engineering (K thuật) và Mathematics (Toán h c), thường được
sử dụng khi bàn đến các chính sách phát triển về Khoa h c, Công nghệ, K
thuật và Toán h c của m i quốc gia Thuật ngữ này lần đầu tiên được giới thiệu
bởi Quỹ Khoa h c Mỹ vào năm 2001
ới những tiếp cận khác nhau, giáo dục STEM sẽ được hiểu và triển khai
theo những cách khác nhau Các nhà lãnh đạo và quản lý đề xuất các chính
sách để thúc đẩy giáo dục STEM, quan tâm tới việc chuẩn bị ngu n nhân lực
đáp ứng yêu cầu của sự phát triển khoa h c, công nghệ Người làm chương
tr nh quán triệt giáo dục STEM theo cách quan tâm tới nâng cao vai trò, vị trí,
sự phối hợp giữa các môn h c có liên quan trong chương tr nh Giáo viên thực
hiện giáo dục STEM thông qua hoạt động dạy h c để kết nối kiến thức h c
đường với thế giới thực, giải quyết các vấn đề thực tiễn, để nâng cao hứng thú,
để h nh thành và phát triển năng lực và phẩm chất cho h c sinh
Nhìn chung, khi đề cập tới STEM, giáo dục STEM, cần nhận thức và
hành động theo cả hai cách hiểu sau đây:
Một là, TƯ TƯỞNG (chiến lược, định hướng) giáo dục, bên cạnh định
hướng giáo dục toàn diện, THÚC ĐẨY giáo dục 4 l nh vực: Khoa h c, Công
nghệ, Kỹ thuật, Toán với mục tiêu định hướng và chuẩn bị ngu n nhân lực đáp
ứng nhu cầu ngày càng tăng của các ngành nghề liên quan, nhờ đó, nâng cao
sức cạnh tranh của nền kinh tế
Hai là, phương pháp TIẾP CẬN LIÊN MÔN (khoa h c, công nghệ, kỹ
thuật, toán) trong dạy h c với mục tiêu: (1) nâng cao hứng thú h c tập các môn
h c thuộc các l nh vực Khoa h c, Công nghệ, Kỹ thuật, Toán; (2) vận dụng
kiến thức liên môn để giải quyết các vấn đề thực tiễn; (3) kết nối trường h c và
cộng đ ng; (4) định hướng hành động, trải nghiệm trong h c tập; (5) h nh thành
và phát triển năng lực và phẩm chất người h c
1.2. Dạy học các môn học thuộc lĩnh vực STEM
– Đây là h nh thức tổ chức giáo dục STEM chủ yếu trong nhà trường
trung h c Giáo viên thiết kế các bài h c STEM để triển khai trong quá trình
dạy h c các môn h c thuộc chương trình giáo dục phổ thông theo hướng tiếp
cận tích hợp nội môn hoặc tích hợp liên môn.
– Nội dung bài h c STEM bám sát nội dung chương trình của các môn
h c nhằm thực hiện chương tr nh giáo dục phổ thông theo thời lượng quy định
của các môn h c trong chương trình.
– H c sinh thực hiện bài h c STEM được chủ động nghiên cứu sách giáo
khoa, tài liệu h c tập để tiếp nhận và vận dung kiến thức thông qua các hoạt
động: lựa ch n giải pháp giải quyết vấn đề; thực hành thiết kế, chế tạo, thử
nghiệm mẫu thiết kế; chia sẻ, thảo luận, hoàn thiện hoặc điều chỉnh mẫu thiết
kế dưới sự hướng dẫn của giáo viên
13
1.3. Chu trình STEM
Mối quan hệ giữa Khoa h c, Công nghệ, K thuật, Toán h c trong sự
phát triển của khoa h c – k thuật được thể hiện khái quát trong chu trình STEM
dưới đây
Science
(Khoa h c)

Technology	Mathematic	Knowledge
(Công nghệ)	(Toán h c)	(Kiến thức)
Engineering
(K thuật)

Chu tr nh trên đây bao g m hai quy tr nh sáng tạo: Quy tr nh khoa h c và
Quy tr nh k thuật
Quy trình khoa học: Xuất phát từ các ý tưởng khoa h c, với sự h trợ
của các công nghệ hiện tại, với công cụ toán h c, các nhà khoa h c khám phá
ra tri thức mới Để thực hiện công việc đó, các nhà khoa h c thực hiện quy
tr nh: câu hỏi – giả thuyết – kiểm chứng – kết luận Kết quả là phát minh ra kiến
thức mới cho nhân loại
Quy trình kĩ thuật: Xuất phát từ vấn đề hay đòi hỏi của thực tiễn, các
nhà công nghệ sử dụng kiến thức khoa h c, toán h c sáng tạo ra giải pháp công
nghệ ứng dụng các kiến thức khoa h c đó để giải quyết vấn đề Để thực hiện
việc này, các nhà công nghệ thực hiện quy tr nh: vấn đề – giải pháp – thử
nghiệm – kết luận Kết quả là sáng chế ra các sản phẩm, công nghệ cho xã hội
Hai quy tr nh nói trên tiếp nối nhau, khép kín thành chu tr nh sáng tạo
khoa h c – k thuật theo mô h nh “xoáy ốc” mà cứ sau m i chu tr nh th lượng
kiến thức khoa h c tăng lên và cùng với nó là công nghệ phát triển ở tr nh độ
cao hơn
1.4. Quy trình xây dựng bài học STEM
Bước 1: Lựa chọn nội dung dạy học
Căn cứ vào nội dung kiến thức trong chương tr nh môn h c và các hiện
tượng, quá tr nh gắn với các kiến thức đó trong tự nhiên, xã hội; quy tr nh hoặc
thiết bị công nghệ ứng dụng kiến thức đó trong thực tiễn để lựa ch n nội dung
của bài h c
Bước 2: Xác định vấn đề cần giải quyết
Xác định vấn đề cần giải quyết để giao cho h c sinh thực hiện sao cho
khi giải quyết vấn đề đó, h c sinh phải h c được những kiến thức, k năng cần
14
dạy trong chương tr nh môn h c đã được lựa ch n hoặc vận dụng những kiến
thức, kỹ năng đã biết để xây dựng bài h c
Bước 3: Xây dựng tiêu chí của sản phẩm/giải pháp giải quyết vấn đề
Xác định rõ tiêu chí của giải pháp/sản phẩm làm căn cứ quan tr ng để đề
xuất giả thuyết khoa h c/giải pháp giải quyết vấn đề/thiết kế mẫu sản phẩm
Bước 4: Thiết kế tiến trình tổ chức hoạt động dạy học.
Tiến tr nh tổ chức hoạt động dạy h c được thiết kế theo các phương pháp
và k thuật dạy h c tích cực với các hoạt động h c bao hàm các bước của quy
tr nh k thuật
M i hoạt động h c được thiết kế rõ ràng về mục đích, nội dung, dự kiến
sản phẩm h c tập mà h c sinh phải hoàn thành và cách thức tổ chức hoạt động
h c tập Các hoạt động h c tập đó có thể được tổ chức cả ở trong và ngoài lớp
h c (ở trường, ở nhà và cộng đ ng)
Cần thiết kế bài h c điện tử trên mạng để hướng dẫn, h trợ hoạt động h c
của h c sinh bên ngoài lớp h c
1.5. Thiết kế tiến trình dạy học
– Tiến tr nh bài h c STEM tuân theo quy tr nh k thuật, nhưng các bước
trong quy tr nh có thể không cần thực hiện một cách tuần tự mà thực hiện song
song, tương h lẫn nhau Hoạt động nghiên cứu kiến thức nền có thể được tổ
chức thực hiện đ ng thời với việc đề xuất giải pháp; hoạt động chế tạo mẫu có
thể được thực hiện đ ng thời với việc thử nghiệm và đánh giá Trong đó, bước
này vừa là mục tiêu vừa là điều kiện để thực hiện bước kia.
– M i bài h c STEM có thể được tổ chức theo 5 hoạt động dưới đây
Trong đó, hoạt động 4 và 5 được tổ chức thực hiện một cách linh hoạt ở trong
và ngoài lớp h c theo nội dung và phạm vi kiến thức của từng bài h c
– M i hoạt động phải được mô tả rõ mục đích, nội dung, dự kiến sản
phẩm hoạt động của h c sinh và cách thức tổ chức hoạt động
– Nội dung hoạt động có thể được biên soạn thành các mục chứa đựng
các thông tin như là nguyên liệu, kèm theo các lệnh hoặc yêu cầu hoạt động để
h c sinh t m hiểu, gia công trí tuệ để giải quyết vấn đề đặt ra trong hoạt động;
cách thức tổ chức hoạt động thể hiện phương pháp dạy h c, mô tả cách thức tổ
chức từng mục của nội dung hoạt động để h c sinh đạt được mục đích tương
ứng
15
Hoạt động 1: Xác định vấn đề
Giáo viên giao cho h c sinh nhiệm vụ h c tập chứa đựng vấn đề Trong đó,
h c sinh phải hoàn thành một sản phẩm h c tập hoặc giải quyết một vấn đề cụ thể
với các tiêu chí đòi hỏi h c sinh phải sử dụng kiến thức mới trong bài h c đế để
xuất, xây dựng giải pháp Tiêu chí của sản phẩm là yêu cầu hết sức quan tr ng,
buộc h c sinh phải nắm vững kiến thức mới thiết kế, giải thích được thiết kế cho
sản phẩm cần làm
a. Chuyển giao nhiệm vụ
– Nhiệm vụ ban đầu giao cho h c sinh có thể là yêu cầu t m hiểu cấu tạo và
giải thích nguyên tắc hoạt động của một thiết bị công nghệ; t m hiểu và giải thích
về một quy tr nh sản xuất với ý đ làm xuất hiện vấn đề cần nghiên cứu để “cải
tiến” thiết bị hoặc quy tr nh đó
– Trong trường hợp cần thiết, quá tr nh chuyển giao nhiệm vụ cho bao g m
việc giới thiệu về các kiến thức khoa h c có liên quan và được sử dụng trong t nh
huống, quy tr nh hay thiết bị công nghệ mà h c sinh phải t m hiểu
– Nhiệm vụ ban đầu giao cho h c sinh phải đảm bảo tính vừa sức để lôi cuốn
được h c sinh tham gia thực hiện; tránh những nhiệm vụ quá dễ hoặc quá khó,
không tạo được hứng thú đối với h c sinh.
b. Học sinh hoạt động tìm tòi, nghiên cứu
H c sinh thực hiện hoạt động t m hiểu về quy tr nh/thiết bị được giao để thu
thập thông tin, xác định vấn đề cần giải quyết và kiến thức có liên quan cần sử
dụng để giải quyết vấn đề
c. Báo cáo và thảo luận

Xem bản đầy đủ trên google drive: TẠI ĐÂY

Các thầy cô cần file liên hệ với chúng tôi tại fanpage facebook O2 Education

Hoặc xem nhiều SKKN hơn tại:  Tổng hợp SKKN luận văn luận án O2 Education

SKKN Vận dụng dạy hoc STEM để phát triển năng lực nghiên cứu khoa học cho học sinh THPT phần sinh học vi sinh vật – sinh học 10

PHẦN I: ĐIỀU KIỆN, HOÀN CẢNH TẠO RA SÁNG KIẾN
I. Điều kiện hoàn cảnh tạo ra sáng kiến
I.1.Xuất phát từ mục tiêu đổi mới giáo dục và đào tạo của nước ta trong giai
đoạn hiện nay.
Cuộc cách mạng công nghiệp 4.0 đặt ra thách thức rất lớn cho Việt Nam
nói chung và ngành giáo dục nói riêng buộc phải có những thay đổi căn bản,
toàn diện và đột phá để có thể phát triển cùng thời đại.
Trong văn kiện của Đại hội Đảng XIII vừa qua đã chỉ rõ cần: “Đổi mới
mạnh mẽ và đồng bộ mục tiêu, chương trình, nội dung, phương pháp, hình thức
giáo dục, đào tạo theo hướng coi trọng phát triển năng lực và phẩm chất của
người học”. Trên cơ sở xác định đúng, trúng mục tiêu đổi mới giáo dục, đào tạo,
công khai mục tiêu, chuẩn “đầu vào”, “đầu ra” của từng bậc học, môn học,
chương trình, ngành và chuyên ngành đào tạo, thì việc tiếp theo là đổi mới
chương trình khung các môn học và nội dung của nó theo hướng phát triển
mạnh năng lực và phẩm chất người học, bảo đảm hài hòa đức, trí, thể, mỹ; thực
hiện tốt phương châm mới: Dạy người, dạy chữ và dạy nghề (trước đây là dạy
chữ, dạy người, dạy nghề).
Đổi mới PPDH ở trường phổ thông là một trong những nhiệm vụ hết sức
quan trọng. Hiện nay, vấn đề đổi mới PPDH (trong đó có đổi mới PPDH Sinh
học) đã được thể chế hóa trong Luật Giáo dục nước CHXHCN Việt Nam:
“Phương pháp giáo dục phổ thông phải phát huy tính tích cực, tự giác, chủ động,
sáng tạo của HS, phù hợp với đặc điểm của từng lớp học, môn học; bồi dưỡng
phương pháp tự học, kĩ năng làm việc theo nhóm; rèn luyện kĩ năng vận dụng
kiến thức vào thực tiễn, năng lực nghiên cứu khoa học; tác động đến tình cảm,
đem lại niềm vui, hứng thú học tập cho HS”. Chương trình giáo dục phổ thông
2018 cũng xây dựng dựa trên quan điểm giáo dục tiếp cận năng lực, tập trung
vào phát triển các năng lực cần thiết để học sinh có thể thành công trong cuộc
sống cũng như trong công việc.
I.2. Xuất phát từ tính ưu việt của dạy học STEM
Giáo dục STEM là một cách tiếp cận liên ngành trong quá trình học, trong
đó các khái niệm học thuật mang tính nguyên tắc được lồng ghép với các bài
học trong thế giới thực, ở đó người học áp dụng các kiến thức trong khoa học,
công nghệ, kỹ thuật và toán vào trong các bối cảnh cụ thể, giúp kết nối giữa
trường học, cộng đồng, nơi làm việc và các tổ chức toàn cầu, để từ đó phát triển
các năng lực trong lĩnh vực STEM và cùng với đó có thể cạnh tranh trong nền
7
kinh tế mới. Giáo dục STEM có thể tạo ra những con người có thể đáp ứng được
nhu cầu công việc của thế kỷ mới có tác động lớn đến sự thay đổi nền kinh tế.
Nhiều công trình nghiên cứu trong thời gian qua đã chỉ rõ giáo dục STEM
hướng người học đến việc chủ động chiếm lĩnh kiến thức và hình thành những
kĩ năng, những năng lực cần thiết thông qua quá trình hoạt động tích cực tìm
hiểu, giải quyết những vấn đề do GV hoặc GV cùng HS đưa ra chính vì thế giáo
dục Stem đã đáp ứng các yêu cầu đổi mới về mục tiêu dạy học và phương pháp
dạy học, góp phần tích cực trong việc thực hiện hóa nội dung Nghị quyết số
29/NQ-TƯ Hội nghị trung ương 8 khóa XI của Đảng ta.
Trong những năm học gần đây Bộ giáo dục đào tạo đã tổ chức ngày hội
STEM cùng diễn ra trong khuôn khổ cuộc thi Khoa học kĩ thuật, đây là một sân
chơi khoa học để thúc đẩy phong trào NCKH của học sinh THPT. Thông qua đó
cũng thấy được vai trò to lớn của giáo dục STEM trong các nhà trường phổ
thông.
I.3. Xuất phát từ yêu cầu và thực trạng phát triển năng lực NCKH cho HS
trung học phổ thông ở nước ta
Việc phát triển năng lực NCKH cho HS giúp các em có thể tích cực, chủ
động, sáng tạo để tự trang bị cho mình những tri thức cần thiết cho đời sống
trong thời đại ngày nay.Phát triển năng lực NCKH cho HS sẽ giúp rút ngắn
khoảng cách giữa giáo dục phổ thông với giáo dục đại học. Bên cạnh đó, việc
phát triển NL NCKH cho học sinh còn góp phần hình thành và bồi dưỡng những
phẩm chất cần thiết của người lao động mới: đó là tính kiên trì, nhẫn nại, khắc
phục khó khăn, tìm tòi sáng tạo, khách quan, chính xác. Phát triển NL NCKH
cho HS là vấn đề mới đặt ra và rất cần thiết. Vấn đề này đã được ghi rõ trong nội
dung Nghị quyết số 29 /NQ-TƯ Hội nghị Trung ương 8 khóa XI của Đảng ta.
Về đặc điểm nội dung môn Sinh học ở trường phổ thông: Sinh học là môn
khoa học thực nghiệm thuộc nhóm nghành Khoa học tự nhiên. Đối tượng nghiên
cứu của Sinh học là thế giới sinh vật gần gũi với đời sống hằng ngày của HS. Do
vậy dạy học Sinh học cần phải gắn với thực tiễn, HS phải biết vận dụng kiến
thức , kĩ năng đã học vào thực tiễn cuộc sống như vận dụng trong trồng trọt,
chăn nuôi, chăm sóc và bảo vệ sức khỏe bản thân, gia đình và cộng đồng, nâng
cao chất lượng cuộc sống….Do vậy trong quá trình dạy học môn Sinh học GV
giữ vai trò là người hướng dẫn, tổ chức các hoạt động; HS là chủ thể hoạt động
thu nhận kiến thức, hình thành kĩ năng, năng lực cốt lõi và chuyên biệt trong đó
có năng lực NCKH. Tuy nhiên, hiện nay, ở Việt Nam các nghiên cứu vận dụng
8
dạy học Stem để phát triển NLNCKH cho HS trong dạy học sinh học chưa
nhiều.
Xuất phát từ những lí do trên chúng tôi đã thiết kế và áp dụng trong dạy
học sáng kiến: “Vận dụng dạy học STEM để phát triển năng lực nghiên cứu
khoa học cho học sinh trung học phổ thông phần Sinh học vi sinh vật- Sinh học
10”
II. Mục đích nghiên cứu
Xây dựng được quy trình tổ chức dạy học theo chủ đề STEM dưới dạng
đề tài KHKT để phát triển NL NCKH cho HS THPT.
Xây dựng một số chủ đề STEM dưới dạng đề tài NCKH trong dạy học
phần vi sinh vật – Sinh học 10 để phát triển NL NCKH cho HS THPT.
III. Đối tượng nghiên cứu.
– Dạy học Stem, quy trình tổ chức dạy học chủ đề Stem, năng lực nghiên
cứu khoa học, quy trình vận dụng dạy học Stem để phát triển NL NCKH.
– Vận dụng dạy học theo chủ đề Stem trong dạy học phần Vi sinh vậtSinh học 10 để phát triển NLNCKH cho HS THPT. Đặc biệt là các kĩ năng quan
trọng là: phát hiện vấn đề nghiên cứu; diễn đạt tên đề tài nghiên cứu; lập giả
thuyết nghiên cứu; viết đề cương nghiên cứu; tổ chức thực hiện đề tài nghiên
cứu; thu thập và xử lí số liệu nghiên cứu; viết báo cáo và thực hiện báo cáo kết
quả nghiên cứu.
IV. Phương pháp nghiên cứu
– Phương pháp quan sát, điều tra, phỏng vấn.
– Phương pháp thống kê số liệu.
– Phương pháp nghiên cứu lí thuyết: phân tích, tổng hợp, hệ thống hóa.
– Phương pháp thực nghiệm.
– Phương pháp tổng kết kinh nghiệm.
V. Phạm vi áp dụng
Tại một số trường THPT – Tỉnh Nam Định.
Trường THPT Tân Lang- Phù Yên – Sơn La.
Trường THPT Trường Thi – Thanh Hóa.
VI. Đóng góp của đề tài
– Làm sáng tỏ được cơ sở lý luận và thực tiễn về dạy học Stem nói chung
và việc vận dụng dạy học Stem trong dạy học phần Vi sinh vật- Sinh học 10 để
phát triển năng lực NCKH.
-Xác định cấu trúc NL NCKH, tiêu chí đánh giá NLNCKH.
9
– Xây dựng được hệ thống chủ đề Stem và vận dụng dạy học Stem để phát
triển NLNCKH.Xây dựng được nguyên tắc, quy trình vận dụng dạy học Stem để
phát triển NLNCKH cho HS trong dạy học sinh học – THPT.
– Xây dựng được bảng tiêu chí đánh giá kết quả vận dụng dạy học Stem để
phát triển NLNCKH cho HS trong dạy học sinh học – THPT.
PHẦN II. MÔ TẢ GIẢI PHÁP
A. Mô tả giải pháp trước khi tạo ra sáng kiến
Thực trạng công tác dạy và học môn Sinh học theo hướng phát triển
năng lực nghiên cứu khoa học cho HS tại trường THPT Lý Nhân Tông.
I. Ưu điểm
– Đội ngũ giáo viên dạy Sinh học có trình độ đạt chuẩn, đặc biệt các giáo
viên Vật lí, Hóa học và Sinh học tích cực trao đổi, thảo luận và xây dựng các đề
tài Khoa học kĩ thuật tích hợp, liên môn.
– Học sinh trường Lý Nhân Tông sống ở vùng nông thôn, các em có điều
kiện tiếp xúc, quan sát với thực vật, động vật, vi sinh vật…, từ đó nảy sinh nhiều
ý tưởng khoa học trong quá trình học tập.
– Về điều kiện dạy học: nhà trường đã có phòng học bộ môn Sinh học với
các trang thiết bị cần thiết.
– Trong những năm gần đây Sở GD& ĐT Nam Định thường xuyên tổ chức
Cuộc thi KHKT và Ngày hội Stem, tại trường THPT Lý Nhân Tông ban giám
hiệu tạo điều kiện và luôn khuyến khích các giáo viên đầu tư, hướng dẫn học
sinh tham gia.
II. Nhược điểm.
– Nhiều năm qua, việc xây dựng nội dung sách giáo khoa cũng như các loại
sách bài tập tham khảo của giáo dục nước ta nhìn chung còn mang tính hàn lâm,
kinh viện nặng về thi cửchưa chú trọng đến tính sáng tạo, năng lực thực hành,
nghiên cứu khoa học và hướng nghiệp cho học sinh. Phương thức kiểm tra đánh
giá chủ yếu qua bài kiểm tra trắc nghiệm một sự lựa chọn đúng duy nhất nên HS
có thể giải thành thạo các bài tập định tính, định lượng, nhưng học sinh ít biết
những ứng dụng của Sinh học trong đời sống và sản xuất. Chính vì vậy không
thể đạt được mục tiêu vận dụng kiến thức tổng hợp đã học, khả năng sáng tạo
của học sinh mà còn làm học sinh lúng túng trong việc giải quyết một số tình
huống thực tiễn cụ thể, học sinh chưa khám phá hết năng lực của bản thân, chưa
chủ động trong việc học tập, khả năng sáng tạo và vận dụng kiến thức để giải
10
quyết tình huống thực tiễn cuộc sống, khả năng nghiên cứu khoa học còn hạn
chế.
– Mặt khác chương trình hiện hành còn gây khó cho GV trong việc biên
soạn chủ đề tích hợp liên môn, dự án khoa học kĩ thuật …
– Đối tượng HS trường Lý Nhân Tông có đầu vào thấp, đa số các em có học
lực trung bình và khá, nên học sinh ít quan tâm học môn Sinh học do nội dung
Sinh học THPT kiến thức hàn lâm, trừu tượng, ít nằm trong tổ hợp bộ môn xét
cao đẳng, đại học ở ngành nghề các em lựa chọn. Hàng năm có khoảng 5 đến 10
HS ôn thi khối B có liên quan đến môn Sinh học. Nhiều HS thụ động trong học
tập và chưa có phương pháp học hiệu quả.
– Bản thân tôi đã tiếp cận Chương trình giáo dục phổ thông mới 2018 tuy
nhiên việc thực hành áp dụng các phương pháp giáo dục tích cực của GV còn
chưa thường xuyên và chưa phát huy hết tính chủ động, sáng tạo của học sinh
với vai trò HS là người chủ động học tập. Dạy học định hướng phát triển năng
lực NCKH sinh còn khá mới mẻ trong nhà trường, HS chưa vận dụng kiến thức,
kĩ năng được học giải quyết vấn đề thực tiễn, chế tạo ra các sản phẩm khoa học
kĩ thuật ứng dụng trong đời sống. Mặt khác việc dạy học theo định hướng Stem
nhằm phát triển năng lực NCKH hiệu quả cần có nhiều thời gian, phương tiện
hiện đại, các điều kiện để khai thác nguồn tài nguyên học tập và ứng dụng giải
quyết vấn đề thực tiễn.
B.Mô tả giải pháp sau khi có sáng kiến.
CHƯƠNG I: CƠ SỞ LÍ LUẬN
I.1. Định hướng chung về đổi mới phương pháp dạy học
Tích cực hoá hoạt động nhận thức của HS là một trong những nhiệm vụ
chủ yếu của người GV trong quá trình dạy học theo hướng đổi mới PPDH trong
giai đoạn hiện nay. Quan điểm dạy học hướng vào người học, hay dạy học phát
huy tính tích cực của người học có thể coi như là những hình thức biểu đạt khác
nhau của cùng một quan điểm dạy học lấy người học làm trung tâm, trong đó ý
tưởng cốt lõi là cần phải phát huy hứng thú học tập, tính tích cực, tự lực và sáng
tạo của người học.
Nếu giáo dục truyền thống được coi là giáo dục theo nội dung, tập trung
vào việc tích lũy kiến thức, chứ không hướng tới việc rèn luyện năng lực tự
khám phá để chiếm lĩnh kiến thức. Đánh giá của giáo dục truyền thống cũng tập
trung đo lường kiến thức thông qua các bài thi viết và nói. Giáo dục theo tiếp
cận năng lực tập trung vào phát triển các năng lực cần thiết để HS có thể thành
công trong cuộc sống cũng như trong công việc.
11
Trong những thập kỷ gần đây với sự phát triển mạnh của khoa học kĩ
thuật cũng như tri thức, giáo dục nếu chỉ hướng tới việc nắm vững kiến thức là
không đủ, bởi kiến thức hôm qua còn mới thì hôm nay đã trở thành lạc hậu. Do
đó, nhiều hệ thống giáo dục đã hướng tới việc giáo dục để người học có đủ kĩ
năng làm chủ kiến thức và sử dụng kiến thức để giải quyết các vấn đề trong
khoa học cũng như trong thực tế. Khi mục tiêu và hình thái giáo dục chuyển đổi
thì PPDH và đánh giá cũng thay đổi theo. Các hệ thống giáo dục tiên tiến đã áp
dụng PPDH theo năng lực thay vì học theo tiếp cận nội dung kiến thức. Dạy học
theo tiếp cận phát triển năng lực là hướng tiếp cận tập trung vào đầu ra của quá
trình dạy và học, trong đó nhấn mạnh người học cần đạt được các mức năng lực
như thế nào sau khi kết thúc một chương trình giáo dục. Nói cách khác, chất
lượng đầu ra đóng vai trò quan trọng nhất đối với dạy học theo tiếp cận năng
lực. Điều này có nghĩa là để chương trình dạy học theo tiếp cận năng lực có hiệu
quả, cần phải bắt đầu với bức tranh rõ ràng về năng lực cần thiết mà người học
cần phải đạt được, tiếp đến là xây dựng và phát triển chương trình dạy và học,
sau đó dạy học và xây dựng các phương pháp đánh giá nhằm đảm bảo rằng mục
đích của giáo dục theo tiếp cận năng lực đạt được mục tiêu đầu ra. Có thể thấy,
yếu tố quan trọng của giáo dục năng lực là xây dựng được các tiêu chuẩn đầu ra
rõ ràng thể hiện rõ mục tiêu của giáo dục, thiết lập được các điều kiện và cơ hội
để khuyến khích người học có thể đạt được các mục tiêu ấy. Đây cũng chính là
mục tiêu mà Chương trình giáo dục phổ thông mới 2018 hướng tới.
Tiếp cận phát triển NLNCKH cho học sinh THPT phù hợp với định
hướng đổi mới trong PPDH.
I.2. Năng lực và năng lực nghiên cứu khoa học
I.2.1. Năng lực
Theo chúng tôi, hoàn toàn nhất trí với khái niệm năng lực mà chương trình
giáo dục phổ thông tổng thể 2018 đã đưa ra“Năng lực là thuộc tính cá nhân
được hình thành, phát triển nhờ tố chất sẵn có và quá trình học tập, rèn luyện,
cho phép con người huy động tổng hợp các kiến thức, kĩ năng và các thuộc tính
cá nhân khác như hứng thú, niềm tin, ý chí,… thực hiện thành công một loại
hoạt động nhất định, đạt kết quả mong muốn trong những điều kiện cụ thể.”
I.2.2. Phân loại năng lực
Mới đây, Bộ GD-ĐT đã ban hành “Chương trình giáo dục phổ thông tổng
thể”. Theo đó, chương trình giáo dục phổ thông đã chỉ rõ chú trọng hình thành
và phát triển cho HS những phẩm chất và năng lực như sau:
12
I.2.3. Năng lực nghiên cứu khoa học(NL NCKH)
Mục tiêu giáo dục khoa học đó là tạo ra các thế hệ nhà khoa học tiếp theo,
hoặc tạo ra những người biết sử dụng kiến thức khoa học – một năng lực mà tất
cả các cá nhân sẽ cần trong cuộc đời của mình.
Năng lực nghiên cứu khoa học theo PISA được thể hiện qua việc HS có
kiến thức khoa học và sử dụng kiến thức để nhận ra các vấn đề khoa học, giải
thích các hiện tượng khoa học và rút ra các kết luận trên cơ sở chứng cứ về các
vấn đề liên quan đến khoa học; Hiểu những đặc tính của khoa học như một dạng
tri thức của loài người và là hoạt động tìm tòi, khám phá của con người; Nhận
thức được vai trò của khoa học; Sẵn sàng tham gia – như một công dân tích cực,
vận dụng hiểu biết khoa học vào giải quyết các vấn đề liên quan.
13
Theo A. Šeberová, năng lực NCKH là một hệ thống mở và không ngừng
phát triển, bao gồm các kiến thức tuyên bố và kiến thức quy trình trong lĩnh vực
nghiên cứu, các thái độ và sự sẵn sàng của cá nhân cho phép các nhà khoa học
thực hiện nghiên cứu trong khuôn khổ hoạt động nghề nghiệp của họ .
Như vậy, nói một cách tổng quát, cũng như mọi NL khác, NLNCKH bao
gồm 3 thành tố chủ yếu: kiến thức phương pháp luận NCKH, kĩ năng NCKH và
thái độ NCKH.
Trong phạm vi sáng kiến, chúng tôi đề xuất quy trình hình thành và phát
triển một số kĩ năng NCKH cơ bản cho HS THPT với nội dung cụ thể ở hình
dưới đây.
Cụ thể:
a. Kĩ năng xác định vấn đề, ý tưởng nghiên cứu
Trong quá trình nghiên cứu, đọc và thu thập tài liệu, chúng ta phát hiện
hoặc nhận ra các “vấn đề” và đặt ra nhiều câu hỏi cần nghiên cứu (phát triển
“vấn đề” rộng hơn để nghiên cứu). Đôi khi người nghiên cứu thấy một điều gì
đó chưa rõ ràng trong những nghiên cứu trước (hoài nghi khoa học) và muốn
chứng minh lại. Đây là tình huống quan trọng nhất để xác định “vấn đề” nghiên
cứu.
Trong các hội nghị chuyên đề, báo cáo khoa học,… đôi khi có những bất
đồng, tranh cải và tranh luận khoa học đã giúp cho các nhà khoa học nhận thấy
14
được những mặt yếu, mặt hạn chế của “vấn đề” tranh cải và từ đó người nghiên
cứu nhận định, phân tích lại và chọn lọc rút ra “vấn đề” cần nghiên cứu.
Trong mối quan hệ giữa con người với con người, con người với tự nhiên,
qua hoạt động thực tế lao động sản xuất, yêu cầu kĩ thuật, mối quan hệ trong xã
hội, cư xử,… làm cho con người không ngừng tìm tòi, sáng tạo ra những sản
phẩm tốt hơn nhằm phục vụ cho nhu cầu đời sống con người trong xã hội.
Những hoạt động thực tế này đã đặt ra cho người nghiên cứu các câu hỏi hay
người nghiên cứu phát hiện ra các “vấn đề” cần nghiên cứu.
Tính tò mò của chúng ta về điều gì đó cũng đặt ra các câu hỏi hay “vấn
đề” nghiên cứu. Khi đã xác định được “vấn đề” nghiên cứu, thì trong đầu óc của
người nghiên cứu sẽ xuất hiện hàng loạt các ý tưởng nghiên cứu. Như vậy, vấn
đề nghiên cứu đóng vai trò là cơ sở, là tiền đề để hình thành ý tưởng nghiên cứu.
Đối với HS THPT, chúng tôi xin đề xuất quy trình hình thành và phát triển
kĩ năng này gồm các bước sau đây:
Bước 1: Hướng dẫn HS quan sát, phân tích, tổng hợp thực tiễn, phát hiện
các vấn đề cần quan tâm giải quyết là tiền đề hình thành ý tưởng nghiên cứu.
Đây có thể nói là bước khó khăn nhất, dựa vào sở thích và nhu cầu muốn
tìm hiểu của HS về những điều đang xảy ra trong cuộc sống hay muốn thực hiện
một ý tưởng đã nhen nhóm từ lâu nhưng chưa được định hình rõ ràng.
Bước 2: Hướng dẫn HS chọn lựa được vấn đề cấp thiết cần giải quyết, hình
thành ý tưởng nghiên cứu.
Sau khi đã phát hiện ra vấn đề cần quan tâm giải quyết vốn có phạm vi
nghiên cứu rất rộng, căn cứ vào tình hình thực tiễn và tính cấp thiết để thu
hẹpvấn đề sao cho vừa sức với HS và có thể giải đáp, sáng tỏ được thông qua
hoạt động NCKH phù hợp trình độ HS THPT.
Bước 3: Hướng dẫn HS biến vấn đề cần giải quyết thành ý tưởng nghiên
cứu.
Đây là bước hết sức quan trọng để hình thành đề tài nghiên cứu ở bước tiếp
theo. Tuy nhiên, lựa chọn được ý tưởng đúng đắn nhất trong vô số các ý tưởng
là một vấn đề khó khăn đối với HSPT. Vì vậy, GV cần tư vấn cho các em để lựa
chọn được ý tưởng đúng.
b. Kĩ năng xác định tên đề tài nghiên cứu
Cần phân biệt tên đề tài nghiên cứu với vấn đề nghiên cứu: Vấn đề nghiên
cứu là sự khác biệt giữa hiện tại và điều mong đợi trong khi tên đề tài nghiên
cứu lại tập trung vào phương pháp giải quyết vấn đề. Do vậy, tên đề tài nghiên
15
cứu thường liên quan chặt chẽ với mục tiêu, đối tượng và phương pháp nghiên
cứu.
Tên đề tài nghiên cứu thường là một ngữ danh từ (nên được gọi là tên) hay
là thường bắt đầu bằng một động từ hành động. Tên đề tài nghiên cứu phải ngắn
gọn nhưng phải rõ ràng, phải phản ánh được mục tiêu nghiên cứu, đối tượng và
phương pháp nghiên cứu. Vì vậy, việc xác định tên đề tài nghiên cứu một cách
hợp lí là rất quan trọng.
Chúng tôi xin đề xuất quy trình hình thành và phát triển kĩ năng này cho
HS gồm các bước sau đây:
Bước 1: Hướng dẫn HS thử đề xuất tên đề tài (tên đề tài nghiên cứu phải
phản ánh mối liên quan chặt chẽ giữa mục tiêu, đối tượng và phương pháp
nghiên cứu).
Bước 2: Điều chỉnh (điều chỉnh câu văn diễn đạt tên đề tài sao cho ngắn
gọn và rõ ràng).
Bước 3: Xác định tên đề tài chính thức.
Nội dung nghiên cứu của một đề tài khoa học được phản ánh một cách cô
đọng nhất trong tiêu đề của nó. Tên của đề tài cần có tính đơn nghĩa, khúc chiết,
rõ ràng, không dẫn đến những sự hiểu lầm, hiểu theo nhiều nghĩa khác nhau hay
hiểu mập mờ. Đối với HS THPT, có lẽ đây là vấn đề gây nhiều lúng túng bởi tư
duy trong ngôn ngữ khoa học của HS chưa cao và do thói quen sử dụng ngôn từ
thường quá dễ dãi trong sinh hoạt hay trong giao tiếp thường ngày là nguyên
nhân chính.
c. Kĩ năng xây dựng giả thuyết nghiên cứu
Giả thuyết nghiên cứu là một mệnh đề khẳng định quan hệ giữa một hay
nhiều yếu tố với vấn đề nghiên cứu. Giả thuyết nghiên cứu được tạo ra nhằm
mục đích để phát hiện ra quy luật, giải thích nguyên nhân tồn tại hoặc sáng tạo
ra các phương pháp mới, đưa ra giải pháp tối ưu, nguyên lý mới. Giả thuyết
nghiên cứu là những dự đoán có căn cứ khoa học về những đặc điểm, bản chất,
mối liên hệ của các sự vật, hiện tượng được nghiên cứu hay dự đoán về kết quả
nghiên cứu.
Đối với HS THPT, chúng tôi xin đề xuất quy trình hình thành và phát triển
kĩ năng này gồm các bước sau đây:
Bước 1: Xây dựng đáp ứng cấu trúc của giả thuyết nghiên cứu
Về mặt chức năng của giả thuyết thì có thể phân loại giả thuyết như là: Mô
tả hay giải thích. Có giả thuyết đơn giản tóm lược ngắn các hiện tượng khảo sát,
mô tả những dạng liên hệ chung, loại khác nêu ra kết quả có thể từ những sự
16
kiện và điều kiện xác lập. Cấu trúc giả thuyết phức tạp thì mang đồng thời sự
mô tả các hiện tượng khảo sát và giải thích quan hệ nhân quả.
– Giả thuyết có thể có ba thành phần: Khẳng định – Giả định – Cơ sởkhoa
học.
Ví dụ như có thể xây dựng giả thuyết theo các kiểu sau:
a. Quá trình A sẽ như sau …
b. Nếu làm theo A thì sẽ là B …
– Giả thuyết có thể xây dựng theo cách khác, khi cơ sở ở dạng rõ rệt vốn
chưa có. Như vậy, sẽ có hai thành phần: Thành phần A: Điều đó sẽ hiệu quả… ;
Thành phần B: Nếu như: một là … hai là… (Nếu như….thì sẽ….).
Cấu trúc hai thành phần đó có thể có, khi sự khẳng định và sự giả định đều
hoà lẫn nhau ở dạng khẳng định có tính giả thuyết. Ví dụ: “Điều đó phải thế
này… vì có những nguyên nhân sau…”
Bước 2: Xây dựng đáp ứng các tiêu chí của giả thuyết nghiên cứu
* Giả thuyết nghiên cứu không được có lôgic trái ngược nhau, có nghĩa là:
– Giả thuyết nghiên cứu có một hệ thống ý kiến giữa chúng không phủ định
nhau về logic hay hình thức.
– Giả thuyết nghiên cứu không đối lập với những sự kiện đã có.
– Giả thuyết nghiên cứu phải phù hợp với những quy luật khoa học đã xác
lập hay sẽ xác lập.
* Giả thuyết nghiên cứu phải chứa đựng dự đoán và mở ra cái mới trong
khoa học, có sự liên hệ kiến thức khoa học cũ và mới, có thể kiểm chứng được
trong thực tế.
d. Kĩ năng lập kế hoạch nghiên cứu
Mọi công trình nghiên cứu cần phải có quy trình và kế hoạch (Kế hoạch
tổng thể và từng giai đoạn của quá trình nghiên cứu). Những quy trình và kế
hoạch này phải được hoạch định (trước khi tiến hành nghiên cứu) trong đề
cương nghiên cứu. Đề cương nghiên cứu là một tài liệu mà trong đó nhà khoa
học đề nghị cương lĩnh hay chương trình làm việc. Đây là tài liệu quan trọng
nhất trong một công trình nghiên cứu, vì qua đó mà cơ quan tài trợ có thể xét
duyệt tính khả thi và cấp kinh phí. Do đó, người viết(tức nhà khoa học) cần phải
suy nghĩ rất cẩn thận, có hệ thống và sử dụng ngôn ngữ thật chính xác.
Đối với HS THPT, chúng tôi xin đề xuất quy trình hình thành và phát triển
kĩ năng này gồm các bước sau đây:
17
Bước 1: Xây dựng đề cương nghiên cứu thể hiện kế hoạch tổng thể và từng
giai đoạn của quá trình nghiên cứu. Đây là bước quan trọng để giúp định hướng
triển khai cụ thể trong các bước sau.
Bước 2 : Xây dựng đáp ứng cấu trúc của một đề cương nghiên cứu
Một đề cương nghiên cứu bao gồm những nội dung gì? Trả lời câu hỏi này
còn tuỳ thuộc vào “văn hoá” và quy định địa phương. Tuy nhiên, đối với đối
tượng HS THPT thì yêu cầu cần có của một đề cương nghiên cứu bao gồm:
Lý do chọn đề tài
Mục đích nghiên cứu của đề tài;
Giả thuyết nghiên cứu
Nhiệm vụ nghiên cứu
Phương pháp nghiên cứu
Những đóng góp (dự kiến) của đề tài
Giới hạn và phạm vi nghiên cứu
Cấu trúc dự kiến của đề tài
Kế hoạch thực hiện
Kinh phí dự trù và yêu cầu hợp tác (Nếu có)
Bước 3: Xây dựng đáp ứng các tiêu chí của đề cương nghiên cứu
Sau khi đã hoạch định đủ cấu trúc cần chau chuốt lại để đề cương nghiên
cứu đáp ứng 5 tiêu chí sau:
Trong sáng: tránh những câu văn rườm rà, những từ khó hiểu.
Đơn giản: dùng từ ngữ dễ hiểu, chính xác và câu văn ngắn gọn.
Chính xác: định lượng hoá nội dung thông tin. Tránh những từ ngữ lập lờ.
Khách quan: tránh viết phi cảm tính và khó hiểu.
Logic: sắp xếp ý tưởng một cách có trước có sau và khúc chiết.
e. Kĩ năng thu thập dữ liệu
NCKH hiện đại phải dựa vào những dữ liệu thực nghiệm. Vì thế, việc thu
thập dữ liệu là công đoạn rất quan trọng, yêu cầu cần phải có kĩ năng sử dụng
các phương pháp nghiên cứu đặc thù của đề tài. Người nghiên cứu phải có kĩ
năng tổ chức thu thập dữ liệu sao cho đảm bảo tính khách quan khoa học, biết
cách phối hợp các phương pháp thu thập truyền thống và hiện đại một cách hiệu
quả.
Đối với HS THPT, chúng tôi xin đề xuất quy trình hình thành và phát triển
kĩ năng này gồm các bước sau đây:
Bước 1: Chọn lựa và sử dụng các phương pháp thu thập dữ liệu đặc thù.
18
Bước 2: Phối hợp các phương pháp thu thập dữ liệu một cách hiệu quả. Khi
đã có trong tay các phương pháp thu thập dữ liệu thì điều quan trọng tiếp theo là
các em cần phải biết cách phối hợp khéo léo. Phương pháp truyền thống hay
hiện đại đều có những ưu nhược điểm riêng và cần được sử dụng phối kết hợp
để mang lại hiệu quả và độ tin cậy cao.
Bước 3: Tổ chức thu thập dữ liệu đảm bảo tính khách quan khoa học Giữa
các công đoạn thu thập dữ liệu cần phải đảm bảo tính khách quan khoa học,
công đoạn nào sử dụng phương pháp nào là hợp lý nhất, để tránh những kết quả
mang nặng tính chủ quan và sai lệch.
Mọi dữ liệu thu thập được cần được ghi chép tỉ mỉ, cẩn thẩn và chính xác
vào sổ tay hay máy tính cá nhân,..để phục vụ tốt cho các công đoạn tiếp theo.
f. Kĩ năng phân tích và tổng hợp dữ liệu
Phân tích dữ liệu nhằm mục đích làm nổi bật những đặc điểm, đặc tính,
tính chất của đối tượng nghiên cứu (nghiên cứu mô tả) hoặc nhằm giúp người
nghiên cứu kiểm chứng giả thuyết (nghiên cứu giải thích).
Đối với HS THPT, chúng tôi xin đề xuất quy trình hình thành và phát triển
kĩ năng này gồm các bước sau đây:
Bước 1: Lựa chọn, sử dụng các phương pháp phân tích, xử lý dữ liệu phù
hợp
Bước 2: Phối hợp các phương pháp phân tích và xử lý dữ liệu truyền thống
và hiện đại một cách hiệu quả
Bước 3: Xâu chuỗi, tổng hợp các dữ liệu đã được tìm ra để dần đi đến kết
quả nghiên cứu.
g. Kĩ năng phê phán, lập luận, viết và báo cáo khoa học
* Kĩ năng phê phán
Kĩ năng phê phán dựa trên sự đối chiếu giữa kiến thức hiện hành với thực
tế khách quan, để phát hiện ra sự bất lực của kiến thức hiện hành trong việc lý
giải thực tế. Khoa học hiện đại dựa trên nguyên lý là kiến thức của nhân loại thì
luôn lạc hậu với thực tế. Vì vậy, nhân loại luôn luôn phải phát hiện ra những chỗ
khiếm khuyết đó để không ngừng bổ sung kiến thức mới, bằng cách “phải chấp
nhận việc xem xét lại lý thuyết, dù cho nó đã hoàn chỉnh đến đâu chăng nữa” .
* Kĩ năng lập luận
NCKH dựa trên nền tảng thuyết phục bằng các lập luận và chứng minh.
Những lập luận phải dựa trên cơ sở khoa học đã được giới khoa học công nhận,
chứ không phải dựa trên cảm nghĩ chủ quan, hay trên ý kiến của đám đông. kĩ
năng lập luận chẳng những giúp nhà khoa học xây dựng luận điểm của mình
19
một cách chặt chẽ, thuyết phục, mà còn có thể giúp họ phát hiện ra những bất
cập giữa lý thuyết và thực tế, làm nền tảng cho những phát hiện khoa học có ý
nghĩa.
* Kĩ năng viết báo cáo khoa học (Báo cáo tổng kết)
Một công trình nghiên cứu phải được thể hiện bằng một bản báo cáo khoa
học (Báo cáo tổng kết). Việc trình bày bài viết đòi hỏi nhà nghiên cứu phải có kĩ
năng diễn đạt, viết những gì cần viết, thể hiện chính xác bản chất của sự việc sao
cho người đọc nào cũng hiểu giống nhau. Chúng tôi xin đề xuất bố cục nội dung
bản báo cáo khoa học của HS gồm có:
1. Trang bìa: Trình bày theo thứ tự từ trên xuống:
1.1. Tên đơn vị chủ trì thực hiện nhiệm vụ
1.2. Tên nhiệm vụ KHCN
1.3. Tên người chủ trì thực hiện, các thành viên tham gia
1.4. Địa danh và tháng, năm kết thúc nhiệm vụ.
II. Nội dung báo cáo
1. Mục lục
2. Ký hiệu và viết tắt (nếu có).
3. Tổng quan vấn đề nghiên cứu
3.1. Cơ sở pháp lý/xuất xứ của đề tài
3.2. Tính cấp thiết và mục tiêu nghiên cứu của đề tài
3.3. Đối tượng, phạm vi và nội dung nghiên cứu
3.4. Tổng quan tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước (liên quan đến
nội dung nghiên cứu của đề tài). Cơ sở lý thuyết (nếu cần thiết).
4. Thực nghiệm
4.1. Phương pháp thực nghiệm
4.2. Thiết bị, dụng cụ, nguyên vật liệu, hoá chất cho thực nghiệm
4.3. Kết quả và thảo luận.
5. Kết luận và kiến nghị
6. Tài liệu tham khảo
7. Phụ lục (nếu có)
h. Kĩ năng trình bày báo cáo khoa học
Thông thường, nội dung cơ bản của một báo cáo khoa học (mục đích, đối
tượng, phương pháp, kết quả, thảo luận, kết luận, đề nghị) được trình bày ngắn
gọn, cô đọng trong khoảng 15-20 phút. Việc soạn bài thuyết trình tuy không
khó, nhưng không phải hoàn toàn đơn giản, nhất là đối với HS. Bài thuyết trình
dựa chủ yếu vào bài viết, nhưng không phải là bản sao nguyên vẹn của bài viết.
20
Thời gian chuẩn bị có thể rất ngắn, từ vài ngày đến một tuần, song để có được kĩ
năng thuyết trình trước đám đông, cần phải sớm rèn luyện ngay từ khi có thể.
Để hình thành và phát triển nhóm kĩ năng này, có thể theo các bước sau
đây:
Bước 1: Lập luận chặt chẽ, thuyết phục dựa trên cơ sở khoa học.
Bước 2: Phê phán dựa trên sự đối chiếu giữa kiến thức hiện hành với thực
tế khách quan, để phát hiện ra sự bất lực của kiến thức hiện hành trong lý giải
thực tế.
Bước 3: Viết bài báo cáo đầy đủ bố cục
Bước 4: Viết bài báo cáo đáp ứng các tiêu chuẩn khoa học
Bước 5: Trình bày bài báo cáo trước hội đồng phải tự tin, ngắn gọn và chặt
chẽ.
Trong SKKN, chúng tôi thực hiện đánh giá đầy đủ 7 kĩ năng nói trên.
I.3. Dạy học Stem.
I.3.1. Khái niệm STEM
STEM là thuật ngữ viết tắt của các từ Science (Khoa học), Technology
(Công nghệ), Engineering (Kĩ thuật) và Mathematics (Toán học), thường được
sử dụng khi bàn đến các chính sách phát triển về Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật
và Toán học của mỗi quốc gia. Sự phát triển về Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật
và Toán học được mô tả bởi chu trình STEM (Hình 1), trong đó Science là quy
trình sáng tạo ra kiến thức khoa học; Engineering là quy trình sử dụng kiến thức
khoa học để thiết kế công nghệ mới nhằm giải quyết các vấn đề; Toán là công cụ
được sử dụng để thu nhận kết quả và chia sẻ kết quả đó với những người khác.
Hình 1:Chu trình STEM (theo https://www.knowatom.com)
Engineers: Solve problems
(Kỹ sư: Giải quyết vấn đề)
Scientists: answer questions
(Nhà khoa học: Trả lời câu hỏi)
Science
Engineering
Technology Math Knowledge
the STEM cycle
21
“Science” trong chu trình STEM được mô tả bởi một mũi tên từ “Technology”
sang “Knowledge” thể hiện quy trình sáng tạo khoa học. Đứng trước thực tiễn
với “Công nghệ” hiện tại, các nhà khoa học, với năng lực tư duy phản biện, luôn
đặt ra những câu hỏi/vấn đề cần tiếp tục nghiên cứu, hoàn thiện công nghệ, đó là
các câu hỏi/vấn đề khoa học. Trả lời các câu hỏi khoa học hoặc giải quyết các
vấn đề khoa học sẽ phát minh ra các “Kiến thức” khoa học. Ngược lại,
“Engineering” trong chu trình STEM được mô tả bởi một mũi tên từ
“Knowledge” sang “Technology” thể hiện quy trình kĩ thuật. Các kĩ sư sử dụng
“Kiến thức” khoa học để thiết kế, sáng tạo ra công nghệ mới. Như vậy, trong
chu trình STEM, “Science” được hiểu không chỉ là “Kiến thức” thuộc các môn
khoa học (như Vật lí, Hoá học, Sinh học) mà bao hàm “Quy trình khoa học” để
phát minh ra kiến thức khoa học mới. Tương tự như vậy, “Engineering” trong
chu STEM không chỉ là “Kiến thức” thuộc lĩnh vực “Kĩ thuật” mà bao hàm”Quy
trình kĩ thuật” để sáng tạo ra “Công nghệ” mới. Hai quy trình nói trên tiếp nối
nhau, khép kín thành chu trình sáng tạo khoa học – kĩ thuật theo mô hình “xoáy
ốc” mà cứ sau mỗi chu trình thì lượng kiến thức khoa học tăng lên và cùng với
nó là công nghệ phát triển ở trình độ cao hơn.
I.3.2. Giáo dục STEM
Phỏng theo chu trình STEM, giáo dục STEM đặt học sinh trước những vấn
đề thực tiễn (“công nghệ” hiện tại) cần giải quyết, đòi hỏi học sinh phải tìm tòi,
chiếm lĩnh kiến thức khoa học và vận dụng kiến thức để thiết kế và thực hiện
giải pháp giải quyết vấn đề (“công nghệ” mới). Như vậy, mỗi bài học STEM sẽ
đề cập và giao cho học sinh giải quyết một vấn đề tương đối trọn vẹn, đòi hỏi
học sinh phải huy động kiến thức đã có và tìm tòi, chiếm lĩnh kiến thức mới để
sử dụng. Quá trình đó đòi hỏi học sinh phải thực hiện theo “Quy trình khoa học”
(để chiếm lĩnh kiến thức mới) và “Quy trình kĩ thuật” để sử dụng kiến thức đó
vào việc thiết kế và thực hiện giải pháp (“công nghệ” mới) để giải quyết vấn đề.
Đây chính là sự tiếp cận liên môn trong giáo dục STEM, dù cho kiến thức mới
mà học sinh cần phải học để sử dụng trong một bài học STEM cụ thể có thể chỉ
thuộc một môn học.
Như vậy, giáo dục STEM là một phương thức giáo dục nhằm trang bị cho
học sinh những kiến thức khoa học gắn liền với ứng dụng của chúng trong thực
tiễn, qua đó phát triển cho học sinh năng lực phát hiện và giải quyết vấn đề cùng
với những năng lực khác tương ứng, đáp ứng được yêu cầu của sự phát triển
kinh tế – xã hội. Các mức độ áp dụng giáo dục STEM trong giáo dục phổ thông
như sau:
22
a. Dạy học các môn học theo phương thức giáo dục STEM
Đây là hình thức tổ chức giáo dục STEM chủ yếu trong nhà trường. Theo
cách này, các bài học, hoạt động giáo dục STEM được triển khai ngay trong quá
trình dạy học các môn học STEM theo tiếp cận liên môn. Các chủ đề, bài học,
hoạt động STEM bám sát chương trình của các môn học thành phần. Hình thức
giáo dục STEM này không làm phát sinh thêm thời gian học tập.
b. Tổ chức các hoạt động trải nghiệm STEM
Trong hoạt động trải nghiệm STEM, học sinh được khám phá các ứng dụng
khoa học, kỹ thuật trong thực tiễn đời sống. Qua đó, nhận biết được ý nghĩa của
khoa học, công nghệ, kỹ thuật và toán học đối với đời sống con người, nâng cao
hứng thú học tập các môn học STEM. Đây cũng là cách thức để thu hút sự quan
tâm của xã hội tới giáo dục STEM.
Để tổ chức thành công các hoạt động trải nghiệm STEM, cần có sự tham
gia, hợp tác của các bên liên quan như trường trung học, cơ sở giáo dục nghề
nghiệp, các trường đại học, doanh nghiệp.
Trải nghiệm STEM còn có thể được thực hiện thông qua sự hợp tác giữa
trường trung học với các cơ sở giáo dục đại học, giáo dục nghề nghiệp. Theo
cách này, sẽ kết hợp được thực tiễn phổ thông với ưu thế về cơ sở vật chất của
giáo dục đại học và giáo dục nghề nghiệp.
Các trường trung học có thể triển khai giáo dục STEM thông qua hình thức
câu lạc bộ. Tham gia câu lạc bộ STEM, học sinh được học tập nâng cao trình độ,
triển khai các dự án nghiên cứu, tìm hiểu các ngành nghề thuộc lĩnh vực STEM.
Đây là hoạt động theo sở thích, năng khiếu của học sinh.
c. Tổ chức hoạt động nghiên cứu khoa học, kĩ thuật
Giáo dục STEM có thể được triển khai thông qua hoạt động nghiên cứu
khoa học và tổ chức các cuộc thi sáng tạo khoa học kỹ thuật. Hoạt động này
không mang tính đại trà mà dành cho những học sinh có năng lực, sở thích và
hứng thú với các hoạt động tìm tòi, khám phá khoa học, kỹ thuật giải quyết các
vấn đề thực tiễn.

Xem bản đầy đủ trên google drive: TẠI ĐÂY

Các thầy cô cần file liên hệ với chúng tôi tại fanpage facebook O2 Education

Hoặc xem nhiều SKKN hơn tại:  Tổng hợp SKKN luận văn luận án O2 Education

SKKN Tích hợp liên môn theo định hướng giáo dục STEM / STEAM trong dạy học chủ đề Vi sinh vật – Sinh học 10 – Trung học phổ thông nhằm phát triển năng lực người học

ĐIỀU KIỆN HOÀN CẢNH TẠO RA SÁNG KIẾN
1. Xuất phát từ nhu cầu đổi mới giáo dục trong giai đoạn hiện nay
Hiện nay, đất nước ta đang trên đà hội nhập với thế giới. Chính vì vậy,
giáo dục phải nhanh chóng đổi mới mục tiêu, nội dung và phương pháp giáo dục
nguồn nhân lực tương hong o đất nước. Nghị quyết hội nghị lần thứ 8, Ban
chấp hành trung ương khóa XI (nghị quyết số 29-NQ/TW) về đổi mới căn bản
toàn diện giáo dục và đào tạo sau 2015 đã định hướng rõ ràng rằng: “Phát triển
giáo dục và đào tạo là nâng cao dân trí, đào tạo nhân lực, bồi dưỡng nhân tài.
Chuyển mạnh quá trình giáo dục từ chủ yếu trang bị kiến thức sang phát triển toàn
diện năng lực và phẩm chất người học.”
Nằm trong lộ trình đổi mới đồng bộ phương pháp dạy học và kiểm tra,
đánh giá ở các trường phổ thông theo định hướng phát triển năng lực của học
sinh, Bộ GD&ĐT đã chỉ đạo các cơ sở giáo dục tăng cường bồi dưỡng, nâng cao
năng lực cho đội ngũ giáo viên sẵn sàng đáp ứng mục tiêu đổi mới, trong đó
tăng cường năng lực dạy học theo hướng “tích hợp, liên môn”. [1]
Dạy học tích hợp liên môn theo định hướng giáo dục STEM/STEAM là
phương pháp dạy học tích cực đang rất được quan tâm hiện nay. Giáo dục
STEM là một phương pháp dạy học nhằm hình thành năng lực thuộc các lĩnh
vực Khoa học (Science), Công nghệ (Technology), Kỹ thuật (Engineering),
Toán học (Mathematics) cho học sinh hong qua các đề tài, các bài học, các chủ
đề có nội dung thực tiễn. Giáo dục STEAM là áp dụng tư duy hon tạo cho các
dự án STEM, kích thích trí tưởng tượng và hon tạo của trẻ hong qua nghệ
thuật. Nó cũng khám phá nơi nghệ thuật tự nhiên phù hợp với các môn
học STEM [12].
2. Xuất phát từ ưu điểm của việc dạy học theo chủ đề tích hợp liên môn
theo định hướng giáo dục STEM/STEAM
Xu hướng hiện nay của khoa học chính là tiếp tục phân hóa sâu song song
với tích hợp liên môn, liên ngành ngày càng rộng. Học các chủ đề tích hợp liên
môn học sinh được tăng cường vận dụng kiến thức tổng hợp vào giải quyết các
2
tình huống thực tiễn, ít phải ghi nhớ kiến thức một cách máy móc. Điều quan
trọng hơn là các chủ đề tích hợp liên môn giúp cho các em không phải học lại
nhiều lần cùng một nội dung kiến thức ở các môn học khác nhau, vừa gây quá
tải, nhàm chán, vừa không có được sự hiểu biết tổng quát cũng như khả năng
ứng dụng của kiến thức vào thực tiễn [9].
Tuy nhiên, trên thực tế, việc dạy học Sinh học vẫn còn mang tính hàn lâm,
nặng lý thuyết làm cho học sinh ngại học, lười tư duy, thiếu sáng tạo. Vì vậy, để
giúp cho người học yêu thích bộ môn, không còn cảm thấy nặng nề, khó tiếp thu
và sợ học thì việc dạy học THLM theo định hướng giáo dục STEM/STEAM là
hoàn toàn phù hợp với định hướng đổi mới căn bản toàn diện giáo dục ở Việt
Nam.
3. Xuất phát từ đặc điểm của kiến thức phần ba: Sinh học vi sinh vật –
Sinh học 10 trung học phổ thông và thực trạng dạy học Sinh học 10 ở các
trường THPT
Sinh học là bộ môn khoa học thực nghiệm ứng dụng các kiến thức nền
tảng của các môn khoa học cơ bản như Toán, Lý, Hóa… Vì những đặc trưng như
trên, việc dạy học Sinh học ở trường phổ thông không thể tách rời, cô lập với việc
giảng dạy các môn khoa học khác hay thực tiễn đời sống. Dạy học tích hợp liên
môn là GV để HS nghiên cứu các hiện tượng, nguyên lý và các quá trình Sinh học
trong mối liên hệ với các ngành khoa học khác (Toán, Lý, Hóa,…) [6].
Xu hướng hiện nay trong dạy học Sinh học nói riêng và trong các lĩnh vực
khoa học nói chung, người ta cố gắng trình bày cho HS thấy mối liên hệ hữu cơ
giữa các lĩnh vực, không chỉ giữa Sinh học với nhau mà còn giữa các ngành
khoa học khác nhau như Hóa học, Toán học, Vật lý…. Nội dung phần Sinh học
Vi sinh vật có nhiều kiến thức liên quan đến thực tiễn. Hiểu biết về một số quá
trình sinh học cơ bản ở vi sinh vật (VSV) sẽ là cơ sở để các em vận dụng giải
quyết các vấn đề thực tiễn đời sống, biết bảo vệ sức khỏe và bảo vệ môi trường.
Qua đó học sinh mới thực sự phát triển năng lực tư duy, hon tạo, và giúp việc
tiếp thu kiến thức được vững chắc và nhớ lâu [2].
3

Từ các lý do nêu trên đã gợi cho người viết mạnh dạn viết báo cáo kiến với đề tài:

hon

Tích hợp liên môn theo định hướng giáo dục STEM/STEAM trong dạy học
chủ đề Vi sinh vật – Sinh học 10 trung học phổ thông
nhằm phát triển năng lực người học
II. MÔ TẢ GIẢI PHÁP
A. Mô tả giải pháp trước khi tạo ra sáng kiến
1. Thực trạng công tác dạy và học tích hợp liên môn theo định hướng giáo
dục STEM/STEAM ở trường phổ thông
Để tìm hiểu thực trạng về dạy học THLM theo định hướng giáo dục
STEM/STEAM, người viết đã tiến hành khảo sát thực tiễn ở một số trường
THPT trong và ngoài tỉnh Nam Định trong những năm học gần đây. Quá trình
được triển khai cụ thể như sau:
– Đối tượng khảo sát: giáo viên và học sinh khối 10 ở một số trường THPT.
– Kế hoạch tiến hành: Soạn phiếu điều tra, tiếp xúc, phỏng vấn và điều tra
xin ý kiến giáo viên và học sinh.
– Nội dung khảo sát:
+ Nhận thức thái độ của giáo viên, học sinh về việc dạy học THLM theo
định hướng giáo dục STEM/STEAM
+ Thực trạng mức độ dạy học Sinh học với thực tiễn.
– Các phương pháp điều tra, khảo sát:
+ Thu thập ý kiến của giáo viên, học sinh về thực tiễn dạy học THLM theo
định hướng giáo dục STEM/STEAM qua phiếu điều tra khảo sát.
+ Phỏng vấn học sinh lớp 10 về nhu cầu, nguyện vọng học tập.
+ Dự giờ, quan sát hoạt động dạy – học trên lớp của giáo viên và học sinh.
(Chi tiết phiếu điều tra và kết quả thu được đính kèm phần phụ lục 1)
2. Phân tích ưu điểm, hạn chế và nguyên nhân hạn chế
2.1. Ưu điểm:
– Thông qua cuộc điều tra, chúng tôi nhận thấy các GV rất có ý thức trong
việc nghiên cứu đổi mới phương pháp, vận dụng quan điểm THLM theo định
4
hướng giáo dục STEM/STEAM vào dạy học để nâng cao chất lượng giáo dục
cũng như có những nhận thức đúng đắn về tầm quan trọng và hiệu quả của việc
sử dụng THLM trong dạy học nói chung. Cụ thể, trong quá trình dạy môn Sinh
học, phần lớn giáo viên (83%) thường xuyên cho học sinh sử dụng kiến thức vào
giải quyết vấn đề có trong thực tiễn. Việc giao nhiệm vụ hoạt động nhóm cho
HS cũng diễn ra khá thường xuyên (75.5%). (Bảng 1.1, phụ lục 1)
– Số lượng giáo viên thường xuyên thiết kế các hoạt động dạy học theo định
hướng giáo dục STEM/STEAM trong quá trình dạy học chiếm tỷ lệ khá khiêm
tốn là 20%. Thực tế, qua trò chuyện các GV đã rất quan tâm tới việc hướng dẫn
HS vận dụng kiến thức để giải quyết các vấn đề thực tiễn, định hướng hứng thú
ở người học. Tuy nhiên, việc thiết kế các hoạt động dạy học để HS tạo ra các sản
phẩm hay định hướng sản phẩm trong quá trình hướng dẫn HS vận dụng kiến
thức để giải quyết các vấn đề thực tiễn chưa được nhiều GV quan tâm hay thực
hiện. Điều này cũng có thể hiểu rằng HS chưa có nhiều cơ hội được học tập trải
nghiệm. Các hoạt động định hướng hứng thú, vận dụng kiến thức vào thực tiễn
mới chỉ dừng ở mức độ lí thuyết là chính.
– Kết quả khảo sát đánh giá về ưu điểm, lợi thế của dạy học THLM đối
với hoạt động học tập của học sinh cho thấy, đa phần GV đánh giá ưu điểm, lợi
thế của giáo dục theo định hướng THLM đối với hoạt động học tập của học sinh
giúp HS “Phát triển được năng lực sáng tạo” (95% ý kiến đánh giá), và “Giải
quyết vấn đề thực tế” (92.5% lựa chọn). Đồng thời các ý kiến cũng xoay quanh
ưu điểm, lợi thế của giáo dục theo định hướng THLM như: Hiểu bài và tiếp thu
kiến thức dễ dàng; Rèn luyện được kĩ năng thực hành; Phát triển được năng lực
tư duy. (Bảng 1.2, phụ lục 1)
– Đối với HS hầu hết các em đều nhận thấy các chủ đề tích hợp liên môn
theo định hướng giáo dục STEM/STEAM có tính thực tiễn nên sinh động, hấp
dẫn, tạo ra động cơ, hứng thú học tập cho các em. Cơ hội được học tập trải
nghiệm, vận dụng kiến thức để giải quyết các vấn đề thực tiễn rất thu hút sự
quan tâm của HS. Qua quan sát và nói chuyện với HS chúng tôi nhận được
những chia sẻ: “Chúng em thích học theo phương pháp mới đặc biệt là được
5
tham gia các trò chơi trong quá trình học tập”. Một số HS đã được tham gia học
tập các chủ đề THLM theo định hướng giáo dục STEM/STEAM thì cho rằng:
“Chúng em thích học theo chủ đề THLM vì qua đó chúng em được thầy cô cung
cấp thêm kiến thức của nhiều môn học khác như Vật lí, Hóa học, Công nghệ,
Giáo dục công dân, …”, “Chúng em tự tin hơn, kỹ năng giao tiếp, tổ chức sự
kiện tốt hơn, có cơ hội thể hiện sự sáng tạo, cái “tôi” của bản thân”. (Bảng 1.2,
phụ lục 1)
2.2. Hạn chế và nguyên nhân hạn chế
Thông qua điều tra, chúng tôi nhận thấy rằng việc dạy học theo chủ đề
THLM theo định hướng giáo dục STEM/STEAM ở trường THPT còn nhiều
hạn chế. Cụ thể:
– Việc dạy học theo chủ đề THLM chưa được sử dụng rộng rãi trong dạy
học nói chung và dạy học Sinh học nói riêng. GV vẫn dạy học theo từng bài với
các nội dung kiến thức rời rạc và chủ yếu sử dụng những những phương pháp
dạy học truyền thống như thuyết trình, vấn đáp nên quá trình học tập trở nên
nhàm chán và hiệu quả không cao.
– Hầu hết GV đã ý thức được việc dạy học theo các chủ đề THLM theo
định hướng giáo dục STEM/STEAM là cần thiết để phát triển năng lực của HS
nhưng để áp dụng vào quá trình dạy học thì còn gặp rất nhiều hạn chế do: nội
dung chương trình, thời lượng chương trình, kiến thức hàn lâm còn nhiều, cách
thức kiểm tra đánh giá chưa phù hợp. Hiện nay chưa có SGK cụ thể mang tính
tích hợp nên việc xây dựng các chủ đề TH chủ yếu do ý kiến chủ quan của từng
cá nhân. Hơn nữa, qua phỏng vấn, GV đôi khi vẫn còn lúng túng trong việc phân
biệt hoạt động thí nghiệm – thực hành (TN – TH) với giáo dục STEM, chưa thật
hiểu rõ yếu tố Art(A) trong giáo dục STEAM. Điều này cũng góp phần tạo nên
sự hiểu biết chưa đầy đủ về dạy học theo chủ đề THLM theo định hướng giáo
dục STEM/STEAM và hiệu quả quá trình dạy học không cao.
– Chương trình học hiện tại quá ôm đồm quá nhiều thứ, thiếu thực hành,
chủ yếu là cung cấp kiến thức lí thuyết, nhiều HS không theo kịp chương trình
vì kiến thức quá nặng và học quá nhiều môn. Trong một tiết học phải dạy nhiều
6
nội dung vì lo sợ cháy giáo án, không truyền tải hết nội dung của bài mà nhiều
GV không thể thực hiện đổi mới phương pháp dạy học theo hướng phát huy tính
tích cực của HS.
– Giáo viên và học sinh chưa khắc phục được thói quen, nhận thức dạy
học theo lối truyền thống, nặng về lý thuyết và coi nhẹ thực hành ứng dụng.
– Học sinh chưa ý thức được nhiệm vụ học tập của mình, chưa tích cực tư duy
suy nghĩ, chưa tìm tòi cho mình những phương pháp học tập phù hợp để biến tri thức
của thầy thành của mình. Do đó sau giờ học các em nắm bắt kiến thức chưa tốt,
nhanh quên và thiếu đi các kĩ năng tư duy, sáng tạo, ứng dụng thực tiễn.
B. Mô tả giải pháp sau khi có sáng kiến
1. Tính mới, tính sáng tạo của giải pháp
Sáng kiến hoàn toàn mới, được áp dụng lần đầu tiên tại đơn vị trường
THPT Trần Hưng Đạo; đã được triển khai, áp dụng được tại một số đơn vị
trường trong và ngoài tỉnh Nam Định; có thể nhân rộng ở các trường THPT nói
chung.
Tính sáng tạo của giải pháp:
– Chưa có đề tài nghiên cứu nào đưa ra cụ thể từng bước trong dạy học
THLM theo định hướng giáo dục STEM/STEAM bắt đầu từ việc Nâng cao
nhận thức của người dạy Phân tích chương trình Sinh học đang giảng dạy 
Liệt kê những nội dung kiến thức THLM  Hệ thống các hoạt động dạy học
THLM theo định hướng giáo dục STEM/STEAM  Thiết kế chủ đề dạy học
THLM theo định hướng giáo dục STEM/STEAM.
– Sáng kiến đã phân tích cấu trúc và nội dung phần Sinh học Vi sinh vật –
Sinh học 10, và mối quan hệ giữa nội dung, chương trình phần vi sinh vật để dạy
học THLM theo định hướng giáo dục STEM/STEAM.
– Sáng kiến đã liệt kê được những nội dung kiến thức sử dụng để THLM
theo định hướng giáo dục STEM/STEAM trong phần Vi sinh vật.
– Sáng kiến đã phân biệt rõ bài thực hành – thí nghiệm với giáo dục STEM;
phân tích, làm rõ yếu tố A(Art – nghệ thuật); đưa ra giải pháp kết hợp, tăng
7
cường với yếu tố Eng.(English – tiếng Anh) trong dạy học THLM theo định
hướng giáo dục STEM/STEAM; hệ thống một số website hỗ trợ dạy và học trực
tuyến.
– Sáng kiến đã hệ thống được 15 hoạt động thí nghiệm THLM theo định
hướng giáo dục STEM/STEAM, dựa trên đó thiết kế chủ đề “Vi sinh vật với vấn
đề chế biến thực phẩm” trong dạy học phần Sinh học Vi sinh vật – Sinh học 10.
– Những giải pháp trong sáng kiến đã kích thích được năng lực sáng tạo và
giải quyết vấn đề, năng lực tự học, khả năng sử dụng công nghệ thông tin ở HS
(HS sử dụng bộ office 365 thông thạo với các ứng dụng nổi bật OneNote,
OneDrive, Microsoft Teams… phục vụ cho việc làm dự án, ưu việt hơn rất nhiều
so với việc ghi chép truyền thống trước đây. Việc sử dụng hiệu quả phần mềm
chỉnh sửa video chuyên nghiệp KineMaster, ứng dụng thiết kế đồ họa chuyên
nghiệp Canva… giúp các em tạo ra những sản phẩm học tập mang tính thẩm
mỹ, độc đáo, nổi bật và vô cùng sáng tạo.)
Để nâng cao chất lượng giảng dạy THLM theo định hướng giáo dục
STEM/STEAM nhằm phát triển năng lực của người học cần có những biện pháp
đổi mới đồng bộ từ nhà trường, tổ chuyên môn, đến đội ngũ giáo viên trực tiếp
giảng dạy. Do vậy, trong phần khuôn khổ sáng kiến này, tôi tập trung chủ yếu
vào 3 nhóm đối tượng trên.
2. Giải pháp đối với nhà trường THPT
2.1. Xác định sứ mạng, giá trị của nhà trường và có tầm nhìn chiến lược thấy
được vai trò của dạy học tích hợp liên môn theo định hướng giáo dục
STEM/STEAM với sự phát triển của nhà trường.
Mỗi nhà trường dựa trên việc phân tích đặc điểm tình hình, những điểm
mạnh, điểm yếu, cơ hội và thách thức, có thể xác định được sứ mệnh, tầm nhìn,
hệ thống giá trị cơ bản khác nhau. Cũng theo đó, tùy thuộc vào hướng đi của
mỗi nhà trường mà việc xác định vị trí, tầm quan trọng của hoạt động dạy học
THLM theo định hướng giáo dục STEM/STEAM cũng khác nhau.
8
Tại trường THPT Trần Hưng Đạo, Ban giám hiệu nhà trường đã xác định
chiến lược và tầm nhìn của nhà trường trong giai đoạn 2020 – 2025 như sau:
+ Sứ mệnh: tạo dựng được môi trường học tập nền nếp, kỷ cương, có chất
lượng giáo dục cao để mỗi học sinh đều có cơ hội phát triển tài năng và tư duy
sáng tạo.
+ Tầm nhìn: Là một trong những trường có chất lượng giáo dục cao mà
học sinh sẽ lựa chọn để học tập và rèn luyện, nơi giáo viên và học sinh cảm thấy
tự hào và vững tin.
+ Hệ thống giá trị cơ bản của nhà trường: Sự tôn trọng; Tính sáng tạo;
Tinh thần trách nhiệm; Khát vọng vươn lên.
Trên cơ sở xác định sứ mệnh, tầm nhìn và hệ thống giá trị cốt lõi như vậy,
nhà trường rất coi trọng việc áp dụng các phương pháp dạy học tích cực, đặc
biệt là dạy học liên môn theo định hướng giáo dục STEM/STEAM. Đây được
coi là cơ hội để học sinh được phát triển năng lực, tài năng và tư duy sáng tạo,
để từ ngôi trường này các em bước những bước vững chắc vào cuộc sống rộng
lớn trong tương lai.
Một trong những phương châm giáo dục của nhà trường là phát huy tính
tích cực, chủ động, sáng tạo của học sinh, khơi dậy và hun đúc cho mỗi ý tưởng
sáng tạo, khả năng tiềm ẩn của các em, tăng cường khả năng thuyết trình, làm
việc độc lập, làm việc theo nhóm. Ban Giám hiệu nhà trường luôn quan niệm,
truyền cảm hứng luôn là một yếu tố quan trọng để HS tìm thấy đam mê và phát
huy tiềm năng bản thân để mỗi học sinh được thành công trong học tập và cuộc
sống.
Đối với môn Toán và các môn Khoa học tự nhiên, nhà trường cũng xác
định đây là những bộ môn mũi nhọn, cần đổi mới và đi tiên phong trong dạy học
tích hợp liên môn theo định hướng giáo dục STEM/STEAM. Nhà trường đã
động viên, khuyến khích các tổ chuyên môn thực hiện việc dạy học tích hợp liên
môn, khuyến khích mỗi tổ/nhóm chuyên môn xây dựng và thực hiện được tối
thiểu 2 chủ đề/học kì. Trường đã thành lập câu lạc bộ Khoa học kỹ thuật và
STEM mang lại nhiều hoạt động ý nghĩa thiết thực, đã vận dụng được kiến thức
9
liên môn vào giải quyết tình huống thực tiễn, thu hút sự chú ý của những học
sinh yêu thích khoa học, sự tìm tòi và khám phá. Việc thực hiện những chủ đề
ấy chính là môi trường huấn luyện tốt nhất cho giáo viên ở trong tổ bộ môn,
trong nhà trường.
Nhà trường tạo điều kiện và khuyến khích giáo viên ở tất cả các bộ môn
tham gia các cuộc thi dạy học tích hợp liên môn do Sở Giáo dục và Bộ Giáo dục
tổ chức.
2.2. Trong lập kế hoạch chiến lược tổng thể chú ý đến hoạt động dạy học tích
hợp liên môn theo định hướng giáo dục STEM/STEAM nhằm phát triển năng
lực người học.
Trong việc lập kế hoạch chiến lược tổng thể, Hiệu trưởng cần có sự quan
tâm với hoạt động dạy học THLM theo định hướng giáo dục STEM/STEAM.
Đặc biệt, khi triển khai chương trình giáo dục phổ thông mới thì đây là một hoạt
động có ý nghĩa quan trọng đến việc hình thành, phát triển phẩm chất, năng lực
của người học. Việc quản lý dạy học các chủ đề THLM cần thực hiện theo
hướng bảo đảm quyền tự chủ của nhà trường, tổ/nhóm chuyên môn và giáo viên;
quyền tự chủ và tích cực của học sinh.
3. Giải pháp đối với tổ chuyên môn
3.1. Lập kế hoạch dạy học tích hợp liên môn theo định hướng giáo dục
STEM/STEAM trong dạy học bộ môn.
Kế hoạch này được xây dựng dựa trên đề xuất của GV thuộc tổ chuyên
môn, đồng thời có sự trao đổi, thảo luận, thống nhất trong tổ. Bản kế hoạch phải
nêu rõ mục tiêu tích hợp liên môn theo định hướng giáo dục STEM/STEAM
trong mỗi môn học cụ thể, các đơn vị kiến thức dự kiến sẽ được tích hợp (Ở môn
nào? Khối lớp nào? Bài nào?). Bản kế hoạch này là một phần của kế hoạch dạy
học năm học của tổ chuyên môn
Lựa chọn thời điểm tổ chức dạy học từng chủ đề tích hợp liên môn phù
hợp với kế hoạch dạy học của môn học liên quan. Căn cứ vào nội dung kiến
thức và thời lượng dạy học được lấy ra từ các môn học tương ứng, các tổ/nhóm
10
chuyên môn cùng thống nhất thời điểm trong năm học mới để tổ chức dạy học
các chủ đề tích hợp liên môn…
Bố trí giáo viên và rút kinh nghiệm giờ dạy cũng là giải pháp giải quyết
vấn đề dạy học tích hợp liên môn vô cùng quan trọng. Cần phân công giáo viên
phối hợp thực hiện hoặc có thể lựa chọn phân công giáo viên có điều kiện thuận
lợi thực hiện.
3.2. Dự giờ, thăm lớp nhằm tăng cường học hỏi kinh nghiệm và phương pháp
thực hiện dạy học THLM theo định hướng giáo dục STEM/STEAM
Trong nhiều năm qua, tổ Hóa – Sinh – KTNN trường THPT Trần Hưng
Đạo luôn nghiêm túc thực hiện việc đổi mới sinh hoạt của tổ/nhóm chuyên môn
thông qua nghiên cứu bài học. Tổ luôn quán triệt THLM theo định hướng giáo
dục STEM/STEAM là một trong những tiêu chí đánh giá giờ lên lớp, được đưa
cụ thể vào kế hoạch dạy học bộ môn của tổ. Mỗi GV đều có kế hoạch dạy học
tích hợp liên môn, dạy học theo chủ đề, dạy học STEM… Do vậy, mỗi GV đều
nghiêm túc thực hiện theo kế hoạch. Đồng thời tổ chuyên môn cũng khuyến
khích GV chủ động, sáng tạo trong phương pháp, hình thức tích hợp. Việc tăng
cường dự giờ, rút kinh nghiệm để điều chỉnh nội dung dạy học các chủ đề tích
hợp liên môn; hoàn thiện từng bước nội dung các chủ đề và kế hoạch môn học,
phương pháp và hình thức dạy học, kiểm tra, đánh giá… được tổ thực hiện một
cách thường xuyên, nghiêm túc.
4. Giải pháp đối với giáo viên
4.1. Nâng cao nhận thức về dạy học chủ đề THLM theo định hướng giáo dục
STEM/STEAM
4.1.1. Dạy học chủ đề THLM
Dạy học tích hợp liên môn là dạy học những nội dung kiến thức liên quan
đến hai hay nhiều môn học. “Tích hợp” là nói đến phương pháp và mục tiêu của
hoạt động dạy học còn “liên môn” là đề cập tới nội dung dạy học. Đã dạy học
“tích hợp” thì chắc chắn phải dạy kiến thức “liên môn” và ngược lại, để đảm bảo
hiệu quả của dạy liên môn thì phải bằng cách và hướng tới mục tiêu tích hợp.
11
Ở mức độ thấp thì dạy học tích hợp mới chỉ là lồng ghép những nội dung
giáo dục có liên quan vào quá trình dạy học một môn học như: lồng ghép giáo
dục đạo đức, lối sống; giáo dục pháp luật; giáo dục chủ quyền quốc gia về biên
giới, biển, đảo; giáo dục sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả, bảo vệ môi
trường, an toàn giao thông… Mức độ tích hợp cao hơn là phải xử lí các nội dung
kiến thức trong mối liên quan với nhau, bảo đảm cho học sinh vận dụng được
tổng hợp các kiến thức đó một cách hợp lí để giải quyết các vấn đề trong học
tập, trong cuộc sống, đồng thời tránh việc học sinh phải học lại nhiều lần cùng
một nội dung kiến thức ở các môn học khác nhau.
Có thể đưa ra 3 mức độ tích hợp trong dạy học các môn khoa học tự nhiên như
sau:
Lồng ghép
Đó là đưa các yếu tố nội dung gắn với thực tiễn, gắn với xã hội, gắn với
các môn học khác vào dòng chảy chủ đạo của nội dung bài học của một môn
học. Ở mức độ lồng ghép, các môn học vẫn dạy riêng rẽ. Tuy nhiên, giáo viên có
thể tìm thấy mối quan hệ giữa kiến thức của môn học mình đảm nhận với nội
dung của các môn học khác và thực hiện việc lồng ghép các kiến thức đó ở
những thời điểm thích hợp.
Vận dụng kiến thức liên môn
Ở mức độ này, hoạt động học diễn ra xung quanh các chủ đề, ở đó người
học cần đến các kiến thức của nhiều môn học để giải quyết vấn đề đặt ra. Các
chủ đề khi đó được gọi là các chủ đề hội tụ
Hòa trộn
Đây là mức độ cao nhất của dạy học tích hợp. Ở mức độ này, tiến trình
dạy học là tiến trình “không môn học”, có nghĩa, nội dung kiến thức trong bài
học không thuộc riêng về một môn học nhưng lại thuộc về nhiều môn học khác
nhau, do đó, các nội dung thuộc chủ đề tích hợp sẽ không cần dạy ở các môn
học riêng rẽ. Mức độ tích hợp này dẫn đến sự hợp nhất kiến thức của hai hay

Xem bản đầy đủ trên google drive: TẠI ĐÂY

Các thầy cô cần file liên hệ với chúng tôi tại fanpage facebook O2 Education

Hoặc xem nhiều SKKN hơn tại:  Tổng hợp SKKN luận văn luận án O2 Education

SKKN Thiết kế 1 số thí nghiệm và mô hình trong dạy học chương: “Chuyển hóa vật chất và năng lượng” – Sinh học 11 nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn đề

Điều kiện hoàn cảnh tạo ra sáng kiến.
Chương trình giáo dục phổ thông mới đã định hướng phát triển 10 năng lực
cốt lõi cho học sinh. Một trong số đó là năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo.
Làm thế nào để phát triển cho học sinh năng lực này trong quá trình học tập là
vấn đề luôn được quan tâm của các thầy cô giáo. Đối với các em học sinh trung
học phổ thông, năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo càng cần thiết hơn vì các
em đang ở ngưỡng cửa quan trọng của cuộc đời.
Chương trình Sinh học 11 với chủ đề “Sinh học cơ thể” chứa đựng những
bài học với nội dung rất sinh động và lý thú đối với người dạy và người học.
Trong đó, chương I “Chuyển hóa vật chất và năng lượng” cung cấp nhưng kiến
thức gần gũi, dễ tiếp thu và có nhiều liên hệ với chính bản thân người học. Do
vậy việc khơi dậy các vấn đề thực tế cần giải quyết sẽ giúp tích cực hóa hoạt
động của học sinh trong giờ học, giúp học sinh luôn hào hứng trong mỗi tiết học.
Thực tế chứng minh kiến thức học sinh thu được qua trải nghiệm và thực hành
sẽ luôn khắc sâu hơn so với việc nghe giảng và ghi chép bài. Cũng thông qua
những hoạt động ấy, năng lực và phẩm chất của người học được hình thành và
phát triển, đặc biệt là năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo. Trong quá trình
giảng dạy phân môn Sinh học 11 những năm qua, ở một số tiết học, chúng tôi đã
tổ chức cho học sinh thiết kế thí nghiệm và mô hình nhằm phát triển năng lực
giải quyết vấn đề và sáng tạo và thu được những kết quả khả quan.
Do đó chúng tôi đã hình thành sáng kiến: Thiết kế một số thí nghiệm
và mô hình trong dạy học chương: “Chuyển hóa vật chất và năng lượng” – Sinh
học 11 nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn đề. Sáng kiến hi vọng sẽ là
nguồn tài liệu tham khảo cho các giáo viên trong quá trình giảng dạy.
II. Thực trạng.
Trong quá trình giảng dạy, chúng tôi nhận thấy một số ưu điểm và hạn chế
trong dạy học như sau:
2.1. Ưu điểm:
– Học sinh thường rất chủ động, sáng tạo trong việc tìm tòi và lĩnh hội kiến
thức.
4
– Cơ sở vật chất, trang thiết bị và các phương tiện dạy học đáp ứng đủ cho
hoạt động dạy và học. Mỗi lớp đều được trang bị tivi, kết nối internet, các thiết
bị thực hành đầy đủ.
– Sinh học 11 có rất nhiều kiến thức gần gũi, có thể liên hệ vào thực tế.
Giáo viên có thể khai thác nhiều hơn những nội dung đó và sáng tạo các hình
thức tổ chức hoạt động cho học sinh.
2.2. Hạn chế:
– Một số giáo viên chú trọng đến truyền dạy kiến thức mà chưa chú trọng
đến phát triển năng lực cho học sinh.
– Một số giáo viên cũng quan tâm đến phát triển năng lực giải quyết vấn đề
và sáng tạo nhưng cũng chỉ dừng lại ở việc đặt các câu hỏi nêu vấn đề trên lớp.
– Các biện pháp tích cực hóa hoạt động của học sinh còn chưa đa dạng, chủ
yếu dừng lại ở việc khai thác công nghệ thông tin để làm phong phú thêm cho
bài giảng của mình. Theo đó năng lực hình thành cho học sinh chủ yếu là khai
thác công nghệ thông tin và làm việc nhóm.
– Việc thiết kế những thí nghiệm đơn giản củng cố kiến thức bài học hoặc
thiết kế mô hình rất phù hợp để tích cực hóa hoạt hoạt động của học sinh, phát
huy tính sáng tạo, năng lực giải quyết vấn đề, tuy nhiên biện pháp này chưa
được nhiều giáo viên áp dụng.
III. C¸c giải pháp
3.1. Dạy học thông qua thiết kế và hoàn thiện mô hình:
3.1.1. Mục tiêu:
Thông qua việc thiết kế và hoàn thiện mô hình, học sinh có thể:
– Hình thành và củng cố kiến thức lí thuyết cơ bản.
– Phối hợp kiến thức sinh học với các kiến thức thuộc các môn học, lĩnh
vực khác nhau như toán học, mĩ thuật, công nghệ, vật lí…để thiết kế mô hình
một cách sáng tạo.
– Biết chia sẻ ý tưởng, thảo luận, hợp tác và làm việc nhóm để hoàn thành
từng bước trong quy trình.
5
Như vậy, qua việc thiết kế và hoàn thiện mô hình, học sinh sẽ phát triển
được năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo.
3.1.2 Quy trình thực hiện:

Giáo viên	Học sinh
– Nêu vấn đề – Gợi ý (nếu học sinh chưa rõ) – Thống nhất tiêu chí đánh giá mô hình – Tổ chức cho các nhóm thuyết trình về sản phẩm – Tổ chức cho các nhóm thảo luận, đề xuất các giải pháp khắc phục	– Xác định vấn đề – Phác thảo mô hình trên giấy – Lựa chọn nguyên liệu, dụng cụ phù hợp – Lập các bước tiến hành – Trình bày bản thiết kế – Giao nhiệm vụ cho các thành viên trong nhóm – Làm mô hình – Thuyết trình về sản phẩm – Đề xuất giải pháp khắc phục và hoàn thiện (nếu có)

3.1.3. Thời gian tiến hành:
– Học sinh chuẩn bị nguyên liệu, dụng cụ ở nhà sau đó làm mô hình trên lớp.
– Học sinh làm mô hình ở nhà và thuyết trình trên lớp.
Các mô hình được hình thành sau khi học xong bài học hoặc trước khi vào bài
mới. Tuy nhiên, mô hình hoàn thiện sau khi học xong bài sẽ giúp học sinh củng
cố kiến thức tốt hơn. Mô hình hoàn thiện trước khi vào bài mới có thể có nhiều
sai sót, nhưng cũng giúp giáo viên khắc sâu hơn kiến thức cho học sinh từ các
lỗi sai đó.
3.1.4. Một số mô hình đề xuất:

Bài	Nội dung	Ý tưởng
Bài 1: Sự hấp thụ nước và muối khoáng ở rễ	Dòng nước và các ion khoáng đi từ đất vào mạch gỗ của rễ	– Thiết kế mô hình thể hiện cấu trúc lát cắt ngang của rễ và thể hiện được các con đường xâm nhập của nước và các ion khoáng vào rễ

6

Bài 15, 16: Tiêu hóa ở động vật	Tiêu hóa ở động vật có ống tiêu hóa	– Thiết kê mô hình mô phỏng hệ tiêu hóa ở người
Bài 17: Hô hấp ở động vật	Hô hấp bằng phổi	– Thiết kế mô hình mô phỏng sự lưu thông khí của phổi
Bài 18: Tuần hoàn máu	Hệ tuần hoàn kín	Thiết kế mô hình trực quan mô phỏng máu lưu thông trong hệ tuần hoàn kép

3.1.5. Một số mô hình đã thực hiện:
* Thiết kê mô hình mô phỏng hệ tiêu hóa ở người:

Giáo viên

Học sinh

– Nêu vấn đề: thiết kế mô hình mô phỏng hoạt động tiêu hóa cơ học của dạ dày – Tiêu chí đánh giá: + Sắp xếp đúng các bộ phận của ống tiêu hóa của người, đảm bảo tính chính xác và thẩm mĩ. + Thể hiện được thức ăn (dạng lỏng) đi qua các bộ phận đó như thế nào một cách đơn giản trên mô hình. – Tổ chức cho các nhóm thuyết trình về sản phẩm – Tổ chức cho các nhóm thảo luận sau khi có sản phẩm

– Xác định vấn đề – Phác thảo bản thiết kế – Nguyên liệu, dụng cụ: Bìa cứng, đất nặn,bộ dây truyền, súng bắn keo, băng dính, kéo. – Tiến hành: + Bước 1: Vẽ phác thảo ra bìa cứng các bộ phận của ống tiêu hóa của người + Bước 2: Dùng đất nặn phủ lên các bộ phận đó sao cho đảm bảo tính thẩm mĩ + Bước 3: Luồn dây truyền qua các phần của ống tiêu hóa sao cho đảm bảo tính thẩm mĩ. + Bước 4: Áp dụng nguyên tắc vật lý (áp suất chất lỏng) để thể hiện tiêu chí thứ 2 bằng cách: cho 1 đầu dây truyền phía trên ngập trong chai nước màu. Hút nhẹ đầu dưới dây truyền để đẩy

7

khí ra hết, nước sẽ tự động chảy từ trên cao xuống và đi qua các phần của ống tiêu hóa – Học sinh trình bày bản thiết kế của nhóm. – Tiến hành làm mô hình theo bản thiết kế. – Thuyết trình sản phẩm – Đề xuất giải pháp khắc phục và hoàn thiện

(hình ảnh trong phần phụ lục)
* Thiết kế mô hình mô phỏng sự lưu thông khí của phổi

Giáo viên

Học sinh

– Nêu vấn đề: + Cách 1: GV chiếu video về hoạt động của phổi + Cách 2: GV và HS cùng thực hiện 1 số động tác hít thở đúng. Từ đó GV nêu vấn đề về sự lưu thông khí ở phổi và giao nhiệm vụ cho HS thiết kế mô hình mô phỏng sự lưu thông khí của phổi – Thông nhất tiêu chí đánh giá + Mô hình thể hiện các cấu trúc chính của phổi như: khí quản, phế quản, 2 lá phổi, đảm bảo tính chính xác và thẩm mĩ. + Mô hình phải thể hiện được sựu lưu thông khí qua 2 lá phổi – Tổ chức cho các nhóm thuyết trình

– Xác định vấn đề – Phác thảo bản thiết kế – Nguyên liệu, dụng cụ: Giấy màu (vẽ hình phổi), kéo, ống hút, băng dính, túi bóng nhỏ màu trắng – Tiến hành: + Bước 1: Vẽ phác thảo ra giấy bìa hình ảnh cấu trúc phổi, dùng kéo cắt rời các bộ phận đó khỏi giấy + Bước 2: Gắn cố định 2 ống hút dọc theo khí quản, phế quản + Bước 3: Lồng giấy bóng bao bên ngoài mỗi bên phổi, dùng băng dính dính chặt mép túi để khí không bị thoát ra ngoài. + Thử nghiệm hoạt động: lần lượt thổi khí vào và hít khí ra qua ống hút sao

8

về sản phẩm – Tổ chức cho các nhóm thảo luận sau khi có sản phẩm

cho hai túi bóng phình lên và xẹp xuống nhịp nhàng tương tự hoạt động lưu thông khí – Học sinh trình bày bản thiết kế của nhóm mình. – Tiến hành làm mô hình theo bản thiết kế. – Thuyết trình sản phẩm – Đề xuất giải pháp khắc phục và hoàn thiện

(hình ảnh trong phần phụ lục)
* Thiết kế mô hình trực quan mô phỏng máu lưu thông trong hệ tuần hoàn kép:

Giáo viên

Học sinh

– Nêu vấn đề: GV nêu vấn đề về ưu điểm của hệ tuần hoàn kép so với hệ tuần hoàn đơn, từ đó giao nhiệm vụ cho HS thiết kế mô hình trực quan mô phỏng máu lưu thông trong hệ tuần hoàn kép – Thông nhất tiêu chí đánh giá + Mô hình thể hiện chính xác cấu trúc của hệ tuần hoàn kép, đảm bảo tính thẩm mĩ. + Mô hình phải thể hiện được đường đi (chiều di chuyển) của máu trong mỗi vòng tuần hoàn, xác định được máu đỏ thẫm và máu đỏ tươi chảy trong các cấu trúc nào của vòng tuần hoàn.

– Xác định vấn đề – Phác thảo bản thiết kế ý tưởng 1: + Nguyên liệu, dụng cụ: bìa, kéo, băng dính, dây truyền, màu thực phẩm (xanh và đỏ) + Tiến hành: • Bước 1: Vẽ phác thảo ra bìa hình ảnh hệ tuần hoàn kép, trang trí sao cho đạt tính thẩm mĩ (ảnh minh họa) • Bước 2: luồn dây truyền dọc theo đoạn mạch sao cho hợp lí và thẩm mĩ. Bước này là quan trọng nhất để đảm bảo tmô hình có hoạt động được hay không (đáp ứng tiêu chí 2)

9

• Bước 3: Pha cốc nước với màu thực phẩm (cốc nước màu xanh thể hiện máu đỏ thẫm, cốc nước màu đỏ thể hiện máu đỏ tươi). Xác định đoạn mạch nào có máu đỏ thẫm và đỏ tươi rồi cắm đầu dây truyền vào cốc nước đó. Lưu ý bố trí các cốc nước sao cho đảm bảo nguyên tắc vật lí về áp suất chất lỏng là nước sẽ di chuyển được trong ống dây (hệ mạch) • Điều chỉnh mô hình cho hợp lý – Phác thảo bản thiết kế ý tưởng 2: + Nguyên liệu, dụng cụ: bìa, kéo, keo, nam châm, mẩu sắt nhỏ (có thể dùng mẩu kẹp ghim): 1 mẩu màu xanh và 1 mẩu màu đỏ, màu sáp + Tiến hành: • Bước 1: Vẽ phác thảo ra bìa hình ảnh hệ tuần hoàn kép, trang trí bằng màu sáp và dán bìa viền xung quanh sao cho đạt tính thẩm mĩ • Bước 2: Dùng mẩu sắt nhỏ đặt vào trong mô hình tại vị trí tâm thất • Bước 3: Dùng nam châm đặt bên dưới mẩu sắt, di chuyển nam

10

– Tổ chức cho các nhóm thuyết trình về sản phẩm – Tổ chức cho các nhóm thảo luận sau khi có sản phẩm

châm làm cho mẩu sắt cũng di chuyển theo. Màu của mẩu sắt (xanh và đỏ) tương ứng với phần mạch có máu đỏ thẫm và đỏ tươi chảy trong mạch – Học sinh trình bày bản thiết kế của nhóm. – Tiến hành làm mô hình – Thuyết trình sản phẩm – Đề xuất giải pháp khắc phục và hoàn thiện + Đề xuất gắn hệ thống đèn led cảm ứng thay cho nước màu ở ý tưởng 1

(hình ảnh trong phần phụ lục)
3.2. Dạy học thông qua thiết kế thí nghiệm:
3.2.1. Mục tiêu:
Thông qua việc thiết kế và thực hiện thí nghiệm, học sinh có thể:
– Hình thành và củng cố kiến thức lí thuyết cơ bản.
– Vận dụng kiến thức đã học vào thực tiễn.
– Biết chia sẻ ý tưởng, thảo luận, hợp tác và làm việc nhóm để hoàn thành từng
bước thí nghiệm từ đó học sinh phát triển năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo.
3.2.2. Quy trình thực hiện:
Thiết kế thí nghiệm có thể được tiến hành trước hoặc sau khi tìm hiểu nội dung
bài học. Tùy thời gian thực hành thí nghiệm, giáo viên có thể có điều chỉnh phù
hợp.

Giáo viên	Học sinh
– Nêu vấn đề cần giải quyết – Gợi ý – Tổ chức cho học sinh tiến hành thí nghiệm	– Xác định vấn đề – Thảo luận, lên ý tưởng thiết kế thí nghiệm gồm: + đối tượng

11

– Tổ chức cho học sinh thuyết trình về cách thức tiến hành, báo cáo kết quả thí nghiệm và thảo luận

+ dụng cụ + cách tiến hành + dự đoán kết quả + giải thích kết quả – Trình bày bản thiết kế thí nghiệm – Tiến hành làm thí nghiệm – Theo dõi thí nghiệm, thu thập minh chứng – Báo cáo kết quả – Đề xuất giải pháp điều chỉnh (nếu có)

3.1.3. Thời gian tiến hành:
– Học sinh chuẩn bị nguyên liệu, dụng cụ ở nhà sau đó làm thí nghiệm trên lớp.
– Học sinh làm thí nghiệm ở nhà và thuyết trình trên lớp.
Các thí nghiệm thường được thực hiện sau khi học xong bài học giúp củng cố
kiến thức đồng thời phát triển năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo.
3.2.4. Một số thí nghiệm đề xuất:

Bài	Nội dung	Ý tưởng
Bài 1: Sự hấp thụ nước và muối khoáng ở rễ	Cơ chế hấp thụ nước và ion khoáng từ đất vào tế bào lông hút	– Thiết kế thí nghiệm chứng minh tế bào rễ có tính thấm chọn lọc (ngăn cản các chất không cần thiết đi qua như xanh metylen)
Bài 2: Vận chuyển các chất trong cây	Động lực đẩy dòng mạch gỗ	– Thiết kế thí nghiệm chứng minh có hiện tượng ứ giọt ở lá cây.
Bài 3: Thoát hơi nước	Thoát hơi nước qua lá	– Thiết kế thí nghiệm chứng minh lá có sự thoát hơi nước
Bài 4: Vai trò của các nguyên tố khoáng	Cả bài	– Thiết kế thí nghiệm chứng minh vai trò của phân bón đối với cây trồng

12

Bài 8: Quang hợp ở thức vật	Hệ sắc tố quang hợp	– Thí nghiệm làm chất chỉ thị tự nhiên từ rau, củ, quả – Thiết kế thí nghiệm nhuộm vải – Thiết kế thí nghiệm quang hợp thải oxy
Bài 12: Hô hấp ở thực vật	– Khái quát hô hấp ở thực vật – Mối quan hệ giữa hô hấp và môi trường	– Thiết kế thí nghiệm phát hiện hô hấp ở thực vật – Thiết kế thí nghiệm bảo quản thực phẩm bằng phương pháp “hút chân không” thủ công
Bài 15, 16: Tiêu hóa ở động vật	Tiêu hóa ở động vật có ống tiêu hóa	– Thiết kế thí nghiệm chứng minh tác dụng của bakingsoda trong việc hỗ trợ làm giảm trào ngược dạ dày ở người
Bài 17: Hô hấp ở động vật	Hô hấp bằng phổi	– Thiết kế thí nghiệm góp phần chứng minh tác hại của thuốc lá đến phổi
Bài 22: Ôn tập chương I	Liên hệ thực tế	– Thiết kế thí nghiệm chứng mình vai trò của rễ trong việc giữ đất từ đó nêu giải pháp chống xói mòn

3.2.3. Một số thí nghiệm đã được thực hiện:
* Thiết kế thí nghiệm chứng minh lá có sự thoát hơi nước:

Giáo viên	Học sinh
– Nêu vấn đề: làm thế nào chứng minh được lá có sự thoát hơi nước	– Xác định vấn đề – Thảo luận, lên ý tưởng thiết kế thí nghiệm giải quyết vấn đề: + ý tưởng 1: với cây lớn, buộc túi bóng vào một đoạn cành cây có nhiều lá và quan sát hiện tượng + ý tưởng 2: lấy một cành cây nhiều lá, cắm vào bình nước có nhỏ dầu ăn lên

13

– Tổ chức cho học sinh trình bày và tiến hành thí nghiệm – Tổ chức cho học sinh báo cáo kết quả thí nghiệm, giải thích và thảo luận

bề mặt (để ngăn sự thoát hơi nước của bình), chùm túi bóng lên lá và quan sát hiện tượng – Trình bày bản thiết kế thí nghiệm – Tiến hành làm thí nghiệm – Theo dõi thí nghiệm – Báo cáo kết quả – Đề xuất giải pháp điều chỉnh

(hình ảnh trong phần phụ lục)
* Thí nghiệm bảo quản thực phẩm bằng phương pháp “hút chân không” thủ
công:

Giáo viên

Học sinh

– Nêu vấn đề: + Oxi rất cần thiết cho quá trình hô hấp của thực vật + Càng giảm nồng độ oxi trong môi trường bảo quản (nhưng không giảm đến 0%) thì cường độ hô hấp của nông sản càng giảm + Có thể bảo quản thực phẩm bằng cách tạo môi trường “chân không” + Hút chân không là việc hút toàn bộ không khí trong một môi trường nào đó ra bên ngoài. + Thực phẩm khi được hút chân không sẽ không còn mùi bên ngoài, được bảo quản lâu hơn vì không bị oxy hóa. – Giáo viên cho HS quan sát một số thực phẩm được bảo quản bằng

– Xác định vấn đề – Thảo luận, lên ý tưởng thiết kế thí nghiệm giải quyết vấn đề: + Ý tưởng 1: tạo môi trường “chân không” bằng cách nhúng túi zip đựng nông sản ngập trong chậu nước để nước đẩy hết khí trong túi ra ngoài. + Ý tưởng 2: tạo môi trường “chân không” bằng cách dùng ống hút để hút hết khí trong túi zip đựng thực phẩm ra ngoài + Ý tưởng 3: tạo môi trường “chân không” bằng cách dùng ống hút kết hợp máy sấy tóc – Trình bày bản thiết kế thí nghiệm – Tiến hành làm thí nghiệm – Theo dõi thí nghiệm

14

phương pháp hút chân không, cho HS xem thời hạn bảo quản, từ đó nêu vấn đề tại sao có thể bảo quản thực phẩm bằng cách hút chân không? Từ đó GV nêu yêu cầu: hãy thiết kế thí nghiệm áp dụng phương pháp hút chân không để bảo quản thực phẩm – Giao nhiệm vụ cho HS lớp chuyên Lý tìm hiểu về máy hút chân không đang có trên thị trường (về nguyên tắc hoạt động, cách sử dụng, ưu điểm, nhược điểm…) từ đó có thể đề xuất ý tưởng thiết kế máy hút chân không mini

– Báo cáo kết quả – Đề xuất giải pháp điều chỉnh

* Cách tiến hành các ý tưởng:

Ý tưởng	Nguyên liệu, dụng cụ	Tiến hành
Ý tưởng 1	Túi zip, rau xanh, chậu nước	– Bước 1: Cho thực phẩm vào túi zip và kéo một phần miệng túi lại. – Bước 2: Từ từ thả vào chậu nước (chú ý không thả ngập mà chừa lại phần miệng túi). – Bước 3: Cuối cùng sau khi không khí đã ra hết thì kéo khóa hoàn toàn miệng túi zip
Ý tưởng 2	Túi zip, rau xanh, ống hút	– Bước 1: Chuẩn bị sẵn túi zip có khóa với kích thước tương thích với loại thực phẩm cần bảo quản. Cho thực phẩm vào túi, kéo kín khóa lại chỉ chừa một lỗ nhỏ. – Bước 2: Cho ống hút vào lỗ nhỏ này rồi dùng miệng hút không khí từ trong túi ra bên ngoài. Thao tác này cần thực hiện nhanh để không khí không tràn ngược vào túi. Sau đó, nhanh chóng

15

rút ống hút ra và kéo hết toàn bộ khóa của túi zip
Ý tưởng 3	Túi zip, rau xanh, máy sấy tóc, nắp chai, ống hút	– Bước 1: Cắt đầu chai nhựa giống hình cái phễu, sau đó đục 1 lỗ vào nắp chai và cho ống hút vào. – Bước 2: Cho ống hút vào túi thực phẩm, sau đó dùng phần hút không khí của máy sấy tóc và nhấn công tắc để hút không khí ra.

(hình ảnh trong phần phụ lục)
* Thiết kế thí nghiệm chứng minh tác dụng của bakingsoda trong việc hỗ trợ
làm giảm trào ngược dạ dày ở người:

Giáo viên

Học sinh

– Nêu vấn đề: + Giới thiệu về căn bệnh trào ngược dạ dày ở người + Giới thiệu về baking soda + GV nêu yêu cầu: thiết kế thí nghiệm chứng minh tác dụng của baking soda trong việc hỗ trợ làm giảm trào ngược dạ dày. – Gợi ý

– Xác định vấn đề – Thảo luận, lên ý tưởng thiết kế thí nghiệm giải quyết vấn đề + Dụng cụ, nguyên liệu: túi zip, HCl, baking soda, bút dạ, giấy quỳ tím, găng tay y tế + Tiến hành: • Đeo găng tay trước khi làm thí nghiệm • Dùng bút dạ vẽ hình dạ dày lên túi zip • Thử quỳ tím trên HCl • Đổ 50ml HCl vào túi zip • Đổ baking soda (khoảng 4 thìa) vào túi, đậy miệng túi lại • Quan sát hiện tượng sau 5 phút và ghi chép lại

16

– Tổ chức cho học sinh tiến hành thí nghiệm – Tổ chức cho học sinh thuyết trình về cách thức tiến hành, báo cáo kết quả thí nghiệm và thảo luận

• Khi baking soda tan hết, thử lại quỳ tím với dung dịch trong túi – Trình bày bản thiết kế thí nghiệm – Tiến hành làm thí nghiệm theo đúng bản thiết kế – Báo cáo kết quả, giải thích hiện tượng + Túi zip phồng to lên sau khi đổ baking soda + Giấy quỳ đổi màu chứng tỏ bakingsoda trung hòa 1 phần HCl GV có thể yêu cầu HS liên hệ với kiến thức của môn hóa để giải thích hiện tượng

(hình ảnh trong phần phụ lục)
* Thiết kế thí nghiệm góp phần chứng minh tác hại của thuốc lá đến phổi:

Giáo viên	Học sinh
– Nêu vấn đề: + Xem video về thực trạng hút thuốc lá của thanh thiếu niên Việt Nam + GV nêu yêu cầu: thiết kế thí nghiệm chứng minh tác hại của thuốc lá với phổi và môi trường – Gợi ý	– Xác định vấn đề – Thảo luận, lên ý tưởng thiết kế thí nghiệm giải quyết vấn đề: + Dụng cụ, nguyên liệu: 1 chai coca – cola loại 1,5 lít, 1 điếu thuốc lá, bật lửa, 1 tờ giấy ăn (có thể dùng loại giấy ướt) + Tiến hành • Đục một lỗ ở gần đáy chai nhựa. • Trên nút chai đục một lỗ nhỏ vừa với thân một điếu thuốc. • Đổ nước ngập ¾ chai nhựa và vặn nút lại, bên trên có gắn điếu

17

– Tổ chức cho học sinh tiến hành thí nghiệm Chú ý: Nếu tiến hành làm thí nghiệm trên lớp, bước cuối cùng nên làm bên ngoài cửa lớp hoặc làm chỗ gần cửa để tránh khói thuốc lá bay trong lớp. HS có thể làm thí nghiệm tại nhà và quay

thuốc lá. Bịt kín lỗ nhỏ ở dưới sao cho nước khong chảy ra ngoài. • Châm điếu thuốc và từ từ mở nút bên dưới đáy chai để nước chảy ra ngoài. (Bước này mô phỏng hành động hút thuốc lá của con người.) Lúc này, bên trong chai sẽ chứa đầy khói trắng từ thuốc lá. Lượng khói này bằng với lượng khói mà người hút đưa vào phổi. • Điếu thuốc được cháy hết 1 cách rất nhanh chóng. Sau khi điếu thuốc cháy hết, mở nắp chai và nhanh chóng dùng một chiếc khăn giấy buộc quanh miệng chai. • Thổi vào trong chai qua lỗ nhỏ phía dưới để đẩy hết khói ra ngoài qua khăn giấy • Mở miếng khăn giấy trên miệng chai và quan sát. Lớp chất màu vàng trên khăn giấy mô phỏng cho những chất độc hại mà thuốc lá đưa vào và lưu lại ở phổi người hút thuốc. – Trình bày bản thiết kế thí nghiệm – Tiến hành làm thí nghiệm

18

clip ghi lại các bước (sau khi đã trình bày bản thiết kế thí nghiệm với sự góp ý của GV). – Tổ chức cho học sinh thuyết trình về cách thức tiến hành, báo cáo kết quả thí nghiệm, giải thích và thảo luận. Ngoài ra GV có thể xây dựng bài học này dưới dạng dự án để liên hệ vào thực tiễn nâng cao ý thức giữ gìn sức khỏe của cộng đồng.

– Báo cáo kết quả và giải thích: + Lớp chất màu vàng trên khăn giấy mô phỏng cho những chất độc hại mà thuốc lá đưa vào và lưu lại ở phổi người hút thuốc. + Có thể đem phân tích thành phần của các chất đó để xác định mức độ độc hại của khói thuốc lá + HS có thể vận dụng kiến thức vật lý và hóa học để giải thích cho các bước thí nghiệm và hiện tượng thu được + HS có thể sử dụng thí nghiệm này để dựng video nói về tác hại thuốc lá để lan tỏa tới học sinh.

* Thiết kế thí nghiệm chứng mình vai trò của rễ trong việc giữ đất từ đó nêu giải
pháp chống xói mòn

Giáo viên	Học sinh
– Nêu vấn đề: + GV chiếu video về hiện tượng lũ quét, xói mòn ở miềng Trung, cùng HS trao đổi thảo luận về các nguyên nhân dẫn tới hiện tượng trên. Từ đó HS đề xuất các giải pháp nhằm hạn chế xói mòn. + GV nêu vấn đề: tại sao cây xanh lại có tác dụng cải tạo đất, góp phần chống xói mòn. => GV nêu nhiệm vụ: hãy thiết kế thí nghiệm chứng minh tác dụng của cây	– Xác định vấn đề – Thảo luận, lên ý tưởng thiết kế thí nghiệm giải quyết vấn đề + Nguyên liệu, dụng cụ: • 2 bình nhựa có đục lỗ dưới đáy. Hoặc có thể dùng 2 nửa của chai Coca loại 1,5 lít để làm chậu trồng cây, đổ đất vào 2 chậu với lượng tương đương. • Các hạt đỗ – Tiến hành:

19

xanh trong việc bảo vệ đất – Tổ chức cho học sinh trình bày thí nghiệm – Tổ chức cho học sinh tiến hành thí nghiệm – GV có thể xây dựng bài học này dưới dạng dự án để liên hệ vào thực tiễn góp phần bảo vệ môi trường

• Chậu 1: gieo các hạt đỗ vào đất, chăm sóc hàng ngày • Chậu 2: để nguyên chậu với đất • Sau 2 tuần để đỗ mọc nhiều và cao, tiến hành làm thí nghiệm để so sánh như sau: đặt 2 chậu lên bàn, đổ từ từ nước vào đồng thời 2 chậu (lượng nước và tốc độ như nhau). Đặt 2 cốc nhựa dưới mỗi cổ chai để hứng nước chảy ra từ mỗi chậu • So sánh độ trong của 2 cốc nước, từ đó rút ra kết luận – Trình bày bản thiết kế thí nghiệm – Tiến hành làm thí nghiệm – Báo cáo kết quả, giải thích hiện tượng + Cốc nước chảy ra từ chậu cây đỗ sẽ trong hơn cốc nước từ chậu đất + Kết luận: rễ cây len lỏi trong đất, như một tấm lưới chắn và liên kết các hạt đất, từ đó giảm thiểu tác động rửa trôi của nước. – HS có thể sử dụng thí nghiệm này để phát triển thành 1 đề tài khoa học hoặc xây dựng video nói về vai trò của cây xanh trong việc bảo vệ môi trường.

(hình ảnh trong phần phụ lục)
20
IV. Hiệu quả do sáng kiến đem lại:
1. Hiệu quả về mặt xã hội
Sáng kiến kinh nghiệm của chúng tôi góp phần đem lại các hiệu quả về mặt xã
hội như sau:
* Đối với việc giảng dạy trên lớp:
– Tích cực hóa hoạt động học tập của học sinh.
– 100% học sinh hào hứng tham gia hoạt động làm thí nghiệm, mô hình, qua đó
hình thành và củng cố kiến thức đồng thời phát triển năng lực giải quyết vấn đề
và sáng tạo.
* Đối với công tác giáo dục của nước nhà:
– Sáng kiến đã tổng kết lại những hoạt động giáo dục theo định hướng phát triển
năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo – một trong những năng lực cốt lõi cần
hình thành và phát triển cho người học theo chương trình giáo dục phổ thông
của Bộ giáo dục và Đào tạo ban hành ngày 26 tháng 12 năm 2018.
2. Khả năng áp dụng và nhân rộng:
– Trong những năm học qua, chúng tôi đá áp dụng sáng kiến này trong quá trình
giảng dạy và đã mang lại những hiệu quả tích cục như đã trình bày. Vì vậy, sáng
kiến là nguồn tài liệu tham khảo cho giáo viên Sinh học trong quá trình giảng
dạy chương “Chuyển hóa vật chất và năng lượng” – Sinh học 11.
– Giáo viên có thể nêu vấn đề và gợi ý cách tiến hành làm thí nghiệm, mô hình
cho học sinh và khuyến khích sự sáng tạo trong học tập của các em.
V. §Ò xuÊt, kiÕn nghÞ
– Chúng tôi mong muốn sáng kiến tiếp tục hoàn thiện theo hướng:
+ đa dạng hóa các mô hình, thí nghiệm trong chương “ Chuyển hóa vật chất và
năng lượng” – Sinh học 11
+ mở rộng các mô hình, thí nghiệm trong các chương còn lại của chương trình
Sinh học 11
+ mở rộng các mô hình, thí nghiệm trong chương trình Sinh học của cả ba khối
10, 11, 12.

Xem bản đầy đủ trên google drive: TẠI ĐÂY

Các thầy cô cần file liên hệ với chúng tôi tại fanpage facebook O2 Education

Hoặc xem nhiều SKKN hơn tại:  Tổng hợp SKKN luận văn luận án O2 Education

SKKN Phát triển năng lực sáng tạo của học sinh thông qua hoạt động ngoại khóa thiết kế thí nghiệm Vật lý lớp 10

ĐIỀU KIỆN HOÀN CẢNH TẠO RA SÁNG KIẾN
1. Đặt vấn đề
Căn cứ nghị quyết của Bộ giáo dục và đào tạo về đổi mới phương pháp
dạy học theo hướng phát triển năng lực học sinh, phát huy cao độ tính tự lực,
tích cực, sáng tạo của học sinh; kết hợp học tập cá nhân với học tập hợp tác. Vì
vậy đổi mới trong dạy học bộ môn Vật lý ở trường phổ thông cũng nhằm đạt
được mục tiêu trên. Tuy nhiên, việc đổi mới trong dạy học vật lý còn gặp rất
nhiều khó khăn: Dụng cụ thí nghiệm, các trang thiết bị và cơ sở vật chất cần
thiết phục vụ cho việc đổi mới còn thiếu, đội ngũ giáo viên mặc dù cũng đã có
rất nhiều cố gắng trong việc đổi mới phương pháp dạy học v.v… nhưng vẫn
chưa phát huy hết được tính tích cực, chủ động, sáng tạo của học sinh.
Mặt khác, cũng qua thực tế dạy học cho thấy, việc tổ chức giờ học tự chọn
cho học sinh chưa đạt hiệu quả. Hầu hết các giờ học tự chọn môn Vật lý, giáo viên
tổ chức cho học sinh giải bài tập nên nếu không tổ chức tốt thì dễ gây nhàm chán,
thậm chí lại trở nên nặng nề hơn cho học sinh.
Để đạt được mục tiêu dạy học hiện nay, một trong những phương pháp
đổi mới dạy học là đa dạng hóa hình thức dạy học. Ngoài việc đổi mới trong
dạy học trên lớp, cần phải tăng cường về hoạt động trải nghiệm, nhưng ở các
trường phổ thông hiện nay, dạy học trải nghiệm thực tế còn chưa được chú
trọng. Học sinh ít được tham gia hoạt động ngoại khoá về Vật lý đặc biệt là
hoạt động ngoại khoá thiết kế, chế tạo dụng cụ thí nghiệm. Vì vậy phần lớn học
sinh còn thụ động, thiếu tự tin trong học tập, chưa chủ động, sáng tạo trong
việc lĩnh hội kiến thức nên kiến thức thu được không bền vững đặc biệt còn
yếu trong việc thiết kế các phương án thí nghiệm.
Hoạt động giáo dục ngoài giờ lên lớp do giáo viên tổ chức hướng dẫn được
thực hiện ngoài thời gian học tập chính khoá nhằm lôi cuốn đông đảo học sinh
tham gia, mở rộng, đào sâu, hoàn thiện kết quả giáo dục trong giờ lên lớp, đồng
thời cũng là phương tiện để phát triển đầy đủ các năng lực của học sinh.
Với mong muốn tiếp tục đóng góp vào việc nâng cao hiệu quả dạy học
môn Vật lí ở trường THPT nhằm tạo hứng thú học tập và phát triển được năng
lực sáng tạo cho học sinh, tôi đã chọn và nghiên cứu đề tài: Phát triển năng
lực sáng tạo của học sinh thông qua hoạt động ngoại khóa thiết kế thí
nghiệm Vật lý lớp 10.
Qua sáng kiến này, tôi hi vọng sẽ giúp các đồng chí giáo viên tìm ra một
phương án dạy học nhằm phát huy tính tích cực của học sinh, phát triển năng
lực của các em, đồng thời nâng cao kết quả học tập của học sinh, giúp các em
thêm yêu thích môn Vật Lý.
2. Cơ sở lí luận của vấn đề
2.1. Vị trí, tác dụng của hoạt động ngoại khóa
2.1.1. Vị trí
Nhà trường phổ thông có ba hình thức tổ chức đào tạo là: Dạy học trên
lớp, giáo dục hướng nghiệp dạy nghề, công tác giáo dục ngoài giờ lên lớp.
2.1.2. Tác dụng
Mục đích bao trùm của hoạt động ngoài giờ lên lớp là hỗ trợ cho dạy học
trên lớp thể hiện ở các mặt sau:
+ Tạo hứng thú học tập, bồi dưỡng tính ham hiểu biết
+ Tạo điều kiện gắn lí thuyết với thực tiễn, nội dung mềm dẻo và phương
pháp sinh động hơn, thời gian đỡ gò bó hơn.
+ Phát huy tính tích cực, phát triển năng lực sáng tạo cho học sinh.
+ Rèn cách thức hoạt động nhóm, tập thể, các phẩm chất, nhân cách học
sinh
+ Phát hiện và bồi dưỡng phẩm chất, năng lực lao động tập thể cho học
sinh.
2.2. Các đặc điểm của hoạt động ngoại khóa
– Tổ chức các hoạt động ngoại khoá thường được lập kế hoạch ngay từ
đầu năm học.
– Số lượng học sinh tham gia là không hạn chế, không phân biệt học sinh
giỏi, kém mà chỉ chú ý tới hạt nhân lòng cốt.
– Hình thức tổ chức phong phú đa dạng.
– Việc đánh giá kết quả các hoạt động ngoại khoá của học sinh thông
qua: Sản phẩm, tính tích cực, sáng tạo của học sinh, không cho điểm nhưng
động viên khích lệ học sinh kịp thời.
2.3. Nội dung và các hình thức tổ chức dạy học ngoại khoá về Vật lý
+ Nội dung ngoại khoá về vật lý: Nội dung ngoại khoá là những vấn đề gần
gũi với học sinh và không tách với những nội dung kiến thức trên lớp.
+Các hình thức hoạt động ngoại khoá về vật lý
– Hoạt động ngoại khoá theo nhóm
– Hoạt động ngoại khoá có tính chất quần chúng rộng rãi
2.4. Qui trình tổ chức hoạt động ngoại khoá thiết kế thí nghiệm
+ Giáo viên lập kế hoạch hoạt động ngoại khoá:
Xây dựng nội dung hoạt động ngoại khoá, nghiên cứu các thí nghiệm mẫu,
dự kiến phương pháp dạy học và hình thức tổ chức hoạt động ngoại khoá.
+ Thực hiện kế hoạch hoạt động ngoại khoá
+ Tổng kết và rút kinh nghiệm: Thực nghiệm sư phạm.
2.5. Phát huy tính tích cực và phát triển năng lực sáng tạo của học sinh
trong dạy học vật lý
Hoạt động ngoại khoá là hoạt động có rất nhiều điều kiện để phát huy
tính tích cực và phát triển năng lực sáng tạo cho học sinh nên để có thể đánh giá
được nó phải dựa vào một số tiêu chí.
2.5.1. Tiêu chí đánh giá tính tích cực của học sinh trong hoạt động ngoại
khoá
a. Các biểu hiện của tính tích cực học tập
+ Học sinh khao khát tự nguyện tham gia trả lời các câu hỏi của giáo viên,
bổ sung câu trả lời của bạn, thích được phát biểu ý kiến của mình về vấn đề nêu
ra.
+ Học sinh hay nêu thắc mắc, đòi hỏi giải thích cặn kẽ những vấn đề giáo
viên trình bày chưa đủ rõ.
+ Học sinh chủ động vận dụng linh hoạt những kiến thức, kỹ năng đã học
để nhận ra vấn đề mới.
+ Học sinh mong muốn được đóng góp với thầy, những thông tin mới lấy
từ những nguồn khác nhau, có khi vượt ra ngoài bài học, môn học.
b. Các cấp độ của tính tích cực học tập
Có thể phân biệt ở 3 cấp độ khác nhau từ thấp đến cao: Cấp độ 1- bắt
chước Cấp độ 2 – Tìm tòi ; Cấp độ 3 – Sáng tạo
2.5.2. Tiêu chí đánh giá năng lực sáng tạo trong hoạt động ngoại khoá
a. Đặc điểm của sự sáng tạo
Tri thức được đạt đến bằng cách suy luận liên tục, liên tiếp, trong đó mỗi
một tư tưởng tiếp theo đều xuất phát một cách lôgic từ cái có trước, phụ thuộc
vào cái có trước và là tiền đề của cái tiếp theo. Tri thức đạt được là hiển nhiên,
chắc chắn không thể bắt bẻ được.
Sự sáng tạo dựa trên tư duy trực giác, trong sáng tạo tri thức thu nhận
được một cách nhảy vọt, một cách trực tiếp, các giai đoạn của nó không thể
hiện một cách minh bạch và người suy nghĩ tới cái quyết định đó, con đường
đó vẫn còn chưa được sáng tỏ ngay cả đối với chủ thể sáng tạo.
Tính chủ quan của sự sáng tạo: Đặc điểm quan trọng nhất của sự sáng
tạo là tính cách tân của sản phẩm tạo ra có tính chất chủ quan. Bất cứ một con
người bình thường nào cũng đều tham gia sáng tạo ít nhiều trong cuộc sống của
mình, người này có thể phát minh ra cái mà người khác trước đó đã phát minh
ra hàng nghìn lần. Tuy nhiên đối với nhà khoa học thì chỉ những phát minh mà
nhân loại chưa hề biết đến mới được coi là sáng tạo mới. Còn đối với học sinh
thì sự sáng tạo là tạo ra cái mới đối với bản thân mình chứ giáo viên và nhiều
người khác có thể đã biết rồi. Bởi vậy hoạt động sáng tạo đối với học sinh
mang ý nghĩa là một hoạt động tập dượt sáng tạo lại. Điều quan trọng cần đạt
được không phải là những sản phẩm sáng tạo mà là khả năng sáng tạo của họ.
Kiến thức học sinh sáng tạo ra sau này sẽ quên đi vì ít được dùng đến, còn
năng lực sáng tạo của họ thì sẽ luôn luôn được sử dụng trong hoạt động thực
tiễn sau này, nhất là trong nền kinh tế thị trường cạnh tranh quyết liệt ngày nay
b. Các biểu hiện của sáng tạo
Trong học tập, sự sáng tạo của học sinh được biểu hiện qua các hành
động cụ thể như sau:
+ Từ những kinh nghiệm thực tế, từ kiến thức đã có, học sinh nêu được
giả thuyết. Trong chế tạo dụng cụ thí nghiệm thì học sinh đưa ra được các
phương án thiết kế, chế tạo dụng cụ và cùng một thí nghiệm đưa ra được nhiều
cách chế tạo khác nhau. Đề xuất được những sáng kiến kỹ thuật để thí nghiệm
chính xác hơn, dụng cụ bền đẹp hơn…
+ Học sinh đưa ra được dự đoán hệ quả của giả thuyết. Cụ thể là học sinh
đưa ra dự đoán kết quả các thí nghiệm, dự đoán được phương án nào chính xác
nhất, phương án nào mắc sai số, vì sao?.
+ Đề xuất được phương án dùng những dụng cụ thí nghiệm đã chế tạo để
làm thí nghiệm kiểm tra các dự đoán trên và kiểm nghiệm lại kiến thức lý thuyết đã
học.
+ Vận dụng kiến thức lý thuyết vào thực tế một cách linh hoạt như giải
thích một số hiện tượng vật lý và một số ứng dụng kỹ thuật có liên quan.
II. MÔ TẢ GIẢI PHÁP
1. Thực trạng dạy học Vật lý ở trường THPT hiện nay
Tại các trường THPT, phương pháp dạy học tích cực cũng đang dần
được phổ biến, thay thế cho cách thức giảng dạy và tiếp nhận kiến thức một
cách thụ động như trước đây. Các năm qua, việc đổi mới phương pháp dạy học
bước đầu đã thu được những kết quả nhất định. Tuy nhiên, hoạt động đổi mới
phương pháp dạy học ở trường trung học phổ thông nhìn chung chưa mang lại
hiệu quả cao. Truyền thụ tri thức một chiều vẫn là phương pháp dạy học chủ
đạo của nhiều giáo viên. Số giáo viên thường xuyên chủ động, sáng tạo trong
việc phối hợp các phương pháp dạy học nhằm phát huy tính tích cực, tự lực và
sáng tạo của học sinh còn chưa nhiều. Việc ứng dụng công nghệ thông tin –
truyền thông, sử dụng các phương tiện dạy học chưa được thực hiện rộng rãi và
hiệu quả trong các trường trung học phổ thông. Hoạt động kiểm tra đánh giá
chủ yếu chú ý đến yêu cầu tái hiện kiến thức và đánh giá qua điểm số. Các hoạt
động dạy học nhằm phát triển năng lực học sinh ít được triển khai. Chính điều
này đã dẫn đến tình trạng giáo viên và học sinh duy trì dạy học theo lối “đọc –
chép” thuần túy, học sinh học tập thiên về ghi nhớ, ít quan tâm vận dụng kiến
thức.
Thực trạng nói trên xuất phát từ nhiều nguyên nhân, trong đó có thể chỉ
ra một số nguyên nhân cơ bản sau:
– Nhận thức về sự cần thiết phải đổi mới phương pháp dạy học, kiểm tra
đánh giá nhằm phát triển năng lực của học sinh và ý thức thực hiện đổi mới của
một bộ phận cán bộ quản lý, giáo viên chưa cao.
– Lý luận về phương pháp dạy học và kiểm tra đánh giá chưa được
nghiên cứu và vận dụng một cách có hệ thống.
– Các hình thức tổ chức hoạt động dạy học, giáo dục nhằm phát triển
năng lực của học sinh còn nghèo nàn.
– Nguồn lực phục vụ cho quá trình đổi mới phương pháp dạy học, kiểm
tra đánh giá trong nhà trường như: cơ sở vật chất, thiết bị dạy học, hạ tầng công
nghệ thông tin – truyền thông vừa thiếu, vừa chưa đồng bộ, làm hạn chế việc áp
dụng các phương pháp dạy học phát triển năng lực học sinh.
2. Tổ chức hoạt động ngoại khóa cho học sinh thiết kế thí nghiệm Vật lý 10
2.1. Mục tiêu cần đạt được về “động học chuyển động thẳng” ở lớp 10
2.1.1. Kiến thức
Sau khi học xong về “Động học chuyển động thẳng” học sinh cần nắm
vững các nội dung kiến thức sau:
– Nêu được khái niệm chuyển động, chất điểm, hệ qui chiếu, mốc thời gian,
vận tốc.
– Nhận biết được đặc điểm về vận tốc của chuyển động thẳng đều.
– Nêu được ví dụ về chuyển động thẳng biến đổi đều (nhanh dần đều, chậm
dần đều). Viết được công thức tính gia tốc của chuyển động biến đổi đều.
– Nêu được đặc điểm của véc tơ gia tốc trong chuyển động thẳng nhanh dần
đều, trong chuyển động thẳng chậm dần đều. Viết được công thức tính vận tốc
vt =v0 + at ; phương trình chuyển động x = x0 + v0t +
1 2
at2 từ đó suy ra công thức
tính đường đi.
– Nêu được sự rơi tự do là gì, viết được công thức tính vận tốc và đường đi
của chuyển động rơi tự do. Nêu được đặc điểm của gia tốc rơi tự do.
2.1.2. Kỹ năng
– Kỹ năng vẽ đồ thị vận tốc của chuyển động thẳng biến đổi đều, dựa vào
đồ thị xác định đặc điểm của chuyển động.
– Kỹ năng phán đoán, suy luận.
– Kỹ năng lắp ráp dụng cụ thí nghiệm, thực hiện thí nghiệm
– Kỹ năng thu thập, xử lý thông tin từ các thí nghiệm và đặc biệt là kỹ năng
thiết kế các phương án thí nghiệm.
2.2. Tìm hiểu thực tế dạy học về “Động học chuyển động thẳng”
Phương pháp điều tra:
– Điều tra giáo viên, học sinh (dựa vào phiếu điều tra, trao đổi trực tiếp, xem
giáo án, dự giờ dạy trên lớp của giáo viên, bài kiểm tra, theo dõi học sinh ).
– Tham quan phòng, kho thí nghiệm phục vụ cho việc dạy học phần “Động
học chuyển động thẳng”
Đối tượng điều tra: Giáo viên vật lý và học sinh lớp 10 trường THPT Trực
Ninh- Huyện Trực Ninh- Tỉnh Nam Định.
2.2.1. Tình hình dạy và học các kiến thức về “Động học chuyển động thẳng”
a. Về phương pháp dạy học của giáo viên
– Giáo viên chưa chủ động tổ chức được các hoạt động học tập giúp học sinh
tự lực, tích cực chiếm lĩnh kiến thức mới.
– Nhiều bài học lẽ ra có những phần giáo viên nên để cho học sinh tự đọc
sách giáo khoa để thu thập thông tin nhưng giáo viên lại vẫn tập trung giảng dạy
nên không phát huy được tính chủ động trong học tập của học sinh.
– Các giáo viên không tận dụng được hết công dụng của các thí nghiệm sẵn
có cũng như tiềm năng của học sinh lớp 10 trong việc thiết kế các thí nghiệm đơn
giản để đưa vào bài dạy.
b- Tình hình học tập của học sinh khi học về “Động học chuyển động thẳng”
– Đa số các em đã có sự chủ động trong học tập song vẫn có một số em còn
thụ động trong việc tiếp thu kiến thức: Lười suy nghĩ, lười hoạt động, ngại đặt câu
hỏi về vấn đề đã học thậm chí cả những vấn đề mà học sinh chưa nắm được…
– Một số học sinh còn thiếu tự tin: Không tự tin khi trả lời câu hỏi và với kiến
thức mình đã có, không biết kiến thức đó là chính xác hay chưa chính xác.
– Học sinh rất ít khi được làm thí nghiệm trên lớp khi nghiên cứu bài mới
– Các em chưa được tham gia một buổi ngoại khoá nào về môn vật lý cũng
như các bộ môn khác có hiệu quả
– Học sinh chưa từng được giao nhiệm vụ làm dụng cụ thí nghiệm vật lý
cũng như chưa bao giờ được tham gia các hoạt động mang tính chất vừa học vừa
chơi về vật lý.
2.2.2. Những sai lầm mắc phải khi học về: “Động học chuyển động thẳng”
– Nhiều học sinh còn khó khăn, lúng túng khi giải các bài tập về đồ thị, thí
nghiệm.
– Nhiều học sinh lại quan niệm rằng cứ chuyển động thẳng nhanh dần đều thì
a > 0 và chuyển động chậm dần đều thì a < 0.
– Nắm chưa vững nguyên nhân của sự rơi nhanh, chậm của các vật trong
không khí thậm chí còn mắc sai lầm khi học về phần này.
– Nhiều học sinh còn có quan niệm sai lầm là: Công thức cộng vận tốc cho
phép cộng vận tốc của vật này với vật khác mà không hiểu là công thức cộng vận
tốc cho phép tìm được vận tốc của vật trong một hệ qui chiếu nếu biết vận tốc của
nó trong hệ qui chiếu khác.
– Các em còn lúng túng khi lắp ráp các dụng cụ thí nghiệm; kỹ năng thí
nghiệm cũng như xử lý các dữ liệu thực nghiệm còn yếu.
– Chưa được làm quen với cách thiết kế các phương án thí nghiệm nên còn
lúng túng, dập khuôn.
– Khả năng diễn đạt của học sinh còn chưa tốt, thường lúng túng và ấp úng
khi diễn đạt các ý tưởng các vấn đề mà mình hiểu hay muốn nói
a. Nguyên nhân dẫn tới những sai lầm của học sinh
* Về phía giáo viên
– Các giáo viên ít chú trọng đến việc đổi mới phương pháp dạy học nhằm
mục đích phát huy tính tích cực và phát triển năng lực sáng tạo của học sinh.
– Nhiều giáo viên chưa biết cách tổ chức cho học sinh thảo luận và làm thí
nghiệm theo nhóm nhằm phát huy tính tích cực, phát triển các kĩ năng thí nghiệm
và hình thành kiến thức một cách sâu sắc, vững chắc.
– Giáo viên chưa sử dụng có hiệu quả các đồ dùng dạy học được trang bị ở
trường, ít khi tự làm đồ dùng dạy học.
* Về phía học sinh
– Chịu ảnh hưởng nặng nề của cách học thụ động lại ít được làm thí nghiệm
nên kiến thức học sinh nắm được còn hời hợt, khi vận dụng dễ mắc sai lầm.
– Ít được tiếp xúc với các thí nghiệm nên kĩ năng thực nghiệm yếu, khả
năng thu thập và xử lý thông chậm.
– Học sinh không được tự tay làm thí nghiệm trên lớp trong giờ xây dựng
tri thức mới hay trong giờ thực hành thí nghiệm.
– Chưa từng được tham gia một hoạt động ngoại khoá nào về vật lý và chưa
từng được giao nhiệm vụ làm dụng cụ thí nghiệm vật lý nhằm phát huy tính tích
cực và phát triển năng lực sáng tạo.
b. Một số giải pháp nhằm hạn chế, khắc phục sai lầm cho học sinh trong khi
học về “Động học chuyển động thẳng”
– Chúng tôi thiết nghĩ, để khắc phục được những sai lầm của học sinh hiện
nay, trước hết trong dạy học nội khoá:
+ Nên tổ chức tốt các giờ học nội khoá theo hướng phát huy tính tích cực
chủ động, sáng tạo của học sinh.
+ Tăng cường hoạt động theo nhóm học sinh, qua đó giúp các em phát huy
được hết tính tự lực, tích cực và phát triển năng lực sáng tạo của các em.
+ Cần quan tâm và sử dụng hiệu quả các đồ dùng dạy học được trang bị.
– Bên cạnh việc đổi mới trong dạy học nội khoá, chúng ta cần phải đa dạng
hoá hình thức dạy học:
+ Nên tổ chức một số hoạt động ngoại khoá về vật lý như hội vui vật lý
v.v… Đặc biệt là nên tổ chức cho học sinh làm các dụng cụ thí nghiệm có tính
chất đơn giản, rẻ tiền, dễ kiếm trong đời sống hàng ngày.
+ Nên tận dụng các giờ học tự chọn để làm các hoạt động ngoại khoá nhằm
phát huy được tính tích cực và phát triển năng lực sáng tạo của học sinh trong học
tập.
2.3. Xây dựng qui trình tổ chức hoạt động ngoại khoá thiết kế thí nghiệm
Để xây dựng được qui trình tổ chức ngoại khoá phù hợp, hấp dẫn, trước hết
giáo viên phải lập một kế hoạch cụ thể về nội dung, phương pháp dạy học ngoại
khoá và hình thức tổ chức hoạt động ngoại khoá.
Giáo viên hướng dẫn phải thiết kế và thực hiện các phương án thí nghiệm dự
kiến giao cho học sinh để phát hiện những khó khăn mà các em có thể gặp phải khi
thực hiện nhiệm vụ để từ đó có phương pháp hướng dẫn học sinh phù hợp và hiệu
quả.
Để tạo hứng thú cho các em trong hoạt động ngoại khoá thì nội dung phải
sinh động, hấp dẫn. Bởi vậy chúng tôi dự kiến có một buổi để các em báo cáo sản
phẩm đã chế tạo ra kết hợp với các câu hỏi, trò chơi vật lý vui.
Việc tổ chức hoạt động ngoại khoá cho học sinh theo nội dung đã xây
dựng trên sẽ :
+ Giúp trang bị dụng cụ thí nghiệm bổ trợ tốt cho các giờ nội khoá.
+ Giúp khắc phục những sai lầm mà học sinh thường mắc phải trong khi
học
+ Hình thành và nâng cao ý thức tự sưu tầm, chế tạo các thí nghiệm phục
vụ học tập từ những vật liệu đơn giản, dễ kiếm, rẻ tiền đồng thời rèn luyện kĩ năng
khéo léo, trung thực, tỉ mỉ khi tự chế tạo lắp ráp các dụng cụ thí nghiệm.
+ Tạo sân chơi vật lý để các em được trao đổi, tranh luận trong nhóm và
giữa các nhóm với nhau. Thông đó, kỹ năng tổ chức, giao tiếp của học sinh được
hình thành và phát triển một cách toàn diện..
+ Hình thành và phát triển năng lực sáng tạo, rèn luyện kĩ năng làm thí
nghiệm và trình bày thí nghiệm trước tập thể.
2.3.1. Nội dung của hoạt động ngoại khóa
Trao cho học sinh dưới dạng các nhiệm vụ học tập : chế tạo thí nghiệm
về chuyển động thẳng đều (số lượng tuỳ thuộc vào mục tiêu, nhiệm vụ và thời
gian thực hiện), một số thí nghiệm về sự rơi tự do và một nhiệm vụ cả lớp tham
gia ở buổi cuối cùng là báo cáo sản phẩm đã chế tạo kết hợp với các trò chơi
vật lý. Các nhiệm vụ đó tôi giao cho học sinh nghiên cứu và thực hiện theo các
nhóm học tập ở nhà. Còn một nhiệm vụ cả lớp tham gia vào buổi cuối cùng –
buổi giới thiệu sản phẩm các nhóm đã chế tạo và trò chơi vật lý. Các nhiệm vụ
giao cho học sinh là:
+ Nhiệm vụ 1:
Hình vẽ 2.1 trang 12 trong sách giáo khoa ban cơ bản lớp 10 mô tả
chuyển động thẳng đều của một giọt nước trong dầu ăn. Em hãy chế tạo dụng
cụ và tiến hành thí nghiệm đó.
+ Nhiệm vụ 2:
Các em hãy thiết kế phương án thí nghiệm để nghiên cứu tính chất
chuyển động của ống nghiệm rơi thẳng đứng trong nước, từ đó vẽ đồ thị biểu
diễn tính chất chuyển động của nó.
+ Nhiệm vụ 3:
Khi không có nước trong chai, một tay giữ cổ chai còn tay kia kéo miếng
xốp xuống phía dưới đáy chai rồi thả tay giữ miếng xốp, ta thấy miếng xốp vẫn
đứng yên ở đáy chai. Cho nước vào chai, đưa chai lên độ cao 1m, kéo miếng
xốp xuống đáy chai và thả tay, ta thấy miếng xốp bị đẩy lên. Vậy khi đồng thời
buông tay giữ miếng xốp ở đáy chai và buông tay giữ cổ chai để chai rơi tự do
thì có hiện tượng gì xảy ra?Em hãy thiết kế phương án và thực hiện thí nghiệm
để tìm ra câu trả lời cho câu hỏi trên.
+ Nhiệm vụ chung của lớp:
Chuẩn bị trò chơi Vật Lý (bao gồm các câu hỏi thi trả lời nhanh giữa
các đội chơi có liên quan phần động học, một số trò chơi theo kiểu “Đường lên
đỉnh Olympia”, Trò chơi giành cho khán giả…)
Tôi đã nghiên cứu và tổ chức hoạt động ngoại khóa cho học sinh lớp
10A1, 10A2, 10A về chuyển động thẳng nhằm phát huy tính tích cực và bồi
dưỡng năng lực sáng tạo của học sinh. Ở sáng kiến này, tôi vẫn theo định
hướng tổ chức cho học sinh chế tạo và sử dụng các dụng cụ thí nghiệm từ các vật
liệu đơn giản, rẻ tiền, dễ kiếm về chuyển động thẳng ở ngay đầu chương trình Vật
lý lớp 10. Vì không có nhiều thời gian, để tổ chức buổi “ Hội vui Vật Lý” nên
tôi chọn các nhiệm vụ khác, số lượng ít hơn và chỉ tổ chức cho học sinh báo
cáo, giới thiệu sản phẩm mà học sinh chế tạo được trong tiết học tự chọn.
Các nhiệm vụ tôi lựa chọn để giao cho học sinh gồm:
+ Nhiệm vụ 1:
Đã biết chuyển động của bọt khí trong ống thuỷ tinh dài chứa đầy nước
ứng với một góc nghiêng ( ) là chuyển động thẳng đều, các em hãy chế tạo dụng
cụ thí nghiệm để minh hoạ, từ đó nghiên cứu xem vận tốc của bọt khí phụ thuộc
vào những yếu tố nào?
+ Nhiệm vụ 2:
Thả nhẹ một quả bóng bàn từ đỉnh của mặt phẳng nghiêng góc có rãnh
trượt, ta thấy quả bóng chuyển động nhanh dần xuống dưới. Nếu quả bóng bàn
chứa chất lỏng nhớt, nó còn chuyển động nhanh dần trên máng nghiêng nữa
không? Em hãy thiết kế phương án thí nghiệm và nghiên cứu xem chuyển động
của quả bóng bàn chứa một lượng chất nhớt trên máng nghiêng có rãnh trượt
có thể chuyển động thẳng đều không? Vẽ đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa
quãng đường và thời gian khi đó?
+ Nhiệm vụ 3:
Khi thả nhẹ vỏ lon rỗng từ đỉnh của mặt phẳng nghiêng ta thấy vỏ lon sẽ
chuyển động nhanh dần xuống dưới. Vậy khi vỏ lon có chứa các chất lỏng
nhớt, tính chất chuyển động của nó có thay đổi không? Hãy thiết kế phương án
thí nghiệm nghiên cứu tính chất chuyển động của các vỏ lon chứa các chất
lỏng nhớt khác nhau và từ đó kiểm tra xem vận tốc của các vỏ lon có chứa các
chất lỏng nhớt khác nhau đó phụ thuộc những yếu tố nào?
2.3.2. Các thí nghiệm mà giáo viên đã nghiên cứu, chế tạo và dự kiến nội
dung của các trò chơi vật lý.
Để có thể xây dựng được nội dung của hoạt động ngoại khoá, qua quá trình
điều tra thực tế dạy học cũng như qua nghiên cứu chương trình, mục tiêu dạy học,
tôi đã lựa chọn được nội dung: chế tạo một số dụng cụ thí nghiệm từ những vật
liệu đơn giản, dễ kiếm.
Tuy nhiên để xây dựng được nội dung, phương pháp và hình thức tổ
chức cụ thể của hoạt động ngoại khoá này, tôi đã tiến hành làm thử các thí
nghiệm để xác định những khó khăn gặp phải khi thực hiện, từ đó có những dự
kiến hướng dẫn cụ thể cho học sinh khi thực nghiệm.
* Thí nghiệm 1: Chuyển động thẳng đều của bọt khí trong ống thuỷ tinh chứa
đầy nước đặt nghiêng một góc ( ).
• Mục đích thí nghiệm:
– Chứng tỏ chuyển động của bọt khí trong ống thuỷ tinh đựng đầy nước với
các góc nghiêng khác nhau là chuyển động thẳng đều.
– Nghiên cứu sự phụ thuộc của vận tốc của bọt khí vào tiết diện của ống,
góc nghiêng của ống và chiều dài của bọt khí trong ống.
• Chế tạo – Cải tiến dụng cụ thí nghiệm:
– Các ống thuỷ tinh trong suốt dài 500mm có các tiết diện khác nhau:
12mm, 18mm và 22mm, một đầu ống kín còn một đầu hở có thể đậy kín bằng
nút cao su (Có thể thay thế bằng ống thuỷ tinh của đèn ống bị hỏng). (1)
– Để tránh cho các ống thuỷ tinh không bị vỡ, đóng 3 chiếc hộp gỗ dài
55cm, mỗi hộp gồm có hai phần:
Một phần khoét ở giữa một rãnh dọc theo chiều dài ống là 52cm, sâu và
rộng lần lượt là: (12×12)cm, (18×18)cm và (22 x22) cm sao cho vừa lọt các ống
thuỷ tinh. Một phần còn lại được khoét rãnh dùng làm nắp đậy.
• Tiến hành thí nghiệm:
– Đổ nước màu (pha thuốc tím vào nước lọc) vào ống, đậy kín, trong ống
có chứa một bọt không khí (2) và đặt vào hộp gỗ (1)
– Đặt một đầu ống lên cao (đặt đầu B của ống lên một khúc gỗ kê (4).
(Dùng thước đo độ đo góc nghiêng )
– Nâng đầu còn lại của ống (đầu A) lên cao sao cho bọt không khí dịch
chuyển về A sau đó đặt đầu A xuống bàn nhẹ nhàng và cho đồng hồ bấm giây
(3) chạy. Đọc đồng hồ bấm giây (khi bọt khí chạy đến vạch 10 cm), ghi lại kết
quả vào bảng

Quãng đường S (cm)	Thời gian (t) (s)
Lần 1 (t1)	Lần 2 (t2)	Lần 3 (t3)
10
20
30…

– Cho bọt khí trở về A và lại tiếp tục tiến hành thí nghiệm tương tự. Khi
bọt khí đi đến vạch 20 cm, 30cm, 40cm,… Ghi kết quả vào bảng trên. Từ số
liệu thu được, vẽ đồ thị biểu diễn mối quan hệ của quãng đường với thời gian.
Tính vận tốc (v).
– Làm thí nghiệm với từng ống, giữ nguyên chiều dài của bọt khí, thay
đổi góc nghiêng ( ) của ống (di chuyển khúc gỗ kê phía dưới chẳng hạn) và
nghiên cứu sự phụ thuộc giữa vận tốc của bọt khí với góc nghiêng ( ).
– Giữ nguyên chiều dài của bọt khí và góc nghiêng, thay đổi tiết diện của
ống để nghiên cứu mối quan hệ giữa vận tốc của bọt khí với tiết diện của ống
(s).
– Làm thí nghiệm với từng ống, giữ nguyên góc nghiêng của ống, thay
đổi chiều dài của bọt khí trong ống (l) và nghiên cứu mối quan hệ giữa vận tốc
bọt khí với chiều dài của nó (l) . So sánh các kết quả thu được
Kết quả:
– Bọt khí luôn chuyển động thẳng
đều trong mọi trường hợp (với mọi góc
nghiêng, mọi chiều dài bọt khí và trong
mọi tiết diện).
– Khi tiết diện của ống, chiều dài
bọt khí không đổi, vận tốc của bọt khí
phụ thuộc vào góc nghiêng nhưng không
đều: khi 0 < < 450 , góc nghiêng  tăng
thì v tăng và khi 450< <900, góc
nghiêng tăng thì v giảm.
– Khi chiều dài bọt khí và góc nghiêng không đổi thì vận tốc của bọt khí
phụ thuộc vào tiết diện của ống: Khi tiết diện của ống tăng, vận tốc tăng
– Khi tiết diện ống và góc nghiêng không đổi, vận tốc của bọt khí phụ
thuộc chiều dài của bọt khí: Chiều dài bọt khí tăng thì vận tốc tăng.
* Thí nghiệm 2: Chuyển động thẳng đều của quả bóng bàn có chứa Glyxerin
trên mặt phẳng nghiêng.
• Mục đích thí nghiệm:
– Học sinh thiết kế được phương án và tiến hành thí nghiệm nhằm phát
hiện được chuyển động của bóng bàn chứa chất nhớt trên mặt phẳng nghiêng là
chuyển động thẳng đều.
• Chế tạo dụng cụ:
– Một khung nhôm có rãnh sâu và rộng dùng để định hướng chuyển
động cho bóng (1).
– Bốn quả bóng bàn giống hệt nhau: Một quả để nguyên còn ba quả dùng
bơm kim tiêm loại to đưa Glyxerin vào một quả khoảng 1/3 thể tích, một quả
khoảng 1/2 thể tích và một quả bơm vào 3/4 thể tích của quả bóng rồi dùng keo
502 dán kín lại.
Bọt khí trong ống có tiết diện S lớn hơn
chuyển động nhanh hơn ống có tiết
diện nhỏ
• Tiến hành thí nghiệm:
– Dùng một khúc gỗ (2) kê cao một
đầu của máng (1) , đo góc nghiêng  của
máng.
– Đặt quả bóng thứ nhất không
chứa glyxerin lên đầu trên của mặt phẳng
nghiêng, thả nhẹ quả bóng trên rãnh trượt
từ đỉnh xuống, quan sát chuyển động của
quả bóng ta thấy quả bóng chuyển động
nhanh dần.
– Đặt quả bóng thứ hai (3) chứa 1/3 thể tích là Glyrerin lên đầu trên của
máng nghiêng (1) và thả nhẹ.
– Để nghiên cứu tính chất chuyển động của quả bóng, có hai cách:
Cách 1: Dùng đồng hồ bấm giây (4) đo thời gian bóng chuyển động được
quãng đường 10cm, 20cm, 30cm, 40cm, 50cm….120cm sau mỗi lần thả bóng
và ghi kết quả vào bảng.

Quãng đường S (cm)	Thời gian (t) (s)
Lần 1 (t1)	Lần 2 (t2)	Lần 3 (t3)
10
20
120

Lặp lại thí nghiệm nhiều lần để có kết quả chính xác.
Cách 2: Dùng bút dạ (5) đánh dấu vị trí chuyển động của quả bóng sau
những khoảng thời gian bằng nhau liên tiếp là 1s. Dùng thước (6) đo các quãng
đường mà nó chuyển động được và ghi kết quả vào bảng. Lặp lại nhiều lần thí
nghiệm để có kết quả chính xác.
Quả bóng chứa glyxerin đang chuyển động
đều xuống dưới máng nghiêng
(5) (4) (1) (6) (2)
(3)

Lần thực hiện Quãng đường S (mm)	S1	S2	S3	S…	Sn
Lần 1
Lần 2

Từ kết các quả thu được ta vẽ đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa quãng
đường và thời gian. Dựa vào đồ thị ta xác định được chuyển động của quả bóng
(ví dụ khi quả bóng chứa 1/4 thể tích Glyxerin) là chuyển động thẳng đều sau
khi nó vượt qua đoạn đường S (ví dụ 20 cm) đầu tiên kể từ vị trí thả tay (đồ thị
s-t là một đường thẳng).
– Làm tương tự với các quả bóng khác ta cũng thu được kết quả tương
tự
– Làm thí nghiệm với mỗi quả bóng, thay đổi góc nghiêng của máng.
Lặp lại cách làm như trên, có thể tính được vận tốc của bóng trong mỗi trường
hợp góc nghiêng khác nhau (ảnh 3).
– Lặp lại nhiều lần thí nghiệm, so sánh các vận tốc và rút ra kết luận.
Kết luận:
+ Sau khi quả bóng chứa Glyxerin chuyển động trên máng nghiêng qua
đoạn đường S (ví dụ khi bong chứa ¼ thể tích Glixerin thì khi S =20 cm) đầu
tiên kể từ vị trí thả tay, nó chuyển động thẳng đều.
+ Nếu giữ nguyên góc nghiêng thì vận tốc của quả bóng chứa glyxerin
phụ thuộc vào khối lượng của glyxerin: Quả bóng chứa càng nhiều Glyxerin thì
vận tốc càng lớn và ngược lại.
+ Với một khối lượng glyxerin không đổi thì vận tốc của quả bóng chứa
glyxerin phụ thuộc vào góc nghiêng: Góc nghiêng càng lớn thì vận tốc của quả
bóng càng lớn
* Thí nghiệm 3: Chuyển động thẳng đều của vỏ lon chứa chất nhớt trên mặt
phẳng nghiêng
+ Mục đích thí nghiệm:

Thông qua việc thiết kế phương án và tiến hành thí nghiệm nghiên cứu
về chuyển động của vỏ lon chứa chất nhớt và thông qua việc vẽ đồ thị biểu
diễn mối quan hệ giữa quãng đường và thời gian nhằm phát hiện ra được khi
vỏ lon chứa một chất nhớt có khối lượng xác định, với một góc nghiêng nhất
định thì sẽ nó sẽ chuyển động thẳng đều.
+ Chế tạo dụng cụ
– Dùng bốn vỏ lon bia hoặc nước ngọt (1): Vỏ lon thứ nhất để nguyên,
vỏ lon thứ hai chứa 200g nước rửa bát; vỏ lon thứ ba chứa 200g Glyxerin; vỏ
lon thứ tư chứa 200g dầu nhớt xe máy. Dùng keo dán hoặc băng dính trong dán
chặt miệng ống lại.
– Dùng một tấm gỗ phẳng, nhẵn kích thước (1200x200x20) mm (2) làm
mặt phẳng nghiêng
– Để tạo ra các góc nghiêng khác nhau của mặt phẳng nghiêng ta dùng
các khúc gỗ (3) có kích thước khác nhau:(200x100x80)mm; (200x50x200)mm
+ Tiến hành thí nghiệm:
– Đặt tấm gỗ (2) lên khúc gỗ kê (3) tạo ra một mặt phẳng nghiêng góc
nghiêng .
– Đặt vỏ lon rỗng (1) lên đầu trên của mặt phẳng nghiêng nhẵn (2) rồi
buông tay, vỏ lon sẽ chuyển động nhanh dần đều xuống dưới mặt phẳng
nghiêng.
(5) (6) (7)
Ba vỏ lon chứa ba chất nhớt khác nhau
chuyển động với các vận tốc khác nhau
trên cùng một mặt phẳng nghiêng
(3)
Vỏ lon chứa nước rửa bát đang
chuyển động thẳng đều xuống
chân máng nghiêng
(2) (1) (4)
– Lần lượt đặt các vỏ lon chứa ba chất lỏng khác nhau (5), (6), (7) lên
đầu trên của mặt phẳng nghiêng rồi buông tay.
Cách 1: Sau khi các vỏ lon chuyển động được quãng đường khoảng
20cm tính từ lúc buông tay, bấm đồng hồ (4) để xác định thời gian mà các vỏ
lon chuyển động được sau các quãng đường 10cm, 20cm, …50cm,…100cm.
– Lặp lại thí nghiệm nhiều lần để có kết quả chính xác và ghi vào bảng

Quãng đường S (cm)	Thời gian (t) (s)
Lần 1 (t1)	Lần 2 (t2)	Lần 3 (t3)
10
20…
100

Cách 2: Dùng phấn trắng đánh dấu vị trí chuyển động của vỏ lon sau
những khoảng thời gian bằng nhau liên tiếp là 1s. Dùng thước đo các quãng
đường mà nó chuyển động được. Lặp lại nhiều lần thí nghiệm để có kết quả
chính xác.

Lần thực hiện Quãng đường S (mm)	S1	S2	S3	S…	Sn
Lần 1
Lần 2

– Kết luận:
+ Như vậy sau khi vỏ lon chứa chất nhớt chuyển động qua một đoạn
đường S (ví dụ khoảng 40cm) tính từ vị trí buông tay, ứng với mỗi chất lỏng có
khối lượng nhất định và với một góc nghiêng thích hợp, các vỏ lon chứa các
chất lỏng nhớt khác nhau sẽ chuyển động thẳng đều trên mặt phẳng nghiêng
với một vận tốc nhất định. Cụ thể:
+ Khi vỏ lon chứa một lượng chất nhớt nào đó, ứng với một góc nghiêng
thích hợp thì nó mới chuyển động thẳng đều.

+ Vỏ lon chứa chất có độ nhớt càng lớn (nước rửa bát) thì chuyển động với
vận tốc càng nhỏ và ngược lại (vỏ lon chứa dầu nhớt chuyển động nhanh nhất).
+ Làm thí nghiệm với từng vỏ lon, giữ nguyên khối lượng chất nhớt,
thay đổi góc nghiêng của mặt phẳng nghiêng ta thấy khi góc nghiêng tăng thì
vận tốc của vỏ lon chứa chất nhớt tăng.
+ Làm thí nghiệm với cả ba lon chứa ba chất nhớt khác nhau nhưng có
cùng khối lượng thì chất nhớt nào có hệ số nhớt càng lớn thì vận tốc của lon
chứa chất nhớt đó càng nhỏ và ngược lại (ảnh 5).
+ Làm thí nghiệm với từng vỏ lon, với cùng một góc nghiêng, thay đổi
khối lượng chất lỏng nhớt trong các lon thì vỏ lon chứa nhiều chất lỏng sẽ
chuyển động với vận tốc lớn hơn (ảnh 4)
2.4. Hình thức tổ chức hoạt động ngoại khoá thiết kế thí nghiệm.
– Hình thức: Kết hợp hoạt động cá nhân, hoạt động theo nhóm và tập thể.
Nhưng hoạt động theo nhóm và hoạt động tập thể là chính. Nội dung cụ thể:
+ Nội dung 1: Giáo viên làm việc chung với cả lớp khoảng 20 phút để
giao nhiệm vụ chung cho cả lớp, sau đó phân nhóm và giao nhiệm vụ cho từng
nhóm cụ thể.
+ Nội dung 2: Các học sinh làm việc theo từng nhóm ở nhà. Thời gian
thực hiện khoảng 20 ngày ở nhà
+ Nội dung 3: Giáo viên dự kiến những khó khăn mà học sinh có thể gặp
phải trong quá trình thực hiện nhiệm vụ để có những hướng dẫn học sinh kịp
thời, có hiệu quả.
2.5. Dự kiến những khó khăn mà học sinh gặp phải
Nhiệm vụ 1: Nghiên cứu tính chất chuyển động thẳng đều của bọt khí
trong ống thuỷ tinh đựng nước
Ở thí nghiệm này, tôi dự kiến học sinh sẽ gặp một số khó khăn:
– Khó tìm được ống thuỷ tinh theo đúng yêu cầu, hoặc nếu có nghĩ đến
dùng đèn ống thuỷ tinh hỏng thì rất khó cắt một đầu của bóng, việc rửa sạch
ống cũng không đơn giản; hay việc suy nghĩ xem vận tốc của bọt khí phụ thuộc
vào những yếu tố nào thì cũng rất khó khăn.
Khi học sinh gặp khó khăn đó thì giáo viên dự kiến sẽ hướng dẫn các em:
+ Nếu học sinh chưa nghĩ đến dùng đèn ống cắt bỏ một đầu sau đó rửa sạch
ống bằng nước sạch thì chúng tôi sẽ hướng dẫn học sinh theo hướng đó.
+ Nếu học sinh đã nghĩ đến và thực hiện theo phương án đã được giáo
viên hướng dẫn nhưng vẫn gặp khó khăn là nơi ở của học sinh không có chỗ
cắt kính, phải đi rất xa mới làm được thì chúng tôi có thể đưa ra phương án
hướng dẫn học sinh mua ống thuỷ tinh (nếu nơi ở của các em có cơ sở chế tạo).
+ Trong quá trình làm thực nghiệm, nếu học sinh không nghĩ đến vận tốc
của bọt không khí phụ thuộc vào tiết diện của ống thì giáo viên có thể hướng
dẫn học sinh thảo luận để tìm ra được.
+ Nếu học sinh có khó khăn không thể có được các ống thuỷ tinh có tiết
diện khác nhau thì GV sẽ cung cấp cho học sinh các ống thuỷ tinh đó và yêu
cầu học sinh tìm phương án hạn chế những nhược điểm của ống thuỷ tinh là dễ
vỡ.
– Một khó khăn nữa mà học sinh gặp phải là không tìm kiếm được nút
bằng cao su để đậy ống nghiệm sao cho nó không bị hở. Khi đó tôi sẽ gợi ý học
sinh mượn ở phòng hoá học ở trường phổ thông. Nếu không được thì tôi dự
kiến sẽ mượn ở phòng thí nghiệm của nhà trường một số nút cao su để đưa cho
các em.
– Khi làm thí nghiệm, học sinh sẽ còn gặp khó khăn khi nghiên cứu sự
phụ thuộc vận tốc của bọt không khí với góc nghiêng  vì thấy trái với suy
nghĩ của các em là khi góc nghiêng lớn hơn 45 độ thì vận tốc của bọt không khí
lại giảm khi góc nghiêng tăng. Lúc đó tôi dự kiến sẽ hướng dẫn các em:
+ Trong quá trình thực hiện thí nghiệm khi thấy có sự bất thường của kết
quả thì các em hãy tập trung nghiên cứu kĩ và xem xét với góc  tăng từng độ
xem kết quả như thế nào và làm thật nhiều lần để có kết luận chính xác.
+ Ngoài ra, nếu các nhóm thực hiện thí nghiệm đưa ra dự đoán là vận tốc
của bọt khí tăng nếu góc nghiêng tăng thì tôi có thể đặt câu hỏi cho học sinh là
liệu vận tốc của bọt khí có tăng tỉ lệ thuận với độ tăng của góc nghiêng không
và nó có tăng mãi nếu góc nghiêng  cứ tăng dần đến 90 độ không?
Với cách hướng dẫn học sinh như vậy, tôi tin là sẽ giúp các em giải toả
tâm lý căng thẳng, phát huy hết được tính tính cực và phát triển năng lực sáng
tạo của mình.
Nhiệm vụ 2: Thí nghiệm nghiên cứu về chuyển động của quả bóng bàn
có chứa chất lỏng nhớt (Glyxerin, nước rửa bát..).
Ở thí nghiệm này chúng tôi giao cho học sinh với nhiệm vụ rất cụ thể,
tuy nhiên khi thực hiện nhiệm vụ này, học sinh sẽ không tránh khỏi những khó
khăn. Vì vậy tôi dự kiến hướng dẫn học sinh khi các em như sau:
– Khó khăn đầu tiên là có thể có nhóm các em không nghĩ đến việc dùng
khung nhôm của cửa kính, cửa chớp làm đường chuyển động cho bóng bàn.
Nếu vậy, chúng tôi dự kiến sẽ hướng dẫn các em: Vật liệu có thể tạo ra độ
phẳng nhẵn tốt nhất mà các em có thể tìm được trong cuộc sống hàng ngày là
những vật liệu nào?
Cách gợi ý này có thể các em sẽ nghĩ đến việc làm mặt phẳng nghiêng
bằng khung nhôm, bằng inox..v.v… nhưng có thể sẽ chưa nghĩ đến việc dùng
khung nhôm có rãnh để bóng chuyển động. Cũng có thể các em sẽ đưa ra
phương án dùng mặt phẳng bằng gỗ, bào nhẵn đi làm đường cho bóng chuyển
động mà cũng chưa nghĩ đến việc làm rãnh để định hướng chuyển động của
bóng.
Nếu vậy tôi dự kiến sẽ gợi ý các em bằng các câu hỏi: Nếu các em thả
bóng bàn trên mặt phẳng nghiêng thông thường thì việc thả bóng ở các lần
khác nhau liệu có hoàn toàn giống nhau không và quĩ đạo chuyển động của
bóng trong các lần thả đó có giống nhau không? Nếu quĩ đạo mà bóng chuyển
động ở các lần thí nghiệm không giống nhau thì có khó khăn khi nghiên cứu
không?
Với cách đặt các câu hỏi định hướng như vậy sẽ là những gợi ý để các
em suy nghĩ đến việc tạo ra một đường (rãnh) với mặt phẳng nghiêng bằng gỗ
hay lựa chọn khung nhôm có rãnh để định hướng chuyển động của quả bóng
sao cho mọi lần làm thí nghiệm, quả bóng chuyển động giống hệt nhau.
– Học sinh còn có thể gặp khó khăn nữa là không biết đưa chất nhớt vào
bóng như thế nào. Khi đó, tôi sẽ gợi ý cho các em như: Để đưa được chất lỏng
nhớt vào bình thì thông thường hay dùng dụng cụ gì? Khi đó học sinh sẽ nghĩ

Xem bản đầy đủ trên google drive: TẠI ĐÂY

Các thầy cô cần file liên hệ với chúng tôi tại fanpage facebook O2 Education

Hoặc xem nhiều SKKN hơn tại:  Tổng hợp SKKN luận văn luận án O2 Education

SKKN Thiết kế và chế tạo một số thiết bị thí nghiệm kết nối với điện thoại thông minh được sử dụng trong dạy học vật lí nhằm bồi dưỡng năng lực thực nghiệm của học sinh

ĐIỀU KIỆN HOÀN CẢNH TẠO RA SÁNG KIẾN
Đổi mới giáo dục đã và đang là một trong những nhiệm vụ quan trọng
và vô cùng cấp thiết của ngành Giáo dục nhằm thực hiện mục tiêu tạo ra nguồn nhân lực
đáp ứng yêu cầu phát triển xã hội. Nghị quyết hội nghị Trung ương 8 khóa XI của
BCHTW đã nhấn mạnh: “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 khich 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…”
Như vậy, chương trình giáo dục của nước ta cần phải đổi mới cả về nội dung, phương
pháp và phương tiện dạy học từ giáo dục định hướng nội dung sang giáo dục định hướng
phát triển năng lực.
Chương “Dao động cơ” là một chương nằm ở đầu chương trình vật lí lớp 12 ở
trường THPT. Để HS hiểu rõ hơn về quá trình nghiên cứu quy luật dao động của các loại
con lắc, ngoài việc sử dụng phương trình động lực học và các phương trình tổng hợp lực
để thiết lập tìm ra dạng đồ thị của li độ theo thời gian, HS cần được quan sát hoặc tiến
hành các TN để khảo sát trực tiếp dạng đồ thị này, tính toán định lượng một số đại lượng
cơ bản như biên độ, tần số… Các kiến thức này có đặc điểm là có thể xây dựng theo kiểu
dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề theo con đường SLLT nhằm bồi dưỡng năng lực
thực nghiệm của học sinh. Để dạy học các kiến thức về dao động của các loại con lắc một
cách hiệu quả, ngoài việc cần nghiên cứu một cách cụ thể tiến trình dạy học giải quyết
vấn đề cho các nội dung kiến thức này còn cần có TBTN đảm bảo được các yêu cầu về
mặt kĩ thuật, tiện dụng, đảm bảo tính chính xác và thẩm mĩ. Đặc biệt, nếu TBTN được
tiến hành dưới dạng TN thực tập của HS sẽ giúp tăng cường hoạt động thực nghiệm của
HS trong giờ học, nhờ đó có thể phát triển toàn diện cả về kiến thức, kĩ năng cũng như có
thể dễ dàng chiếm lĩnh các nội dung kiến thức mới.
2
Đối với nội dung dạy và học phần “Dao động” trong chương trình Vật Lý lớp 11-
chương trình GDPT, đây là phần nội dung mang tính thực tiễn cao nghiên cứu về các dao
động cơ học trong cuộc sống, nguyên nhân của các chuyển động và quy luật của các
chuyển động đó. Trong đó có dao động của con lắc lò xo, dao động của con lắc đơn, đao
động của con lắc vát lý,… Nhìn chung, các bộ thí nghiệm sử dụng trong phần dao động
còn chịu ảnh hưởng của lực cản, chưa đo được các giá trị cụ thể của tọa độ theo thời gian.
Một trong những cách để cải thiện chất lượng các phòng thí nghiệm đó là sử
dụng công nghệ máy tính hiện đại hoặc điện thoại thông minh trong các thí nghiệm biểu
diễn và thực hành của học sinh. Điện thoại thông minh, công nghệ thông tin và truyền
thông hiện đại là một phần thiết yếu trong cuộc sóng hàng ngày của chúng ta. Do đó
việc ứng dụng công nghệ thông tin vào trong dạy học Vật lí là một điều tất yếu.
Để giải quyết vấn đề này tôi đã sử dụng cảm biến và Arduino. Vì, cảm biến có thể
đo được trực tiếp các đại lượng vật lý trên, ngoài ra cảm biến và Arduino có cấu tạo nhỏ
gọn, chi phí thấp nhưng có thể tương tác giữa môi trường và các thiết bị điện tử để đo
đạc, điều khiển góp phần giải quyết một số vấn đề đang gặp phải của thí nghiệm phổ
thông như: vấn đề về giá thành, vấn đề về kích thước và vấn đề dụng cụ đo đạc chưa đo
được trực tiếp một số đại lượng vật lý,… Ngoài ra, arduino dễ sử dụng, lập trình đơn giản
và có thể học một cách nhanh chóng.
Các số liệu thu thập được từ cảm biến và arduino sẽ hiển thị lên màn hình điện
thoại thông minh thông qua kết nối bluetooth. Vì hiện nay với sự phát triển của khoa học
kỹ thuật thì điện thoại thông minh được sử dụng phổ biến, giá cả thấp, hầu như mỗi
người đều sử dụng và phần lớn các học sinh đều sở hữu chiếc điện thoại thông minh có
thể kết nối bluetooth.
Với các lí do trên, chúng tôi đã lựa chọn và nghiên cứu giải pháp: “Thiết kế và chế
tạo thiết bị thí nghiệm kết nối với điện thoại thông minh được sử dụng trong dạy học
vật lí nhằm bồi dưỡng năng lực thực nghiệm của học sinh.”
II. MÔ TẢ GIẢI PHÁP
1. Thực trạng dạy học các kiến thức về dao động của con lắc đơn và con lắc lò
xo ở trường THPT
1.1. Thực trạng sử dụng thiết bị thí nghiệm
3
Thực trạng về thiết bị thí nghiệm
– Các trường phổ thông ở các tỉnh thường kết hợp phòng thiết bị của các môn lại chung
trong một phòng, chưa có phòng thực hành bộ môn riêng; chỉ có các trường thành phố mới
được trang bị phòng thực hành bộ môn riêng, tuy nhiên các phòng học này vẫn chưa được sử
dụng hiệu quả.
– Các TBTN đã có không đảm bảo (hỏng hóc, mất mát chi tiết) dẫn đến TN cho kết quả
không chính xác.
– TBTN đã có chưa đáp ứng được các yêu cầu về dạy học theo hướng phát huy tính tích
cực và phát triển năng lực thực nghiệm của HS.
Thực trạng sử dụng thiết bị thí nghiệm
Nhìn chung, các TBTN được cung cấp không được sử dụng hoặc có sử dụng nhưng
không hiệu quả. Nguyên nhân là do chất lượng của thiết bị chưa đảm bảo, chưa có định
hướng dạy học phát triển năng lực có sử dụng các thiết bị này một cách cụ thể nhằm đạt
được hiệu quả tối ưu trong hoạt động dạy và học.
1.2. Các sai lầm của học sinh thường gặp trong tiến hành thí nghiệm
– Cho rằng chu kì dao động của các con lắc phụ thuộc vào ban đầu kéo vật ra khỏi vị trí cân
bằng một đoạn bao nhiêu và tác dụng lực mạnh hay yếu vào vật ngay trước lúc buông tay.
– Cho rằng chu kì dao động của con lắc lò xo thẳng đứng phụ thuộc vào gia tốc trọng trường
g và khối lượng vật nặng do ở vị trí cân bằng, dưới tác dụng của vật nặng, lò xo dãn ra một
đoạn xác định.
– Cho rằng chu kì dao động của con lắc đơn phụ thuộc vào khối lượng vật nặng, vật càng
nặng thì chu kì dao động càng tăng.
– Cho rằng biểu thức tính chu kì dao động của con lắc đơn và con lắc vật lí là như nhau (cùng
phụ thuộc vào các đại lượng như nhau).
1.3. Những ưu điểm, nhược điểm của các thiết bị thí nghiệm đã biết được sử
dụng trong dạy học các kiến thức về dao động
Trong danh mục các TBTN để dạy học các kiến thức về dao động của các loại con
lắc chỉ có các thiết bị khảo sát chu kì dao động của con lắc đơn và con lắc lò xo thẳng
đứng; thiết bị ghi đồ thị li độ dao động của con lắc đơn. Ngoài ra còn có TN ảo với phần
mềm Crocodile dành cho con lắc lò xo thẳng đứng, một số thí nghiệm sử dụng cảm biến
lực và bộ chuyển đổi Elab được nối với máy tính sử dụng phần mềm Coach 7 trên máy
tính
4

Hình 1:Thiết bị khảo sát dao động của các loại con lắc.

1.3.1. Ưu điểm
– TBTN khảo sát chu kì dao động của con lắc đơn, con lắc lò xo thẳng đứng tương đối đơn
giản và dễ tiến hành.
– TBTN ghi đồ thị li độ dao động của con lắc đơn: có thể THTN biểu diễn hoặc TN thực
hành (trong giờ thực hành cuối chương) để HS quan sát trực quan dạng đồ thị li độ dao động.
– TN ảo đối với con lắc lò xo thẳng đứng sử dụng phần mềm Crocodile thì dễ tiến hành, cho
số liệu TN chính xác.
– Bộ thí nghiệm sử dụng cảm biến lực và bộ chuyển đổi Elab được nối với máy tính
sử dụng phần mềm Coach 7 trên máy tính sẽ tự động thu thập số liệu và vẽ đồ thị dao
động của vật, dùng khớp hàm để tìm hàm dao động của lò xo.
– TBTN kết nối với máy vi tính cho kết quả chính xác, tin cậy.
– Thiết bị ghi lại hình chiếu của li độ dao động lên một bản phẳng chuyển động đều có sử
dụng bút từ ghi đã hạn chế được tác hại của lực ma sát nên kết quả thu được đáng tin cậy.
Việc tiến hành lại TN cũng thuận lợi hơn do không phải mất công lau rửa bản ghi như đối
với việc ghi bằng bút lông.
1.3.2. Nhược điểm
– TBTN khảo sát chu kì dao động của con lắc đơn, con lắc lò xo thẳng đứng đều dưới dạng
TN biểu diễn của GV, chỉ xác định được chu kì mà không nghiên cứu được quy luật dao
động. Việc xác định chu kì thông qua việc đo thời gian giữa một số lần vật đi qua vị trí cân
bằng/vị trí biên không được chính xác, do việc đếm khi nào vật đến vị trí cân bằng/vị trí biên
chỉ là tương đối, chủ quan.
5
– TBTN ghi đồ thị li độ dao động của con lắc đơn: TN này khó tiến hành, ma sát giữa bút
lông và mặt bảng làm dao động tắt dần nhanh, do sử dụng bút lông và bản ghi nên phải tẩy
xóa, lau rửa bản ghi mỗi lần muốn tiến hành lại TN gây bẩn tay và mất thời gian.
– TN ảo đối với con lắc lò xo thẳng đứng sử dụng phần mềm Crocodile: TN này có điểm hạn
chế là không phải TN thực nên mức độ tin cậy đối với HS chưa được cao.
– TBTN kết nối với máy vi tính của nước ngoài thì đắt tiền, giao diện tiếng nước ngoài khó
sử dụng trong dạy học ở phổ thông ở Việt Nam.
– TBTN kết nối với máy vi tính trong nước vẫn có sơ đồ kết nối phức tạp và chi phí tuy có
giảm nhưng vẫn khá cao.
– TBTN ghi đồ thị li độ dao động bằng bút từ có hệ thống tương đối cồng kềnh do có nhiều
chi tiết, việc phân tích kết quả thu được từ thí nghiệm gồm nhiều công đoạn (chụp ảnh đồ thị
thu được, phân tích bằng máy tính…) phần mềm Coach 7 để hiển thị và xử lí số liệu tự động
cần mua bản quyền với giá cao.
– Cho rằng nếu đem con lắc lò xo ngang cho dao động thẳng đứng thì chu kì sẽ thay đổi.
Như vậy, các TBTN khảo sát về dao động của các loại con lắc đã có ở trường phổ thông hiện
nay chưa đáp ứng được yêu cầu của việc dạy và học, chưa đảm bảo tính chính xác và tiện
dụng cho quá trình nghiên cứu, chưa có TBTN dưới dạng thực tập hỗ trợ hoạt động học tập
của HS ngay trong quá trình tìm hiểu kiến thức mới.
2. MÔ TẢ GIẢI PHÁP
2.1. Vấn đề cần giải quyết.
Sử dụng điện thoại thông minh có thể kết nối với thí nghiệm Vật lí để hiển thị các thông tin,
số liệu thu thập được từ tiến hành thí nghiệm, vẽ đồ thị li độ – thời gian. TBTN kết nối với
điện thoại thông minh có sơ đồ kết nối đơn giản và chi phí rẻ hơn những thiết bị thí nghiệm
kết nối với máy tính.
2.2. Những đặc tính mới, sự khác biệt của TBTN kết nối với điện thoại thông
minh.
a. Sử dụng điện thoại thông minh trong dạy học vật lí
Hiện nay, trong bối cảnh xã hội chuyển biến mạnh mẽ, hướng đến chuyển đổi số
trong giáo dục, ngành giáo dục đang hướng dẫn và khuyến khích giáo viên, học sinh sử
dụng và ứng dụng công nghệ thông tin trong dạy học. Khi đã dạy học qua internet thì

Tính mới

6
phải có phương tiện cho học sinh truy cập vào các nguồn học liệu như máy tính, điện
thoại di động và các công cụ khác,… Điện thoại thông minh thiết bị có thể thay thế một
phần máy tính
Điện thoại thông minh hay smartphone là một loại điện thoại di động cầm tay được
tích hợp nhiều chức năng như một chiếc laptop: chụp ảnh, quay phim, chơi game, văn
phòng, đồ họa, video call, định vị toàn cầu,…Một số hãng sản xuất điện thoại thông minh
như: Samsung, Apple, Oppo, Vivo, Xiaomi,…với các hệ điều hành như Android, iOS,
Window,… Trong đó, có tới 80% điện thoại thông minh sử dụng hệ điều hành Android.
Ngày nay, bởi sự tiện dụng cũng như giá cả phải chăng mà điện thoại thông minh
được sử dụng phổ biến thậm chí trong cả học sinh, sinh viên. Chính vì vậy, việc sử dụng
điện thoại thông minh trong dạy học là một thuận lợi, không chỉ thế điện thoại thông
minh với vai trò như một chiếc máy tính nhỏ gọn nó thay thế được một phần của máy
tính trong dạy học nói chung cũng như dạy học Vật Lý nói riêng.
Thứ nhất, trình chiếu các nội dung học tập: các nhiệm vụ học tập, các powerpoint,
các video về thí nghiệm mô phỏng hay các mô hình chuyển động, tranh ảnh… từ điện
thoại lên máy chiếu. Ví dụ một chiếc điện thoại thông minh hệ điều hành Android như
Samsung S7 có thể kết nối với các máy chiếu của Espon hay Panasonic bằng các ứng
dụng không dây như wifi, bluetooth,…
Thứ hai, điện thoại thông minh có thể kết nối mạn internet để là một môi trường
trao đổi học tập giữa giáo viên với học sinh, giữa học sinh với học sinh. Ngoài ra điện
thoại thông minh kết nối internet cũng là nguồn tài liệu học tập phong phú cho giáo viên
và học sinh.
b. Thiết bị thí nghiệm kết nối với điện thoại thông minh
Để hỗ trợ các TN vật lí thì điện thoại thông minh cần được kết nối với các TBTN.
Sơ đồ hệ thống TN ghép nối với điện thoại thông minh về mặt nguyên lí:
Arduino Uno
R3 xử lý và
ghi nhận số
liệu
Nguồn DC 5
V
Khối cảm
biến
Module
bluetooth
Điện
thoại
thông
minh
Sơ đồ 1: Hệ thống thí nghiệm ghép nối với điện thoại thông minh
7
Theo sơ đồ này, việc thu thập các số liệu đo về đối tượng nghiên cứu được đảm
nhm bởi bộ phận có tên là bộ “cảm biến”. nguyên tắc làm việc của bộ cảm biến như sau:
trong bộ cảm biến, các tương tác của đối tượng đo lên bộ cảm biến dưới các dạng khác
nhau như cơ, nhiệt, điện, quang, từ… đều được chuyển thành tín hiệu điện. Mỗi một bộ
cảm biến nói chung chỉ có một chức năng hoặc chuyển tín hiệu cơ sang tín hiệu điện,
hoặc chuyển tín hiệu quang sang tín hiệu điện.
Sau khi tín hiệu điện được hình thành tại bộ cảm biến, nó sẽ được chuyển qua mạch
điều khiển Arduino, và được hiển thị trên điện thoại thông minh thông qua Bluetooth.
Như vậy, các tín hiệu được coi là cơ sở dữ liệu và có thể lưu trữ lâu dài điện thoại thông
minh.
Các ưu điểm cơ bản của TN được hỗ trợ bằng điện thoại thông minh:
– Có tính trực quan cao hơn trong việc trình bày số liệu đo, hiển thị kết quả.
– Tiết kiệm rất nhiều thời gian do thu thập cũng như xử lí số liệu hoàn toàn tự động.
– Cho phép thu thập nhiều bộ dữ liệu thực nghiệm trong thời gian rất ngắn.
– Độ chính xác cao do sử dụng các thiết bị và phương pháp tính hiện đại.
– Tiết kiệm thời gian lắp đặt TN.
– Không đòi hỏi ở người sử dụng những hiểu biết nhiều về những chức năng của
điện thoại thông minh, hay ngôn ngữ lập trình, cac app trên điện thoại.
Hiện nay ở Việt Nam, thiết bị TN kết nối với điện thoại thông minh vẫn còn mới
mẻ, chưa có nhiều nghiên cứu về lí luận cũng như thực tiễn về vấn đề này để khai thác
những ưu điểm của điện thoại thông minh trong dạy học.
2.3. Nội dung giải pháp
CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÍ LUẬN
1.1.Năng lực thực nghiệm
1.1.1. Khái niệm năng lực thực nghiệm
8
Năng lực thực nghiệm là một trong những năng lực thuộc nhóm năng lực chuyên biệt của
các môn khoa học nói chung và môn Vật lí nói riêng, là năng lực quan trọng cần bồi dưỡng và
phát triển cho HS trong dạy học Vật lí.
Theo Phạm Thị Bích Đào và Đặng Thị Oanh [2]: “NLTN là khả năng vận dụng các kiến
thức, kĩ năng thực nghiệm cùng với thái độ tích cực và hứng thú để giải quyết các vấn đề đặt ra
trong thực tiễn một cách phù hợp và hiệu quả. NLTN của HS phố thông là khả năng vận dụng
các kiến thức, kĩ năng thực nghiệm cùng với thái độ tích cực và hứng thú để giải quyết các
nhiệm vụ đặt ra trong quá trình học tập và vấn đề đặt ra liên quan đến thực tiễn một cách phù
hợp, hiệu quả của NLTN được thể hiện thông qua hoạt động thực hiện thành công thí nghiệm,
chế tạo các dụng cụ thí nghiệm hoạt động dựa trên nguyên tắc, định luât liên quan đến khoa học
tự nhiên để phục vụ cuộc sống. Như vậy, NLTN gắn liền với khả năng hành động, đòi hỏi học
sinh phải giải thích được, làm được, vận dụng được những kiến thức lý thuyết vào thực tiễn”.
Như vậy, theo nghĩa rộng, NLTN là khả năng HS vận dụng nhữn kinh nghiệm, tri thức, kĩ
năng của bản thân một cách hợp lí, khoa học để thực hiện thành công một nhiệm vụ thực nghiệm
trong quá trình học tập, nghiên cứu.
Theo nghĩa hẹp, NLTN là khả năng thực hiện thành công việc phát hiện vấn đề cần giải
quyết bằng phương pháp thực nghiệm; đề xuất được các dự đoán, giả thuyết; thiết kế và tiến
hành được các phương án thí nghiêm, nhật xét được kết quả và rút ra được kết luận về kiến thức.
1.1.2. Cấu trúc năng lực thực nghiệm
Theo Schreiber, N.,Theyssen, H  Schecker, H [16], cấu trúc của NLTN bao gồm 4 thành
tố và 16 chỉ số hành vi được thể hiện bằng sơ đồ dưới đây.
9

NĂNG LỰC THỰC NGHIỆM

Xác định vấn đề và đề xuấtphương	Thiết kế phương án thí nghiệm	Tiến hành thí nghiệm	Xử lí, phân tích, báo cáo, kết luận.
Xác định câu hỏi, mục đích TN	Xác định phương án TN	Lựa chọn các dụng cụ, thiết bị TN	Xử lí kết quả TN
Đề xuất các dự đoán	Xác địnhdụng cu, thiết bi TN	Sử dụng dụng cụ, thiết bị	Phân tích kết quả
Đề xuất các hệ quả rút ra từ dự đoán/ giả thuyết có thể kiểm tra bằng TN	Mô tả thiết kế TN	Thực hiện quy trình TN	Báo cáo kết quả
Đề xuất phương án TN	Xác định quy trình TN	Thu thập thông tin về kết quả TN	Rút ra kết luận về kiến thức

án
Sơ đồ 1.1 : Cấu trúc năng lực thực nghiệm
10
1.1.3. Các mức độ biểu hiện của năng lực thực nghiệm của HS trong học tập
Dựa vào luận án Tiến sĩ của XAYPASEUTHVYLAYCHI do PGS. TS. Nguyễn Văn Biên
và TS. Nguyễn Anh Thuấn hướng dẫn [16], mức độ biểu hiện của năng lực thực nghiệm của HS
được xây dựng :
a) Xác định được mục đích thí nghiệm và đưa ra được các dự đoán.

Chỉ số hành vi	Tiêu chí chất lượng
Mức 1	Mức 2	Mức 3	Mức 4
1.1.Thực hiện các suy luận lôgic để tìm được hệ quả cần kiểm nghiệm	HS mô tả được các suy luận lôgic để tìm được một số hệ quả cần kiểm nghiệm đơn giản với sự hướng dẫn của giáo viên.	HS thực hiện được các suy luận lôgic để tìm được hệ quả cần kiểm nghiệm với sự hướng dẫn của giáo viên.	HS thực hiện được các suy luận lôgic để tìm được hệ quả cần kiểm nghiệm, đầy đủ và chính xác với sự hướng dẫn của giáo viên.	HS tự thực hiện được các suy luận lôgic để tự tìm được hệ quả cần kiểm nghiệm, đầy đủ và chính xác.
1.2.Xác định được kết luận cần rút ra từ thí nghiệm	HS mô tả được kết luận cần rút ra từ thí nghiệm đơn giản.	HS mô tả được kết luận cần rút ra đầy đủ nhưng có sự hỗ trợ của giáo viên.	HS tự xác định được kết luận cần rút ra đầy đủ.	HS tự xác định được kết luận cần rút ra đầy đủ và phân tích được cơ sở của mục đích thí nghiệm.
1.3 Đề xuất được các dự đoán	HS nêu được môt phần dự đoán quy luật chuyển động.	HS đưa ra được các phương án thí nghiệm đầy đủ và chính xác.	HS tự nêu được nhiều dự đoán quy luật chuyển động	HS tự nêu được nhiều dự đoán quy luật chuyển động có thể kiểm nghiệm bằng thực nghiệm

b) Thiết kế phương án thí nghiệm

Chỉ số hành vi	Tiêu chí chất lượng
Mức 1	Mức 2	Mức 3	Mức 4
2.1. Xác định	HS mô tả được	HS xác định	HS xác định	HS tự xác định

11

được các dụng cụ thí nghiệm cần sử dụng	các dụng cụ thí nghiệm từ thiết kế đã có.	được các dụng cụ thí nghiệm đầy đủ từ thiết kế đã có dưới sự hướng dẫn của giáo viên.	được dụng cụ thí nghiệm đầy đủ và chính xác dưới sự hướng dẫn của giáo viên.	được các dụng cụ thí nghiệm đầy đủ và chính xác.
2.2. Xác định được cách bố trí thí nghiệm	HS mô tả được cách bố trí thí nghiệm chính từ thiết kế đã có dưới sự hướng dẫn của giáo viên.	HS mô tả được đầy đủ cách bố trí thí nghiệm chínhtừ thiết kế đã có.	HS mô tả được đầy đủ và chính xác cách bố trí thí nghiệm chính dưới sự hỗ trợ của giáo viên.	HS tự mô tả được đầy đủ và chính xác cách bố trí thí nghiệm chính.
2.3. Dự kiến thu thập số liệu	HS mô tả được việc thu thập số liệu từ thiết kế đã có.	HS môtả được đầy đủ việc thu thập số liệutừ thiết kế đã có.	HS dự kiến được đầy đủ và chính xác việc thu thập số liệu dưới sự hướng dẫn của giáo viên.	HS tự dự kiến được đầy đủ và chính xác việc thu thập số liệu
2.4. Dự kiến xử lí số liệu	HS mô tả được cách xử lí số liệu từ thiết kế đã có.	HS dự kiến được cách xử lí số liệu hợp lí từ thiết kế đã có.	HS dự kiến được cách xử lí số liệu hợp lí và đầy đủ dưới sự hướng dẫn của giáo viên.	HS tự dự kiến được cách xử lí số liệu hợp lí và đầy đủ.

c) Tiến hành thí nghiệm theo các phương án đã thiết kế

Chỉ số hành vi	Tiêu chí chất lượng
Mức 1	Mức 2	Mức 3	Mức 4
3.1.Tìm hiểu được các bộ phận của thiết bị thực tương ứng	HS mô tả được các bộ phận thiết bị sẵn có với sự hướng dẫn của giáo viên.	HS mô tả được các bộ phận thiết bị sẵn có đầy đủ.	HS tìm hiểu được các bộ phận thiết bị sẵn có đầy đủ và chính xác dưới sự hướng dẫn của giáo	HS tự lắp ráp, tự bố trí và tự tiến hành thí nghiệm mới đầy đủ và chính xác.

12

với phương ánđã xây dựng	viên.
3.2.Thực hiện thí nghiệm theo kế hoạch với thiết bị thực	HS tham gia tiến hành thí nghiệm theo kế hoạch với thiết bị sẵn có.	HS tham gia tiến hành thí nghiệm theo kế hoạch với thiết bị sẵn có đầy đủ.	HS tự thực hiện thí nghiệm theo kế hoạch với thiết bị mới đầy đủ và chính xác dưới sự hướng dẫn của giáo viên.	HS tự thực hiện thí nghiệm theo kế hoạch với thiết bị mới đầy đủ và chính xác.

d) Phân tích và đánh giá kết quả, rút ra kết luận

Chỉ số hành vi	Tiêu chí chất lượng
Mức 1	Mức 2	Mức 3	Mức 4
4.1. Xử lí số liệuthực tương ứng	HS ghi chép cách xử lí được số liệu.	HS xử lí được các số liệu đơn giản.	HS xử lí được số liệu chính xác dưới sự hướng dẫn của giáo viên.	HS tự xử lí được số liệu chính xác.
4.2. Rút ra kết luận	HS trình bày được các kết luận rút ra từ thí nghiệm.	HS trình bày được các kết luận rút ra từ thí nghiệm đơn giản.	HS trình bày được các kết luận rút ra từ thí nghiệm, hợp lí và chính xác dưới sự hướng dẫn của giáo viên.	HS trình bày được các kết luận rút ra từ thí nghiệm, hợp lí và chính xác.

1.1.4.Các biện pháp bồi dưỡng và phát triển năng lực thực nghiệm của học
sinh
a. Để phát triển năng lực thực nghiệm của HS, cần chú ý đến các biện pháp sau:
– Tổ chức hoạt động bồi dưỡng năng lực thực nghiệm gắn liền với quá trình xây dựng kiến
thức mới: Kiến thức vật lí trong trường phổ thông là những kiến thức đã được loài người
13
khẳng định; tuy vậy, chúng luôn luôn là mới mẻ đối với HS. Việc nghiên cứu kiến thức mới
sẽ thường xuyên tạo ra những tình huống đòi hỏi HS phải đưa ra những ý kiến mới, giải pháp
mới phải giải quyết bằng thực hành TBTN.
– Luyện tập phỏng đoán, dự đoán, xây dựng giả thuyết: Như đã biết, dự đoán có vai trò rất
quan trọng trên con đường tìm ra các quy luật tự nhiên. Dự đoán dựa chủ yếu vào trực giác,
TN giúp học sinh đưa ra dự đoán một cách trực quan. Có thể có các cách dự đoán sau đây
trong giai đoạn đầu của hoạt động nhận thức vật lí của HS:
+ Dựa vào sự liên tưởng tới một kinh nghiệm đã có.
+ Dựa vào TBTN mở đầu.
+ Dựa trên sự tương tự: dựa trên một dấu hiện bên ngoài giống nhau mà dự đoán sự giống
nhau về bản chất; dựa trên sự giống nhau về cấu tạo mà dự đoán sự giống nhau về tính chất;
dựa trên sự xuất hiện đồng thời giữa hai hiện tượng mà dự đoán giữa chúng có quan hệ nhân
quả; dựa trên nhận xét thấy: hai hiện tượng luôn luôn biến đổi đồng thời, cùng tăng hoặc
cùng giảm mà dự đoán về quan hệ nhân quả giữa chúng; dựa trên sự thuận nghịch thường
thấy của nhiều quá trình; dựa trên sự mở rộng phạm vi ứng dụng của một kiến thức đã biết
sang một lĩnh vực khác; dự đoán về mối quan hệ định lượng
– Luyện tập đề xuất phương án kiểm tra dự đoán:Trong nghiên cứu vật lí, một dự đoán, một
giả thuyết thường là một sự khái quát các sự kiện thực nghiệm nên nó có tính chất trừu
tượng, tính chất chung, không thể kiểm tra trực tiếp được. Muốn kiểm tra xem dự đoán, giả
thuyết có phù hợp với thực tế không, ta phải xem điều dự đoán đó biểu hiện trong thực tế
như thế nào, có những dấu hiệu nào có thể quan sát được. Điều đó có nghĩa là: từ một dự
đoán, giả thuyết, ta phải suy ra được một hệ quả có thể quan sát được trong thực tế, sau đó
THTN để xem hệ quả rút ra bằng suy luận đó có phù hợp với kết qủa TN không. Hệ quả suy
ra được phải khác với những sự kiện ban đầu dùng làm cơ sở cho dự đoán thì mới có ý
nghĩa.Vì vậy thiết kế được nhiều phương án thí nghiệm để kiểm tra dự đoán cho số hệ quả
phù hợp với thực tế càng nhiều thì dự đoán càng trở thành chắc chắn, sát với chân lí hơn, vì
vậy cần có nhiều bộ thí nghiệm dể kiểm tra cùng một hệ quả rút ra từ SLLT thì dự đoán
càng có ý nghĩa. Qua đó năng lực thực nghiệm của học sinh cũng được phát triển.
1.2. Dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề
Có nhiều kiểu dạy học nhằm bồi dưỡng và phát triển năng lực thực nghiệm của HS trong học
tập, trong đó kiểu dạy học hiệu quả nhất đã được áp dụng trong dạy học là kiểu dạy học phát
hiện và giải quyết vấn đề.
14
1.2.1. Khái niệm “Dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề”
Theo V.Ôkôn, quan điểm dạy học PH & GQVĐ được trích dẫn bởi các
tài liệu[3], [10] “DH PH&GQVEĐ dưới dạng chung nhất là toàn bộ các hành động như tổ chức
các tình huống có vấn đề, biểu đạt (nêu ra) các VĐ (tập choHS quen dần để tự làm lấy công việc
này), chú ý giúp đỡ cho HS những điều cần thiết để GQVĐ, kiểm tra các cách giải quyết đó và
cuối cùng lãnh đạo quá trình hệ thống hóa và củng cố các kiến thức đã tiếp thu được”.
1.2.2. Các giai đoạn của tiến trình dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề
Theo tác giả Nguyễn Ngọc Hưng [3]: “Tiến trình xây dựng kiến thứctheo kiểu dạy học
phát hiện và giải quyết vấn đề bao gồm 4 giai đoạn đượcthể hiện qua sơ đồ dưới đây:

1. Làm nảy sinh vấn đề cần giải quyết từ tình huống (điều kiện) xuất phát: từ kiến thức cũ, kinh nghiệm, TN, bài tập, truyện kể lịch sử…

3. Giải quyết vấn đề 3.1. Suy đoán giải pháp GQVĐ: nhờ con đường lí thuyết hoặc con đường thực nghiệm. 3.2.Thực hiện giải pháp đã suy đoán.

Sơ đồ 1.2: Sơ đồ khái quát tiến trình xây dựng kiến thức theo kiểu DHPH&GQVĐ
Diễn giải sơ đồ:
Giai đoạn 1: Làm nảy sinh vấn đề cần giải quyết
GV giao cho HS một nhiệm vụ có tiềm ẩn VĐ. Từ cách đã biết và nhiệm vụ cần giải
quyết, nảy sinh nhu cầu về cái còn chưa biết, về một cách giải quyết không có sẵn nhưng hi vọng
có thể tìm tòi, xây dựng được.
Giai đoạn 2: Phát biểu vấn đề cần giải quyết (câu hỏi cần trả lời)
Dưới sự hướng dẫn của GV, HS phát biểu VĐ cần giải quyết (nêu câu hỏi cần trả lời, mà
câu trả lời cho câu hỏi nêu ra chính là nội dung kiến thức mới cần xây dựng).
Giai đoạn 3: Giải quyết vấn đề
Suy đoán giải pháp GQVĐ: Với sự định hướng của GV, HS trao đôi,thảo luận suy đoán
giải pháp GQVĐ: lựa chọn hoặc đề xuất mô hình (kiến thức đã biết, giả thuyết) có thể vận hành
được để đi tới cái cần tìm.Thực hiện giải pháp đã suy đoán:nhờ con đường lí thuyết hoặc con
đường thực nghiệm: HS vận hành mô hình (kiến thức đã biết, giả thuyết), rút ra kết luận logic về

2. Phát biểu vấn đề cần giải quyết (câu hỏi cần trả lời)

4. Rút ra kết luận (Kiến thức mới)

15
cái cần tìm, thiết kế phương án TN, tiến hành TN, thuthập và xử lí kết quả TN, rút ra kết luận về
cái cần tìm.
Giai đoạn 4: Rút ra kết luận:
Dưới sự hướng dẫn của GV, HS xem xétsự phù hợp giữa kết luận có được nhờ SLLT (mô
hình hệ quả logic) với kết luận có được từ các dữ liệu thực nghiệm (mô hình xác nhận).Khi có sự
phù hợp giữa hai kết luận này thì quy nạp chấp nhận kết quả tìm được. Kết luận đã tìm được trở
thành kiến thức mới.Khi không có sự phù hợp giữa hai kết luận này thì:
– Xem lại quá trình thực thi TN đã đảm bảo các điều kiện của TN chưa?
– Nếu quá trình thực thi TN đã đảm bảo các điều kiện, xem lại quá trình vận hành mô hình xuất
phát. Nếu quá trình vận hành mô hình không mắc phải sai lầm thì sẽ phải bổ sung, sửa đổi mô
hình xuất phát, thậm chí phải xây dựng mô hình mới. Mô hình mới thường khái quát hơn mô
hình trước, xem mô hình trước như là trường hợp riêng, trường hợp giới hạn của nó. Điều này
cũng có nghĩa là chỉ ra phạm vi áp dụng của mô hình xuất phát lúc đầu.GV chính xác hóa, bổ
sung, thể chế hóa kiến thức mới.Trên cơ sở vận dụng kiến thức mới đã thu hoạch được để giải
thích, tiên đoán các sự kiện và xem xét sự phù hợp giữa lí thuyết và thực nghiệm, lại đi tớiphạm
vi áp dụng của kiến thức đã xây dựng được và dẫn tới xây dựng những mô hình mới, các kiến
thức mới”. Cuối cùng quá trình hệ thống hóa và củng cố các kiến thức đã tiếp thu được.
Giai đoạn 5; Vận dụng kiến thức mới
Trên cơ sở vận dụng kiến thức mới đã thu được để giải thích, tiên đoán các sự kiện và xem
xét sự phù hợp giữa lí thuyết và thực nghiệm, lại đi tới chỉ ra phạm vi áp dụng của kiến thức
đã xây dựng được và dẫn tới xây dựng những mô hình mới (các kiến thức mới).Như vậy:
-TN trong quá trình xây dựng kiến thức như đã nêu thể hiện mối liên hệ biện chứng giữa
hành động lí thuyết và hành động thực nghiệm, giữa suy diễn và quy nạp, giữa tư duy logic
và tư duy trực giác.
– Trong dạy học, việc thiết lập được sơ đồ khái quát hóa tiến trình xây dựng kiến thức theo
kiểu dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề là cần thiết cho việc xác định mục tiêu dạy học
và soạn thảo tiến trình hoạt động dạy học cụ thể kiến thức mới (thiết kế việc tổ chức, kiểm
tra, định hướng hành động của HS đối với kiến thức cần dạy).
Tiến trình xây dựng kiến thức theo kiểu dạy học phát hiện và giải quyết cấn đề diễn ra theo
một trong hai con đường: con đường lí thuyết và con đường thực nghiệm. Vì kiến thức về
dao động của các loại con lắc có thể xây dựng theo con đường SLLT nên ở đây chúng tôi chỉ
đề cập đến kiểu dạy học giải quyết vấn đề theo con đường lí thuyết.
1.2.3. Tiến trình xây dựng kiến thức theo con đường lí thuyết của kiểu dạy
học phát hiện và giải quyết vấn đề
Sơ đồ khái quát tiến trình xây dựng kiến thức theo con đường lí thuyết của kiểu dạy học phát
hiện và giải quyết vấn đề được biểu diễn như sau:
16
17
1.3. Dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề nhằm bồi dưỡng năng lực thực
nghiệm của học sinh

3. Giải quyết vấn đề 3.2 Kiểm nghiệm kết quả đã tìm được bằng SLLT nhờ TN: – Xác định nội dung cần kiểm nghiệm nhờ TN: + Phân tích xem có thể kiểm nghiệm trực tiếp nhờ TN kết quả thu được từ SLLT hay không + Nếu không được, suy luận logic từ kết quả này ra hệ quả kiểm nghiệm được nhờ TN. – Thiết kế phương án TN để kiểm nghiệm kết quả đã thu được từ SLLT hoặc hệ quả của nó: cần những dụng cụ nào, bố trí chúng ra sao, THTN như thế nào, thu thập những dữ liệu định tính và định lượng nào, xử lí các dữ liệu TN này như thế nào? – Thực hiện TN: Lập kế hoạch TN, lắp ráp, bố trí và THTN, thu thập và xử lí các dữ liệu TN để đi tới kết quả. quả đã tìm được từ SLLT?

2. Phát biểu vấn đề cần giải quyết (câu hỏi cần trả lời)

4. Rút ra kết luận Đối chiếu KQTN với kết quả đã rút ra từ SLLT. Có 2 khả năng xảy ra: – Nếu KQTN phù hợp với kết quả đã tìm được từ SLLT thì kết quả này trở thành kiến thức mới. – Nếu KQTN không phù hợp với kết quả tìm được từ SLLT thì cần kiểm tra lại quá trình TN và quá trình suy luận từ các kiến thức đã biết. Nếu quá trình TN đã đảm bảo điều kiện mà TN cần tuân thủ và quá trình suy luận không mắc sai lầm thì KQTN đòi hỏi phải đề xuất giả thuyết mới. Quá trình kiểm trình kiểm tra tính đúng đắn của giả thuyết này sau đó sẽ dẫn tới kiến thức mới bổ sung, sửa đổi những kiến thức đã vận dụng lúc đầu tiên tàm tiên đề cho SLLT. Những kiến thức vận dụng lúc đầu này nhiều khi là trường hợp riêng, trường hợp giới hạn của kiến thức mới. Qua đó, phạm vi áp dụng các kiến thức đã vận dụng lúc đầu được chỉ ra.

Sơ đồ 1.3: Tiến trình xây dựng kiến thức theo con đường SLLT
1. Làm nảy sinh vấn đề cần giải quyết từ tình huống (điều kiện) xuất phát: từ kiến thức
cũ, kinh nghiệm, TN, bài tập, truyện kể lịch sử…
3.1 Giải quyết vấn đề nhờ SLLT, trong đó có suy luận toán học
– Suy đoán giải pháp giải quyết vấn đề:
+ Xác định các kiến thức đã biết cần vận dụng
+ Xác định cách vận dụng các kiến thức này để đi đến câu trả lời
– Thực hiện giải pháp đã suy đoán để tìm được kết quả
Làm thế nào để kiểm nghiệm nhờ TN kết

18
1.3.1. Vị trí, chức năng và vai trò của thí nghiệm trong dạy học phát hiện và
giải quyết vấn đề theo con đường lí thuyết
a) Vị trí của thí nghiệm
– So sánh với các giai đoạn của tiến trình xây dựng kiến thức theo con đường lí thuyết của
kiểu dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề nhận thấy rằng: trong tiến trình này, các TN có
thể được sử dụng trong giai đoạn làm nảy sinh vấn đề cần nghiên cứu và giai đoạn kiểm tra
kết quả thu được từ SLLT. Tuy nhiên, việc sử dụng TN trong cả hai giai đoạn này ở các mức
độ khác nhau, cụ thể là:
– Trong giai đoạn làm nảy sinh vấn đề cần nghiên cứu: Giai đoạn này có thể sử dụng các TN
đơn giản (thường là các TN định tính) dẫn đến nảy sinh câu hỏi đề xuất vấn đề. TN trong giai
đoạn này là không bắt buộc, có thể có hoặc không tùy thuộc vấn đề cần nghiên cứu.
– Trong giai đoạn giải quyết vấn đề, TN được sử dụng để kiểm tra các kết quả tìm ra được từ
SLLT. Đối với giai đoạn này, việc sử dụng TN là bắt buộc, thường là các TN định lượng,
dùng TN để kiểm tra sự tương đồng giữa kết quả thu được từ lí thuyết và từ thực nghiệm.
b) Chức năng và vai trò của thí nghiệm
Theo các tác giả Nguyễn Đức Thâm, Nguyễn Ngọc Hưng[3][10]: “Thí nghiệm Vật lí có
các chức năng và vai trò chủ yếu sau:
– TBTN được sử dụng để tiến hành các TN trong các giai đoạn khác
nhau của tiến trình DH và có các chức năng sau: làm nảy sinh vấn để cân giải
quyết, GQVĐ (TN hỗ trợ đề xuất giả thuyết, TN kiểm tra tính đúng đắn của
giả thuyết hoặc hệ quả suy luận logic từ giả thuyết, TN kiểm nghiệm kết quả từ SLLT hoặc
hệ quả của nó). Ngoài ra, TBTN còn được sử dụng để tiến hành các TN minh họa nguyên tắc
cấu tạo và ƯDKT của vật lí.
– Vai trò của TBTN trong việc phát triển toàn diện nhân cách của HS:
Thông qua việc tiến hành TN với các TBTN, HS hiểu được bản chất của cáchiện tượng, định
luật,, quá trình vật lí, các UDKT của vật lí…, kiến thức màHS thu được sau khi học sẽ đảm bảo
được tính chính xác, tính khái quát, tínhhệ thống, tính bền vững và tính vận dụng được. Trong
quá trình tiến hành cácTN với các TBTN, HS phải tiến hành một loạt các hoạt động trí tuệ-thực
tiễn:thiết kế phương án TN (cần những dụng cụ nào, bố trí chúng ra sao, tiến hànhTN như thế
nào, thu thập những dữ liệu TN định tính và định lượng nào, xử lí các dữ liệu TN như thế nào),
tiến hành TN (lập kế hoạch TN, lắp ráp, bố trí và tiến hành TN, thu thập và xử lí các dữ liệu TN
để đi tới kết quả). Qua việc tiến hành TN, HS có cơ hội rèn luyện kĩ năng TN.Thông qua các
hoạt động này, tính tích cực nhận thức và năng lực sáng tạo của HS được phát triển.Ngoài ra,
19
việc tiến hành các TN, đòi hỏi HS phải có sự phân công, phối hợpvới những công việc của nhóm
học tập. Vì vậy, trong quá trìnhTN đã diễn ramột quá trình bồi dưỡng phẩm chất đạo đức, xây
dựng các chuẩn mực hành động tập thể.
– TBTN là phương tiện đơn giản hóa và trực quan trong DH vật lí:
Trong tự nhiên và trong kĩ thuật, các hiện tượng, quá trình vật lí xảy ra rất phức tạp. Nhờ
TBTN, HS có thể nghiên cứu các hiện tượng, quá trình trong những điều kiện có thể khống chế
được, thay đổi được, có thể quan sát đo đạc đơn giản hơn, dễ dàng hơn để đi tới nhận thức được
nguyên nhân của mỗi hiệtượng và mỗi quan hệ có tính quy luật giữa chúng với nhau. Đặc biệt,
trong nghiên cứu các lĩnh vực vật lí mà ở đó, đối tượng nghiên cứu không thể tri giác trực tiếp
bằng các giác quan của con người thì việc sử dụng các TN mô hình để trực quan hóa các hiện
tượng, quá trình vật lí là không thể thiếu được”.
1.3.2. Bồi dưỡng năng lực thực nghiệm tại từng giai đoạn trong day học phát
hiện và giải quyết vấn đề
Giai đoạn 1: Làm nảy sinh vấn đề cần giải quyết
Trong giai đoạn này GV phải mô tả hoàn toàn cụ thể để cho học sinh có thể cảm nhận
được, bằng kinh nghiệm thực tế trong cuộc sống hằng ngày, làm thí nghiệm biểu diễn cho học
sinh xem hoặc thí nghiệm đơn giản nhưng gắn liền với cuộc sống hằng ngày để làm xuất hiện
hiện tượng cần nghiên cứu.
GV yêu cầu học sinh mô tả hoặc giải thích các hiện tượng như bằng lời nói theo ngôn ngữ
vật lí hoặc GV yêu cầu học sinh dự đoán sơ bộ hiện tượng xẩy ra trong hoàn cảnh đã mô tả hay
giải thích hiện tượng quan sát dựa trên kiến thức học và phương pháp mà học sinh đã biết trước.
GV giúp học sinh phát hiện những nội dung chưa đầy đủ trong các kiến thức, trong cách
giải quyết vấn đề (như: câu hỏi, gợi ý giúp học sinh và nêu rõ những điều kiện đã cho và yêu cầu
cần đạt được ).
Giai đoạn 2: Phát biểu vấn đề cần giải quyết (câu hỏi cần trả lời)
Trong vai trò này, dựa trên cơ sở các kiến thức, kinh nghiệm trong thực tiễn của học sinh
thì GV yêu cầu học sinh đề xuất giả thuyết, dự đoán dựa chủ yếu vào trực giác, kế hợp với kinh
nghiệm phong phú kiến thức sâu sắc về mỗi lĩnh vực ( Ví dụ: sử dung phương pháp suy luận
lôgic đề xuất giả thuyết về năng suất tỏa nhiệt của nhiên liệu trong cuộc sống hằng ngày, cho học
sinh xác định được bằng kinh nghiệm trong thực tế, hoặc đề xuất giả thuyết có thể hỗ trợ bằng
cách tiến hành thí nghiệm để cung cấp thêm cho học sinh có mối liên hệ giữa các đại lượng trong
hiện tượng đang nghiên cứu.
Giai đoạn 3: Giải quyết vấn đề
3.1 Giải quyết vấn đề nhờ SLLT, trong đó có suy luận toán học
20
– Suy đoán giải pháp giải quyết vấn đề:
+ Xác định các kiến thức đã biết cần vận dụng
+ Xác định cách vận dụng các kiến thức này để đi đến câu trả lời
– Thực hiện giải pháp đã suy đoán để tìm được kết quả
3.2. Kiểm nghiệm kết quả đã tìm được bằng SLLT nhờ TN:
– Xác định nội dung cần kiểm nghiệm nhờ TN:
+ Phân tích xem có thể kiểm nghiệm trực tiếp nhờ TN kết quả thu được từ SLLT hay
không
+ Nếu không được, suy luận logic từ kết quả này ra hệ quả kiểm nghiệm được nhờ TN.
– Thiết kế phương án TN để kiểm nghiệm kết quả đã thu được từ SLLT hoặc hệ quả của nó:
cần những dụng cụ nào, bố trí chúng ra sao, THTN như thế nào, thu thập những dữ liệu định tính và
định lượng nào, xử lí các dữ liệu TN này như thế nào?
– Thực hiện TN: Lập kế hoạch TN, lắp ráp, bố trí và THTN, thu thập và xử lí các dữ liệu
TN để đi tới kết quả.
Giai đoạn 4: Rút ra kết luận:
Đối chiếu KQTN với kết quả đã rút ra từ SLLT. Có 2 khả năng xảy ra:
– Nếu KQTN không phù hợp với kết quả tìm được từ SLLT thì cần kiểm tra lại quá trình
TN và quá trình suy luận từ các kiến thức đã biết. Nếu quá trình TN đã đảm bảo điều kiện mà
TN cần tuân thủ và quá trình suy luận không mắc sai lầm thì KQTN đòi hỏi phải đề xuất giả
thuyết mới. Quá trình kiểm trình kiểm tra tính đúng đắn của giả thuyết này sau đó sẽ dẫn tới kiến
thức mới bổ sung, sửa đổi những kiến thức đã vận dụng lúc đầu tiên tàm tiên đề cho SLLT.
Những kiến thức vận dụng lúc đầu này nhiều khi là trường hợp riêng, trường hợp giới hạn của
kiến thức mới. Qua đó, phạm vi áp dụng các kiến thức đã vận dụng lúc đầu được chỉ ra.
– Nếu KQTN phù hợp với kết quả đã tìm được từ SLLT thì kết quả này trở thành kiến thức
mới.
Giai đoạn 5: Vận dụng kiến thức mới
Trong vai trò này, để học sinh sử dụng được các kiến thức có kinh nghiệm và khoa học,
làm cho kiến thức của học sinh trở nên sâu sắc bền vững, giáo viên yêu cầu học sinh giải các bài
tập trong sách giáo khoa, trong sách bài tập vật lí. Đặc biệt quan trọng là tổ chức cho học sinh
nghiên cứu các ứng dụng kĩ thuật của kiến thức đã học, bằng cách khuyên khích cho học sinh
làm bài tập thí nghiệm, bài tập về nhà theo hình dạng câu hỏi thí nghiệm hoặc bài tập dự án để đề
ra các ứng dụng cụ thể gần gũi trong đời sống và kĩ thuật, tập luyện cho học sinh tiến hành thí
nghiệm, thu thập số liệu và xử lí số liệu. Ví dụ: Cho học sinh tiến hành thí nghiệm để đo năng
suất tỏa nhiệt của gỗ, cũi, tấm nhựa và đề xuất các phương án thí nghiệm cần tiến hành hoặc bài
21
tập dự án để học sinh lí giải được các nguyên tắc hoạt động của nó và các tác dụng của nó trong
cuộc sống hằng ngày.
1.4. Những yêu cầu đối với thí nghiệm trực diện trong dạy học vật lí
TN thực tập là TN do HS tự tiến hành trên lớp (trong phòng TN), ngoài lớp, ngoài nhà
trường hoặc ở nhà với các mức độ tự lực khác nhau. Có thể chia TN thực tập ra làm 3 loại:
TN trực diện (TN do HS tiến hành trên lớp chủ yếu khi nghiên cứu kiến thức mới, nhưng
cũng có thể khi ôn tập trong tiết học bài mới hoặc trong tiết củng cố), TN thực hành (TN do
HS thực hiện trên lớp hoặc trong phòng TN sau mỗi chương, mỗi phần của chương trình vật
lí nhằm củng cố kiến thức đã học và chủ yếu để rèn luyện kĩ năng TN), TN và quan sát vật lí
ở nhà (TN và quan sát do HS hoàn toàn tự lực thực hiện ở nhà theo nhiệm vụ mà GV đã
giao).
Trong nội dung sáng kiến chúng tôi sử dụng các thiết bị thí nghiệm kết nối với điện thoại
thông minh để tiến hành thí nghiệm trực diện áp dụng kiểu dạy học phát hiện và giải quyết
vấn đề.
* Các yêu cầu đối với thiết bị TN :
– TBTN cần được chế tạo thành bộ, trong đó, ngoài các bộ phận cơ bản, các bộ phận chính
cần có nhiều loại để tiến hành nhiều phép đo với cùng một mục đích TN hoặc thực hiện
nhiều TN khác nhau trong cùng một thời gian. Cùng với một bộ TBTN có thể cho phép tiến
hành nhiều TN, ít nhất thuộc phạm vi của một chương hoặc một phần chương trình vật lí phổ
thông.
– TBTN có thể tạo điều kiện để đo được các số liệu ở nhiều giá trị khác nhau.
– TBTN có thể cho phép thực hiện một số phương án bố trí và THTN khác nhau nhưng vẫn
đạt được một mục đích.
– TBTN cần đáp ứng được yêu cầu cao nhất về an toàn cho người sử dụng.
– TBTN cần có số lượng các chi tiết cơ bản không nhiều nhưng nhiều tác dụng, dễ tháo lắp,
mất thời gian lắp ráp ngắn để đổi chỗ khi cần thiết.
– Được chế tạo để thời gian bố trí và thực hiện các TN không quá dài, nhằm tạo điều kiện
thuận lợi cho việc tổ chức dạy học.
* Quy trình xây dựng thiết bị thí nghiệm sử dụng trong dạy học vật lí
Để đáp ứng được các yêu cầu đã nêu, có thể tiến hành xây dựng các TBTN theo quy trình
sau:
– Căn cứ vào mục tiêu dạy học từng nội dung kiến thức để xác định TN cần tiến hành
22
– Dựa vào thực trạng các TBTN ở trường phổ thông:
+ Nếu chưa có TBTN thì phải chế tạo mới đáp ứng các yêu cầu của TBTN.
+ Nếu đã có TN biểu diễn thì xem xét xem có thể tìm cách cải tiến để tạo ra TBTN được
không.
– Chế tạo mẫu, tiến hành thử nghiệm nhiều lần với mẫu để điều chỉnh mẫu cho phù hợp.
– Thực nghiệm sư phạm đánh giá tính khả thi của mẫu và chế tạo TBTN
hoàn thiện.
– Viết hướng dẫn sử dụng cho TBTN.
Kết luận chương 1
Trên cơ sở nghiên cứu về năng lực thực nghiệm của học sinh trong học tập, các biểu hiện của
chúng và biện pháp nhằm bồi dưỡng và phát triển năng lực thực nghiệm của học sinh kết hợp
với nghiên cứu lí luận dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề, nghiên cứu vai trò của TBTN
trong dạy học, nghiên cứu về các tiện ích của TN có TBTN kết nối với điện thoại thông minh
và các hạn chế cần khắc phục đã cho thấy được sự cần thiết phải xây dựng công nghệ kết nối
TBTN với điện thoại thông minh, chế tạo TBTN để sử dụng trong dạy học các nội dung
kiến thức đã lựa chọn. Sau đó, cần sử dụng các TBTN trong dạy học theo kiểu dạy học phát
hiện và giải quyết vấn đề, cụ thể trong nội dung kiến thức mà chúng tôi đã lựa chọn sẽ áp
dụng kiểu dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề bằng con đường lí thuyết nhằm bồi dưỡng
và phát triển năng lực thực nghiệm của học sinh.
CHƯƠNG 2: CHẾ TẠO MỘT SỐ THIẾT BỊ THÍ NGHIỆM KẾT NỐI VỚI
ĐIỆN THOẠI THÔNG MINH ĐƯỢC SỬ DỤNG TRONG DẠY HỌC CÁC KIẾN
THỨC PHẦN “DAO ĐỘNG CƠ” NHẰM BỒI DƯỠNG NĂNG LỰC THỰC
NGHIỆM CỦA HỌC SINH
2.1. Nội dung kiến thức về dao động trong chương trình Vật lí 12 hiện hành,
và chương trình vât lí 11 phổ thông mới
23

STT	Lớp	Tên bài	Tổng quát	Nội dung
1	12	Bài 1: Dao động điều hòa	Trình bày về các khái niệm, kiến thức cơ bản liên quan tới dao động điều hòa.	Dao động điều hòa là dao động trong đó li độ là một hàm cosin (sin)Của thời gian. PT của dao động điều hòa: x = Acos( Chu kỳ T là thời gian vật thực hiện được một dao động toàn phần. T = Đồ thị dao động điều hòa là một đường hình Sin.
2	12	Bài 2: Dao động con lắc lò xo	Trình bày về quy luật và chu kỳ dao động của con lắc đơn	Dao động con lắc lò xo là một hệ dao động điều hòa. Chu kỳ: T =
3	12	Bài 3: Dao động con lắc đơn	Trình bày về quy luật và chu kỳ dao động của con lắc đơn	Dao động con lắc đơn ( góc là dao động điều hòa Chu kỳ: T = 2
4	12	Bài 6:Thực hành khảo sát thực nghiệm các định luật của dao động con lắc đơn	Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng tới chu kỳ dao động của con lắc và rút ra công thức tính chu kỳ dao động của con lắc đơn.	Tiến hành khảo sát thu được các số liệu và rút ra công thức tính chu kỳ dao động con lắc đơn và xác định gia tốc trọng trường g tại nơi làm thí nghiệm
5	12 (Nâng cao)	Bài 13: Thực hành: xác	Trình bày cách thực hành xác	Tiến hành thí nghiệm, thu nhận kết quả và rút ra kết luận

24

STT	Lớp	Tên bài	Tổng quát	Nội dung
định chu kỳ dao động của con lắc đơn hoặc con lắc lò xo và gia tốc trọng trường.	định chu kỳ của con lắc đơn và con lắc lò xo.	với mỗi trường hợp.

Trong chương trình 11 VLPT đổi mới

Chủ đề

Yêu cầu chuẩn kiến thức – kĩ năng cần đạt

Dao động điều hoà

– tạo ra được dao động bằng cách thực hiện thí nghiệm đơn giản và mô tả được một số ví dụ đơn giản về dao động tự do. – phân tích đồ thị li độ – thời gian có dạng hình sin (tạo ra bằng thí nghiệm, hoặc hình vẽ cho trước), rút ra được quy luật chuyển động của vật dao động nêu được định nghĩa: biên độ, chu kì, tần số, tần số góc, độ lệch pha. – Mô tả dao động điều hoà vận dụng được các khái niệm: biên độ, chu kì, tần số, tần số góc, độ lệch pha . – Sử dụng đồ thị, phân tích và thực hiện phép tính cần thiết để xác định được: độ dịch chuyển, vận tốc và gia tốc trong dao động điều hoà. – Vận dụng được các phương trình về li độ và vận tốc, gia tốc của dao động điều hoà.

Nhận xét: Trong chương trình giáo dục phổ thông mới đã nâng cao tính thực tiễ

Xem bản đầy đủ trên google drive: TẠI ĐÂY

Các thầy cô cần file liên hệ với chúng tôi tại fanpage facebook O2 Education

Hoặc xem nhiều SKKN hơn tại:  Tổng hợp SKKN luận văn luận án O2 Education

SKKN Khai thác ứng dụng Google Forms trong dạy học và kiểm tra đối với học sinh THPT

ĐIỀU KIỆN HOÀN CẢNH TẠO RA SÁNG KIẾN:
Trong thời đại như hiện nay, công nghệ thông tin được ứng dụng
trong hầu hết mọi lĩnh vực, và giáo dục cũng không phải trường hợp
ngoại lệ. Đặc biệt trong tình hình dịch bệnh Covid-19 diến biến phức
tạp thì việc đưa công nghệ thông tin vào giáo dục để dạy học trực
tuyến đang là xu thế của các nước. Các phần mềm dạy học trực tuyến
được sinh ra ngày một nhiều hơn để đáp ứng cho nhu cầu ngày càng
gia tăng của người dùng. Tuy nhiên, việc chọn phần mềm học online
lại không hề đơn giản mà cần đáp ứng được nhiều yếu tố khác nhau,
đảm bảo phù hợp với công việc.
Bên cạnh các phần mềm dạy học trực tuyến như: Phần mềm dạy
học online hàng đầu Mona eLMS, phần mềm họp trực tuyến Zoom Cloud
Meeting, Phần mềm dạy học trực tuyến miễn phí Google Classroom, Ứng dụng
dạy học online TrueConf, Hệ thống học trực tuyến Microsoft Teams, phần mềm
dạy học ClassIn,… Để tăng tương tác trong buổi học, đa dạng hóa các hoạt
động học tập, đánh giá, phản hồi ngay từng nhiệm vụ nhỏ của HS thì còn cần
một số công cụ hỗ trợ như: Kahoot, Mentimeter, Padlet, Microsoft forms,
Google forms,… làm cho việc dạy học trực tuyến đạt hiệu quả tốt hơn.
Trong các công cụ hỗ trợ trên, tôi đã sử dụng ứng dụng Google Form,
được phát triển bởi Google, trong việc dạy học trực tuyến. Bản thân tôi nhận
thấy đây là một công cụ tạo và quản lý biểu mẫu khảo sát cực kỳ hữu ích. Dữ
liệu được thu thập bằng cách sử dụng biểu mẫu thường được lưu trữ trong
Google Drive và Google Sheet giúp cho việc quản lý và thống kê kết quả đơn
giản và khoa học. Mặc dù có rất nhiều ứng dụng khảo sát trực tuyến nhưng
2
Google Forms vẫn là một lựa chọn tuyệt vời vì nó được phát triển bởi Google
nên độ tin cậy cao, hoạt động ổn định, có sẵn nhiều tài liệu hướng dẫn nên rất dễ
tiếp cận, sử dụng dễ dàng và đặc biệt là hoàn toàn miễn phí.
Với những lý do trên tôi chọn đề tài “KHAI THÁC ỨNG DỤNG
GOOGLE FORMS TRONG DẠY HỌC VÀ KIỂM TRA ĐỐI VỚI HỌC
SINH THPT”
II. MÔ TẢ GIẢI PHÁP:
1. Mô tả giải pháp trước khi tạo ra sáng kiến:
Trong quá trình giảng dạy trực tiếp trên lớp, đối với hầu hết các bộ môn,
các thầy cô tốn không ít thời gian cho việc kiểm tra bài tập đã giao về nhà cho
học sinh. Nếu kiểm tra trong giờ dạy trên lớp thì chỉ có thể kiểm tra về số lượng
thôi cũng ảnh hưởng khá lớn tới việc giảng dạy bài mới trong tiết học đó. Nếu
thu vở của học sinh về để kiểm tra thì giáo viên phải mang một số lượng không
nhỏ vở (hoặc giấy) về và phải kiểm tra xong để trả ngay cho học sinh còn làm
bài tập của buổi học tiếp theo.
Thực tế trong nhà trường, vẫn còn một số học sinh chưa có ý thức tự giác
trong học tập ở một số môn học, học sinh vẫn còn lười làm bài tập về nhà, đến
lớp mới chép bài của bạn để đối phó với việc kiểm tra của thầy cô.
Trong dạy học trực tuyến, việc điểm danh học sinh vào mỗi buổi học
cũng tốn thời gian nếu thầy cô trực tiếp điểm danh. Một số thầy cô thu và chấm
bài làm đã giao về nhà của học sinh qua email hay mạng xã hội. Nếu duy trì
cách này một thời gian các thầy cô sẽ nhanh chóng nhận ra nhiều hạn chế và
khó khăn như mất kiểm soát vì có quá nhiều email và tin nhắn; khó theo dõi quá
trình kiểm tra, đánh giá; khó lưu trữ và tìm lại thông tin cũng như bỏ sót hoặc
nhầm lẫn. Việc nộp bài qua email chỉ tiện lợi nhất thời nhưng thật ra lại rất mất
thời gian mà hiệu quả kém, lại còn vất vả cho cả thầy và trò.
3
Mặt khác từ thực tế quan sát cho thấy tới 80% học sinh THPT sở hữu
smartphone riêng, thời gian sử dụng smartphone lên tới 5 đến 6 giờ/ngày . Khả
năng thao tác và tiếp cận công nghệ thông tin trên điện thoại của học sinh rất
nhanh
Các trường THPT đều có phòng học bộ môn Tin học
Với thực trạng trên tôi nhận thấy rằng việc khai thác ứng dụng Google
Forms có thể khắc phục được những khó khăn trong giảng dạy, tiết kiệm được
thời gian bằng việc ứng dụng công nghệ, quan trọng hơn là có thể lưu trữ, thống
kê kết quả thu được theo nhu cầu của giáo viên giúp cho việc phản hồi của giáo
viên tới học sinh và phụ huynh cũng kịp thời hơn. Từ đó giúp nâng cao tính tự
giác trong học tập, rèn luyện khả năng tự kiểm tra, tự đánh giá đối với bản thân
học sinh.
2. Mô tả giải pháp sau khi có sáng kiến:
2.1. Cơ sở kiến thức chung
Google Forms được sử dụng rất phổ biến trong lĩnh vực ngành nghề khác nhau,
đặc biệt là trong lĩnh vực giáo dục. Chúng ta có thể:
Nhận các câu trả lời nhanh chóng
Thu thập lý lịch của học sinh đầu khóa, thu thập địa chỉ email của học sinh, tạo
một bài kiểm tra nhanh và hơn thế nữa.
4
Tạo bản khảo sát bằng kiểu trình bày
Sử dụng ảnh hoặc biểu trưng của riêng mình và Biểu mẫu sẽ chỉ chọn màu phù
hợp để hoàn tất biểu mẫu duy nhất của riêng bạn hoặc chọn từ một nhóm các
chủ đề được sắp xếp để đặt tông màu.
5
Hỏi và đáp theo cách của bạn
Chọn từ một loạt các tùy chọn câu hỏi, từ câu hỏi trắc nghiệm đến danh sách thả
xuống theo thang tuyến tính. Thêm hình ảnh và video trên YouTube hoặc sáng
tạo hơn bằng tính năng phân nhánh trang và logic bỏ qua câu hỏi.
Tạo hoặc phản hồi nhanh chóng
Biểu mẫu có tính phản hồi. Điều này đồng nghĩa với việc bạn sẽ dễ dàng (và
khéo léo) tạo, chỉnh sửa cũng như phản hồi biểu mẫu trên màn hình lớn và nhỏ.
(Có thể phản hồi biểu mẫu từ bất kỳ phương tiện nào mà không cần đăng nhập)
Được sắp xếp và phân tích
Các câu trả lời cho bản khảo sát của bạn được thu thập gọn gàng và tự động
trong Biểu mẫu với thông tin phản hồi và biểu đồ trong thời gian thực.
6
Ngoài ra, hãy cân nhắc thêm dữ liệu của bạn bằng cách xem tất cả nội dung của
dữ liệu trong trang tính
Dữ liệu trong trang tính
2.2. Các biện pháp đã tiến hành để giải quyết vấn đề
Trước hết, tôi tìm hiểu và thực hành sử dụng thành thạo cách tạo biểu mẫu thu
thập thông tin bằng Google Form. Hiểu được mục đích của Google Forms là để
thu thập thông tin nên mỗi thông tin mình cần thu được sẽ là một câu hỏi trong
form.
Có hai cách để tạo form là tạo form thủ công và tạo form tự động
7
2.2.1. Tạo form thủ công:
Sử dụng cho trường hợp muốn thu thập các câu hỏi với các định dạng
khác nhau. Ví dụ như tạo form điều tra lý lịch với học sinh đầu khóa, tạo form
theo dõi nề nếp học sinh, tạo form thu bài tập tự luận về nhà, tạo form kiểm tra
trắc nghiệm….
Về cách tạo form thủ công này có rất nhiều trang web hướng dẫn nên tôi
không đề cập lại ở đây. (Chỉ cần seach Google Forms là sẽ có rất nhiều trang
hướng dẫn, đây là một trong các trang hướng dẫn tạo Google Form:
https://helpdesk.ctu.edu.vn/huong-dan-khac/89-huong-dan-su-dung-googleforms-tao-bai-kiem-tra)
Dưới đây là cách tôi đã khai thác form để thu bài tập tự luận về nhà đã
giao cho học sinh thông qua một ứng dụng trung gian là Youtube. Cụ thể, các
học sinh sau khi làm bài tập về nhà thì sẽ chụp ảnh bài làm hoặc quay lại bài
làm của mình (video khoảng 20 giây) (thường là quay vì dung lượng 1 video
20s sẽ nhẹ hơn dung lượng các ảnh) rồi đăng lên Youtube của cá nhân học sinh,
chỉnh sửa chế độ hiển thị ở chế độ “không công khai” nếu học sinh không muốn
video này xuất hiện trên các trang tìm kiếm của google, sau đó copy đường link
bài làm đó gửi vào form mà tôi tạo trước đó. (Việc này học sinh làm rất nhanh).
Sở dĩ tôi yêu cầu học sinh đăng bài lên Youtube cá nhân là do mỗi tài khoản
Google cá nhân chỉ có dung lượng lưu trữ tối đa là 15Gb, nếu toàn bộ học sinh
các lớp tôi dạy đều gửi bài trực tiếp cho tôi thì chả mấy chốc Drive của tôi hết
dung lượng bộ nhớ. Nếu các thầy cô có tài khoản Gmail cơ quan (Gsuit) hay
trường học (đuôi edu.vn) thì có dung lượng Drive lớn hơn thì có thể để học sinh
gửi tệp vào form luôn mà không cần đăng qua Youtube. Lúc đó các tệp bài làm
của học sinh sẽ được lưu trong Drive của thầy cô.
Với mục đích này, tôi tạo form với 3 câu hỏi như sau:
Câu hỏi 1: Họ và tên học sinh. Câu hỏi này có thể để ở dạng “câu trả
lời ngắn” để học sinh tự nhập tên của mình, nhưng như vậy thì kết quả trả về sẽ
mỗi tên một kiểu định dạng, nên tôi thường chọn ở dạng “trắc nghiệm” và mỗi
8
phương án trả lời là tên của một học sinh, học sinh chỉ việc chọn tên của mình
mà không phải nhập dữ liệu (nhanh cho học sinh)
Câu hỏi 2: Tên bài tập. Tôi cũng đặt sẵn tên bài tập để học sinh chỉ việc
chọn, vừa nhanh cho học sinh, vừa thống nhất kết quả cho tôi khi thống kê
Câu hỏi 3: Link bài tập. Tôi để ở dạng “trả lời ngắn” để học sinh dán đường
link video bài tập ở Youtube vào đây
9
Tất cả các câu hỏi này tôi đều để ở dạng bắt buộc trả lời (có dấu *) vì đó
đều là các thông tin tôi cần nhận được.
Sau khi tạo xong các câu hỏi, tôi vào phần cài đặt (biểu tượng bánh răng
ở phía trên bên phải màn hình) để định dạng câu trả lời theo nhu cầu
Rồi bấm vào nút “Gửi” ở cạnh nút cài đặt để gửi biểu mẫu cho học sinh
10
Với form này tôi có thể thu được bài của học sinh và xem bài làm của học
sinh trước khi có giờ học trên lớp (tùy vào thời hạn tôi thống nhất với học sinh
từ khi giao bài), tôi có thể nắm được các ưu điểm và nhược điểm ở bài làm của
học sinh để rút kinh nghiệm trong giờ học tiếp theo mà không tốn thời gian trên
lớp để kiểm tra bài nữa. Và nhờ kết quả thống kê của biểu mẫu tôi có thể biết
được có bao nhiêu học sinh nộp bài, có bao nhiêu học sinh nộp bài đúng thời
hạn, những học sinh nào tích cực nhất, thậm chí còn có thể biết được học sinh
nào thường hay thức khuya,… qua các lần nộp bài từ cột “Dấu thời gian”
Với kết quả thu thập được tôi có thể xem bài làm của học sinh ở mọi nơi, mọi
lúc chỉ cần với điện thoại thông minh có kết nối mạng và phản hồi kết quả ngay
qua email cho từng cá nhân học sinh bằng cách nhập nhận xét vào ô “nhận xét”
và bấm “chia sẻ”, hoặc note lại các lỗi chung để nhắc nhở khi lên lớp
11
2.2.2. Tạo form tự động:
Sử dụng cho trường hợp muốn thu thập các câu hỏi với các định dạng giống
nhau. Ví dụ như tạo form để thu bài tập trắc nghiệm (các câu hỏi đều ở định
dạng “trắc nghiệm”), tạo form để làm kiểm tra trắc nghiệm, tạo form để điểm
danh,…
Để làm việc này tôi dùng công cụ tạo form tự động “Forms19/05”.
Forms 19/05 là công cụ cho phép bạn tạo và quản lý các Google form trắc
nghiệm từ các file ảnh. Các form này được chấm điểm tự động, có thể dùng làm
bài tập, bài kiểm tra, bài thi,… Công cụ được viết bằng Apps Script, vào ngày
19/05/2021, bởi Nguyễn Thế Phúc – Nam Định.
12
a. Cách tạo form tự động
Để sử dụng lần đầu công cụ này, chúng ta cần truy cập vào địa chỉ hết sức dễ
nhớ “forms1905.me” và thực hiện các thao tác sau để đi tới trang chủ.
Chọn “review permissions” (nút màu xanh) để chọn tài khoản truy cập
13
Sau khi chọn tài khoản truy cập, sẽ tới giao diện sau
Chọn mục “nâng cao” để tiếp tục
14
Chọn “Đi tới forms1905.me”
Chọn “Cho phép” để đi tới giao diện chính là bảng tính sau
15
Trên giao diện này, bấm vào nút công cụ “forms19/05” để bắt đầu tạo form tự
động. Có 2 tùy chọn form để lựa chọn tùy vào mục đích sử dụng:
Tùy chọn 1: Nếu đã in đề trắc nghiệm cho học sinh thì tôi chọn “tạo
form không ảnh” với quy ước số thứ tự của câu trên đề chính là số thứ tự của
câu trong form (lúc này trong form không có đề bài, chỉ có các phương án A, B,
C, D) để học sinh nhập đáp án đã làm. Cách này tôi dùng để thu thập kết quả bài
tập trắc nghiệm.
Nếu đây là lần đầu làm form bằng công cụ này thì phải chọn lại tài khoản email
và lặp lại các bước như trên cho đến khi ra giao diện sau
Đến đây nhập các thông tin trong các tab: “tên đề thi”, “số câu hỏi”, và “chuỗi
đáp án”. “Chuỗi đáp án” nhập theo đúng thứ tự câu hỏi trong đề. Cuối cùng
bấm “tạo form” và chờ kết quả.
16
Form chỉ có 4 phương án lựa chọn mà không có ảnh nội dung câu hỏi
Tùy chọn 2: Nếu học sinh chưa có đề tôi chọn “tạo form từ ảnh”. Vậy
trước khi làm form chúng ta cần phải có file ảnh, mỗi ảnh là một câu trắc
nghiệm cần làm. Có nhiều công cụ để tạo ảnh từ file word, tôi sẽ giới thiệu hai
cách mà tôi đã sử dụng.
Cách 1: Công cụ hóa ảnh tự động của tác giả Lê Hoài Sơn. Công cụ này thuận
lợi cho những ai đang dùng phần mềm B&T pro của cùng tác giả, lúc này chỉ
việc bấm theo hướng dẫn và chờ kết quả. (Thi thoảng bị lỗi, số ảnh tạo được
không bằng số câu trong đề)
Cách 2: Công cụ cắt ảnh thủ công Faststone Captune . Công cụ này sử
dụng khi công cụ hóa ảnh tự động ở trên bị lỗi (thường là do cài đặt máy không
phù hợp, không dùng phần mềm B&T pro). Khi đó ta sẽ cắt mỗi câu trắc
nghiệm trong file word thành một file ảnh, và các file ảnh của các câu trong một
đề phải được lưu lại trong cùng một folder và được đánh số liên tục (cách này
17
thủ công nhưng không mất nhiều thời gian mà các file ảnh tạo được hoàn toàn
chính xác).
40 file ảnh tương ứng với 40 câu hỏi trong cùng một thư mục
Sau khi có file ảnh và chuỗi đáp án của đề, tôi vào giao diện chính của
forms1905 chọn “tạo form từ ảnh” và điền các thông tin trong các tab, phần
này có thêm nút “tải ảnh lên”, bấm vào chọn tệp và chọn toàn bộ file ảnh vừa
tạo, cuối cùng bấm vào “tạo form” và chờ kết quả
18
Sau khi hoàn thành ta sẽ được form như sau:
b. Các cách khai thác form tự động
 Điểm danh khi học trực tuyến bằng Zoom.
Khi triển khai dạy trực tuyến tôi thường làm một form trắc nghiệm nhỏ gồm 5
câu hỏi kiến thức cơ bản của buổi học trước để cho học sinh làm vào đầu buổi
học với mục đích kiểm tra ngắn (thay cho kiểm tra miệng trên lớp) đồng thời
điểm danh học sinh có mặt đầu buổi học.
 Nộp bài tập trắc nghiệm đã làm ở nhà.
Sau khi học sinh làm bài tập trắc nghiệm ở nhà thì nhập đáp án vào form để nộp
bài. Lúc này học sinh có thể biết được kết quả (điểm số) ngay sau khi nộp bài,
tùy vào cài đặt thầy cô có thể cho học sinh biết ngay đáp án các câu sai hoặc
không. (Thường thì tôi không cho các em biết đáp án câu sai vì để các em tiếp
tục suy nghĩ và làm lại)
19
 Làm bài kiểm tra trực truyến.
Đối với nhà trường cho phép học sinh mang điện thoại đến trường thì có thể
kiểm tra trực tuyến ngay tại lớp. Đối với nhà trường không cho phép học sinh
mang điện thoại đến trường thì có thể cho học sinh di chuyển đến phòng Tin
học của nhà trường để làm bài kiểm tra trực tuyến.
2.2.3. Các tiện ích thu được từ việc dùng form
Việc làm trắc nghiệm trên form, (theo hai phương thức: nộp đáp án bài trắc
nghiệm hay kiểm tra trực tuyến) mang lại các tiện ích sau:
– Giáo viên có thể nhận được thông báo ngay khi học sinh nộp bài, có
thể giới hạn thời gian làm bài của học sinh

– kết quả

Trong phần “câu trả lời” có phần thống kê để thầy cô có thể phân tích

– Giáo viên biết ngay được biểu đồ phân phối phổ điểm của học sinh, từ
đó đánh giá được mức độ phù hợp của đề đối với học sinh
20
– Giáo viên có thể biết được đâu là nội dung học sinh thường sai, thuộc
phần kiến thức nào để hướng dẫn kĩ hơn
– Giáo viên biết được câu hỏi nào đa số học sinh chọn đáp án sai, là do
hiểu nhầm nội dung câu hỏi hoặc nội dung các phương án, hoặc thậm chí là do
giáo viên tích nhầm đáp án đúng
21
– Câu có tỉ lệ chọn các phương án tương đương nhau chứng tỏ câu hỏi
khó, mỗi học sinh làm ra một đáp án hoặc học sinh chọn ngẫu nhiên theo cảm
tính
– Ở trang tính thu thập kết quả, giáo viên có thể biết được cụ thể bài
làm của từng học sinh, câu nào học sinh làm sai, câu nào học sinh không làm.

Xem bản đầy đủ trên google drive: TẠI ĐÂY

Các thầy cô cần file liên hệ với chúng tôi tại fanpage facebook O2 Education

Hoặc xem nhiều SKKN hơn tại:  Tổng hợp SKKN luận văn luận án O2 Education

SKKN Một số giải pháp trong dạy học tiếp cận chương trình giáo dục phổ thông mới môn Vật lí tại trường THPT

ĐIỀU KIỆN HOÀN CẢNH TẠO RA SÁNG KIẾN
Chương trình GDPT mới được áp dụng bắt đầu đối với cấp tiểu học từ năm học
2020-2021, Cấp THCS từ năm học 2021-2022 và cấp THPT từ năm học 2022-2023. Hướng
tới mục tiêu áp dụng thành công chương trình mới Bộ GD&ĐT, UBND tỉnh Nam Định,
Sở GD&ĐT Nam Định đã ban hành nhiều văn bản chỉ đạo, hướng dẫn về công tác đào tạo,
bồi dưỡng đội ngũ giáo viên thực hiện triển khai chương trình GDPT mới.
Để thực hiện thành trình GDPT mới thì đội ngũ giáo viên là một trong những yếu
tố quan trọng nhất quyết định thành công của công cuộc đổi mới. Do vậy việc đào tạo, bồi
dưỡng giáo viên chuẩn bị cho chương trình GDPT mới là nhiệm vụ cấp bách cần được thực
hiện ngay trước năm học 2022-2023 đối với các trường THPT.
Bộ GD&ĐT và Sở GD&ĐT Nam Định đã tổ chức một số khóa bồi dưỡng thường
xuyên, các khóa bồi dưỡng chuyên môn cho giáo viên THPT trên địa bàn tỉnh Nam Định.
Tuy nhiên, các đợt tập huấn với quy mô lớn nên mỗi đơn vị chỉ cử một vài giáo viên đại
diện tổ bộ môn tham gia các lớp này; thời gian tập huấn ngắn nên chưa đáp ứng đủ được
nhu cầu học tập của giáo viên, đặc biệt là khâu thực hành sư phạm.
Trước bối cảnh đó, đánh giá được tầm quan trọng của việc bồi dưỡng Giáo viên, Tổ
bộ môn Vật lí nói riêng và các tổ bộ môn khác của Trường THPT Nguyễn Huệ nói chung
đã tổ chức cho giáo viên tìm hiểu, nghiên cứu, phân tích chương trình GDPT tổng thể và
chương trình bộ môn Vật lí; nghiên cứu và thực hành các phương pháp, hình thức dạy học;
đổi mới hình thức kiểm tra đánh giá học sinh nhằm chuẩn bị tốt nhất cho giáo viên thực
hiện chương trình GDPT mới bắt đầu áp dụng cho cấp THPT từ năm học 2022-2023.
2
II. CỞ SỞ LÝ LUẬN
1. Chương trình tổng thể
1.1. Quan điểm xây dựng
Chương trình giáo dục phổ thông cụ thể hoá mục tiêu giáo dục phổ thông, giúp học
sinh làm chủ kiến thức phổ thông, biết vận dụng hiệu quả kiến thức, kĩ năng đã học vào
đời sống và tự học suốt đời, có định hướng lựa chọn nghề nghiệp phù hợp, biết xây dựng
và phát triển hài hoà các mối quan hệ xã hội, có cá tính, nhân cách và đời sống tâm hồn
phong phú, nhờ đó có được cuộc sống có ý nghĩa và đóng góp tích cực vào sự phát triển
của đất nước và nhân loại.
Chương trình giáo dục phổ thông được xây dựng trên cơ sở quan điểm của Đảng, Nhà
nước về đổi mới căn bản, toàn diện giáo dục và đào tạo; kế thừa và phát triển những ưu
điểm của các chương trình giáo dục phổ thông đã có của Việt Nam, đồng thời tiếp thu
thành tựu nghiên cứu về khoa học giáo dục và kinh nghiệm xây dựng chương trình theo
mô hình phát triển năng lực của những nền giáo dục tiên tiến trên thế giới; gắn với nhu cầu
phát triển của đất nước, những tiến bộ của thời đại về khoa học – công nghệ và xã hội; phù
hợp với đặc điểm con người, văn hoá Việt Nam, các giá trị truyền thống của dân tộc và
những giá trị chung của nhân loại cũng như các sáng kiến và định hướng phát triển chung
của UNESCO về giáo dục; tạo cơ hội bình đẳng về quyền được bảo vệ, chăm sóc, học tập
và phát triển, quyền được lắng nghe, tôn trọng và được tham gia của học sinh; đặt nền tảng
cho một xã hội nhân văn, phát triển bền vững và phồn vinh.
Chương trình giáo dục phổ thông bảo đảm phát triển phẩm chất và năng lực người
học thông qua nội dung giáo dục với những kiến thức, kĩ năng cơ bản, thiết thực, hiện đại;
hài hoà đức, trí, thể, mĩ; chú trọng thực hành, vận dụng kiến thức, kĩ năng đã học để giải
quyết vấn đề trong học tập và đời sống; tích hợp cao ở các lớp học dưới, phân hoá dần ở
các lớp học trên; thông qua các phương pháp, hình thức tổ chức giáo dục phát huy tính chủ
động và tiềm năng của mỗi học sinh, các phương pháp đánh giá phù hợp với mục tiêu giáo
dục và phương pháp giáo dục để đạt được mục tiêu đó.
Chương trình giáo dục phổ thông bảo đảm kết nối chặt chẽ giữa các lớp học, cấp học
với nhau và liên thông với chương trình giáo dục mầm non, chương trình giáo dục nghề
nghiệp và chương trình giáo dục đại học.
Chương trình giáo dục phổ thông được xây dựng theo hướng mở, cụ thể là:
a) Chương trình bảo đảm định hướng thống nhất và những nội dung giáo dục cốt
lõi, bắt buộc đối với học sinh toàn quốc, đồng thời trao quyền chủ động và trách
nhiệm cho địa phương, nhà trường trong việc lựa chọn, bổ sung một số nội dung
giáo dục và triển khai kế hoạch giáo dục phù hợp với đối tượng giáo dục và điều
kiện của địa phương, của nhà trường, góp phần bảo đảm kết nối hoạt động của
nhà trường với gia đình, chính quyền và xã hội.
b) Chương trình chỉ quy định những nguyên tắc, định hướng chung về yêu cầu cần
đạt về phẩm chất và năng lực của học sinh, nội dung giáo dục, phương pháp giáo
dục và việc đánh giá kết quả giáo dục, không quy định quá chi tiết, để tạo điều
kiện cho tác giả sách giáo khoa và giáo viên phát huy tính chủ động, sáng tạo
trong thực hiện chương trình.
c) Chương trình bảo đảm tính ổn định và khả năng phát triển trong quá trình thực
hiện cho phù hợp với tiến bộ khoa học – công nghệ và yêu cầu của thực tế.
3
1.2. Mục tiêu chương trình giáo dục phổ thông
Chương trình giáo dục phổ thông cụ thể hoá mục tiêu giáo dục phổ thông, giúp học
sinh làm chủ kiến thức phổ thông, biết vận dụng hiệu quả kiến thức, kĩ năng đã học vào
đời sống và tự học suốt đời, có định hướng lựa chọn nghề nghiệp phù hợp, biết xây dựng
và phát triển hài hoà các mối quan hệ xã hội, có cá tính, nhân cách và đời sống tâm hồn
phong phú, nhờ đó có được cuộc sống có ý nghĩa và đóng góp tích cực vào sự phát triển
của đất nước và nhân loại.
Chương trình giáo dục tiểu học giúp học sinh hình thành và phát triển những yếu tố
căn bản đặt nền móng cho sự phát triển hài hoà về thể chất và tinh thần, phẩm chất và năng
lực; định hướng chính vào giáo dục về giá trị bản thân, gia đình, cộng đồng và những thói
quen, nền nếp cần thiết trong học tập và sinh hoạt.
Chương trình giáo dục trung học cơ sở giúp học sinh phát triển các phẩm chất, năng
lực đã được hình thành và phát triển ở cấp tiểu học, tự điều chỉnh bản thân theo các chuẩn
mực chung của xã hội, biết vận dụng các phương pháp học tập tích cực để hoàn chỉnh tri
thức và kĩ năng nền tảng, có những hiểu biết ban đầu về các ngành nghề và có ý thức hướng
nghiệp để tiếp tục học lên trung học phổ thông, học nghề hoặc tham gia vào cuộc sống lao
động.
Chương trình giáo dục trung học phổ thông giúp học sinh tiếp tục phát triển những
phẩm chất, năng lực cần thiết đối với người lao động, ý thức và nhân cách công dân, khả
năng tự học và ý thức học tập suốt đời, khả năng lựa chọn nghề nghiệp phù hợp với năng
lực và sở thích, điều kiện và hoàn cảnh của bản thân để tiếp tục học lên, học nghề hoặc
tham gia vào cuộc sống lao động, khả năng thích ứng với những đổi thay trong bối cảnh
toàn cầu hoá và cách mạng công nghiệp mới.
1.3. Yêu cầu cần đạt về phẩm chất, năng lực
Chương trình giáo dục phổ thông hình thành và phát triển cho học sinh những phẩm
chất chủ yếu sau: yêu nước, nhân ái, chăm chỉ, trung thực, trách nhiệm.
Chương trình giáo dục phổ thông hình thành và phát triển cho học sinh những năng
lực cốt lõi sau:
a) Những năng lực chung được hình thành, phát triển thông qua tất cả các môn
học và hoạt động giáo dục: năng lực tự chủ và tự học, năng lực giao tiếp và hợp
tác, năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo;
b) Những năng lực đặc thù được hình thành, phát triển chủ yếu thông qua một
số môn học và hoạt động giáo dục nhất định: năng lực ngôn ngữ, năng lực tính
toán, năng lực khoa học, năng lực công nghệ, năng lực tin học, năng lực thẩm
mĩ, năng lực thể chất.
Bên cạnh việc hình thành, phát triển các năng lực cốt lõi, chương trình giáo dục phổ
thông còn góp phần phát hiện, bồi dưỡng năng khiếu của học sinh.
Những yêu cầu cần đạt cụ thể về phẩm chất chủ yếu và năng lực cốt lõi được quy
định tại Mục IX Chương trình tổng thể và tại các chương trình môn học, hoạt động giáo
dục.
4
2. Năng lực và phẩm chất học sinh cần đạt trong môn Vật lí cấp THPT theo
chương trình GDPT mới:
2.1. Năng lực:
– Năng lực là thuộc tính cá nhân được hình thành, phát triển nhờ tố chất có sẵn và quá
trình học tập, rèn luyện cho phép con người huy động tổng hợp các kiến thức, kỹ năng và
các thuộc tính cá nhân khác như hứng thú, niềm tin, ý chí …thực hiện thành công một hoạt
động nhất định, đạt kết quả mong muốn trong những điều kiện cụ thể.
– Phân loại năng lực:
5
– Năng lực vật lí:
6
7
2.2. Phẩm chất:
8
9
III. MÔ TẢ GIẢI PHÁP
1. Mô tả giải pháp trước khi tạo ra sáng kiến
1.1. Giải pháp 1. Chương trình hiện hành và phương pháp dạy học truyền thống
a. Mô tả
Chương trình còn nặng tính hàn lâm, quá trình dạy học còn thiên về truyền thụ kiến
thức, chủ yếu GV dạy cho học sinh những kiến thức mà mình có, học sinh ra sức học, ghi
nhớ những kiến thức.
Các GV được hỏi đa phần đều công tác tương đối lâu năm nên chủ yếu vẫn quen với
phương pháp dạy học truyền thống. Các lớp bồi dưỡng tập trung do Sở GD&ĐT tổ chức
hàng năm về cơ bản mới chỉ bồi dưỡng về các kĩ thuật dạy học tích cực và về việc xây
dựng ma trận đề kiểm tra đánh giá. Còn về các phương pháp dạy học hiện đại đa phần các
GV khi cần thiết mới tự tìm hiểu thông qua các thông tin trên mạng và trao đổi với đồng
nghiệp.
Giáo viên thiết kế giáo án và xây dựng bài giảng dựa trên nội dung được quy định chi tiết
trong chương trình, tài liệu chủ yếu là sách giáo khoa, sách giáo viên với các mục tiêu cần
đạt của mỗi bài về: Kiến thức thuần túy khoa học ít gắn với thực tiễn, kỹ năng giải các bài
tập mang tính lý thuyết.
Thực hiện đổi mới dạy học theo hướng phát huy tính tích cực chủ động của HS đã được
áp dụng rất rộng rãi trong các năm trở lại đây nhưng việc dạy học phát triển năng lực HS
mới bắt đầu được đưa vào áp dụng nên GV còn nhiều bỡ ngỡ và hầu như chưa có khái
niệm đánh giá năng lực theo các thành tố của năng lực.
Một số GV đã thực hiện dạy học chủ đề tích hợp tuy nhiên do hạn chế trong việc sử
dụng các phương pháp dạy học hiện đại. Các GV mới chỉ tập trung vào xây dựng các nội
dung tích hợp và sử dụng một số kĩ thuật dạy học tích cực để tăng tính tích cực, chủ động
của HS chứ chưa tập trung vào việc phát triển năng lực giải quyết vấn đề dẫn đến HS hiểu
bài, có liên hệ với thực tế, kết quả học tập nâng cao nhưng với các bài tập thực tiễn ở mức
vận dụng cao lại vẫn gặp nhiều khó khăn do chưa được luyện tập nhiều các thao tác, kĩ
năng giải quyết vấn đề.
b) Ưu điểm
– Đảm bảo về nội dung: kiến thức, kỹ năng và thái độ, việc lựa chọn nội dung dễ dàng, không
tốn nhiều thời gian.
– Có sự đổi mới về phương pháp dạy học, bên cạnh việc trang bị kiến thức đã chú ý rèn
luyện một số kỹ năng.
– Có phần ứng dụng, liên hệ thực tế.
c) Nhược điểm
– Khả năng vận dụng các kiến thức vào giải quyết các vấn đề thực tiễn còn hạn chế
– Chưa phát triển được năng lực học sinh.
– Giờ học thiếu hấp dẫn.
– Ít liên hệ với thực tiễn, học sinh không có kỹ năng sử dụng các kiến thức đã học để
giải quyết các vấn đề nảy sinh trong thực tế cuộc sống.
10
– Học sinh tiếp thu kiến thức một các thụ động không nắm kiến thức không sâu và không
rèn các kỹ năng làm việc với các nguồn tri thức (kỹ năng làm việc với sách giáo khoa, với
thí nghiệm, phương tiện trực quan, với máy vi tính, với băng hình, với internet, …). Do đó
không có các kỹ năng so sánh phán đoán, kỹ năng chọn lọc, xử lí và hệ thống hoá thông
tin…
– Giờ dạy chủ yếu là kiến thức lí thuyết, áp dụng công thức, ít thể hiện được bản chất
Vật lí và chưa đáp ứng được mục tiêu căn bản là hình thành và phát triển năng lực Vật lí
cho học sinh.
1.2. Giải pháp 2: Phương pháp, công cụ đánh giá truyền thống
a) Mô tả
– Hiện nay đa phần đánh giá học sinh qua các bài kiểm tra. Trong năm học có các bài
kiểm tra thường xuyên, kiểm tra định kỳ, học sinh phải thực hiện các bài kiểm tra, dùng
điểm số ở các bài kiểm tra để đánh giá học sinh về mặt học tập.
– Công cụ đánh giá chủ yếu là các câu hỏi, bài tập. Câu hỏi, bài tập có hai hình thức tự
luận và trắc nghiệm, nội dung các câu hỏi, bài tập chủ yếu xoay quanh kiến thức học sinh
đã học, có một phần ít vận dụng kiến thức vào một số tình huống hoặc ứng dụng cụ thể.
Thông qua các bài tập và câu hỏi học sinh ghi nhớ được kiến thức và hình thành kỹ năng
giải bài tập.
b) Ưu điểm:
– Sử dụng các bài kiểm tra truyền thống có thể đánh giá được các mức độ về kiến thức
và kỹ năng của học sinh trong môn học.
– Câu hỏi, bài tập có thể giúp học sinh ghi nhớ kiến thức và rèn luyện các kỹ năng giải
quyết bài tập, kỹ năng trình bày, thuyết trình, vận dụng kiến thức… từ đó góp phần hình
thành nên tư duy logic đối với từng bộ môn.
– Dễ dàng biên soạn.
c) Nhược điểm:
– Không đánh giá được đầy đủ năng lực, phẩm chất của người học.
– Nặng tính hàn lâm, ít liên hệ thực tiễn, tình huống thực tế vì vậy hạn chế trong việc
hình thành các năng lực, phẩm chất của học sinh.
11
2. Mô tả giải pháp sau khi có sáng kiến
2.1. Giải pháp 1: Nghiên cứu, vận dụng một số phương pháp, hình thức dạy học tích
cực đáp ứng chương trình GDPT mới

TT	MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP, HÌNH THỨC DẠY HỌC MỚI
1	Dạy học giải quyết vấn đề
2	Dạy học dự án
3	Dạy học theo chủ đề (đơn môn, tích hợp, liên môn)
4	Dạy học STEM, Nghiên cứu khoa học
5	Hoạt động trải nghiệm sáng tạo
6	Dạy học ngoài không gian lớn học

2.1.1 Dạy học giải quyết vấn đề
a) Cơ sở lí luận:
Dạy học giải quyết vấn đề là cách thức tổ chức dạy học trong đó học sinh được đặt trong
tình huống có vấn đề mà bản thân học sinh chưa biết cách thức, phương tiện, cần phải nỗ
lực, tư duy để giải quyết vấn đề.
– Điều kiện sử dụng:
+ Cần tạo tình huống có vấn đề phù hợp, hiệu quả.
+ Thời gian đủ để nhận biết, lập kế hoạch và thực hiện và kết luận.
+ Cần đảm bảo một số phương tiện thực hiện giải quyết vấn đề nhất là các vấn đề khảo
sát, thực nghiệm…
– Các bước thực hiện:
(1) Nhận biết vấn đề: Học sinh tiếp nhận tình huống có vấn đề được gợi ý hoặc giáo viên
kích thích học sinh tự tạo tình huống có vấn đề.
(2) Lập kế hoạch giải quyết vấn đề: Học sinh đề xuất giả thuyết giải quyết vấn đề, đưa
ra các phương án và lập kế hoạch giải quyết vấn đề.
(3) Thực hiện kế hoạch
(4) Kiểm tra, đánh giá và rút ra kết luận: Học sinh rút ra kết luận về cách giải quyết vấn
đề, từ đó lĩnh hội được tri thức, kỹ năng hoặc vận dụng được kiến thức, kỹ năng để giải
quyết được các vấn đề thực tiễn.
Giải pháp 1:
Nghiên cứu, vận dụng một
số phương pháp, hình thức
dạy học tích cực đáp ứng
chương trình GDPT mới
Giải pháp 2:
Xây dựng hệ thống câu
hỏi, bài tập giúp đánh giá
và phát triển năng lực,
phẩm chất
Giải pháp 3:
Đổi mới kiểm tra đánh giá
theo định hướng tiếp cận
năng lực, phẩm chất
12
b) Cách thức tiến hành
– Tổ chức nghiên cứu, thảo luận cơ sở lý thuyết về phương pháp dạy học học “Giải quyết
vấn đề” trong tổ bộ môn.
– Thực hành xây dựng kế hoạch dạy học dùng phương pháp dạy học “Giải quyết vấn
đề”. Dạy thử nghiệm và phân tích kết quả trong tổ nhóm chuyên môn.
c) Kết quả đạt được
Tổ bộ môn đã tiến hành xây dựng tiến trình và dạy học minh họa một số tiết học theo
phương pháp dạy học Giải quyết vấn đề như: “Các đặc điểm của chuyển động rơi tự do”
– Vật lí 10, “Hiện tượng giao thoa sóng” – Vật lí 12.
Tiến trình xây dựng kiến thức “Các đặc điểm của chuyển động rơi tự do” – Vật lí 10

1. Sơ đồ tiến trình xây dựng kiến thức 1. Làm nảy sinh vấn đề cần giải quyết Nhắc lại kiến thức cũ: Chúng ta đã học hai loại chuyển động: đó là chuyển động thẳng đều và chuyển động thẳng biến đổi đều: + Chuyển động thẳng đều có quỹ đạo là đường thẳng và vận tốc không đổi, không có gia tốc, quãng đường là hàm bậc nhất theo thời gian… + Chuyển động thẳng biến đổi đều có quỹ đạo là đường thẳng, vận tốc tăng đều hoặc giảm đều, gia tốc không đổi, quãng đường là hàm bậc hai của thời gian, … Mỗi loại chuyển động đều có những đặc điểm riêng. Vậy chuyển động rơi tự do có những đặc điểm gì?2. Phát biểu vấn đề Chuyển động rơi tự do có những đặc điểm gì (về phương chiều)? Rơi tự do thuộc loại chuyển động nào?3. Giải quyết vần đề 3.1. Vấn đề 1: Phương chiều của chuyển động rơi tự do a) Đề xuất giả thuyết 1 Từ kinh nghiệm quan sát thực tế, học sinh đưa ra giả thuyết 1 Giả thuyết 1: Rơi tự do theo phương thẳng đứng, chiều từ trên xuống b) Kiểm tra tính đúng đắn của giả thuyết 1: – Xác định nội dung cần kiểm tra: kiểm tra trực tiếp phương chiều của chuyển động rơi tự do – Thiết kế phương án thí nghiệm: Sử dụng bộ thiết bị thí nghiệm kiểm tra phương của vật rơi tự do Sơ đồ thí nghiệm: – Kết luận giả thuyết 1: Chuyển đông rơi tự do có phương thẳng đứng, chiều hướng xuống3.2. Vấn đề 2: Dạng của chuyển động rơi tư do

13

a) Đề xuất giả thuyết 2 * TN hỗ trợ đề xuất giả thuyết: Ở bài: “Chuyển động biến đổi đều” HS đã được làm TN với vật trượt trên măt phẳng nghiêng và đã có các kết luận: + chuyển động của các vật trên mặt phẳng nghiêng góc α=300 là chuyển động nhanh dần đều với gia tốc a1= hằng số. + chuyển động của các vật trên mặt phẳng nghiêng góc α=450 là chuyển động nhanh dần đều với gia tốc a2= hằng số. + chuyển động của các vật trên mặt phẳng nghiêng góc α=600 là chuyển động nhanh dần đều với gia tốc a3= hằng số.  Suy ra nếu α=900 thì vật cũng chuyển động nhanh dần đều với gia tốc là hằng số. * Đề xuất giả thuyết 2: Chuyển động rơi tự do là chuyển động thẳng nhanh dần đều b) Kiểm tra tính đúng đắn của giả thuyết 2: – Xác định nội dung cần kiểm tra: Suy luận hệ quả: Nếu rơi tự do là chuyển động nhanh dần đều thì quãng đường đi được s=½.at2. với a=hằng số suy ra: s/t2= hằng số. Như vậy nội dung cần kiểm tra là hệ quả suy ra từ giả thuyết 2: Thí nghiệm khảo sát quan hệ s và t2 cho kết quả: s/t2= hằng số. – Thiết kế phương án thí nghiệm: Bộ thí nghiệm đo gia tốc rơi tự do: + Quãng đường được xác định trước bằng số chỉ trên thước thẳng đứng. + Thời gian được hiển thị trên đồng hồ đo thời gian. – Thực hiện thí nghiệm: thay đổi quãng đường (bằng cách dịch chuyển detecto dọc theo trục thẳng đứng, và đo thời gian rơi quãng đường tương ứng đó: S(cm)t (s) – Xử lý kết quả và rút ra kết luận: + Đồ thị: S phụ thuộc vào t2 có dạng đường thẳng +Kết luận: vậy s/t2= hằng số => Giả thuyết 2: “Chuyển động rơi tự do là chuyển động thẳng nhanh dần đều” là đúng.4. Rút ra kết luận Chuyển động rơi tự do là chuyển động thẳng nhanh dần đều theo phương thẳng đứng, chiều hướng xuống.2. Lý giải tiến trình xây dựng kiến thức Tiến hành dạy học đơn vị kiến thức này theo con đường thực nghiệm. Cụ thể như sau: Khi học về các đặc điểm của chuyển động rơi tự do HS cần biết: Chuyển động rơi tự do theo phương thẳng đứng, chiều hướng xuống. Rơi tự do là chuyển động thẳng nhanh dần đều. Từ kiến thức cần học của HS ta có thể xác định câu hỏi tương ứng với câu trả lời trên đó là: Chuyển động rơi tự do có những đặc điểm gì (về phương chiều)? Rơi tự do thuộc loại chuyển động nào?

14

Để câu hỏi nảy sinh vấn đề của kiến thức cần học xuất phát một cách tự nhiên ta có thể làm nảy sinh vấn đề từ kiến thức cũ như sau: (phần 1: làm nảy sinh vấn đề) I. Vấn đề 1 1. Làm nảy sinh vấn đề cần nghiên cứu: Từ những kiến thức đã học HS không thể đưa ra được câu trả lời cho vấn đề bài học. Tuy nhiên từ kinh nghiệm thực tiễn và đã quan sát các thí nghiệm ở phần trước nên HS có thể đưa ra dự đoán rơi tự do có phương thẳng đứng, chiều từ trên xuống dưới. (Đó chính là giả thuyết 1). Những câu trả lời cho vấn đề đã nêu chỉ là dự đoán có căn cứ nhưng chưa chắc chắn. Vậy làm thế nào để kiểm tra những dự đoán trên có chính xác hay không? Giải pháp đề ra là tiến hành thí nghiệm để kiểm chứng. (Vậy chúng ta cùng nghĩ xem có thể thiết kế được một thí nghiệm có thể kiểm tra được điều đó.) Để kiểm tra được phương chiều của chuyển động rơi tự do, thí nghiệm gồm: + Một vật rơi tự do (khối lượng đủ lớn, kích thức phù hợp-> bỏ qua ma sát) + Dây dọi để định phương thẳng đứng. Phương án kiểm tra: Như phần 3.1 Tiến hành thí nghiệm và kết luận phương chiều của chuyển động rơi tự do II. Vấn đề 2 1. Làm nảy sinh vấn đề cần nghiên cứu: Vấn đề thứ 2 mà ta cần làm sáng tỏ là chuyển động rơi tự do là chuyển động thẳng nhanh dần đều. Để làm vấn đề nảy sinh một cách tự nhiên: yêu cầu học sinh bằng kinh nghiệm quan sát chuyển động của vật rơi của các vật và cho biết vận tốc của vật từ khi bắt đầu rơi tới khi kết thúc quá trình rơi biến đổi như thế nào? – HS nhận xét thấy rằng: khi bắt đầu rơi thì vận tốc v=0. Sau đó vận tốc tăng dần. – GV Đưa câu hỏi định hướng: vận tốc của vật trong quá trình đó tăng có đều không? HS chưa trả lời được.  nảy sinh vấn đề cần nghiên cứu: chuyển động rơi tự do có phải là chuyển động nhanh dần đều hay không? 2. Định hướng đề xuất giả thuyết Định hướng HS đưa ra giả thuyết 2 bằng suy luận quy nạp từ kết quả của thí nghiệm với vật chuyển động trên máng nghiêng góc α=300, 450, 600… – GV: các em đã làm thí nghiệm thấy chuyển động của các vật thuộc loại chuyển động gì? – HS: là chuyển động nhanh dần đều. – GV: tại sao các em có thể kết luận được điều đó? – HS: vì đo được gia tốc trong các trường hợp đó đều là các hằng số. – GV: vậy nếu ta xét trường hợp vật chuyển động trên máng nghiêng góc α=900 Thì sao? – HS: – lúc này chuyển động của vật là chuyển động rơi tự do. – Có thể chuyển động của vật cũng là chuyển động nhanh dần đều. 3. Phát biểu giả thuyết: Rơi tự do có thể là chuyển động thẳng nhanh dần đều. 4. Kiểm nghiệm giả thuyết: – GV: có thể kiểm nghiệm kết luận trên như thế nào?

15

4.1. Suy luận hệ quả: – GV định hướng: Nếu chuyển động rơi tự do là chuyển động nhanh dần đều thì chuyển động đó phải có đặc điểm gì? – HS: chuyển động đó có các đặc điểm là: + vật tốc tăng đều theo thời gian. (1) + gia tốc không đổi theo thời gian. (2) + quãng đường đi được tỉ lệ với bình phương thời gian. (3) …. – GV nhận xét: phân tích để thấy rõ tính khả thi của các phương án kiểm nghiệm từ đó đi đến thống nhất dựa vào đặc điểm (3) là khả thi nhất để kiểm nghiệm. – GV: yêu cầu học sinh thiết kế mô hình thí nghiệm để kiểm tra hệ quả 4.2. Định hướng giải pháp: – GV: Để kiểm nghiệm được hệ quả (3) ta cần: + phải tạo ra được hiện tượng gì? + phải đo được đại lượng nào? + dụng cụ đo là gì? + cách đo như thế nào? + cách bố trí thí nghiệm ra sao? – HS nêu được: + phải tạo ra được hiện tượng vật rơi tự do + phải đo được quãng đường từ lúc vật bắt đầu rơi và khoảng thời gian đi hết quãng đường đó. + dụng cụ cần có để đo s là thước, đo t là đồng hồ. + cách đo: – chọn trước s (đánh dấu điểm đầu và cuối) – buông tay cho vật rơi và bấm đồng hồ bắt đầu tính thời gian. – khi vật đi hết quãng đường s thì bấm đồng hồ kết thúc tính giờ. – GV: nhận xét và bổ xung khắc phục những hạn chế của mô hình học sinh đã đưa ra, từ đó dẫn tới bộ thí nghiệm với máng thẳng đứng CT10-1. 4.3 Thực hiện giải pháp – tiến hành thí nghiệm – lần 1: định trước s1=200mm. đo t1 – lần 2: định trước s2=450mm. tính t2 từ công thức: s1/t1=s2/t2t2=1,5t1 đo t2 và so sánh với giá trị t2 vừa tính được. – lần 3: làm tương tự lần 2 với s3=800mm.  kết luận về tỉ số: s1/t1=s2/t2= s3/t3=…=s/t 5. Kết luận tổng quát: Chuyển động rơi tự do là chuyển động thẳng nhanh dần đều theo phương thẳng đứng, chiều hướng xuống.

Tiến trình xây dựng kiến thức: “Hiện tượng giao thoa sóng” – Vật lí 12

1. Sơ đồ tiến trình xây dựng kiến thức 1. Làm nảy sinh vấn đề cần giải quyết Khi một nguồn sóng trên mặt nước xuất hiện sóng truyền đi theo mọi hướng, các đỉnh sóng truyền đi với tốc độ không đổi. Vậy khi đồng thời có hai ngồn sóng trên mặt nước thì có gì khác biệt không? Cho HS quan sát video (Nguồn: https://www.youtube.com/watch?v=TaFU41rfd90)

16

2. Phát biểu vấn đề Hiện tượng gì sẽ xảy ra khi hai sóng lan truyền trên mặt nước gặp nhau? Các phần tử nước nằm trong vùng gặp nhau dao động như thế nào?3. Giải quyết vần đề 3.1. Giải quyết VĐ nhờ SLLT Suy đoán giải pháp giải quyết vấn đề – Sử dụng kiến thức phương trình sóng: Viết phương trình sóng tới từ hai nguồn tại điểm M. – Sử dụng kiến thức tổng hợp dao động. Viết phương trình sóng tổng hợp tại M – Công thức xác định biên độ sóng tổng hợp: NX: Biên độ sóng phụ thuộc vào vị trí của điểm M (Amin =0 <AM< Amax=2A) + Tồn tại các điểm có biên độ cực đại nơi mà hai sóng tăng cường lẫn nhau, thỏa mãn điều kiện: (với ). Quỹ tích những điểm này làm thành một họ các đường hypebol theo k, nhận S1, S2 là hai tiêu điểm.Gọi là các vân cực đại + Tồn tại các điểm có biên độ cực tiểu (không dao động) nơi mà hai sóng triệt tiêu nhau, thỏa mãn điều kiện: (với ). Quỹ tích những điểm này làm thành một họ các đường hypebol theo k nhận S1, S2 là hai tiêu điểm và xen kẽ giữa các đường hypebol cực đại. Gọi là các vân cực tiểu.3.2. Kiểm chứng kết quả được suy ra từ lý thuyết

1
u A t 1M cos 2   d

 
   
 
2
u A t 2M cos 2   d

 
   
 
2 1 2 1
u u u A t M M M 1 2 2 cos cos    d d d d
 
     
       
   
2 cos 2 1
M
d d
A A 

  
  
 
d d k 2 1    k    0; 1; 2;…2 1
1 2
d d k       
  0 1 2
; ; ;…
1 2 3
k 
  

S 1 S 2 M d 2

d
1

17

2. Lý giải tiến trình xây dựng kiến thức Tiến hành dạy học đơn vị kiến thức này theo con đường lý thuyết. Cụ thể như sau: Khi học “Hiện tượng giao thoa sóng” HS cần biết: 4. Rút ra kết luận – Định nghĩa: Hiện tượng giao thoa sóng – Biên độ sóng tổng hợp phụ thuộc vào vị trí của điểm M trên mặt nước; vị trí và hình dạng của các vân cực đại, cực tiểu.Từ kiến thức cần học của HS ta có thể xác định câu hỏi tương ứng với câu trả lời trên đó là: 2. Phát biểu vấn đề Hiện tượng gì sẽ xảy ra khi hai sóng lan truyền trên mặt nước gặp nhau? Các điểm nằm trong vùng gặp nhau sẽ dao động như thế nào?Giai đoạn làm nảy sinh vấn đề cần giải quyết Để câu hỏi nảy sinh vấn đề của kiến thức cần học xuất phát một cách tự nhiên ta có thể làm nảy sinh vấn đề từ xuất phát từ quan sát video thí nghiệm thật, như sau: 1. Làm nảy sinh vấn đề cần giải quyết Khi một nguồn sóng trên mặt nước xuất hiện sóng truyền đi theo mọi hướng, các đỉnh sóng truyền đi với tốc độ không đổi. Vậy khi đồng thời có hai ngồn sóng trên mặt nước thì có gì khác biệt không? Cho HS quan sát video (Nguồn: https://www.youtube.com/watch?v=TaFU41rfd90)Với cách làm nảy sinh vấn đề như trên thì câu hỏi vấn đề cho kiến thức cần học bật ra một cách tự nhiên, phù hợp với câu trả lời cho vấn đề ở phần 4. Rút ra kết luận Giai đoạn suy luận từ lý thuyết nhằm giải thích hiện tượng. Từ những kiến thức đã học HS không thể đưa ra được câu trả lời cho vấn đề bài học. Do vậy giáo viên cần hướng dẫn HS xây dựng được phương trình tổng hợp, để từ đó mô tả dao được động của điểm M. – Để bài toán lý thuyết sẽ được đưa ra một cách tự nhiên mà không khiên cưỡng GV đặt câu hỏi định hướng: Dựa vào đâu để biết được chính xác dao động của phần tử tại M? a) Nội dung cần kiểm nghiệm nhờ TN – Kiểm tra hình ảnh các vân giao thoa trên mặt nước gồm hai họ các đường hypebol xen kẽ nhau. Trong đó có vân cực đại trung tâm là đường thẳng b) Thiết kế phương án thí nghiệm – Dụng cụ và bố trí: máy tạo dao động, cần rung 2 nhánh, khay đựng nước có thành vát. c) Tiến hành thí nghiệm: – Bật máy tạo dao động quan sát hình ảnh giao thoa và so sánh với hình ảnh có được từ suy luận lý thuyết => KL về sự phù hợp giữa thực nghiệm với lý thuyết.4. Rút ra kết luận – Hiện tượng giao thoa sóng – Biên độ sóng tổng hợp phụ thuộc vào vị trí của điểm M trên mặt nước; vị trí và hình dạng của các vân cực đại, cực tiểu. – Điều kiện giao thoa – Khẳng định: Hiện tượng giao thoa sóng là hiện tượng đặc trưng cho quá trình sóng.

Máy tạo dao động Cần rung 2 nhánh Khay đựng nước có các thành vát

18

Câu trả lời mong đợi: Dựa vào phương trình dao động của phần tử tại M. GV đưa ra bài toán lý thuyết cho 2 nguồn cùng tần số, cùng pha: Bài toán: Cho hai nguồn dao động cùng phương, cùng tần số, cùng pha đặt tại hai điểm S1, S2 trên mặt nước có phương trình . Điểm M bất kì nằm trên mặt nước cách hai nguồn S1, S2 lần lượt đoạn d1 và d2. Coi biên động sóng không đổi khi truyền đi. Hãy viết phương trình tổng hợp của phần tử tại M.Bằng kiến thức cũ về phương trình truyền sóng đã học bài trước và kiến thức về tổng hợp dao động. HS hoàn toàn có thể viết được phương trinh sóng tổng hợp. -Sử dụng kiến thức phương trình sóng: Viết phương trình sóng tới từ hai nguồn tại điểm M. – Sử dụng kiến thức tổng hợp dao động. Viết phương trình sóng tổng hợp tại M Nhìn vào phương trình sóng chắc chắn học sinh sẽ lúng túng trong việc xác định biên độ, xác định pha của sóng tổng hợp. Lúc này GV cần định hướng để HS tự nhận diện được phần biên độ và pha của sóng tổng hợp. Quá trình định hướng có thể xuất phát từ phương trình của dao động điều hòa: GV yêu cầu HS nêu đặc điểm về biên độ và pha của DĐĐH. Câu trả lời mong đợi: Biên độ là một hằng số dương; pha là phần chứa thời gian nằm trong hàm cos: . Bây giờ HS hoàn toàn có thể nhận diện được phần biên độ và phần pha của sóng tổng hợp. Tuy nhiên rất có thể HS quên điều kiện biên độ là một số dương -> quên mất dấu “| |” Từ đó viết lại phương trình dao động của M là: để khẳng định điểm M đang dao động điều hòa với biên độ AM. Xét biên độ, GV đặt câu hỏi định hướng để HS chỉ được: Biên độ của điểm M phụ thuộc vào vị trí của điểm M (d2-d1) và có giá trị nằm trong khoảng Amin =0 <AM< Amax=2A; vị trí (điều kiện) có biên độ cực đại, cực tiểu. – Theo em biên độ của điểm M phụ thuộc vào yếu tố nào? Câu trả lời mong đợi: Biên độ của điểm M phụ thuộc vào vị trí của điểm M (d2-d1). – Biên độ của điểm M có thể nhận các giá trị nào? Câu trả lời mong đợi: (Amin =0 <AM< Amax=2A). Ở đây GV viết Amin và Amax để không làm mất tính tổng quát của vấn đề. (Vì nếu 2 nguồn khác biên độ thì Amin ) – Vậy biên độ nhận giá trị cực đại và cực tiểu khi nào? Câu trả lời mong đợi: + Những điểm có biên độ cực đại, nơi mà hai sóng tăng cường lẫn nhau, thỏa mãn điều kiện: (với ).

u u A t 1 2   cos 1
u A t 1M cos 2   d

 
   
 
2
u A t 2M cos 2   d

 
   
 
2 1 2 1
u u u A t M M M 1 2 2 cos cos    d d d d
 
     
       
   
x A t   cos 
  t  2 cos 2 1
M
d d
A A 

  
  
 
u A t M M cos ( )    d d 2 1

  
    
   0 d d k 2 1    k    0; 1; 2;…
19

+ Những điểm có biên độ cực tiểu(không dao động), nơi mà hai sóng triệt tiêu nhau, thỏa mãn điều kiện: (với ). GV tiếp tục hướng dẫn HS nhận diện quỹ tích các điểm cực đại và cực tiểu bằng cách đặt các câu hỏi định hướng: – Với mỗi giá trị của k xác định thì tìm được bao nhiêu điểm M thỏa mãn? Vì sao? Câu trả lời mong đợi: Mỗi giá trị của k có rất nhiều các điểm thỏa mãn. Vì những điểm thỏa mãn phương trình làm thành một đường hypebol. – Vậy các em hãy cho biết quỹ tích các điểm cực đại? Câu trả lời mong đợi: Quỹ tích những điểm cực đại làm thành một họ các đường hypebol theo k, nhận S1, S2 là hai tiêu điểm. – GV thông báo: Người ta gọi mỗi đường hypebol cực đại đó là một vân cực đại, đồng thời vẽ hình. – Tương tự như vậy GV hướng dẫn HS đi đến kết luận về quỹ tích các điểm cực tiểu: Quỹ tích những điểm cực tiểu làm thành một họ các đường hypebol theo k nhận S1, S2 là hai tiêu điểm và nằm xen kẽ giữa các đường hypebol cực đại. Gọi là các vân cực tiểu. Chuyển sang giai đoạn kiểm tra kết quả suy ra từ lý thuyết. Trước tiên cần hướng dẫn HS biết tại sao phải đi kiểm tra kết quả và mục tiêu cần kiểm tra. Như vậy từ suy luận lý thuyết chúng ta vừa đi đến được kết luận về hình ảnh các vân giao thoa trên mặt nước như hình vẽ. Các em biết rằng không phải mọi lý thuyết đều phù hợp với thực tiễn. Vậy làm thế nào để kiểm tra được kết quả chúng ta vừa đưa ra là đúng hay sai? Câu trả lời mong đợi: Tiến hành thí nghiệm để kiểm tra. – Theo các em ở đây chúng ta cần kiểm tra điều gì? Câu trả lời mong đợi: Kiểm tra hình ảnh gia thoa có đúng như LT đã đưa ra không? Phần thiết kế phương án thí nghiệm là cơ hội để HS sáng tạo, đồng thời cũng là nội dung mà HS gặp nhiều khó khăn. GV nên dành thời gian để HS thiết kế và chỉ gợi ý HS khi cần thiết. Trước tiên yêu cầu HS đưa ra dụng cụ thí nghiệm cần thiết: mặt nước và 2 nguồn dao động cùng tần số và cùng pha. – Làm thế nào để có được hai nguồn dao động cùng tần số, cùng pha như bài chúng ta vừa khảo sát? Câu trả lời mong đợi: Dùng 1 loại máy nào đó tạo dao động ổn định. Ở đây HS có thể đề xuất đơn giản như cầm tay để rung tạo dao động như trong video, tuy nhiên GV cần hướng dẫn cho HS, trong không gian lớp học không cho phép chúng ta làm TN như trên video, đồng thời nguồn dao động đòi hỏi phải có tần số ổn định trong thời gian dài. Cơ chế tạo dao động bằng động cơ là khó với HS do vậy chỉ cẩn HS bật ra được ý tưởng phải dùng một loại máy gì đó chứ không dùng tay cũng đã chấp nhận được.

2 1 1
2
d d k       
  0 1 2
; ; ;…
1 2 3
k 
  
d d h so 2 1   .
20

Sau đó GV giới thiệu cơ chế của nguồn tạo dao động: Có nhiều cách để tạo ra nguồn dao động có tỉnh ổn định như dùng một động cơ điện có bánh đà lệch tâm, dùng nam châm điện hoặc dùng một loa điện động, nhưng kết quả cuối cùng đều tạo được các dao động điều hòa. Dao động này được đưa ra một cần rung hai nhánh. Hướng dẫn HS thiết kế để có được mặt nước phù hợp là dùng một khay chứa nước nhỏ hình chữ nhật có thành vát để triệt tiêu sự phản xạ. GV cần hướng dẫn cho HS biết được khi sóng truyền đi gặp mặt phân cách giữa hai môi trường luôn bị phản xạ, nếu sóng phản xạ quay ngược trở lại sẽ ảnh hưởng đến kết quả thí nghiệm. Vậy mặt nước của chúng ta phải rất rộng, tuy nhiên trong phòng TN không cho phép chúng ta dùng một bể nước rộng như vậy. Có cách nào để khắc phục không? HS có thể đề xuất: dùng các tấm chống phản xạ (hấp thụ sóng) vì trong bài trước HS đã được biết thí nghiệm về kênh sóng nước, đã dùng tấm chống phản xạ. GV hướng dẫn, trong trường hợp này chúng ta có thể dùng một khay chứa nước nhỏ hình chữ nhật có thành vát để triệt tiêu sự phản xạ. Lúc này GV có thể đưa ra bộ thí nghiệm và giới thiệu thêm cho HS các bộ phận khác như gương phẳng, và màn mờ để hứng ảnh. Và cơ chế tạo ảnh trên màn mờ. Tiến hành thí nghiệm để kiểm chứng: Bật máy tạo dao động quan sát hình ảnh giao thoa và so sánh với hình ảnh có được từ suy luận lý thuyết => KL về sự phù hợp giữa thực nghiệm với lý thuyết. Lúc này giáo viên mới đưa ra định nghĩa về hiện tượng giao thoa. Từ đó đi đến kết luận tổng kết. 4. Rút ra kết luận – Định nghĩa: Hiện tượng giao thoa sóng – Biên độ sóng tổng hợp phụ thuộc vào vị trí của điểm M trên mặt nước; vị trí và hình dạng của các vân cực đại, cực tiểu.

2.1.2. Dạy học dự án
a) Cơ sở lí luận:
– Dạy học dựa trên dự án là một hình thức tổ chức dạy học, trong đó học sinh thực hiện
một nhiệm vụ phức hợp, có sự kết hợp giữa lí thuyết và thực hành, tạo ra các sản phẩm có
thể giới thiệu, trình bày.
– Điều kiện sử dụng:
+ Dạy các nội dung gần gũi với thực tiễn, có nhiều nội dung thực hành.
+ Đòi hỏi thời gian phù hợp, tùy quy mô dự án, thời gian có thể kéo dài vài buổi học
hoặc vài tuần.
– Các bước thực hiện:

Xem bản đầy đủ trên google drive: TẠI ĐÂY

Các thầy cô cần file liên hệ với chúng tôi tại fanpage facebook O2 Education

Hoặc xem nhiều SKKN hơn tại:  Tổng hợp SKKN luận văn luận án O2 Education