SKKN Phát triển năng lực giải quyết vấn đề, định hướng NC KHKT cho HS thông qua dự án STEM thiết kế và chế tạo các TB sử dụng năng lượng tái tạo ƯD trong đời sống

1. TÊN SÁNG KIẾN, LĨNH VỰC ÁP DỤNG

– Là nhóm tác giả đề nghị xét công nhận sáng kiến:

“Phát triển năng lực giải quyết vấn đề, định hướng nghiên cứu khoa học kĩ thuật cho học sinh thông qua dự án STEM thiết kế và chế tạo các thiết bị sử dụng năng lượng tái tạo ứng dụng trong đời sống”

– Lĩnh vực áp dụng: thuộc lĩnh vực giáo dục và dạy học vật lý

2. MÔ TẢ BẢN CHẤT CỦA SÁNG KIẾN

2.1. Về nội dung của sáng kiến

2.1.1 Giải pháp cũ thường làm.

a. Mô tả thực trạng

Hiện nay vấn đề dạy học STEM đối với giáo viên Vật lý nói riêng và các bộ môn khoa học khác trong nhà trường THPT vẫn còn nhiều khó khăn. Hình thức dạy và học môn Vật lý hiện nay trong các nhà trường thường diễn ra như sau:

* Về phía Giáo viên:

– Trong phương pháp dạy học

+ Hầu hết các giáo viên vẫn mang nặng phương pháp truyền thụ, thuyết trình, thông báo.

+ Giáo viên chưa coi trọng việc soạn và thiết kế bài giảng theo hướng phát triển năng lực của học sinh. Mỗi hoạt động dạy học diễn ra theo tiến trình: giáo viên phát vấn, phân tích; học sinh đọc sách giáo khoa, trả lời; giáo viên kết luận; học sinh ghi kiến thức vào vở.

+ Việc thiết kế giáo án không làm hoặc làm không rõ ràng các hoạt động của giáo viên và học sinh trong mỗi hoạt động dạy học, vai trò tổ chức, định hướng của giáo viên chưa được thể hiện rõ.

+ Hoạt động của giáo viên cơ bản là mô tả, giải thích, giảng giải rồi đi đến kết luận về kiến thức mới. Chưa chú trọng đến việc phát huy các năng lực cho học sinh đặc biệt là năng lực tư duy thực tiễn, năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo.

+ Việc tổ chức dạy học dự án chưa được áp dụng nhiều hoặc mang tính hình thức, hiệu quả chưa cao. Giáo viên con lúng túng trong việc giao nhiệm vụ, hướng dẫn học sinh thực hiện nhiệm vụ; đánh giá sản phẩm học sinh còn chung chung, hình thức.

– Về nội dung

+ Nội dung Điện – Từ trong Vật lý lớp 11, lớp 12 là phần kiến thức tương đối trừu tượng, học sinh khó tiếp cận, tiếp nhận kiến thức còn mơ hồ, không rõ ràng hoặc chỉ thông qua các công thức, mạch vẽ trên giấy khô khan…

+ Khi dạy về nội dung này thì dường như có rất ít thí nghiệm kiểm chứng, không tường minh hay riêng lẻ trong một sản phẩm nào đó, kiến thức trong sách vở ít gắn với thực tiễn. Ví dụ khi dạy chương dòng điện không đổi thì các thí nghiệm trực tiếp chủ yếu chỉ dừng lại ở thí nghiệm chế tạo và đo suất điện động thế nguồn điện ( pin điện hoá, acquy, … ), hay khi dạy kiến thức Từ Trường, Hiện tượng cảm ứng điện từ thì cũng chủ yếu thông qua các thí nghiệm xác định tương tác từ, thí nghiệm phát hiện dòng điện cảm ứng…

+ Học sinh không nhận dạng được các linh kiện điện, điện tử đơn giản như : điện trở, tụ điện, cuộn cảm, điot, tranzito… và các ứng dụng thực tiễn vào các vi mạch tích hợp để có các mạch điện điều khiển gần với thực tiễn được. Nhiều học sinh chưa biết cách sử dụng đồng hồ đa năng để đo điện áp, đo dòng điện, đo điện trở…; chưa biết cách thiết kế, chế tạo các mạch điện đơn giản có thể sử dụng để phục vụ nhu cầu cuộc sống

– Trong kiểm tra đánh giá

Giáo viên nặng về kiểm tra trí nhớ, chưa đề cao việc kiểm tra, đánh giá năng lực vận dụng kiến thức giải quyết vấn đề, việc kiểm tra hầu hết đơn phương do giáo viên tự ra đề, chấm và đánh giá. Kĩ năng thí nghiệm thực hành ít được kiểm tra đánh giá, chủ yếu chỉ dành cho kỳ thi học sinh giỏi quốc gia và trong các cuộc thi nghiên cứu khoa học hay sáng tạo trẻ cho thanh thiếu niên nhi đồng.

* Về phía học sinh:

– Các em phải tiếp nhận một chiều kiến thức trong sách giáo khoa hoặc giáo viên cung cấp, không được tự tìm hiểu, mở rộng.

– Việc vận dụng kiến thức chỉ dừng lại ở việc thông qua các công thức toán học để giải quyết các bài toán vật lý hàn lâm, khô khan, nhàm chán mà không biết nó dùng để làm gì giải quyết vấn đề gì, ứng dụng thực tiễn như thế nào. Do đó học sinh không chủ động tìm hiểu kiến thức, không hứng thú trong học tập và lúc nào cũng nhìn nhận môn Vật Lý là môn khó hiểu, nhiều công thức, khó tiếp nhận kiến thức…

– Học sinh thụ động học theo kiến thức mà GV truyền thụ, học thuộc nội dung các định luật, viết dược các công thức của các định luật, giải các dạng bài tập của chủ đề một cách máy móc, rập khuân. Các mạch điện đơn giản trên giấy chỉ giải quyết vấn đề dòng điện qua điện trở, tụ điện, cuộn cảm là các linh kiện điện tử cơ bản nhất, không thể tiếp cận đến các mạch điện – điện tử được sử dụng trong gia đình, xã hội.

– Học sinh không được phát triển tư duy và khả năng sáng tạo, không được rèn luyện nhân cách và phát triển năng lực thông qua môn học. Rất ít học sinh biết tự thiết kế và chế tạo ra được các mạch điện dù đơn giản nhất có thể sử dụng trong thực tiễn từ những kiến thức đã học. Do đó các em khó có thể đam mê nghiên cứu, sáng tạo để tạo ra sản phẩm ứng dụng trong đời sống sản xuất.

– Rất ít được làm việc theo nhóm và thảo luận với nhau về các kiến thức nên các em không mạnh dạn và tự tin khi trình bày hoặc bảo vệ ý kiến của mình.

– Kĩ năng thực hành ít được rèn luyện nên các em lúng túng hoặc không biết cách sử dụng các thiết bị như thước, đồng hồ đo, ổn áp, máy hàn điện…

b. Ưu điểm, hạn chế và những vấn đề đặt ra cho giải pháp mới

* Ưu điểm:

– Giáo viên dạy học đúng, đủ và đảm bảo thời lượng chương trình theo kế hoạch giáo dục của bộ môn.

– Học sinh nhớ lại kiến thức đã học, xâu chuỗi mối quan hệ của các kiến thức đã học. Giải được các dạng bài tập liên quan đến kiến thức đã học và hình thành được kĩ năng giải bài tập tốt. Do đó, kết quả các kì thi kiểm tra về mặt kiến thức của các em đạt hiệu quả cao: Như thi tốt nghiệp; Thi Đại học…

– Đáp ứng được yêu cầu của các đề thi và kiểm tra hiện nay trong việc học theo định hướng nghề nghiệp sau khi ra trường thông qua các nhóm môn lựa chọn học chuyên sâu.

* Hạn chế

– Học sinh tiếp nhận kiến thức theo hướng học và ghi nhớ nhằm mục đích thi và kiểm tra kiến thức cả “đầu vào” và “đầu ra”. Vì vậy khả năng vận dụng kiến thức để giải quyết vấn đề, vận dụng vào thực tiễn là rất hạn chế.

– Học sinh thụ động tiếp cận kiến thức hàn lâm vì vậy khả năng tư duy sáng tạo còn hạn chế, không có khả năng tự học, tự nghiên cứu khoa học vì vậy sản phẩm của các hoạt động dạy học chỉ dừng lại ở tiếp thu kiến thức để thi và kiểm tra lên lớp.

– Hầu hết các em yếu các kĩ năng cơ bản như kĩ năng thuyết trình, kĩ năng làm việc nhóm, kĩ năng thiết kế, kĩ năng làm báo cáo dự án, năng lực, năng khiếu chuyên biệt của cá nhân chưa chuyên sâu.

– Các em không hình thành được niềm đam mê tìm hiểu bộ môn không biết mình có những năng lực đặc biệt gì; thế mạnh của bản thân thuộc lĩnh vực nào. Học sinh không có cơ hội rèn luyện, không được trang bị theo hình thức tích hợp các kiến thức khoa học, công nghệ, tin học và toàn học vào bài học nên không phát triển được khả năng, kĩ năng và năng lực của mình. Vì vậy để các em hình thành và phát triển năng lực thiết kế, chế tạo một sản phẩm cụ thể ứng dụng trong thực tiễn là rất khó khăn. Do đó cơ hội thể hiện để phát huy sở thích của bản thân để tiến đến định hướng nghề nghiệp sau khi ra trường hạn hẹp.

* Những vấn đề đặt ra cho giải pháp mới

– Các em ở độ tuổi rất ham thích tìm hiểu những thứ mới lạ, tính cách đa phần ưa tìm hiểu về khoa học, công nghệ, kĩ thuật do đó rất cần các giờ học theo dự án thực nghiệm giải quyết các vấn đề thực tiễn giúp học sinh hứng thú học tập tìm tòi nghiên cứu của các em.

– Nhiều em không tự tin với kiến thức vốn có của mình, các em không dám chắc kiến thức mình có là đúng hay sai. Hoặc khi không biết các em cũng không mạnh dạn trao đổi với giáo viên và bạn học. Không có khả năng nói trước đám đông. Có em khi trình bày thí nghiệm mà em đó chế tạo ở nhà thì nói lắp bắp không thành lời, diễn đạt lộn xộn không thành ý. Do đó cần có các giải pháp thường xuyên cho các em hoạt động nhóm, rèn luyện kĩ năng thuyết trình bảo vệ vấn đề khoa học. Tổ chức giờ học dưới dạng ngoại khoá, báo cáo chuyên đề dạng phòng tranh, sân khấu hoá…

– Học sinh chưa từng được giáo viên giao nhiệm vụ tìm hiểu nhu cầu thực tiễn, tìm hiểu kiến thức nền, lên ý tưởng thiết kế cho sản phẩm, chế tạo sản phẩm vật lí hay làm dụng cụ thí nghiệm vật lí, chưa bao giờ được tham gia các hoạt động mang tính chất vừa học vừa chơi về vật lí. Do đó có thể tổ chức các cuộc thi ý tưởng nghiên cứu, ý tưởng sáng tạo từ đó phát triển thành các dự án dạy học lớn hay định hướng cho các em nghiên cứu khoa học, thiết kế chế tạo các sản phẩm sáng tạo trẻ…

Hiện nay vấn đề đổi mới toàn diện trong dạy học đang là vấn đề hết sức khó khăn cho hầu hết giáo viên và học sinh. Tiếp cận dạy học theo định hướng giáo dục STEM sao cho có hiệu quả là điều mà các thầy cô, các nhà trường và toàn xã hội đều quan tâm đặc biệt đối với các bộ môn KHTN nói chung và trong hoạt động dạy học Vật Lí nói riêng.