SKKN Tổ chức dạy học chương Động lực học chất điểm Vật lý 10 THPT theo định hướng giáo dục STEM.

PHẦN I : ĐẶT VẤN ĐỀ
1. Lý do chọn đề tài
Thời đại 4.0 với những trải nghiệm ưu việt từ trí tuệ nhân tạo và sự tích hợp các lĩnh vực khoa học, công nghệ, kỹ thuật và Toán học gọi tắt “ STEM”.
Ở nước ta, giáo dục STEM đã chính thức được đưa vào chương trình giáo dục phổ thông mới và được thể hiện cụ thể trong từng môn học như Toán, Khoa học tự nhiên, Vật lý, Hóa học, Sinh học, Công nghệ, Tin học của các cấp học, bậc học.
Đặc biệt, chỉ thị số 16/CT-TTg ngày 04 tháng 5 năm 2017 và Quyết định số
522/QĐ-TTg ngày 14 tháng 5 năm 2018 của thủ tướng chính phủ đã yêu cầu tăng cường năng lực tiếp cận học cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ 4, thúc đẩy triển khai giáo dục về khoa học, công nghệ, kỹ thuật và toán học trong chương trình giáo dục phổ thông, tổ chức hoạt động giáo dục tích hợp khoa học – công nghệ – kỹ thuật – toán phù hợp với xu hướng phát triển ngành nghề của quốc gia, đáp ứng thị trường lao động, chuẩn bị điều kiện đào tạo nhân lực đáp ứng yêu cầu của cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ 4.
Vật lý là môn khoa học được giảng dạy ở trường trung học phổ thông, kiến thức vật lý trung học phổ thông là cơ sở nền tảng cho học sinh nghiên cứu những ứng dụng của vật lý trong kĩ thuật và công nghệ, kiến thức liên môn vật lý với các môn khoa học, giúp học sinh có những hiểu biết nhất định về tri thức cơ sở vật lý để tiếp tục nghiên cứu vật lý trong các trường đại học hoặc bước vào cuộc sống lao động trong một xã hội hiện đại.
Do đặc thù của môn Vật lý là môn khoa học thực nghiệm, nên một trong các khâu quan trọng của quá trình đổi mới phương pháp dạy học Vật lý là tăng cường hoạt động nghiên cứu và tìm hiểu các ứng dụng kỹ thuật của Vật lý của học sinh trong quá trình học tập thông qua việc giao nhiệm vụ liên quan đến việc tìm hiểu công dụng, nguyên tắc hoạt động, cấu tạo và chế tạo thí nghiệm để học sinh được nghiên cứu khoa học, qua đó giúp học sinh hiểu sâu sắc các kiến thức Vật lý.
Khoa học, kĩ thuật và công nghệ phát triển như vũ bão, hàng năm có rất nhiều những thành tựu mới vĩ đại và kì diệu. Nhân loại bước vào kỉ nguyên mới với cuộc cách mạng
4.0, vạn vật kết nối internet. Con người sống và làm việc trong thế giới hiện đại, thế giới tự động hóa, thế giới số hóa và trí tuệ nhân tạo, đòi hỏi mỗi người, mỗi quốc gia phải chạy đua về sáng tạo để tồn tại và phát triển.
Nhưng giáo dục STEM là gì, xây dựng và tổ chức thực hiện giáo dục STEM như thế nào đề đáp ứng như cầu phát triển năng lực học sinh cũng như làm thế nào đưa giáo dục STEM vào trong các môn học một cách khoa học, phù hợp với thực tiễn ở Việt Nam là những vấn đề, câu hỏi cần dược trả lời .
Để làm được điều này chúng ta cần phải đổi mới toàn diện các nhiệm vụ dạy học: nội dung, phương tiện, phương pháp…
Trong đề tài này, tôi đề cập đến việc nghiên cứu và vận dụng quan điểm giáo dục STEM, hiện đang còn tương đối mới ở Việt Nam. Đây là phương thức giáo dục tích hợp theo cách tiếp cận liên môn và thông qua thực hành, ứng dụng, trải nghiệm.
Với những lí do nêu trên, tôi chọn đề tài nghiên cứu: Tổ chức dạy học chương “Động lực học chất điểm” Vật lý 10 THPT theo định hướng giáo dục STEM.
2. Mục đích nghiên cứu
Tổ chức dạy học một số kiến thức chương “Động lực học chất điểm” Vật lý 10 THPT theo định hướng giáo dục STEM nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn đề từ đó năng cao chất lượng học tập của học sinh.
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
3.1. Đối tượng nghiên cứu
+ Hoạt động dạy và học
+ Giáo dục STEM.
+Năng lực giải quyết vấn đề.
3.2. Phạm vi nghiên cứu
Tổ chức dạy học chương “Động lực học chất điểm” Vật lý 8 THPT theo định hướng giáo dục STEM.
4. Phương pháp nghiên cứu
4.1 Phương pháp nghiên cứu lý thuyết
Đọc các tài liệu tham khảo liên quan đến đề tài, phân tích tổng hợp và khái quát hóa nội dung, xây dựng cơ sở lý luận của đề tài
Nghiên cứu những chủ chương chính sách của Nhà nước, của ngành Giáo dục có liên quan tới nội dung nghiên cứu
4.2 Phương pháp thực nghiệm
Thực nghiệm sư phạm theo định hướng phát triển năng lực STEM kết quả nghiên cứu để kiểm chứng giả thuyết khoa học của đề tài.
4.3 Phương pháp thống kê toán học
Xử lý kết quả thực nghiệm sư phạm bằng công cụ toán học thống kê
5. Tính mới và đóng góp của đề tài
* Về mặt lý luận: Tổng hợp cơ sở lý luận về giáo dục STEM; Năng lực giải quyết vấn đề và phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh.
* Về mặt thực tiễn:
+ Đánh giá thực trạng dạy học môn Vật lý ở một số trường THPT trên địa bàn huyện Tương Dương dưới góc độ giáo dục STEM.
+ Xây dựng và tổ chức dạy học được 2 chủ đề STEM chương “Động lực học chất điểm” Vật lý 10 THPT phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh.

PHẦN II : NỘI DUNG NGHIÊN CỨU
Chương 1 DẠY HỌC VẬT LÝ THEO ĐỊNH HƯỚNG GIÁO DỤC STEM PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ Ở TRƯỜNG THPT
1.1. Giáo dục STEM
1.1.1. Khái niệm STEM
STEM là thuật ngữ viết tắt của các từ Science (khoa học), Technology (công nghệ), Engineering (kỹ thuật) và Math (toán học). Giáo dục STEM về bản chất được hiểu là trang bị cho người học khả năng vận dụng kiến thức, kỹ năng cần thiết liên quan đến các lĩnh vực khoa học, công nghệ, kỹ thuật và toán học. Giáo dục STEM giúp thu hẹp khoảng cách giữa nhà trường và cuộc sống, tạo ra những con người có năng lực làm việc “tức thì” trong môi trường có tính sáng tạo và sử dụng trí óc trong các công việc ít lặp lại trong thế kỉ XIX. Trong ngữ cảnh nghề nghiệp, STEM được hiểu là nghề nghiệp thuộc các lĩnh vực khoa học, công nghệ, kỹ thuật và toán học, ví dụ:
Nhóm ngành nghề về Công nghệ thông tin; Y sinh; Kĩ thuật; Điện tử và truyền thông…