SKKN Thiết kế và tổ chức dạy học chủ đề Stem cho học sinh 12 môn Công nghệ tại trường THPT Tân Phú

 1
 THIẾT KẾ VÀ TỔ CHỨC DẠY HỌC CHỦ ĐỀ STEM CHO HỌC SINH 12 
 MÔN CÔNG NGHỆ TẠI TRƢỜNG THPT TÂN PHÚ
 Chƣơng I: TỔNG QUAN
I- LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI
 1-Cơ sở lý luận.
 a. 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), thƣờng đƣợc 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 đƣợc 
 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 đƣợc sử dụng để thu nhận kết quả và chia sẻ kết quả 
 đó với những ngƣời khác.
 b. Vai trò, ý nghĩa của giáo dục STEM.
 Việc đƣa giáo dục STEM vào trƣờng trung học mang lại nhiều ý 
 nghĩa, phù hợp với định hƣớng đổi mới giáo dục phổ thông. Cụ thể là:
 – Đảm bảo giáo dục toàn diện: Triển khai giáo dục STEM ở nhà 
 trƣờng, bên cạnh các môn học đang đƣợc quan tâm nhƣ Toán, Khoa 
 học, các lĩnh vực Công nghệ, Kỹ thuật cũng sẽ đƣợc quan tâm, đầu tƣ 
 trên tất cả các phƣơng diện về đội ngũ giáo viên, chƣơng trình, cơ sở 
 vật chất.
 – Nâng cao hứng thú học tập các môn học STEM: Các dự án học tập 
 trong giáo dục STEM hƣớng tới việc vận dụng kiến thức liên môn để 
 giải quyết các vấn đề thực tiễn, học sinh đƣợc hoạt động, trải nghiệm 3
kể cả sản phẩm đó là quen thuộc với học sinh; đồng thời, tiêu chí đó 
buộc học sinh phải nắm vững kiến thức mới thiết kế và giải thích 
đƣợc thiết kế cho sản phẩm cần làm.
Hoạt động 2: Nghiên cứu kiến thức nền và đề xuất giải pháp
Trong hoạt động này, học sinh thực hiện hoạt động học tích cực, tự 
lực dƣới sự hƣớng dẫn của giáo viên. Trong bài học STEM sẽ không 
còn các "tiết học" thông thƣờng mà ở đó giáo viên "giảng dạy" kiến 
thức mới cho học sinh. Thay vào đó, học sinh tự tìm tòi, chiếm lĩnh 
kiến thức để sử dụng vào việc đề xuất, thiết kế sản phẩm cần hoàn 
thành. Kết quả là, khi học sinh hoàn thành bản thiết kế thì đồng thời 
học sinh cũng đã học đƣợc kiến thức mới theo chƣơng trình môn học 
tƣơng ứng.
Hoạt động 3: Lựa chọn giải pháp
Trong hoạt động này, học sinh đƣợc tổ chức để trình bày, giải thích 
và bảo vệ bản thiết kế kèm theo thuyết minh (sử dụng kiến thức mới 
học và kiến thức đã có); đó là sự thể hiện cụ thể của giải pháp giải 
quyết vấn đề. Dƣới sự trao đổi, góp ý của các bạn và giáo viên, học 
sinh tiếp tục hoàn thiện (có thể phải thay đổi để bảo đảm khả thi) bản 
thiết kế trƣớc khi tiến hành chế tạo, thử nghiệm.
Hoạt động 4: Chế tạo mẫu, thử nghiệm và đánh giá
Trong hoạt động này, học sinh tiến hành chế tạo mẫu theo bản thiết 
kế đã hoàn thiện sau bƣớc 3; trong quá trình chế tạo đồng thời phải 
tiến hành thử nghiệm và đánh giá. Trong quá trình này, học sinh cũng 
có thể phải điều chỉnh thiết kế ban đầu để bảo đảm mẫu chế tạo là 
khả thi.
Hoạt động 5: Chia sẻ, thảo luận, điều chỉnh
Trong hoạt động này, học sinh đƣợc tổ chức để trình bày sản phẩm 
học tập đã hoàn thành; trao đổi, thảo luận, đánh giá để tiếp tục điều 
chỉnh, hoàn thiện. 5
 Vì tầm quan trọng của phân môn nêu trên nên cần đi sâu nghiên cứu, 
 đổi mới phƣơng pháp sao cho việc truyền thụ kiến thức tới học sinh hiệu quả 
 nhất.
 Môn Công Nghệ THPT nói chung và phần kỹ thuật điện tử có nhiều nội 
 dung khó. Nội dung kiến thức kỹ thuật vừa cụ thể vừa trìu tƣợng khi giảng 
 dạy về phần sơ đồ và nguyên lý hoạt động của mạch điện tử cho nên học 
 sinh rất khó tiếp thu.
 Trong thực tế hiện nay môn Công Nghệ đang gặp nhiều khó khăn thiếu 
 thốn về cơ sở vật chất cho dạy học và thực hành: thiếu vật thể trực quan, 
 thiếu mô hình dạy Để nâng cao chất lƣợng dạy học bộ mỗi thầy cô cố 
 gắng khắc phục các khó khăn của bộ môn, đồng thời phải luôn đổi mới, rút 
 kinh nghiệm sau mỗi bài giảng để thu đƣợc kết quả tốt hơn.
 Hiện nay trong cuộc sống hằng ngày đặc biệt là giai đoạn bùng nổ công 
 nghệ thông tin các em học sinh đã đƣợc tiếp xúc rất nhiều với các mô hình 
 chế tạo đơn giản đến phức tạp . Những những mô hình này giúp ngƣời học 
 có thể trực quan hơn trong quá trình tƣ duy nên giúp ngƣời học dễ dàng tiếp 
 thu bài.
 Với trăn trở trên, qua nhiều năm dạy học bộ môn, tôi đã thấy những 
 khó khăn trên nên tôi đã viết sáng kiến kinh nghiệm “THIẾT KẾ VÀ TỔ 
 CHỨC DẠY HỌC CHỦ ĐỀ STEM CHO HỌC SINH 12 MÔN CÔNG
 NGHỆ TẠI TRƢỜNG THPT TÂN PHÚ” để giúp học sinh tiếp thu bài 
 hiệu quả hơn.
II- MỤC ĐÍCH VÀ QUÁ TRÌNH THỰC HIỆN
 1- Mục đích
 Việc thiết kế và tổ chức dạy học chủ đề STEM vào giảng dạy công nghệ lớp 12 
 nhằm giúp quá trình dạy của giáo viên và quá trình học của học sinh trở nên sinh 
 động và dễ hiểu hơn. Thông qua đó, các em sẽ dễ dàng nắm vững kiến thức về cấu 
 tạo, nguyên lý và công dụng của các linh kiện điện tử.
 2- Quá trình thực hiện. 7
 CHƢƠNG 2: XÂY DỰNG CÁC GIAI ĐOẠN
 THỰC HIỆN CHỦ ĐỀ STEM CHO MÔN HỌC CÔNG NGHỆ 12
 Trƣớc khi cho học sinh thực hiện các chủ đề STEM, giáo viên chủ động điều 
 chỉnh kế hoạch dạy học bằng cách lồng ghép triển khai các bƣớc thực hiện các 
 chủ đề stem trong các tiết học.
 I. Giai đoạn giới thiệu chủ đề và lựa chọn chủ đề
 Giai đoạn này giáo viên thực hiện từ tuần 1 đến tuần thứ 5. Sau khi học hết 
 tuần thứ 5 môn công nghệ lớp 12, học sinh đã hình thành nên các khái niệm, 
 các linh kiện điện tử cơ bản. Học sinh đã biết cấu tạo, công dụng của các linh 
 kiện điện tử cơ bản đó.
 Trong giai đoạn này, giáo viên sẽ giới thiệu khái quát về các chủ đề 
 STEM, ý nghĩa , mục đích và các công việc mà học sinh cần thực hiện.. Các 
 chủ đề, bài học, hoạt động STEM bám sát chƣơng trình của các môn học thành 
 phần. Hình thức giáo dục STEM này không làm phát sinh thêm thời gian học 
 tập. Điểm chấm các đề tài này sẽ đƣợc lấy làm điểm 1 tiết cho môn học.
 Các chủ đề STEM giáo viên đƣa ra trong năm học 2019-20120 tại trƣờng 
 THPT Tân Phú để cho các em lựa chọn và tìm hiểu thực hiện trong môn học 
 là:
 1. Thiết kế và chế tạo vòi nước tự động dùng cho bình 20l tại lớp học.
 2. Thiết kế và chế tạo thùng rác thông minh dùng trong lớp học
II. Giai đoạn thực hiện các dự án stem cho học sinh.
 Giai đoạn này đƣợc thực hiện từ tuần thứ 6 đến tuần thứ 15. Trong 10 tuần này 
 các em học sinh sẽ tự tìm hiểu các phƣơng án thiết kế và chế tạo đề tài mình chọn 
 dƣới sự hƣớng dẫn của giáo viên. Với thời gian làm việc trong 10 tuần, các em có 
 rất nhiều thời gian để hoàn thành dự án mà không làm phát sinh thêm tiết học 
 trên lớp đồng thời cũng tạo cho cho các em không gian khám phá đầy thú vị khi 
 thực hiện chủ đề STEM.
 Các công việc của học sinh trong giai đoạn này: 9
 CHƢƠNG 3: XÂY DỰNG CÁC CHỦ ĐỀ STEM 
 ỨNG DỤNG VÀO DẠY MÔN CÔNG NGHỆ 12
I. Thiết kế và chế tạo vòi nƣớc tự động dùng cho bình 20l tại lớp học.
 A. Phần lý thuyết giáo viên cần triển khai
 1. Mô tả chủ đề:
 Học sinh hiểu và biết các công dụng của các linh kiện điện tử thông qua 
 tìm hiểu trên mạng và sách vở để thiết kế và chế tạo bộ vòi nƣớc tự động 
 dùng cho bình 20l trong lớp học của mình. Sau khi chế tạo xong, chỉ cần 
 đƣa ly vào vòi nƣớc là nó tự chảy ra, nhấc ly ra nƣớc sẽ tự ngắt lại.
 2. Mục tiêu
 a) Kiến thức, kĩ năng.
 – Vận dụng đƣợc các kiến thức về các linh kiện thiết bị để chế tạo đƣợc 
 vòi nƣớc tự động theo yêu cầu, tiêu chí cụ thể;
 – Tính toán, vẽ đƣợc bản thiết kế vòi tự động đảm bảo các tiêu chí đề ra;
 – Lập kế hoạch cá nhân/nhóm để chế tạo và thử nghiệm dựa trên bản 
 thiết kế;
 – Trình bày, bảo vệ đƣợc bản thiết kế và sản phẩm của mình, phản biện 
 đƣợc các ý kiến thảo luận;
 – Tự nhận xét, đánh giá đƣợc quá trình làm việc cá nhân và nhóm.
 b) Phát triển phẩm chất:
 – Nghiêm túc, chủ động, tích cực tham gia các hoạt động học;
 – Có tinh thần trách nhiệm, hòa đồng, giúp đỡ nhau trong nhóm, lớp;
 – Có ý thức tuân thủ các tiêu chuẩn kĩ thuật và giữ gìn vệ sinh chung khi 
 thực nghiệm.
 c) Định hƣớng phát triển năng lực:
 – Tìm hiểu khoa học, cụ thể về các ứng dụng của các thiết bị linh kiện
 – Hợp tác với các thành viên trong nhóm để thống nhất bản thiết kế và 
 phân công thực hiện; 11
d) Cách thức tổ chức hoạt động
 - Giáo viên giao cho học sinh tìm hiểu về các linh kiện điện tử kể trên 
 (mô tả, xem hình ảnh, video) với yêu cầu: mô tả đặc điểm, hình dạng 
 và nguyên lý làm việc.
 - Học sinh ghi lời mô tả và giải thích vào vở cá nhân; trao đổi với bạn 
 (nhóm đôi hoặc 4 học sinh); trình bày và thảo luận chung.
 - Giáo viên xác nhận kiến thức và giao nhiệm vụ cho học sinh tìm hiểu 
 trên các phƣơng tiện để thiết kế sản phẩm với các tiêu chí đã cho.
 Hoạt động 2. NGHIÊN CỨU KIẾN THỨC TRỌNG TÂM VÀ XÂY 
 DỰNG BẢN THIẾT KẾ
 a. Mục đích
 Học sinh hình thành kiến thức mới về các linh kiện điện tử; đề xuất đƣợc 
 giải pháp và xây dựng bản thiết kế vòi nƣớc tự động.
 b. Nội dung
 - Học sinh nghiên cứu sách giáo khoa và tài liệu tham khảo về các kiến 
 thức nguyên lý hoạt động , cấu tạo các linh kiện điện tử
 - Học sinh thảo luận về các thiết kế khả dĩ của vòi tự động và đƣa ra 
 giải pháp có căn cứ.
 - Hoàn thành bản thiết kế và nộp cho giáo viên.
 c. Dự kiến sản phẩm hoạt động của học sinh
 - Học sinh xác định và ghi đƣợc thông tin, kiến thức về các linh kiện 
 cần sử dụng
 - Học sinh đề xuất và lựa chọn giải pháp có căn cứ, xây dựng đƣợc bản 
 thiết kế thuyền đảm bảo các tiêu chí.
 d. Cách thức tổ chức hoạt động
 – Giáo viên giao nhiệm vụ cho học sinh:
 • Nghiên cứu kiến thức trọng tâm
 • Xây dựng bản thiết kế vòi tự động theo yêu cầu;
 • Lập kế hoạch trình bày và bảo vệ bản thiết kế. 13
Hoạt động 4. CHẾ TẠO VÀ THỬ NGHIVM VÒI NƯỚC TỰ ĐỘNG
a. Mục đích
 - Học sinh dựa vào bản thiết kế đã lựa chọn để chế tạo vòi tự động đảm 
 bảo yêu cầu đặt ra.
 - Học sinh thử nghiệm, đánh giá sản phẩm và điều chỉnh nếu cần.
b. Nội dung
 - Học sinh sử dụng các nguyên vật liệu và dụng cụ cho để tiến hành chế 
 tạo sản phẩm theo bản thiết kế.
 - Trong quá trình chế tạo các nhóm đồng thời thử nghiệm và điều chỉnh 
 học sinh sẽ quan sát, đánh giá và điều chỉnh lại nếu cần.
c. Dự kiến sản phẩm hoạt động của học sinh
 - Mỗi nhóm có một sản phầm là một vòi tự động đã đƣợc hoàn thiện và 
 thử nghiệm.
d. Cách thức tổ chức hoạt động
 - Giáo viên giao nhiệm vụ:
 • Sử dụng các nguyên vật liệu và dụng cụ cho trƣớc để chế tạo sản 
 phẩm theo bản thiết kế;
 • Thử nghiệm, điều chỉnh và hoàn thiện sản phẩm.
 - Học sinh tiến hành chế tạo, thử nghiệm và hoàn thiện sản phầm theo 
 nhóm.
 - Giáo viên quan sát, hỗ trợ học sinh nếu cần.
Hoạt động 5. TRÌNH BÀY SẢN PHẨM VÒI NƯỚC TỰ ĐỘNG
a. Mục đích
 Các nhóm học sinh giới thiệu vòi tự động trƣớc lớp, chia sẻ về kết quả thử 
 nghiệm, thảo luận và định hƣớng cải tiến sản phầm.
b. Nội dung
 - Các nhóm trình diễn sản phẩm trƣớc lớp.