Thiết kế bộ công cụ đánh giá năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo cho học sinh các tỉnh miền núi Tây Bắc thông qua dạy học dự án trong môn hóa học. Tạp chí Giáo dục, Số 443, tr 47-53. [8] Bishop, J. L. - Verleger, M. A. (2013). The flipped classroom: A survey of the research. In Các bài giảng theo môn học được thay thế bởi các bài học dạy theo "hiện tượng" - hay giảng dạy theo chủ đề. Ví dụ, một học sinh theo học một khóa học hướng nghiệp có thể học các bài học về "dịch vụ căn tin", trong đó sẽ bao gồm các yếu tố toán học, ngôn ngữ (để phục vụ những khách hàng nước ngoài), các kỹ năng viết và giao tiếp. thức của nhiều môn học khác trong chương trình bậc THCS, trong bài này tôi tích. hợp chủ yếu kiến thức của môn vật lí và môn sinh học là chủ yếu để dạy bài này. BÀI 35: THỰC HÀNH:CỨU NGƯỜI BỊ TAI NẠN ĐIỆN. I. MỤC TIÊU: - Học sinh hiểu được công dụng, cấu tạo DỰ THI dạy học THEO CHỦ đề TÍCH hợp môn NGỮ văn tiết 39 văn bạn dạng "thông tin về ngày trái đất năm 2000" SƠ DẠY HỌC DỰ THI CỦA GIÁO VIÊN I TÊN CHỦ ĐỀ DẠY HỌC: huyết 39: văn "Thông tin Ngày trái đất năm 2000" - Môn học tập công ty đề: Môn Ngữ văn - những môn học tập tích hợp: - Môn lịch sử Tuy nhiên, dạy học theo chủ đề thướng gắn với các nhiệm vụ học tập và gắn với giải quyết các vấn đề thực tiễn nên khâu chuẩn bị có thể sẽ phải tiến hành trước tiết dạy nhiều tuần. Các dự án cần có kế hoạch theo dõi tiến trình thực hiện để có cơ sở kiếm tra, đánh giá các năng lực học sinh ngay trong quá trình thực hiện nhiệm vụ học tập. - Bồi dưỡng tình cảm chân thật cho học sinh hướng các em phấn đấu trở thành con người có ích cho xã hội noi gương cha anh tiếp bước xây dựng đất nước phồn vinh. - Bồi dưỡng ý thức giữ gìn bản sắc văn hoá dân tộc. 6. Mục tiêu chi tiết: Nội dung MỤC TIÊU CHI TIẾT Bậc 1 Bậc 2 Bậc 3 LỚP 9 1. Phong cách Hồ Chí Minh. 2Nov. ... 1996 19 98 2000 In ụ nờ xi a 9,0 7,5 7 ,8 -13,2 4 ,8 Ma lai xi a 9,0 9,2 10,0 - 7,4 8, 3 Phi lớp pin 3,0 4,4 5 ,8 - 0,6 4,0 Thỏi Lan 11,2 9,0 5,9 -10 ,8 4,4 Vit Nam 5,1 8, 8 9,3 5 ,8 6,7 Xin ga po 8, 9 11,4 ... nc ụng Nam ỏ % Nụng nghip Quc gia Campuchia Lo Philippin Thỏi Lan Cụng nghip Dch v 1 980 2000 1 980 2000 1 980 2000 55,6 61,2 25,1 23,2 33,2 24,3 36,1 48, 1 42,4 24,3 52,9 49,5 37,1 52,9 16, 0 10,5 ... Lo Philippin Thỏi Lan Nụng nghip Gim 18, 5% Gim 8, 3% Gim 9,1% Gim 12,7% Cụng nghip Tng 9,3% Tng 8, 3% Gim 7,7% Tng 11,3% Dch v Tng 9,2% Khụng tng, Tng 16 ,8% Tng 1,4% gim Tỉ trọng ngành ? Qua bng... 29 15,206 49 ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU DẠY HỌC THEO DỰ ÁN CHỦ ĐỀ HỆ THỨC LƯỢNG TRONG TAM GIÁC Ở LỚP 10 THPTPublished on Mar 20, 2021About Bài viết đề cập đến giáo dục STEM, về việc dạy học môn Khoa học tự nhiên theo bài học STEM và vận dụng quy trình tổ chức dạy học theo định hướng giáo dục STEM thiết kế hoạt động dạy học môn Khoa học tự nhiên 6 với chủ đề “Mô hình Cối xay gió”. Qua đó, giúp giáo viên có thêm tài liệu tham khảo về tiến trình dạy học theo bài học STEM và vận dụng tài liệu để giảng dạy ở các trường trung học, phổ thông. Discover the world's research25+ million members160+ million publication billion citationsJoin for free TẠP CHÍ KHOA HỌC ĐẠI HỌC TÂN TRÀOTẠP CHÍSCIENTIFIC JOURNAL OF TAN TRAO UNIVERSITY KHOA HỌC XÃ HỘI VÀ NHÂN VĂNSOCIAL SCIENCES AND HUMANITIESTập 9, Số 2 - 3/2023 ISSN 2354 - 1431Tập 9, Số 2 Tháng 3/2023Volume 9, Issue 2 March 2023TẠP CHÍ KHOA HỌC ĐẠI HỌC TÂN TRÀOISSN 2354 - 1431 Vol 9. No 2_April 2023148DESIGNING ACTIVITIES TO TEACH NATURAL SCIENCES IN GRADE 6 TOPIC “WINDMILL MODEL” ORIENTED TOWARDS STEM EDUCATION Le Thuy NhiKhanh Hoa University, Viet NamEmail address lethuynhi info AbstractReceived20/01/2023Revised 17/02/2023Accepted 15/03/2023The article refers to STEM education, about teaching Natural Science subjects according to STEM lessons and applying the STEM education-oriented teaching organization process to design teaching activities in Natural Science 6 with theme “Windmill model”. Thereby, helping teachers have more reference materials about the teaching process according to STEM lessons and applying the materials to teaching in high schools. Keywords STEM Education, natural sciences, energy, renewable energy, energy transformation. TẠP CHÍ KHOA HỌC ĐẠI HỌC TÂN TRÀOISSN 2354 - 1431 Vol 9. No 2_April 2023149TẠP CHÍ KHOA HỌC ĐẠI HỌC TÂN TRÀOTẠP CHÍSCIENTIFIC JOURNAL OF TAN TRAO UNIVERSITY KHOA HỌC XÃ HỘI VÀ NHÂN VĂNSOCIAL SCIENCES AND HUMANITIESTập 9, Số 2 - 3/2023 ISSN 2354 - 1431Tập 9, Số 2 Tháng 3/2023Volume 9, Issue 2 March 2023THIẾT KẾ HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC MÔN KHOA HỌC TỰ NHIÊN LỚP 6 CHỦ ĐỀ “MÔ HÌNH CỐI XAY GIÓ” THEO ĐỊNH HƯỚNG GIÁO DỤC STEMLê Thùy NhiTrường Đại học Khánh Hòa, Việt NamĐịa chỉ email lethuynhi tin bài viết Tóm tắtNgày nhận bài 20/01/2023Ngày sửa bài 17/02/2023Ngày duyệt đăng 15/03/2023Bài viết đề cập đến giáo dục STEM, về việc dạy học môn Khoa học tự nhiên theo bài học STEM và vận dụng quy trình tổ chức dạy học theo định hướng giáo dục STEM thiết kế hoạt động dạy học môn Khoa học tự nhiên 6 với chủ đề “Mô hình Cối xay gió”. Qua đó, giúp giáo viên có thêm tài liệu tham khảo về tiến trình dạy học theo bài học STEM và vận dụng tài liệu để giảng dạy ở các trường trung học, phổ thông. Từ khóaGiáo dục STEM, khoa học tự nhiên, năng lượng, năng lượng tái tạo, chuyển hóa năng Mở đầuKhoa học tự nhiên là môn học tích hợp các kiến thức về khoa học vật lí, hoá học, sinh học và khoa học Trái Đất. Môn học có ý nghĩa quan trọng đối với sự hình thành và phát triển thế giới quan khoa học của học sinh cấp trung học cơ sở. Với sự kết hợp của các môn Toán học, Công nghệ và Tin học, môn Khoa học tự nhiên góp phần thúc đẩy giáo dục STEM – một trong những hướng giáo dục đang được quan tâm phát triển trên thế giới cũng như ở Việt dục STEM trong môn khoa học tự nhiên trang bị cho học sinh những kiến thức khoa học gắn liền với ứng dụng của chúng trong thực tiễn. Tổ chức hoạt động dạy học theo chủ đề STEM trong môn khoa học tự nhiên giúp cho nội dung giáo dục không bị dập khuôn, nhàm chán, giúp cho lý thuyết gắn liền với thực tiễn, tạo ra môi trường học tập trải nghiệm nhằm hình thành, phát triển năng lực, nhân cách cho học sinh và tạo ra nguồn nhân lực có khả năng tiếp nhận các xu thế công nghệ sản xuất mới phù hợp với sự phát triển của đất nước [11].2. Phương pháp nghiên cứuNghiên cứu này chúng tôi sử dụng phối hợp các phương pháp nghiên cứu lý thuyết phân tích, tổng hợp, khái quát hóa các nguồn tài liệu nhằm xây dựng nên khung lý thuyết về giáo dục STEM. Phương pháp xin ý kiến chuyên gia, phương pháp nghiên cứu sản phẩm hoạt động giáo dục nhằm thiết kế quy trình xây dựng bài học STEM trong môn Khoa học Tự Nội dung nghiên Khái niệm về giáo dục STEMGiáo dục STEM là quan điểm dạy học định hướng phát triển năng lực học sinh thuộc các lĩnh vực Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật và Toán học [1]. Le Thuy Nhi/Vol 9. No 2_March 2023 dục STEM tích hợp các kiến thức và kỹ năng về Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật và Toán học thành mô hình học tập theo chủ đề nhằm giúp học sinh vận dụng kiến thức, kỹ năng để giải quyết các vấn đề trong thực tiễn. STEM là cách viết lấy chữ cái đầu tiên trong Tiếng Anh của các từ Science, Technology, Engineering, Maths. Trong đó Science Khoa học bao gồm kiến thức khoa học cơ bản về Vật lý, Hóa học, Sinh Học và Khoa học trái đất. Thông qua khoa học, học sinh có thể giải thích được các hiện tượng Vật lý, Hóa học… trong cuộc sống, hiểu về thế giới tự nhiên, con người, trái đất… Từ đó, vận dụng kiến thức giải quyết các vấn đề khoa học trong thực tế [9], [10], [6]. Dạy học môn Khoa học Tự nhiên theo bài học STEMTrong quá trình dạy học môn Khoa học Tự nhiên, giáo viên căn căn cứ vào nội dung kiến thức trong chương trình môn học và các hiện tượng, quá trình gắn với các kiến thức đó trong tự nhiên, xã hội; quy trình hoặc thiết bị công nghệ ứng dụng kiến thức đó trong thực tiễn để lên ý tưởng xây dựng bài học STEM [11].Tổ chức hoạt động dạy học môn Khoa học Tự nhiên theo bài học STEM giúp học sinh củng cố kiến thức cũ, mở rộng kiến thức mới, liên kết các kiến thức khoa học, công nghệ, kỹ thuật và toán học để giải quyết vấn đề thực tiễn. Học sinh thực hiện bài học STEM được chủ động nghiên cứu sách giáo khoa, tài liệu học tập để tiếp nhận và vận dụng kiến thức thông qua các hoạt động lựa chọn 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 [3].Thông qua quá trình học theo bài học STEM, học sinh rèn luyện năng lực tư duy như tư duy logic, tư duy phản biện và sáng tạo. Ngoài ra còn hình thành cho học sinh một số năng lực đặc thù như năng lực thiết kế và tổ chức hoạt động, năng lực thích ứng với sự biến động của nghề nghiệp và cuộc sống [5]. Tổ chức hoạt động dạy học môn Khoa học Tự nhiên theo bài học STEM tạo điều kiện để việc học đi đôi với hành, lý thuyết đi đôi với thực tiễn. Thúc đẩy giáo dục các lĩnh vực khoa học, công nghệ, kỹ thuật và toán học, vừa thể hiện phương pháp tiếp cận liên môn, phát triển năng lực và phẩm chất người học [7].Bảng bảng 1 so sánh giữa hoạt động dạy học truyền thống và hoạt động dạy học theo bài học STEM, giúp chúng ta hiểu rõ hơn những lợi ích mà bài học STEM mang lại cho học sinhBảng 1 So sánh hoạt động dạy học truyền thống và hoạt động dạy học theo bài học STEMHoạt động dạy học truyền thống Hoạt động dạy học theo bài học STEMMục đích- Tập trung phát triển trí tuệ, nhận thức của học Thực hiện giáo dục đạo đức, thẩm mĩ, xúc cảm, thái Hình thành và phát triển phẩm chất, năng lực của học sinh, phát huy tính tích cực, chủ động, sáng tạo của người Thực hiện giáo dục đạo đức, thẩm mĩ, xúc cảm, thái thống kiến thức, kỹ năng- Hệ thống kiến thức, kỹ năng được quy định chặt chẽ, tuân theo chương trình, kế hoạch dạy học nhằm đạt được mục tiêu giáo dục xác Hệ thống tích hợp kiến thức, kỹ năng về Khoa học, Toán học, Công nghệ, Kỹ thuật phù hợp với nhu cầu và sự phát triển của xã Hình thành kỹ năng giao tiếp, thuyết trình, kỹ năng nghiên cứu và giải quyết vấn đề trong cuộc sống…Thời gian - Chiếm lĩnh nhanh hơn. - Lâu dài hơn, bền bỉ gian - Phòng học là chủ yếu - Ngoài lớp học thông thường, trong nhà máy, cơ sở sản xuất, phòng thí nghiệm, trong cuộc sống xã hội...Phương thức/ Hình thức- Giáo viên truyền đạt kiến thức, phân tích, giảng giải cho học Học sinh lắng nghe, tập trung vào bài Hình thức chủ yếu hoạt động cá Giáo viên hướng dẫn học sinh tìm hiểu, nghiên cứu kiến thức mới và vận dụng giải quyết các vấn đề trong cuộc sống- Học sinh tìm hiểu, nghiên cứu kiến thức mới; lựa chọn phương pháp giải quyết vấn đề; lên ý tưởng chế tạo sản phẩm; thuyết trình, thảo luận về phương pháp, sản phẩm của Hình thức chủ yếu hoạt động tập tra, đánh giá- Đánh giá các kiến thức khoa học đã học được thông qua các bài kiểm Thường sử dụng đánh giá định Đánh giá các kiến thức khoa học đã học được thông qua quá trình giải quyết vấn đề hoặc sản Đánh giá kỹ năng thuyết trình, kỹ năng làm việc Đánh giá khả năng sáng tạo qua quá trình giải quyết vấn đề hoặc sản Thường sử dụng đánh giá định tính. Le Thuy Nhi/Vol 9. No 2_March 2023 Tổ chức hoạt động dạy học bài học STEM trong trường trung học - chủ đề “Mô hình cối xay gió”a Bước 1 Lựa chọn nội dung dạy họcLựa chọn phần kiến thức “sự chuyển hóa năng lượng”, “năng lượng tái tạo” trong mạch nội dung “Năng lượng và cuộc sống” thuộc chủ đề “Năng lượng và sự biến đổi” trong môn Khoa học tự nhiên 6. Vận dụng kiến thức đã học lên ý tưởng dạy học theo định hướng giáo dục STEM với chủ đề “Mô hình cối xay gió”.b Bước 2 Xác định vấn đề cần giải quyếtNgày nay, ô nhiễm môi trường ngày càng trở thành vấn đề nghiêm trọng. Một trong những biện pháp tốt nhất để giảm lượng khí thải ra môi trường là sử dụng nguồn năng lượng sạch. Trong đó năng lượng gió được ưu tiên hơn cả. Gió là nguồn năng lượng tái tạo, dễ khai thác, đặc biệt là không gây ô nhiễm môi trường. Bên cạnh đó, lợi thế vị trí của Việt Nam thuộc khí hậu nhiệt đới gió mùa. Chính vì vậy, chúng ta có điều kiện thuận lợi để khai thác nguồn gió lớn khu vào quá trình chuyển hóa năng lượng, cối xay gió Tuabin gió sử dụng năng lượng gió sản xuất điện phục vụ sản xuất và đời sống. Tổ chức hoạt động dạy học theo định hướng giáo dục STEM giúp học sinh hiểu thêm về năng lượng sạch, về cấu tạo, nguyên lý hoạt động của cối xay gió và tự sáng chế cối xay gió bằng các vật liệu đơn Bước 3 Xây dựng tiêu chí của sản phẩm1. Hệ thống mô hình cối xay gió có chuyển động không và có chuyển động ổn định theo thời gian không?2. Lựa chọn vật liệu sử dụng trong mô hình cối xay gió là gì? Sử dụng vật liệu nào đơn giản, thân thiện với môi trường?3. Lựa chọn bản thiết kế sử dụng trong mô hình cối xay gió là gì? Bản thiết kế nào tối ưu nhất?Các nội dung cụ thể cần sử dụng để giải quyết vấn 2 Kiến thức STEM trong chủ đề “Mô hình cối xay gió”Tên sản phẩm Khoa học S Công nghệ T Kỹ thuật E Toán học MMô hình cối xay gió Kiến thức về sự chuyển hóa năng lượng, năng lượng tái tạoVật liệu chế tạo mô hình cối xay thiết kế và mô hình cối xay đạc, tính toán kích thước vật liệu lắp ráp mô Bước 4 Thiết kế tiến trình dạy học • Mục tiêu về kiến thức Học sinh hiểu được cối xay gió hoạt động là nhờ năng lượng sinh hiểu được năng lượng là gì? Năng lượng sạch là gì? Các dạng năng lượng và sự chuyển hóa năng nguyên lý hoạt động của cối xay gió. Giải thích được quá trình biến đổi năng lượng khi cối xay gió hoạt dụng kiến thức toán để lập bản vẽ kỹ thuật, thiết kế cối xay gió phù hợp với yêu cầu đặt ra.• Mục tiêu về kỹ năng Phác thảo được bản vẽ thiết kế cối xay gió. Chế tạo cối xay gió theo bản vẽ kỹ kế cối xay gió bằng các vật liệu đơn giản như cốc giấy, ống hút…Biết làm việc nhóm, thuyết trình được về bản vẽ kỹ thuật và sản phẩm cối xay gió• Mục tiêu về thái độTuân thủ các quy định về an toàn gia công. Hoàn thành tốt các nhiệm vụ do nhóm phân công, có trách nhiệm với nhiệm vụ chung của nhóm. Nhiệt tình, năng động tham gia hoạt động.• Tiến trình tổ chức dạy học bài học STEM chủ đề “Mô hình cối xay gió”Bảng 3 Tiến trình tổ chức dạy học bài học STEM chủ đề “Mô hình cối xay gió”Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinhHoạt động 1 Xác định vấn đề cần giải quyếtGiáo viên tổ chức chia nhóm cho học sinh. Học sinh theo từng nhóm thống nhất vai trò, nhiệm vụ của các thành viên trong viên đưa ra các hình ảnh, video về cối xay qua ví dụ, học sinh hiểu về nguyên lý hoạt động của cối xay gió. Le Thuy Nhi/Vol 9. No 2_March 2023 động của giáo viên Hoạt động của học sinhHoạt động 2 Nghiên cứu kiến thức nền và đề xuất giải phápGiáo viên hướng dẫn học sinh tham khảo sách giáo khoa, tài liệu về kiến thức mới. • “Sự chuyển hóa năng lượng, năng lượng tái tạo” trong mạch nội dung “Năng lượng và cuộc sống” thuộc chủ đề “Năng lượng và sự biến đổi” trong môn Khoa học tự nhiên 6Học sinh nghiên cứu sách giáo khoa và tài liệu tham khảo theo hướng dẫn của giáo viênGiáo viên đưa ra gợi ý cho học sinh về các tiêu chí [4] Về nguyên lý hoạt động sản phẩm chuyển động ổn định. Về vật liệu vật liệu đơn giản, chi phí thấp Về thẩm mỹ mô hình có tính sáng tạo, thẩm mỹ sinh dựa trên các gợi ý về tiêu chí, lên ý tưởng, trao đổi, thống nhất ý kiến để phác thảo bản thiết kế cối xay gió. Học sinh tìm hiểu, thảo luận, lựa chọn vật liệu đơn giản để chế tạo cối xay động 3 Lựa chọn giải pháp Trình bày bản thiết kế mô hình cối xay gióGiáo viên tổ chức buổi thuyết trình bản thiết kế với các yêu cầu về nội dung, thời lượng, hình thức thuyết trìnhCác nhóm thuyết trình về bản thiết kế cối xay gió, dự kiến các vật liệu sử dụng… Các nhóm còn lại phản biện, góp ý, bổ thuyết trình thảo luận, phản biện các ý viên nhận xét chung, góp ý và thống nhất bản thiết kế sử dụng vật liệu bìa carton, cốc giấy và ống hút…Hình 1, Hình 2, Hình 3Các nhóm chú ý lắng nghe, ghi chép lại các nhận xét, tiếp thu và điều chỉnh bản thiết cho phù động 4 Chế tạo và thử nghiệm lồng đèn kéo quânGiáo viên điều hành buổi chế tạo và thử nghiệm, quan sát, hỗ trợ học sinhNhóm trưởng phân công nhiệm vụ cho từng nhóm nhỏ+ Nhóm gia công, chế tạo chi tiết tiến hành đo đạc, cắt các chi tiết đúng với kích thước trên bản thiết kế Hình 2. Vẽ, thêm phụ kiện để trang trí cối xay gió.+ Nhóm lắp ráp đọc và lắp ráp cối xay gió theo bản thiết kế. Tiến hành kiểm tra các chi tiết đã được lắp ráp chắc chắn, có đúng với yêu cầu bản thiết kế Hình 3.Học sinh thử nghiệm cối xay gió.+ Đưa cối xay gió trước quạt, xem cối xay gió có hoạt động không. Kiểm tra các chi tiết, vật liệu của cối xay gió có bị hư hỏng khi gặp gió lớn không. Nếu quá trình thử nghiệm bị lỗi thì cần xem lại bản thiết kế và kiểm tra chất lượng vật liệuHoạt động 5 Trình bày sản phẩm lồng đèn kéo quânGiáo viên điều hành buổi thuyết trình Các nhóm lần lượt lên thuyết trình về sản phẩm của mình. Trong đó, các nhóm thuyết trình về cấu tạo và nguyên lý làm việc của cối xay gió, cách chế tạo cối xay gió, công dụng của cối xay gió đối với đời sống con ngườiCác nhóm thảo luận, đề xuất phương án điều chỉnh sản nhóm chia sẻ kiến thức và kinh nghiệm trong quá trình thực hiện nhiệm vụ thiết kế và chế tạo nhà viên đánh giá, kết luận và tổng kết Học sinh chú ý lắng nghe Le Thuy Nhi/Vol 9. No 2_March 2023 1 Vật liệu chế tạo Mô hình cối xay gió Hình 2 Bảng thiết kế Mô hình cối xay gióHình 3 Bảng lắp ráp chi tiết Mô hình cối xay gió• Đánh giá chung, nhận xét về hoạt động thiết kế, chế tạo cối xay gióGiáo viên khen thưởng, khích lệ các nhóm hoàn thành tốt nhiệm vụ và nhắc nhở các nhóm chưa hoàn thành nhiệm viên đánh giá học sinh và sản phẩm thông qua các tiêu chí đánh giá chung và tiêu chí đánh giá sản phẩm được thể hiện lần lượt qua bảng 4 và bảng 4 Tiêu chí đánh giá chungTiêu chí đánh giá Nội dung đánh giá Điểm tối đaMức độ tham gia Đánh giá độ tích cực, chủ động trong các hoạt động, mức độ quan tâm và hứng thú đối với hoạt động… 3 điểmMức độ hợp tác, hợp lực Đánh giá mức độ tham gia vào các hoạt động nhóm và mức độ duy trì sự hợp tác 3 điểmTinh thần trách nhiệm Đánh giá tinh thần trách nhiệm trong mọi hoạt động, tính tích cực trong hoạt động 2 điểmTính sáng tạo Cách giải quyết vấn đề độc đáo, trí tưởng tượng phong phú, linh hoạt, có kỹ năng giải quyết các vấn đề trong quá trình hoạt động 2 điểmTổng 10 điểm Le Thuy Nhi/Vol 9. No 2_March 2023 5 Tiêu chí đánh giá sản phẩmTiêu chí đánh giá Nội dung đánh giá Điểm tối đaNội dung Đảm bảo tính khoa học 3 điểmĐảm bảo tính thực tiễn 3 điểmHình thức Có tính sáng tạo 1 điểmĐảm bảo tính thẩm mỹ 1 điểmDễ thao tác, vận chuyển 1 điểmSử dụng các vật liệu dễ tìm trong cuộc sống 1 điểmTổng 10 điểmthinking for students. Journal of Education, Ministry of Education and Training, Special issue, May 1, 2020, pp. 150-154.[5] Proceedings of the Scientic Conference on STEM Education in the New General Education Program, Ho Chi Minh City Pedagogical University Publishing House, Ho Chi Minh City.[6] Quang 2017. Teaching high school technology in the direction of STEM education. Doctoral Thesis in Educational Science, Hanoi National University of Education.[7] Tiep 2017. The nature and characteristics of the STEM education model. Journal of Educational Science, Vietnam Academy of Educational Sciences, No. 145, pp. 61-64.[8] Tho 2016, “Lessons from changing teacher training/retraining from STEM festival and open math day in Vietnam”, Journal of Science, Hanoi National University of Education, 6110 , p. 195-201.[9] Thong 2014, “Vietnamese general education program from STEM education perspective”, Proceedings of the workshop, Ministry of Education and Training.[10] Tuan 2014, “Things to know about STEM education”, Journal of Informatics and Schools, 182.[11]. Tra editor, 2015. Integrated teaching develops students’ ability Book 1 - Natural Science. Pedagogical University Publishing House.[12] Tiep 2017. The nature and characteristics of the STEM education model. Journal of Educational Science, Vietnam Academy of Educational Sciences, No. 145, pp. Kết luậnTổ chức hoạt động dạy học STEM chủ đề “Mô hình cối xay gió” giúp học sinh hứng thú trong việc học, dễ dàng tiếp thu kiến thức Khoa học tự nhiên và vận dụng những kiến thức, kỹ năng đã học tìm hiểu thế giới tự nhiên, giải thích các hiện tượng khoa học trong cuộc sống. Thông qua việc học theo chủ đề STEM, học sinh hình thành năng lực giải quyết vấn đề, năng lực tự chủ, hình thành kỹ năng giao tiếp, kỹ năng tranh luận trong hoạt động nhóm. Ngoài ra, học sinh còn phát huy khả năng sáng tạo, tìm tòi, đưa ra các giải pháp tối ưu để giải quyết các vấn đề học tập. Tuy nhiên, việc tổ chức còn nhiều khó khăn như bị hạn chế về thời gian tổ chức, cơ sở vật chất và thiết bị dạy học, tài liệu học tập còn hạn chế, chưa cung cấp đủ cho học sinh và giáo viên. Bên cạnh đó, dạy học chủ đề STEM còn nhiều mới mẻ đối với giáo viên và học sinh trong khâu xây dựng và tổ chức hoạt Capraro, - Capraro - Morgan 2013. STEM project-based learning An integrated science, technology, engineering, and mathematics STEM approach. Springer Science & Business Media.[2] Ministry of Education and Training. August 14, 2020. Ofcial Dispatch No. 3089/TT-BGDĐT dated August 14, 2022 of the Minister of Education and Training on the implementation of STEM education in secondary education.[3] Nga, editor, Muoi Hai Linh Dung Tue 2018. Teaching STEM topics to middle and high school students. Ho Chi Minh Ho Chi Minh City University of Education Publishing House.[4] Nga Diem Organized teaching the topic “The Miracle of the Lung” Physics 10 in the direction of STEM education to develop technical ResearchGate has not been able to resolve any citations for this second edition of Project-Based Learning PBL presents an original approach to Science, Technology, Engineering and Mathematics STEM centric PBL. We define PBL as an “ill-defined task with a well-defined outcome,” which is consistent with our engineering design philosophy and the accountability highlighted in a standards-based environment. This model emphasizes a backward design that is initiated by well-defined outcomes, tied to local, state, or national standard that provide teachers with a framework guiding students’ design, solving, or completion of ill-defined tasks. This book was designed for middle and secondary teachers who want to improve engagement and provide contextualized learning for their students. However, the nature and scope of the content covered in the 14 chapters are appropriate for preservice teachers as well as for advanced graduate method courses. New to this edition is revised and expanded coverage of STEM PBL, including implementing STEM PBL with English Language Learners and the use of technology in PBL. The book also includes many new teacher-friendly forms, such as advanced organizers, team contracts for STEM PBL, and rubrics for assessing PBL in a larger STEM topics to middle and high school studentsH P MuoiP V HaiDung N A TueNga, editor, Muoi Hai Linh Dung Tue 2018. Teaching STEM topics to middle and high school students. Ho Chi Minh Ho Chi Minh City University of Education Publishing teaching the topic "The Miracle of the LungNga N T DiemNga Diem Organized teaching the topic "The Miracle of the Lung" Physics 10 in the direction of STEM education to develop technical Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Sáng kiến kinh nghiệm Vận dụng dạy học môn sinh học theo hướng tiếp cận giáo dục STEM với chủ đề Làm tranh từ lá cây - Sinh học 6", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trênCỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự do - Hạnh phúc ĐƠN YÊU CẦU CÔNG NHẬN SÁNG KIẾN Kính gửi Tôi Là tác giả đề nghị xét công nhận sáng kiến “Vận dụng dạy học môn sinh học theo hướng tiếp cận giáo dục STEM với chủ đề Làm tranh từ lá cây- Sinh học 6”. I. LĨNH VỰC ÁP DỤNG SÁNG KIẾN 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. 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. 2. Giáo dục STEM 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 - Dạy học các môn học theo phương thức giáo dục STEM. - Tổ chức các hoạt động trải nghiệm STEM. - Tổ chức hoạt động nghiên cứu khoa học, kĩ thuật. 3. Dạy học các môn khoa học theo phương thức giáo dục STEM Mỗi bài học STEM được tổ chức theo 5 hoạt động như sau Hoạt động 1 Xác định vấn đề – Mục đích Xác định tiêu chí sản phẩm; phát hiện vấn đề/nhu cầu. – Nội dung Tìm hiểu về hiện tượng, sản phẩm, công nghệ; đánh giá về hiện tượng, sản phẩm, công nghệ... – Dự kiến sản phẩm hoạt động của học sinh Các mức độ hoàn thành nội dung Bài ghi chép thông tin về hiện tượng, sản phẩm, công nghệ; đánh giá, đặt câu hỏi về hiện tượng, sản phẩm, công nghệ. – Cách thức tổ chức hoạt động Giáo viên giao nhiệm vụ nội dung, phương tiện, cách thực hiện, yêu cầu sản phẩm phải hoàn thành; Học sinh thực hiện nhiệm vụ qua thực tế, tài liệu, video; cá nhân hoặc nhóm; Báo cáo, thảo luận thời gian, địa điểm, cách thức; Phát hiện/phát biểu vấn đề giáo viên hỗ trợ. Hoạt động 2 Nghiên cứu kiến thức nền và đề xuất giải pháp – Mục đích Hình thành kiến thức mới và đề xuất giải pháp. – Nội dung Nghiên cứu nội dung sách giáo khoa, tài liệu, thí nghiệm để tiếp nhận, hình thành kiến thức mới và đề xuất giải pháp/thiết kế. – Dự kiến sản phẩm hoạt động của học sinh Các mức độ hoàn thành nội dung Xác định và ghi được thông tin, dữ liệu, giải thích, kiến thức mới, giải pháp/thiết kế. – Cách thức tổ chức hoạt động Giáo viên giao nhiệm vụ Nêu rõ yêu cầu đọc/nghe/nhìn/làm để xác định và ghi được thông tin, dữ liệu, giải thích, kiến thức mới; Học sinh nghiên cứu sách giáo khoa, tài liệu, làm thí nghiệm cá nhân, nhóm; Báo cáo, thảo luận; Giáo viên điều hành, “chốt” kiến thức mới + hỗ trợ HS đề xuất giải pháp/thiết kế mẫu thử nghiệm. Hoạt động 3 Lựa chọn giải pháp – Mục đích Lựa chọn giải pháp/bản thiết kế. – Nội dung Trình bày, giải thích, bảo vệ giải pháp/thiết kế để lựa chọn và hoàn thiện. – Dự kiến sản phẩm hoạt động của học sinh Giải pháp/bản thiết kế được lựa chọn/hoàn thiện. – Cách thức tổ chức hoạt động Giáo viên giao nhiệm vụ Nêu rõ yêu cầu HS trình bày, báo cáo, giải thích, bảo vệ giải pháp/thiết kế; Học sinh báo cáo, thảo luận; Giáo viên điều hành, nhận xét, đánh giá + hỗ trợ HS lựa chọn giải pháp/thiết kế mẫu thử nghiệm. Hoạt động 4 Chế tạo mẫu, thử nghiệm và đánh giá – Mục đích Chế tạo và thử nghiệm mẫu thiết kế. – Nội dung Lựa chọn dụng cụ/thiết bị thí nghiệm; chế tạo mẫu theo thiết kế; thử nghiệm và điều chỉnh. – Dự kiến sản phẩm hoạt động của học sinh Dụng cụ/thiết bị/mô hình/đồ vậtđã chế tạo và thử nghiệm, đánh giá. – Cách thức tổ chức hoạt động Giáo viên giao nhiệm vụ lựa chọn dụng cụ/thiết bị thí nghiệm để chế tạp, lắp ráp; Học sinh thực hành chế tạo, lắp ráp và thử nghiệm; Giáo viên hỗ trợ học sinh trong quá trình thực hiện. Hoạt động 5 Chia sẻ, thảo luận, điều chỉnh – Mục đích Trình bày, chia sẻ, đánh giá sản phẩm nghiên cứu. – Nội dung Trình bày và thảo luận. – Dự kiến sản phẩm hoạt động của học sinh Dụng cụ/thiết bị/mô hình/đồ vật... đã chế tạo được + Bài trình bày báo cáo. – Cách thức tổ chức hoạt động Giáo viên giao nhiệm vụ mô tả rõ yêu cầu và sản phẩm trình bày; Học sinh báo cáo, thảo luận bài báo cáo, trình chiếu, video, dung cụ/thiết bị/mô hình/đồ vật đã chế tạo theo các hình thức phù hợp trưng bày, triển lãm, sân khấu hóa; Giáo viên đánh giá, kết luận, cho điểm và định hướng tiếp tục hoàn thiện. Sự phù hợp của tiến trình tổ chức các hoạt động học của học sinh trong các bài học STEM với phương pháp dạy học tích cực được mô tả trong bảng sau Phương pháp dạy học 6E Mô hình THM VNEN Giáo dục STEM Engage/Gắn kết Khởi động Xác định vấn đề/ nhu cầu thực tiễn HĐ1 Xác định vấn đề nêu rõ tiêu chí dụng cụ/thiết bị cần chế tạo Explore/Khám phá Hình thành kiến thức Nghiên cứu kiến thức mới cần sử dụng HĐ2 Học kiến thức mới; Đề xuất các giải pháp/Bản thiết kế mẫu cần chế tạo Explain/Giải thích Luyện tập Engineer Extend/Elaborate Thiết kế Vận dụng hoặc/và mở rộng Đề xuất các giải pháp/ Bản thiết kế Lựa chọn 1 giải pháp/ Bản thiết kế HĐ3 Trình bày/giải thích/bảo vệ giải pháp/Bản thiết kế mẫu Enrich/Khắc sâu Chế tạo mẫu HĐ4 Lựa chọn dụng cụ, Chế tạo mẫu và thử nghiệm Thử nghiệm – Đánh giá Chia sẻ và thảo luận HĐ5 Trình bày sản phẩm, Đánh giá, Điều chỉnh thiết kế Evaluate/Đánh giá Điều chỉnh thiết kế 4. Tổ chức hoạt động trải nghiệm STEM và nghiên cứu khoa học Trên cơ sở các bài học STEM cho tất cả học sinh nêu trên, trong quá trình thực hiện sẽ có một số học sinh có sở trường, hứng thú, nhất là đối với Hoạt động 4 và Hoạt động 5 là những học sinh có vai trò chủ chốt của nhóm trong việc chế tạo, thử nghiệm mẫu cần được khuyến khích và tạo điều kiện để tiếp tục mở rộng, đi sâu. Nhà trường cần có những hình thức tổ chức phù hợp tạo môi trường để các học sinh này được phát huy năng lực, sở trường của mình; cũng từ đó phát hiện và hướng dẫn những học sinh say mê nghiên cứu thực hiện các dự án khoa học, kĩ thuật để tham gia "Cuộc thi khoa học kĩ thuật dành cho học sinh trung học". Đây là mức độ cao của giáo dục STEM trong giáo dục phổ thông. 5. Quy trình xây dựng bài học STEM Bước 1 Lựa chọn chủ đề bài học Bước 2 Xác định vấn đề cần giải quyết Bước 3 Xây dựng tiêu chí của thiết bị/giải pháp giải quyết vấn đề Bước 4 Thiết kế tiến trình tổ chức hoạt động dạy học. Sinh học là một môn khoa học thành phần của giáo dục STEM. Các kiến thức sinh học luôn gắn liền với các quy trình, kĩ thuật. Từ những nhận thức thức trên, tôi xin được trình bày sáng kiến “Vận dụng dạy học môn sinh học theo hướng tiếp cận giáo dục STEM với chủ đề Làm tranh từ lá cây - Sinh học 6”. II. CHỦ ĐẦU TƯ SÁNG KIẾN III. THỜI GIAN ÁP DỤNG Từ tháng 10 năm 2020, hoàn thành tháng 03 năm 2021. IV. MÔ TẢ BẢN CHẤT CỦA SÁNG KIẾN Nội dung sáng kiến - Nền kinh tế thịnh vượng của thế kỉ XXI sẽ dựa trên nền tảng của Khoa học Science, Công nghệ Technology, Kỹ thuật Engineering, Toán học Math. Điều này đặt ra cho ngành Giáo dục nhiệm vụ cần chuẩn bị cho HS những kĩ năng và kiến thức toàn cầu để đáp ứng nhu cầu hội nhập ngày càng cao. Sự tách rời các môn học này đã tạo ra khoảng cách lớn giữa học và làm, giữa nhà trường nơi đào tạo nguồn nhân lực và các doanh nghiệp nơi sử dụng nguồn nhân lực. HS được đào tạo theo mô hình truyền thống sẽ mất một khoảng thời gian dài để hiểu các cơ sở lý thuyết, nguyên lý, rồi chuyển chúng thành các ứng dụng thực tế trong khi kiến thức đã bị mài mòn. - Yêu cầu của việc dạy - học đang được đặt ra khá cấp bách. Đó là Đổi mới phương pháp, hình thức tổ chức dạy - học nhằm phát huy tính tích cực, chủ động, sáng tạo của HS. Tăng cường giáo dục toàn diện, đặc biệt chú trọng rèn luyện tư duy, kĩ năng sống cho HS, tăng cường các hoạt động trải nghiệm sáng tạo. Tích hợp liên môn trong dạy - học nhằm vận dụng kiến thức để giải quyết các tình huống thực tiễn. - Giáo dục STEM là hình thức giáo dục tích hợp giữa các môn Khoa học – Công nghệ - Kĩ thuật – Toán với phương pháp “học qua hành” đã đáp ứng được yêu cầu của việc dạy học trong thời kì mới. - Sáng kiến đã chỉ ra các phương pháp vận dụng STEM trong dạy học STEM và xây dựng các bước trong kỹ thuật dạy học theo định hướng STEM nhằm phát triển năng lực tư duy, sáng tạo của HS; gắn liền kiến thức lí thuyết với các vấn đề thực tiễn. - Sáng kiến góp phần đổi mới phương pháp dạy học, đổi mới kiểm tra - đánh giá; từng bước hoàn thành chiến lược phát triển giáo dục trong giai đoạn hiện nay. Giải pháp cũ thường làm Phương pháp giáo dục truyền thống Nội dung giải pháp Đây là phương pháp giáo dục đã trải qua bề dày lịch sử, gắn liền với sự phát triển của giáo dục nước nhà rất nhiều năm qua. Thiên về việc bổ sung về mặt kiến thức về mặt văn hóa cho người học, chưa chú trọng đến khả năng ứng dụng trong thực tế. Nhược điểm của giải pháp cũ - Đồng thời theo phương pháp truyền thống thì việc học đôi khi còn bị ép buộc thiếu tính tự nguyện, bởi nếu không có kiến thức sẽ khó có thể phát triển và theo kịp mọi người xung quanh. - Giáo dục truyền thống bổ sung cho người học những kiến thức theo một khuôn khổ đã được định sẵn, mang tính cứng nhắc vì vậy mà người học rất khó có khả năng ứng dụng vào thực tế. - Giáo dục truyền thống thiên về việc giảng dạy các môn đơn lẻ, đánh giá khả năng qua các bài kiểm tra gây áp lực cho người học. - Tuy nhiên là thế nhưng giáo dục truyền thống lại bổ sung cho người học những kiến thức nền tảng của đầy đủ các môn, giúp học có khả năng phát triển trên rất nhiều lĩnh vực, khía cạnh một cách bài bản. Giải pháp mới cải tiến * Đây là phương pháp giáo dục bắt nguồn từ giáo dục nước Mỹ, và ngày càng được áp dụng rộng rãi ở các nước trên thế giới và trong đó có Việt Nam. Là phương pháp giáo dục hết sức mới mẻ hướng đến khả năng ứng dụng kiến thức vào thực tế của người học. Không dạy kiến thức theo hình thức đơn lẻ, giáo dục STEM bổ sung kiến thức liên môn về khoa học - công nghệ - kỹ thuật - toán học. Việc đưa giáo dục STEM vào trường trung học mang lại nhiều ý nghĩa, phù hợp với định hướng đổi mới giáo dục phổ thông. Cụ thể là – Đảm bảo giáo dục toàn diện. – Nâng cao hứng thú học tập các môn học STEM. – Hình thành và phát triển năng lực, phẩm chất cho học sinh. – Kết nối trường học với cộng đồng. – Hướng nghiệp, phân luồng. *Tính mới, tính sáng tạo của sáng kiến - Sáng kiến đã chỉ ra các phương pháp vận dụng STEM trong dạy học STEM và xây dựng các bước trong kỹ thuật dạy học theo định hướng STEM nhằm phát triển năng lực tư duy, sáng tạo của HS; gắn liền kiến thức lí thuyết với các vấn đề thực tiễn. - Sáng kiến góp phần đổi mới phương pháp dạy học, đổi mới kiểm tra - đánh giá; từng bước hoàn thành chiến lược phát triển giáo dục giai đoạn hiện nay. CHỦ ĐỀ DẠY HỌC MINH HỌA Sau khi tiếp thu nội dung tập huấn về giáo dục stem của Phòng Giáo dục và Đào tạo Nho Quan tại địa điểm trường THCS Đức Long-Nho Quan-Ninh Bình, là một giáo viên trực tiếp dạy Sinh học tôi đã xây dựng một tiết học stem thuộc chủ đề Lá trong chương trình Sinh học 6. 1. Tên chủ đề LÀM TRANH TỪ LÁ CÂY Số tiết1- thuộc chủ đề dạy học Lá-Sinh học 6 2. Mô tả chủ đề - Chủ đề “Làm tranh từ lá cây” là một ý tưởng dạy học theo định hướng giáo dục STEM cho đối tượng học sinh lớp 6. Học sinh sẽ nghiên cứu những kiến thức về Đặc điểm bên ngoài của lá, các kiểu xếp lá trên thân và cành để thiết kế và chế tạo một bức tranh nguyên liệu từ lá. - Để thực hiện được dự án này, học sinh sẽ cần tiếp thu kiến thức của các bài học - Sinh học 6 Bài 19-Đặc điểm bên ngoài của lá. - Đồng thời, Học sinh phải như huy động kiến thức của các môn học liên quan như Kiến thức về môn Mĩ thuật 6 Bài 4- Vẽ tranh theo mẫu. 3. Mục tiêu - Sau khi hoàn thành chủ đề, học sinh có khả năng a. Kiến thức - Biết được những đặc điểm bên ngoài của lá và cách xếp lá trên cây phù hợp với với chức năng thu nhận ánh sáng, cần thiết cho việc chế tạo chất hữu cơ. - Phân biệt được 3 kiểu gân lá, phân biệt được lá đơn, lá kép và phân biệt được các kiểu xếp lá trên cây mọc cách, mọc đối, mọc vòng. - Vận dụng được các kiến thức về đặc điểm bên ngoài của lá và các kiểu xếp lá để thiết kế một bức tranh từ lá. b. Kĩ năng - Rèn kĩ năng quan sát, so sánh nhận biết kiến thức, hoạt động nhóm. - Kĩ năng tìm kiếm và xử lí thông tin - Kĩ năng tự tin khi trình bày ý kiến trước nhóm, tổ, lớp. c. Phát triển phẩm chất - Có tinh thần trách nhiệm, hòa đồng, giúp đỡ nhau trong nhóm, lớp; - Yêu thích môn học, thích khám phá, tìm tòi và vận dụng các kiến thức học được vào giải quyết các vấn đề thực tiễn cuộc sống. d. Định hướng phát triển năng lực - Năng lực nghiên cứu kiến thức khoa học và thực tế về đặc điểm bên ngoài của lá và các kiểu xếp lá trên thân và cành. - Năng lực giải quyết vấn đề, cụ thể thiết kế được một bức tranh làm từ lá. - Năng lực giao tiếp và hợp tác nhóm để thống nhất bản thiết kế và phân công thực hiện từng phần nhiệm vụ cụ thể tạo ra sản phẩm bức tranh từ lá. - Năng lực tự học để tự tìm hiểu một số kiến thức nền có liên quan đến chủ đề. 4. Thiết bị - Tổ chức dạy học chủ đề, giáo viên sẽ hướng dẫn học sinh chuẩn bị một số thiết bị sau - Các loại lá cây, bút màu, băng dính 2 mặt, giấy A0, A3 giấy màu 5. Tiến trình dạy học Hoạt động 1. XÁC ĐỊNH YÊU CẦU LÀM TRANH TỪ LÁ CÂY 10 phút A. Mục đích - Học sinh hình thành được những kiến thức ban đầu về đặc điểm bên ngoài của lá và các kiểu xếp lá trên thân và cành. - Học sinh tiếp nhận và tìm hiểu nhiệm vụ “Làm tranh từ lá cây” và hiểu rõ các tiêu chí đánh giá kết quả thực hiện dự án. B. Nội dung - Giáo viên giới thiệu đối tượng các loại lá cây, nêu vấn đề cần giải quyết và giao nhiệm vụ. - HS tìm hiểu các loại lá để hoàn thiện một bức tranh từ lá. - GV thảo luận, thống nhất với HS về các tiêu chí đánh giá và kế hoạch triển khai dự án. Dự kiến sản phẩm hoạt động của học sinh Kết thúc hoạt động, HS cần đạt được các sản phẩm sau - Bản ghi chép về đặc điểm bên ngoài của lá và các kiểu xếp lá trên thân và cành. - Một bản ghi chép xác định nhiệm vụ phải làm của từng học sinh, ý tưởng làm một bức tranh từ lá cây. - Một bản phân công nhiệm vụ của các thành viên trong nhóm. - Kế hoạch thực hiện với các mốc thời gian và nhiệm vụ rõ ràng. D. Cách thức tổ chức hoạt động Bước 1. Đặt vấn đề Giáo viên nêu câu hỏi đặt vấn đề - Em hãy cho biết người ta có thể làm tranh từ những loại vật liệu gì? Gỗ, tre, nứa, giấy, vải, màu vẽ - Theo em người ta có thể làm tranh mà không cần màu vẽ không? - Trong chủ đề hôm nay các bạn hãy cùng nhau tìm hiểu cách làm tranh từ lá cây. Bước 2. Giao nhiệm vụ cho HS - GV tổ chức chia nhóm HS. Phát hồ sơ học tập cho các nhóm. - HS theo từng nhóm thống nhất vai trò, nhiệm vụ của các thành viên trong nhóm . Bước 3. Xác lập tiêu chí đánh giá sản phẩm. GV nêu yêu cầu về dự án Từ những ứng dụng về vai trò của lá cây chúng ta sẽ lên ý tưởng tạo ra những bức tranh từ lá cây để trang trí cho bếp ăn, phòng khách, góc học tậpvới các tiêu chí + Tranh thể hiện được sự phong phú về hình dạng, màu sắc, kiểu gân lá + Tranh có bố cục đẹp, hài hòa. + Giá thành rẻ, nguyên liệu làm tranh thân thiện với môi trường, dễ kiếm. Bước 4. GV thống nhất kế hoạch triển khai Hoạt động chính Thời lượng Hoạt động 1 Đặt vấn đề, giao nhiệm vụ dự án 10 phút Hoạt động 2 Nghiên cứu kiến thức nền, hoàn thành các phiếu học tập, chuẩn bị các nguyên liệu để thiết kế sản phẩm 20phút Hoạt động 3 Báo cáo phương án thiết kế. 20phút Hoạt động 4 Làm tranh 20 phút Hoạt động 5 Triển lãm, giới thiệu sản phẩm. 20 phút Hoạt động 2. NGHIÊN CỨU KIẾN THỨC VỀ LÁ VÀ ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN LÀM TRANH TỪ LÁ 20 phút A. Mục đích HS tìm hiều kiến thức cần thiết có liên quan kiến thức nền thông qua việc nghiên cứu tài liệu, các mẫu vật, để hiểu về đặc điểm bên ngoài của lá, các kiểu xếp lá từ đó xác định được đặc điểm phiến lá, gân lá, các kiểu xếp lá.... B. Nội dung - Quan từ sách giáo khoa, tài liệu tham khảo hay tìm hiểu trên internet... nhằm hoàn thành câu hỏi, bài tập được giao và từ đó có kiến thức để thiết kế, hoàn thiện bức tranh từ lá. - HS sẽ trình bày những kiến thức mình tự học được thông qua việc hoàn thành Phiếu học tập số 2. - Giáo viên chuẩn hoá kiến thức. C. Dự kiến sản phẩm hoạt động của học sinh Kết thúc hoạt động, HS cần đạt được các sản phẩm sau - HS khám phá kiến thức thông qua SGK, mẫu vật hoàn thành phiếu học tập số 2. D. Cách thức tổ chức hoạt động - HS sinh nghiên cứu SGK + quan sát các loại lá cây trong thời gian 10 phút hoàn thành phiếu học tập số 2. PHIẾU HỌC TẬP SỐ 2 Dựa vào mẫu vật, kiến thức thực tế và thông tin SGK hoàn thiện bảng dưới đây. STT Tên lá Các bộ phận của lá Màu sắc Kiểu gân lá Số lá mọc ra từ một mấu thân Số phiến lá có trên một cuống lá. 1 VD Phượng Cuống, phiến, gân Xanh Hình mạng 1 Nhiều 2 3 .... - HS treo phiếu học tập lên bảng, đại điện nhóm báo cáo, các nhóm khác nhận xét. - GV giới thiệu một số loại lá có bẹ lá Cau, Chuối, Dừa - GV nhận xét, điều chỉnh nếu cần. Hoạt động 3. TRÌNH BÀY VÀ BẢO VỆ BẢN THIẾT KẾ LÀM TRANH TỪ LÁ CÂY 20 phút Mục đích HS trình bày được kiến thức về đặc điểm bên ngoài của lá và các kiều xếp lá thông qua việc báo cáo ý tưởng vẽ tranh từ lá. Thông qua các hoạt động phản biện, vấn đáp, giáo viên giúp HS nhận ra những sai lầm nếu có khi tự nghiên cứu kiến thức nền hoặc củng cố giúp HS hiểu rõ hơn về việc ứng dụng kiến thức nền trong việc thiết kế làm tranh từ lá. HS thực hành được kỹ năng thiết kế và thuyết trình, phản biện; hình thành ý thức về cải tiến, phát triển bản thiết kế sản phẩm. Nội dung GV yêu cầu các nhóm lần lượt trình bày phương án thiết kế GV tổ chức HS thảo luận, bình luận, nêu câu hỏi và bảo vệ ý kiến về bản thiết kế; tiếp thu và điều chỉnh bản thiết kế nếu cần; GV chuẩn hoá các kiến thức liên quan cho HS; yêu cầu HS chỉnh sửa, ghi lại các kiến thức này vào vở. Dự kiến sản phẩm hoạt động của học sinh Hồ sơ thiết kế + Bản vẽ phác họa trình bày bố cục bức tranh + Liệt kê các vật liệu cần dùng Các loại lá cây, giấy, bút màu, băng dính.... + Bài thuyết trình sản phẩm Bản thiết kế này cũng được trình bày trên giấy A0 GV Gợi ý * Dự kiến bản thiết kế + Tranh làm theo chủ đề gì? Phong cảnh, động vật, trừu tượng + Sử dụng những loại lá cây nào? + Làm trên nền chất liệu gì? Giấy, gỗ, nhựa.. - Bài ghi kiến thức liên quan được chuẩn hoá trong vở của HS. Cách thức tổ chức hoạt động Bước 1. GV tổ chức cho các nhóm thiết kế tranh; Bước 2. GV tổ chức cho từng nhóm báo cáo phương án thiết kế; Bước 3. Các nhóm khác nhận xét, nêu câu hỏi; Bước 4. GV nhận xét, đánh giá các bài báo cáo. Tổng kết, chuẩn hoá các kiến thức liên quan. Phiếu đánh giá số 1. Bảng tiêu chí đánh giá bản ý tưởng thiết kế sản phẩm điểm lẻ đến 0,5đ Tiêu chí Điểm tối đa Nhóm I Nhóm II Nhóm III Nhóm IV 1. Ý tưởng hay và ý nghĩa 2 2. Chọn được các loại lá phù hợp với ý tưởng đưa ra 2 3. Liệt kê được các nguyên liệu cần thiết khi làm sản phẩm 2 bày ý tưởng lưu loát trước lớp 2 5. Giải thích và bảo vệ được ý tưởng đưa ra 2 Tổng điểm 10 Nhận xét, góp ý cho nhóm bạn . . Câu hỏi dành cho nhóm bạn . . Bước 4. GV giao nhiệm vụ cho các nhóm triển khai thiết kế sản phẩm theo bản thiết kế; ghi lại các điều chỉnh nếu có của bản thiết kế sau khi đã hoàn thành sản phẩm và ghi giải thích; gợi ý các nhóm tham khảo thêm các tài liệu phục vụ cho việc chế tạo thử nghiệm sản phẩm SGK, internet... và tham khảo thêm ý kiến tư vấn của GV bộ môn nếu thấy cần thiết. Hoạt động 4 THỰC HIÊN LÀM MỘT BỨC TRANH TỪ LÁ 20 phút Mục đích HS làm được bức tranh từ lá căn cứ trên ý tưởng thiết kế đã được thông qua; Học được quy trình, phương pháp nghiên cứu thông qua việc xác định các vật l TÓM TẮT Giáo dục STEM là một mô hình học tập đang được khuyến khích trong chương trình giáo dục phổ thông hiện nay. Một chủ đề STEM có tác động đối với học sinh chỉ khi chủ đề được gắn liền với thực tiễn địa phương và thể hiện ý nghĩa tác động đến đời sống con người. Một trong số các lĩnh vực thực tiễn có thể đề cập và cũng thu hút được nhiều sự quan tâm hiện nay chính là khoa học robot Robotics. Bài viết này trình bày một chủ đề STEM trong lĩnh vực các mô hình thông minh, đó là chủ đề hệ thống cung cấp nước tự động đơn giản. Chủ đề được thiết kế theo quy trình dạy học 6E, là một quy trình nhấn mạnh yếu tố thiết kế kĩ thuật trong dạy học theo định hướng STEM. Từ khóa quy trình dạy học 6E; giáo dục STEM; giáo dục khoa học robot; THCS 1. Giới thiệu Trong chương trình giáo dục phổ thông 2018, giáo dục STEM là một mô hình dạy học được khuyến khích thực hiện trong cả giai đoạn giáo dục cơ bản và giai đoạn giáo dục định hướng nghề nghiệp Ministry of Education and Training, 2018. Để chuẩn bị cho việc triển khai thực hiện giáo dục STEM trong chương trình 2018, nhiều tài liệu tham khảo về chủ đề STEM đã được thiết kế và tổ chức dạy học trên cơ sở nội dung chương trình hiện hành Nguyen, 2017. Trong thời đại IoT và công nghệ sự kết nối và vận hành các thiết bị bằng kết nối Internet hoặc thiết lập tự động điều khiển là một trong những hướng đang được quan tâm và phát triển. Hướng nghiên cứu này liên quan đến lĩnh vực khoa học robot, và đây cũng là một trong những vấn đề thực tiễn được quan tâm trong lĩnh vực giáo dục STEM. Theo định nghĩa của NASA, khoa học robot là lĩnh vực nghiên cứu về robot, trong đó những cỗ máy lập trình thường có thể thực hiện một loạt các hành động một cách tự động hoặc bán Cite this article as Le Hai My Ngan, & Nguyen Thi Minh Thao 2020. STEM-education Simple automatic water-suppling system based on the 6E learning model for secondary students. Discover the world's research25+ million members160+ million publication billion citationsJoin for free ẠP CHÍ KHOA HỌC ỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP HỒ CHÍ MINH ập 17, Số 2 2020 254-269HO CHI MINH CITY UNIVERSITY OF EDUCATION JOURNAL OF SCIENCE Vol. 17, No. 2 2020 254-2691859-3100 Website 254 Bài báo nghiên cứu* THIẾT KẾ TỔ CHỨC DẠY HỌC CHỦ ĐỀ STEM HỆ THỐNG CẤP NƯỚC TỰ ĐỘNG ĐƠN GIẢN THEO QUY TRÌNH DẠY HỌC 6E CHƯƠNG TRÌNH TRUNG HỌC CƠ SỞ Lê Hải Mỹ Ngân*, Nguyễn Thị Minh Thảo Trường Đại học Sư phạm Thành phố Hồ Chí Minh *Tác giả liên hệ Lê Hải Mỹ Ngân – Email nganlhm Ngày nhận bài 26-11-2019; ngày nhận bài sửa 13-12-2019; ngày duyệt đăng 11-02-2020 TÓM TẮT Giáo dục STEM là một mô hình học tập đang được khuyến khích trong chương trình giáo dục phổ thông hiện nay. Một chủ đề STEM có tác động đối với học sinh chỉ khi chủ đề được gắn liền với thực tiễn địa phương và thể hiện ý nghĩa tác động đến đời sống con người. Một trong số các lĩnh vực thực tiễn có thể đề cập và cũng thu hút được nhiều sự quan tâm hiện nay chính là khoa học robot Robotics. Bài viết này trình bày một chủ đề STEM trong lĩnh vực các mô hình thông minh, đó là chủ đề hệ thống cung cấp nước tự động đơn giản. Chủ đề được thiết kế theo quy trình dạy học 6E, là một quy trình nhấn mạnh yếu tố thiết kế kĩ thuật trong dạy học theo định hướng STEM. Từ khóa quy trình dạy học 6E; giáo dục STEM; giáo dục khoa học robot; THCS 1. Giới thiệu Trong chương trình giáo dục phổ thông 2018, giáo dục STEM là một mô hình dạy học được khuyến khích thực hiện trong cả giai đoạn giáo dục cơ bản và giai đoạn giáo dục định hướng nghề nghiệp Ministry of Education and Training, 2018. Để chuẩn bị cho việc triển khai thực hiện giáo dục STEM trong chương trình 2018, nhiều tài liệu tham khảo về chủ đề STEM đã được thiết kế và tổ chức dạy học trên cơ sở nội dung chương trình hiện hành Nguyen, 2017. Trong thời đại IoT và công nghệ sự kết nối và vận hành các thiết bị bằng kết nối Internet hoặc thiết lập tự động điều khiển là một trong những hướng đang được quan tâm và phát triển. Hướng nghiên cứu này liên quan đến lĩnh vực khoa học robot, và đây cũng là một trong những vấn đề thực tiễn được quan tâm trong lĩnh vực giáo dục STEM. Theo định nghĩa của NASA, khoa học robot là lĩnh vực nghiên cứu về robot, trong đó những cỗ máy lập trình thường có thể thực hiện một loạt các hành động một cách tự động hoặc bán Cite this article as Le Hai My Ngan, & Nguyen Thi Minh Thao 2020. STEM-education Simple automatic water-suppling system based on the 6E learning model for secondary students. Ho Chi Minh City University of Education Journal of Science, 172, 254-269. Tạp chí Khoa học Trường ĐHSP TPHCM 255 tự động Robotiq, 2017. Một robot hoàn thiện trên thị trường hiện nay thông thường đã bao gồm các bộ phận và lắp ghép hoàn chỉnh. Trong giáo dục STEM, học sinh sẽ phải tự tìm hiểu và lắp ráp các bộ phận cấu thành con robot từ đó đưa ra những phương án thiết kế phù hợp và thực hành thử nghiệm để giải quyết một vấn đề cụ thể. Thông qua quá trình đó, học sinh sẽ tìm hiểu và phát triển các năng lực liên quan giáo dục STEM. Hiện nay, việc dạy học khoa học robot ở Việt Nam cũng còn trở ngại về điều kiện cơ sở vật chất cũng như nội dung, cách thức triển khai và cả hình thức đánh giá phù hợp. Một số sản phẩm của nhiều đơn vị nghiên cứu và kinh doanh đã được đưa ra thị trường hoặc cung ứng cho các trường học để triển khai các hoạt động về robot. Đặc biệt phải kể đến là Lego với các dòng sản phẩm khác nhau tùy theo trình độ phù hợp của học sinh HS. Đó cũng chính là tiền đề đối với HS để tham gia các cuộc thi sáng tạo với robot trong nước cũng như quốc tế. Song, bên cạnh các cuộc thi và các sân chơi về khoa học robot, thì giáo dục khoa học vẫn chưa được đề cập hoặc triển khai cụ thể vào việc giảng dạy. Bên cạnh đó, một số nghiên cứu đã đề cập rằng lứa tuổi HS trung học cơ sở là thời điểm tốt nhất để thu hút sự hứng thú của HS đối với lĩnh vực STEM Christensen, & Knezek, 2017; Mohr‐Schroeder et al., 2014. Như vậy, việc thiết kế một chủ đề dạy học STEM – khoa học robot ngoại khóa đối với HS trung học cơ sở nhằm phát triển năng lực là một vấn đề cần quan tâm. Chủ đề STEM – hệ thống cấp nước tự động đơn giản – tạo cơ hội cho HS khai thác, tìm hiểu và vận dụng các kiến thức về điện kết hợp các thiết bị ứng dụng công nghệ hiện đại vào việc thiết kế hệ thống cấp nước tự động đơn giản cho một chậu cây nhỏ đáp ứng đúng nhu cầu độ ẩm của cây. Chủ đề hệ thống cấp nước tự động đơn giản liên quan đến nội dung của một số phân môn như Vật lí, Công nghệ, Sinh học và Tin học… trong chương trình hiện hành. Những nội dung kiến thức này trong chương trình Khoa học tự nhiên, Công nghệ và Tin học 2018 vẫn có mức độ đáp ứng phù hợp. Vì vậy, đây là một chủ đề vừa có tính thực tiễn vừa có nhiều khả thi áp dụng trong cả chương trình dạy học chính khóa và hoạt động trải nghiệm ngoại khóa. Chủ đề được thiết kế theo quy trình 6E nhằm hướng đến năng lực khám phá tri thức và thiết kế kĩ thuật cho HS. 2. Tổng quan Giáo dục khoa học robot Educational Robotics và giáo dục STEM Khoa học robot Robotics là một ngành liên kết giữa kĩ thuật và khoa học bao gồm các lĩnh vực như kĩ thuật cơ khí, kĩ thuật điện tử, kĩ thuật thông tin, khoa học máy tính... Theo định nghĩa của NASA, khoa học robot là lĩnh vực nghiên cứu về robot, trong đó robot được hiểu là các hệ thống máy móc có thể được sử dụng để thực hiện một nhiệm vụ. Robot có hai loại bao gồm robot tự vận hành tự động hóa theo chức năng đã thiết lập và robot được điều khiển "What Is Robotics?," 2009. Khoa học robot liên quan đến thiết kế, xây dựng, vận hành và sử dụng robot, cũng như các hệ thống máy tính để điều khiển, thu nhận thông tin và xử lí thông tin. Tạp chí Khoa học Trường ĐHSP TPHCM Tập 17, Số 2 2020 254-269 256 Theo nghiên cứu Komis, Romero, & Misirli, 2016, giáo dục khoa học robot đề cập đến việc dạy học trong đó HS có thể sử dụng robot để xây dựng “tri thức” cho chính robot hoặc với sự trợ giúp của robot. Để xây dựng tri thức cho robot, người học cần sử dụng kiến thức của nhiều lĩnh vực. Để người học trở thành chủ thể của việc sử dụng và vận hành robot thì việc đưa khoa học robot vào giáo dục không chỉ là vấn đề tiếp cận các công nghệ mới, mà quan trọng đó là lí thuyết giáo dục và chương trình giảng dạy hướng dẫn sử dụng robot Alimisis, 2012. Một số dự án đã thực hiện theo định hướng này, chẳng hạn như trong giai đoạn 2006-2009, dự án giáo dục châu Âu TERECoP – Giáo dục giáo viên GV về phương pháp sư phạm xây dựng tăng cường robot đã làm việc với mục đích phát triển một phương pháp bồi dưỡng GV và giới thiệu robot trong trường học Alimisis, 2010; Alimisis, & Kynigos, 2009. Nghiên cứu Jung, & Won, 2018 đã đề cập và nhấn mạnh quan điểm xem robot như một công cụ để tìm hiểu khoa học về robot và cũng chính là đối tượng để học tập. Quan điểm và cách tiếp cận hiện nay trong giáo dục khoa học robot chủ yếu tập trung theo định hướng robot là một đối tượng học tập và cũng là công cụ học tập, HS là người sẽ nghiên cứu, thiết kế và vận hành robot để giải quyết hoặc thực hiện một nhiệm vụ cụ thể. Theo định hướng này, giáo dục khoa học robot được xem một công cụ hiệu quả cho giáo dục STEM trong nhà trường. Nhiều nghiên cứu cho thấy quá trình học tập với robot đã tạo cơ hội cho HS đạt được kết quả cả về kiến thức các môn học Vật lí, Sinh học, Địa lí, Toán học, Khoa học, Điện tử Và cơ khí, và cả các kĩ năng học thuật quan trọng, như nghiên cứu, sáng tạo, hợp tác, tư duy phê phán, đưa quyết định, giải quyết vấn đề và kĩ năng giao tiếp, và kĩ năng thiết kế và tư duy tính toán Alimisis, & Kynigos, 2009; Benitti, 2012; Eguchi, 2014; Nourbakhsh, Hamner, Crowley, & Wilkinson, 2004. Giáo dục khoa học robot cung cấp cơ hội cho HS khám phá con đường phát triển kĩ thuật công nghệ, cho phép các ứng dụng trong thế giới thực của các khái niệm về kĩ thuật và công nghệ và giúp cụ thể hơn tính trừu tượng của khoa học và toán học Kim et al., 2015, đây là điều rất cần thiết cho giáo dục STEM trong nhà trường. Trong giáo dục khoa học robot, HS phải là những người trực tiếp sử dụng, thiết kế và chế tạo ra robot, dù ở mức đơn giản nhất chứ không chỉ là người tiêu thụ sản phẩm Blikstein, 2013. Quy trình dạy học 6E Tiền đề của quy trình dạy học 6E là quy trình dạy học 5E. Quy trình 5E do Biological Sciences Curriculum Study BSCS đưa ra vào năm 1980 nhằm rèn luyện cho HS các kĩ năng của thế kỉ XXI như khả năng thích ứng với môi trường, kĩ năng giao tiếp xã hội, kĩ năng giải quyết vấn đề, khả năng tự quản lí, khả năng tư duy Bybee et al., 2006. 5E là viết tắt của 5 chữ E, đó cũng chính là 5 giai đoạn áp dụng vào thiết kế tiến trình dạy học, bao gồm Engage – tạo hứng thú, Explore – khám phá, Explain – giải thích, Enrich – mở rộng, Evaluate – đánh giá. Tạp chí Khoa học Trường ĐHSP TPHCM 257 Vào năm 2004, ITEEA’s STEM Center for Teaching and Learning STEM – CTL đã chọn quy trình dạy học 5E của BSCS. Những tiêu chuẩn giảng dạy trong chương trình Engeneering by DeSIGN™ Model được phát triển theo khung chuẩn BSCS. The Next Generation Science Standards NGSS nhấn mạnh việc thực hành thiết kế kĩ thuật Science Engineering Practices như một kĩ năng, một bộ phận không thể thiếu trong giáo dục khoa học đối với mọi HS "Next Generation Science Standards,". NGSS đặt thiết kế kĩ thuật ngang với các nội dung học thuật các môn khoa học đặt ra trong chương trình giáo dục K-12 của Mĩ. Điều này tạo cơ hội cho các chương trình, mô hình giáo dục phát triển, đặt biệt là STEM. Khi đó, tiêu chuẩn NGSS đã thúc đẩy việc tăng cường, làm nổi bật lên thành tố T và E trong STEM. STEM – CTL đề ra mô hình chuẩn của BSCS để đáp ứng NGSS. Tuy nhiên, để tăng cường thành tố S và T trong STEM, từ mô hình 5E, họ đưa ra mô hình mới 6E thêm một yếu tố E thứ 6 là eNGINEER – thực hành kĩ thuật. Mô hình dạy học 6E bởi DeSIGN™ lấy HS làm trung tâm nhấn mạnh kết hợp giữa thiết kế và khám phá. Một số nghiên cứu cũng được thực hiện để phát triển việc dạy học sử dụng mô hình 6E Chung, Lin, & Lou, 2018. Bảng giai đoạn/pha trong quy trình dạy học 6E Burke, 2014 Tạo hứng thú Khơi gợi sự quan tâm của HS vào bài học, kết hợp xem xét những hiểu biết đã có của HS đối với vấn đề Khám phá HS tìm hiểu các kiến thức cần thiết liên quan đến vấn đề của bài học. HS thực hiện khám phá bằng nhiều phương thức khác nhau Explain Giải thích HS giải thích và lựa chọn những điều đã tìm hiểu để hỗ trợ giải quyết vấn đề lớn. Đây là giai đoạn HS bắt đầu trình bày những gì đã tìm hiểu được bằng cách trao đổi với nhau và trao đổi với GV eNGINEERING Thực hành kĩ thuật HS vận dụng kiến thức tìm hiểu được để đưa ra các giải pháp. HS trình bày những giải pháp sáng tạo thông qua bản thiết kế, hệ thống thông tin, mô hình, các nguồn tài nguyên. Sau đó HS có thể thực hiện chế tạo vận hành thử nghiệm cho giải pháp của mình Mở rộng HS khám phá sâu hơn và được dẫn dắt đến những tình huống mới và ứng dụng mới, hoặc cải tiến phương án để sản phẩm tốt hơn Evaluate Đánh giá HS và GV cùng đánh giá, nhìn lại quá trình học tập và làm việc. Tuy được nêu cuối cùng, nhưng quá trình đánh giá là không ngừng, liên tục xuyên suốt quá trình thực hiện 3. Câu hỏi và phương pháp nghiên cứu Chúng tôi thực hiện nghiên cứu để giải quyết hai câu hỏi sau - Chủ đề STEM Hệ thống cung cấp nước tự động gắn kết với các nội dung chương trình hiện hành 2006 như thế nào? - Dạy học chủ đề STEM Hệ thống cấp nước tự động đơn giản cho học sinh THCS theo quy trình 6E như thế nào? Tạp chí Khoa học Trường ĐHSP TPHCM Tập 17, Số 2 2020 254-269 258 Chúng tôi thực hiện nghiên cứu tài liệu, phân tích tổng hợp tài liệu để tìm hiểu sự kết nối về nội dung chủ đề và nội dung các môn học liên quan trong chương trình trung học cơ sở hiện hành. Trên cơ sở lí luận về quy trình dạy học 6E, chúng tôi thiết kế tiến trình dạy học phù hợp. 4. Kết quả và thảo luận Chủ đề hệ thống cấp nước tự động Mô tả chủ đề Mỗi loại cây trồng sẽ cần một mức độ độ ẩm phù hợp cần được duy trì để đảm bảo cho sự tăng trưởng tốt cho cây. Một hệ thống tưới cây tự động hóa để tự cung cấp nước đảm bảo mức độ ẩm cần thiết là một nhu cầu cần thiết trong một số gia đình hiện nay, đặc biệt khi đặt cây ở ngoài ban công, nơi có nắng, gió, mưa và có thể làm ảnh hưởng đến cây. Chủ đề giúp HS giải quyết vấn đề chăm sóc một chậu cây nhỏ khi vắng nhà một thời gian bằng cách tạo ra một hệ thống tưới tự động cho chậu cây nhỏ. Với sự hỗ trợ của công nghệ thông tin cùng với những thiết bị máy móc đa dạng như cảm biến độ ẩm, động cơ máy bơm, rơle và lập trình Arduino, HS có thể thực hiện tìm hiểu cấu tạo, cách vận hành thiết bị, lắp ráp, lập trình cơ bản. Thông qua các hoạt động học tập, HS có thể rèn luyện kĩ năng đo đạc, xử lí số liệu, thao tác thí nghiệm, kĩ năng lắp ráp cơ bản. Bảng sách dụng cụ chủ đề hệ thống cấp nước tự động đơn giản Ghi chú Ghi chú Ghi chú Chậu cây 1 Chậu cây nhỏ sống đời, sen đá… Công tắc 1 bơm 12V 1 Cảm biến độ ẩm 1 Header 1 Mạch đồng 8cm x 6cm Role 5V 1 Domino 4 Ống nhựa mềm trong 8mm dài 30cm Tuỳ theo khoảng cách có thể thay đổi chiều dài Nano Arduino 1 Dim Chai nước 500 ml, 1 lit Nguồn 1 dây đực khoảng 10cm Ốc vít 4 bộ Tạp chí Khoa học Trường ĐHSP TPHCM 259 Quy trình lắp đặt và vận hành 1. Lắp Role bằng cách bắt 4 ốc vít vào 4 đầu của Role 4. Lắp Arduino chân 2. Cắm chân DC+, DC- và IN theo thứ tự lần lượt vào 3 chốt của dim 5. Cắm pin vảo zack 3. Nối hai đầu NO và COM vào chốt Domino 6. Lắp Cảm biến chân 7. Kết nối máy bơm và chạy thử HS sẽ lập trình, thử nghiệm trên đất khô để xem hệ thống hoạt động tưới và sau đó ngưng tưới khi đất có độ ẩm thích hợp. Sau đó HS sẽ thiết kế, bố trí vị trí hệ thống, ống dẫn nước sao cho phù hợp với chậu cây của mình Phân tích nội dung kiến thức trong chủ đề ứng với chương trình hiện hành Vật lí Lớp 7 Dòng điện. Nguồn điện ND1. Nguồn điện có khả năng cung cấp dòng điện để các thiết bị điện hoạt động ND2. Pin là một nguồn điện đã học và HS vận dụng Hiệu điện thế ND3. Đơn vị hiệu điện thế ND4. Trên mỗi nguồn điện pin có ghi một giá trị hiệu điện thế khác nhau ND5. Dùng vôn kế để đo được hiệu điện thế mới được hình thành Hiệu điện thế giữa hai đầu dụng cụ dùng điện ND6. Trong mạch điện kín, hiệu điện thế giữa hai đầu bóng đèn tạo ra dòng điện chạy trong bóng đèn đó ND7. Đối với một bóng đèn nhất định, hiệu điện thế giữa hai đầu bóng đèn càng lớn thì dòng điện chạy qua bóng đèn càng lớn ND8. Số vôn ghi trên mỗi dụng cụ điện cho biết hiệu điện thế định mức để dụng cụ đó hoạt động bình thường Phần mở rộng Có thể em chưa biết mới được hình thành Tạp chí Khoa học Trường ĐHSP TPHCM Tập 17, Số 2 2020 254-269 260 ND9. Mỗi thiết bị điện cần cấp một giá trị hiệu điện thế nhất định để chúng hoạt động bình thường ND10. Nếu cấp dưới giá trị này các thiết bị ấy hoạt động yếu hơn bình thường 28 Thực hành đo hiệu điện thế và cường độ dòng điện ND11. Biết cách sử dụng vôn kế đo hiệu điện thế hai đầu thiết bị điện được rèn luyện Công nghệ Lớp 7 Các biện pháp chăm trồng ND12. Cây cần nước để sinh trưởng và phát triển, vì vậy cần phải tưới nước đầy đủ và kịp thời ND13. Cây trồng rất cần nước, tuy nhiên nếu thừa nước sẽ gây ngập úng và cây trồng sẽ dễ bị chết đã học và HS vận dụng Tin học Lớp 8 Máy chương trình máy tính ND14. Con người chỉ dẫn cho máy tính thực hiện công việc thông qua các lệnh ND15. Viết chương trình là hướng dẫn máy tính thực hiện các công việc giải một bài toán cụ thể ND16. Ngôn ngữ dùng để viết các chương trình máy tính được gọi là ngôn ngữ lập trình đã học và HS vận dụng Câu lệnh điều kiện ND17. Cấu trúc câu lệnh điều kiện là if then else kiến thức Thiết kế tiến trình dạy học Chủ đề hệ thống cấp nước tự động đơn giản Tiến trình chung Chủ đề được tiến hành trong 3 tiết học, có thể thực hiện theo hai phương án  Phương án 1 Chủ đề thực hiện trong một buổi học hoàn chỉnh với thời lượng 3 giờ  Phương án 2 Chủ đề được triển khai trong 3 buổi học, mỗi buổi 45 phút Tạp chí Khoa học Trường ĐHSP TPHCM 261 Với điều kiện thực tế trong các trường THCS hiện nay, chúng tôi tập trung thiết kế tiến trình dạy học theo phương án thứ 2. Hoạt động của học sinh treo quy trình dạy học 6E thú [Engage] 1. HS nhấn mạnh vai trò quan trọng của nước đối với cây 2. HS đề xuất biện pháp để cung cấp đủ nước cho cây khi vắng nhà Tiết 1 Tìm tòi, khám phá [Explore] 3. HS tìm hiểu nguyên lí hoạt động của cảm biến độ ẩm, động cơ máy bơm, rơle và mã nguồn mở Arduino 4. HS đề xuất phương án thí nghiệm xác định hiệu điện thế đầu ra của cảm biến độ ẩm ứng với độ ẩm của đất 5. HS tìm hiểu cách sử dụng các linh kiện Tiết 1+ Tiết 2 Giải thích [Explain] 6. HS giải thích nguyên lí hoạt động cơ bản của hệ thống 7. HS trình bày rõ vai trò và nhiệm vụ của các bộ phận chính của hệ thống cấp nước tự động cơ bản Tiết 2 Thực hành kĩ thuật [eNGINEER] 8. HS xác định các linh kiện điện tử khác nhau và cách lắp đặt đúng vào vị trí trên bảng mạch đồng 9. HS sử dụng các dụng cụ để lắp ráp giữa các linh kiện 10. HS vận hành hệ thống cấp nước tự động và nhận xét hiệu quả của sản phẩm Tiết 3 [Enrich] 11. HS suy nghĩ phương án đối với hệ thống nhiều cây hơn 12. HS đề xuất cải tiến đối với sản phẩm đã thực hiện Tiết 3 Đánh giá [Evaluate] 13. HS trình bày sản phẩm và trao đổi thảo luận về sản phẩm của bạn bè 14. HS trao đổi về quá trình làm việc của bản thân, bạn bè Tiết 2 + Tiết 3 Tiến trình dạy học Các nội dung học tập được mã hóa ND1, ND2… trong Mục được thể hiện trong các hoạt động học của học sinh theo tiến trình dưới đây. Hoạt động Tiến trình – nội dung dung Tiết 1 – Độ ẩm của đất và cây trồng Khởi động [Engage] 10 phút Mỗi nhóm HS lần lượt giới thiệu về loại cây nhóm đã chọn tên loài cây, độ ẩm đất trồng thích hợp, công dụng của cây HS nhận xét nước đóng vai trò quan trọng đối với cây trồng. GV cung cấp bảng độ ẩm cho một số loại cây thường sử dụng ND13 Tiết 1 Nhận nhiệm vụ -định hướng giải phápTìm hiểu độ ẩm của đất và cảm biến độ ẩmTiết 2 Tìm hiểu máy bơm, rơleLập trình ArduinoTiết 3Kĩ sư nhíLắp ráp và hoàn thành sản phẩm Tạp chí Khoa học Trường ĐHSP TPHCM Tập 17, Số 2 2020 254-269 262 Xác định nhiệm vụ [Engage] 5 phút Vấn đề cần giải quyết Làm thế nào để cây trồng vẫn được cấp đủ nước khi chúng ta đi vắng nhà lâu ngày? HS thảo luận theo cặp đôi bước đầu đề xuất phương án HS xác định nhiệm vụ “Thiết kế và chế tạo một hệ thống cấp nước tự động cho chậu cây nhỏ để duy trì độ ẩm phù hợp cho một loại cây” Hình thành tư duy thiết kế [Explore, Explain ] 7 phút HS hình thành tư duy thiết kế sản phẩm hệ thống tưới tự động dưới sự hướng dẫn của GV. Qua đó HS xác định được các nội dung phải tìm hiểu để chế tạo hệ thống cấp nước tự động Tìm hiểu về cảm biến độ ẩm [Explore] 18 phút GV giới thiệu cảm biến độ ẩm và công thức tính độ ẩm đất, đặt vấn đề làm sao biết được tín hiệu mà cảm biến độ ẩm cung cấp là bao nhiêu tương ứng với giá trị độ ẩm của đất. HS thực hành nhóm đo hiệu điện thế đầu ra AO của cảm biến Hình dụng cụ đo hiệu điện thế đầu ra cảm biến ND2 ND3 ND4 ND5 ND11 Tiết 2 – Máy bơm, rơle, và Arduino Tìm hiểu máy bơm [Explore] 20 phút GV giới thiệu nguyên tắc hoạt động của máy bơm HS làm việc nhóm khảo sát hoạt động của máy bơm ứng với hai giá trị hiệu điện thế nguồn cấp khác nhau và tìm đầu xả nước, đầu hút nước của máy bơm ND7 ND8 ND9 ND10 Tìm hiểu rơle [Explore]- 5 phút GV giải thích nguyên tắc hoạt động của rơle Tìm hiểu về Arduino. [Explore] 20 phút HS tìm hiểu về Arduino Nano GV hướng dẫn HS phần mềm lập trình scratch “mBlock” HS thực hành lập trình để điều khiển máy bơm hoạt động tuỳ vào điều kiện tín hiệu cung cấp bởi cảm biến độ ẩm. Sau đó HS nạp code vào Arduino để sử dụng cho buổi học kế tiếp ND15 ND16 ND17 Tạp chí Khoa học Trường ĐHSP TPHCM 263 Tìm hiểu mạch đồng [Explore] 5 phút HS tìm hiểu cấu trúc board đồng phíp đồng và chỉ ra vị trí các bộ phận cần được lắp trên board mạch. Hình đồng được in và hàn một số chi tiết cơ bản Thực hành Kĩ sư lắp ráp [eNGINEER] 30 phút HS bắt ốc, gắn Rơle vào board HS thực hành nối dây giữa role và domino và lắp động cơ máy bơm, cảm biến, đồng thời thiết kế thiết bị kết nối với chậu cây Thực hành Vận hành [eNGINEER] [Evaluate] 10 phút HS thử nghiệm sản phẩm bằng cách cắm cảm biến vào đất và cho vận hành thử trên đất khô HS thiết kế, lắp đặt hệ thống một cách khéo léo vào chậu cây của mình HS nhìn nhận và đánh giá sản phẩm cũng như quá trình học Thực hành GV tổng kết buổi 3 và cả chủ đề Thực nghiệm sư phạm Tiến trình thực nghiệm Quá trình thực nghiệm sư phạm được thực hiện với 50 em HS lớp 8 trường THCS Trần Văn Ơn – Quận 1, TPHCM với thời lượng 3 tiết học trong ba tuần, mỗi tuần một tiết học. Chúng tôi thực hiện đánh giá học sinh thông qua quá trình quan sát lớp trong các tiết học.  Theo dõi, quan sát, chụp hình và quay phim buổi học  Quan sát và ghi chú thao tác thực hiện của HS  Phỏng vấn lấy ý kiến của HS sau khi hoàn thành chủ đề Phân tích diễn biến quá trình thực nghiệm • Tiết học 1 – Độ ẩm của đất và cây trồng Khi GV đặt tình huống học tập về việc cung cấp nước cho cây khi vắng nhà, HS nhanh chóng đưa ra được nhiều ý kiến như nhờ hàng xóm, dùng ống dây nhỏ giọt từ từ… trong đó một HS đã đề xuất phương án sử dụng một hệ thống tưới tự động. Việc HS đề cập đến hệ thống tự động mà chưa cần gợi ý của GV cho thấy các em đã có ý thức về vấn đề IoT trong cuộc sống. Hiện nay, hệ thống tưới tự động đã được giới thiệu cũng như cung cấp bởi một số hãng sản xuất, vì vậy sản phẩm không xa lạ với HS. Song GV nhấn mạnh tình huống rằng nếu chỉ cần dùng cho một chậu cây nhỏ thì liệu các em có tự thiết kế và chế tạo như thế nào khiến học sinh suy nghĩ và nhận ra nhiệm vụ học tập. Trong những hoạt động tiếp theo đó, HS thực hiện phiếu học tập và lắng nghe trao đổi của GV, thực hiện các hoạt động đúng theo sự hướng dẫn của GV. Điều này thể hiện HS tập trung và chú ý trong quá trình được hướng dẫn thực hiện nhiệm vụ. Tạp chí Khoa học Trường ĐHSP TPHCM Tập 17, Số 2 2020 254-269 264 GV đặt vấn đề cách sử dụng cảm biến độ ẩm. Từ đó, GV yêu cầu HS thực hiện hai nhiệm vụ 1 tạo môi trường đất có độ ẩm đúng bằng ngưỡng độ ẩm thích hợp với cây nhóm mình chăm sóc và 2 đo hiệu điện thế đầu ra AO của cảm biến độ ẩm. Mỗi nhóm nhận được một bộ dụng cụ thí nghiệm để khảo sát độ ẩm của đất và tín hiệu đầu ra thông qua cảm biến độ ẩm. Kết thúc hoạt động, GV yêu cầu HS đọc kết quả thí nghiệm. Cuối buổi học, HS phát biểu được giá trị đầu ra của cảm biến là giá trị hiệu điện thế và nêu được nhiệm vụ tổng quát là chế tạo một hệ thống tưới tự động. Đồng thời học sinh cũng nhận ra được cách sử dụng cảm biến độ ẩm. Hình nhóm HS tiến hành thí nghiệm đo hiệu điện thế đầu ra cảm biến độ ẩm Tuy nhiên vẫn còn một số hạn chế, chẳng hạn như GV chưa cho HS phân công công việc từng thành viên trong nhóm, một số HS trong nhóm không làm hoặc trong một nhóm chỉ có hai ba HS thực hiện, qua đó cho thấy HS hoạt động nhóm chưa được hiệu quả. • Tiết học 2 – Máy bơm, role, và Arduino Khi GV hỏi lại những kiến thức trong buổi 1, HS phát biểu tích cực cho thấy HS hiểu được và tái hiện được các hoạt động, nội dung chính của buổi 1. Trong hoạt động tìm hiểu động cơ bơm nước, GV đã có sự định hướng để HS hiểu được cách làm việc nhóm hiệu quả hơn. Do đó, HS phân công cho từng thành viên hỗ trợ giúp đỡ nhau, thực hiện thí nghiệm nhiều lần, cả nhóm đồng loạt đếm thời gian máy bơm vận chuyển nước cho thấy HS tích cực, thích thú khi quan sát máy bơm vận chuyển nước và tổ chức hoạt động nhóm tốt. HS hoàn thành phiếu học tập phần hoạt động của máy bơm, thể hiện khả năng quan sát, so sánh số liệu và tổng hợp, nhận xét số liệu. Hình tham gia học tập buổi 2 và thực hiện nhiệm vụ theo nhóm Tạp chí Khoa học Trường ĐHSP TPHCM 265 HS dễ dàng tạo được đoạn chương trình lập trình cho Arduino thông qua phần hướng dẫn trong phiếu học tập mà không cần sự hướng dẫn chi tiết của GV cho thấy HS có khả năng đọc tài liệu hướng dẫn và tự chủ tốt. Khi chiếu đoạn chương trình mẫu trên phần mềm mBlock, một vài HS nhận diện ngay đó là ngôn ngữ lập trình scratch. Điều này cho thấy ngôn ngữ lập trình không xa lạ với HS và nhiều HS rất hứng thú với nội dung này. Hình thực hành lập trình Tuy nhiên vẫn còn gặp phải hạn chế là hai nhóm HS không nạp được code vào Arduino do lỗi đánh máy phần “doam” bị sai cú pháp. Để hạn chế lỗi đánh máy, GV sử dụng trực tiếp thẻ lệnh “doam” trong phần khai báo biến. • Tiết học 3 – Kĩ sư nhí HS tích cực phát biểu, đóng góp ý kiến khi GV hỏi về các bộ phận của hệ thống tưới tự động và nguồn cấp vào cho thấy HS hiểu được nhiệm vụ cũng như những kiến thức đã khám phá, tìm hiểu. Trong hoạt động xây dựng sơ đồ kết nối các bộ phận, hầu hết các nhóm đều hoàn thành đúng sơ đồ, cho thấy HS nhận dạng được các bộ phận thông qua hình vẽ và hiểu được các bộ phận chính của hệ thống cấp nước tự động cũng như cách lắp nối cách bộ phận này. Trong hoạt động lắp ráp, HS có sự phân công cụ thể công việc các thành viên, tất cả các thành viên đều được làm việc, HS biết sử dụng tua vít, hiểu được tài liệu hướng dẫn lắp ráp theo từng bước phiếu học tập và lắp ráp được sản phẩm. Điều này biểu hiện HS rất có kĩ năng sử dụng tua-vit để bắt ốc, có khả năng tự đọc hiểu các bước lắp ráp. Tuy nhiên, có một số nhóm chưa hoàn thành xong việc lắp ráp do thời gian khá ngắn. Hình thực hành thiết kế và chế tạo sản phẩm Tạp chí Khoa học Trường ĐHSP TPHCM Tập 17, Số 2 2020 254-269 266 Sau đó HS tiếp tục hoàn thành trong hoạt động chạy thử bộ sản phẩm trên đất trồng. Phần thiếu sót trong buổi 3 là cho HS đánh giá về sản phẩm, nêu ưu, nhược điểm và đề ra cách khắc phục cho hệ thống tưới tự động. Hình thử nghiệm vận hành sản phẩm Kết thúc buổi 3, có 3/6 nhóm hoàn thành được sản phẩm. Các nhóm còn lại chưa hoàn thành được sản phẩm vì những lí do 1 ốc siết không kĩ khiến dây nối bị lỏng, không dẫn điện tiếp xúc hoặc 2 HS nhấn vào nút reset Arduino trên board Arduino. Kết quả thực nghiệm Chúng tôi thực hiện phỏng vấn lấy ý kiến ba em HS là Trí, Quân và Thanh. • Câu hỏi thứ nhất về các hoạt động mà các em yêu thích trong chủ đề. Cả ba em đều thích lắp ráp, tạo sản phẩm ở buổi 3 và hoạt động khám phá máy bơm nước ở buổi 2. Lí do là vì các hoạt động này cho các em cơ hội được thực hiện, thao tác trên sản phẩm. Ngoài ra, HS Quân đề cập thích phần lập trình Arduino. Các ý kiến này phần nào cho thấy mong muốn thực hành của HS và việc phát triển các năng lực thiết kế kĩ thuật là rất cần thiết đối với HS THCS. • Câu hỏi thứ hai về những khó khăn mà các em gặp phải trong quá trình làm. HS Thanh trả lời là lớp học hơi đông nên một số bạn có thiện hướng nghịch ngợm sẽ làm hoạt động nhóm khó khăn hơn. Hai HS còn lại đề cập khó khăn trong khi lắp ráp, các linh kiện hơi nhỏ nên gây trở ngại cho các em vì chưa có kĩ thuật tốt. • Câu hỏi thứ ba về mong muốn áp dụng sản phẩm này vào thực tế cuộc sống. HS Quân và Trí trả lời rất nhanh là có và sẽ chỉnh sửa một tí theo ý muốn của mình. • Câu hỏi thứ tư về việc áp dụng hệ thống này cho một khu vườn lớn hơn. HS Quân trả lời sẽ áp dụng nhiều bộ hệ thống lại với nhau, tất cảc mạch này đều liên kết với nhau và chịu sự điều hành dưới một máy tính chủ. HS Anh có ý kiến là thay vì mình làm nhiều cái nhỏ gộp lại thì mình sẽ dùng một cái to để áp dụng cho vườn lớn. HS Trí nghĩ là các linh kiện phải được làm lớn hơn. Tạp chí Khoa học Trường ĐHSP TPHCM 267 • Câu hỏi thứ năm về những điều mà HS đã tích luỹ được thông qua chủ đề. HS Anh cho rằng chủ đề rất hay và tốt cho bản thân có thể suy nghĩ về các hệ thống tự động, đỡ tốn thời gian. HS Quân nói rằng cách máy bơm bơm nước, một hệ thống hoạt động như thế nào, cách lập trình để hệ thống hoạt động khi mình không có ở nhà. HS Trí cho rằng hệ thống này áp dụng cho nông nghiệp rất tốt, đỡ tốn công mình đi tưới, tiết kiệm nước. Sau khi phỏng vấn lấy ý kiến của ba em HS, chúng tôi nhận thấy cả ba em đều hứng thú với các hoạt động thực hành, xác định được nhiệm vụ, hiểu được nguyên tắc hoạt động chung của hệ thống cấp nước tự động, rèn luyện thao tác thực hành, thí nghiệm, lắp ráp, nhận ra được những lợi ích cho bản thân, cho nông nghiệp và có những ý tưởng tốt để phát triển hệ thống theo một quy mô lớn. Tuy nhiên bên cạnh đó, về mặt sản phẩm, các chi tiết còn nhỏ, khiến các em gặp khó khăn trong việc lắp ráp. 5. Kết luận Trong bài báo này, chúng tôi đã trình bày chủ đề STEM hệ thống cấp nước tự động đơn giản – thuộc lĩnh vực khoa học robot, là một trong những vấn đề thực tiễn được quan tâm. Chủ đề với các nội dung phù hợp với chương trình các môn vật lí, công nghệ, sinh học và tin học trong chương trình THCS hiện hành. Chủ đề được thiết kế theo quy trình dạy học 6E trong đó đã nhấn mạnh yếu tố thực hành và thiết kế kĩ thuật – một trong những năng lực cần quan tâm và phát triển hiện nay. Qua thực nghiệm bước đầu đã cho thấy chủ đề đã tạo được hứng thú và tiến trình dạy học là có khả thi với chương trình hiện hành và cũng có thể triển khai trong chương trình môn khoa học tự nhiên.  Tuyên bố về quyền lợi Các tác giả xác nhận hoàn toàn không có xung đột về quyền lợi.  Lời cảm ơn Nghiên cứu được thực hiện trong khuôn khổ đề tài nghiên cứu khoa học cấp cơ sở mã số Trường Đại học Sư phạm Thành phố Hồ Chí Minh. TÀI LIỆU THAM KHẢO Alimisis, D. 2010. Introducing robotics in schools post-TERECoP experiences from a pilot educational program. Paper presented at the Proceedings of Intl. Conf. on Simulation, Modeling and Programming for Autonomous Robots SIMPAR 2010 Workshops. Alimisis, D. 2012. Robotics in education & education in robotics Shifting focus from technology to pedagogy. Paper presented at the Proceedings of the 3rd International Conference on Robotics in Education. Alimisis, D., & Kynigos, C. 2009. Constructionism and robotics in education Teacher education on robotic-enhanced constructivist pedagogical methods, 11-26. Benitti, F. 2012. Exploring the educational potential of robotics in schools A systematic review. Computers & Education, 583, 978-988. Tạp chí Khoa học Trường ĐHSP TPHCM Tập 17, Số 2 2020 254-269 268 Blikstein, P. 2013. Digital fabrication and making’in education The democratization of invention. FabLabs Of machines, makers and inventors, 4, 1-21. Burke, B. N., 2014. THE ITEEA 6E learning byDeSIGNTM model MAXIMIZING INFORMED DESIGN AND INQUIRY IN THE INTEGRATIVE STEM CLASSROOM. Technology and Engineering Teacher, 736, 14-19. Bybee, R. W., Taylor, J. A., Gardner, A., Van Scotter, P., Powell, J. C., Westbrook, A., & Landes, N. 2006. The BSCS 5E instructional model Origins and effectiveness. Colorado Springs, Co BSCS, 5, 88-98. Christensen, R., & Knezek, G. 2017. Relationship of middle school student STEM interest to career intent. Journal of Education in Science & Environment and Health, 31, 1-13. Chung, Lin, & Lou, 2018. Analysis of the learning effectiveness of the STEAM-6E special course—A case study about the creative design of IoT assistant devices for the elderly. Sustainability, 109, 3040. Eguchi, A. 2014. Why Robotics in Education?-Robotics as a Learning Tool for Educational Revolution. Paper presented at the Society for Information Technology & Teacher Education International Conference. Jung, S., & Won, E. S. 2018. Systematic review of research trends in robotics education for young children. Sustainability, 104, 905. Kim, C., Kim, D., Yuan, J., Hill, R. B., Doshi, P., Thai, C. N., & Education. 2015. Robotics to promote elementary education pre-service teachers' STEM engagement, learning, and teaching. Computers & Education, 91, 14-31. Komis, V., Romero, M., & Misirli, A. 2016. A scenario-based approach for designing educational robotics activities for co-creative problem solving. Paper presented at the International Conference EduRobotics 2016. Ministry of Education and Training. 2018. General education curriculum. Mohr‐Schroeder, M. J., Jackson, C., Miller, M., Walcott, B., Little, D. L., Speler, L., . . . Schroeder, D. C. 2014. Developing Middle School Students' Interests in STEM via Summer Learning Experiences S ee B lue STEM C amp. School Science and Mathematics, 1146, 291-301. Next Generation Science Standards. Retrieved from Nguyen, T. N. 2017. Design and organize STEM education topics for middle and high school students HCMC University of Education. Nourbakhsh, I. R., Hamner, E., Crowley, K., & Wilkinson, K. 2004. Formal measures of learning in a secondary school mobile robotics course. Paper presented at the IEEE International Conference on Robotics and Automation, 2004. Proceedings. ICRA'04. 2004. ROBOTIQ. 2017. What's the Difference Between Robotics and Artificial Intelligence? Retrieved from What Is Robotics? 2009. Retrieved from Tạp chí Khoa học Trường ĐHSP TPHCM 269 STEM-EDUCATION SIMPLE AUTOMATIC WATER-SUPPLING SYSTEM BASED ON THE 6E LEARNING MODEL FOR SECONDARY STUDENTS Le Hai My Ngan*, Nguyen Thi Minh Thao Ho Chi Minh City University of Education *Corresponding author Le Hai My Ngan – Email nganlhm Received November 26, 2019; Revised December 13, 2019; Accepted February 11, 2020 ABSTRACT STEM education is a learning approach which is encouraged to be implemeted in the current Vietnamese general education curriculum. A STEM topic will have impacts on students only when it is linked to local practices and meaningful for human life. One of aspects that is practical and attracts public attention is Robotics. This article presents a STEM topic in the field, which is a simple automated water supply system. The topic is designed based on the 6E teaching model, a model that emphasizes technical design elements in STEM-oriented teaching. Keywords 6E learning by Design Model; STEM education; educational robotics; secondary school ResearchGate has not been able to resolve any citations for this study developed a STEAM Science, Technology, Engineering, Art, and Math-6E Engage, Explore, Explain, Extend, Enrich, Evaluate; 6E Learning by Design special course based on the theme of creative design of IoT Internet of Things assistant devices for the elderly and investigated the impact of this course on students’ learning effectiveness. It invited eight experts and scholars for focus interviews, jointly developed the STEAM-6E special course, designed teaching activities around the theme of creative design of IoT assistant devices for the elderly, and created a learning effectiveness scale. Furthermore, it selected 46 students majoring in nursing in a vocational and technological college as its subjects and distributed copies of a questionnaire among them to explore learning effectiveness. This study reached the following conclusions. The STEAM-6E special course on the creative design of IoT assistant devices for the elderly included three dimensions, that is, the STEAM course, 6E teaching, and the acquisition of professional knowledge, as well as 17 competence indicators. The nursing students affirmed the learning outcome in the STEAM-6E course, the 6E teaching model, and thematic knowledge after attending the STEAM-6E course. The hands-on activities of the STEAM-6E special course could guide students to learn key points step by step. The STEAM-6E special course can strengthen students’ abilities to integrate STEAM knowledge and improve their learning effectiveness in each discipline. The STEAM-6E special course for the elderly improved the cooperative learning, professional knowledge, and confidence of the students. In light of these conclusions, this study developed a teaching model for the STEAM-6E special course on the creative design of IoT assistant devices for the elderly and proposed several suggestions for curriculum planning and the implementation of a STEAM-6E special Eun JungEun-Sok WonThis study conducted a systematic and thematic review on existing literature in robotics education using robotics kits not social robots for young children Pre-K and kindergarten through 5th grade. This study investigated 1 the definition of robotics education; 2 thematic patterns of key findings; and 3 theoretical and methodological traits. The results of the review present a limitation of previous research in that it has focused on robotics education only as an instrumental means to support other subjects or STEM education. This study identifies that the findings of the existing research are weighted toward outcome-focused research. Lastly, this study addresses the fact that most of the existing studies used constructivist and constructionist frameworks not only to design and implement robotics curricula but also to analyze young children’s engagement in robotics education. Relying on the findings of the review, this study suggests clarifying and specifying robotics-intensified knowledge, skills, and attitudes in defining robotics education in connection to computer science education. In addition, this study concludes that research agendas need to be diversified and the diversity of research participants needs to be broadened. To do this, this study suggests employing social and cultural theoretical frameworks and critical analytical lenses by considering children’s historical, cultural, social, and institutional contexts in understanding young children’s engagement in robotics middle school students’ perceptions regarding STEM dispositions, and the role attitudes play in establishing STEM career aspirations, is imperative to preparing the STEM workforce of the future. Data were gathered from more than 800 middle school students participating in a hands-on, real world application curriculum to examine the relationship of the students’ interest in STEM and their intentions to pursue a career in a STEM field. Among the middle school students who completed surveys for the MSOSW project, expressed a desire to pursue a career in STEM at the time of the post test. Regarding alignment of positive interest in STEM with intent to purse a STEM career, middle school students who have stated that they plan to pursue a career in STEM, also show higher dispositions toward STEM and STEM career measures. Gender differences were also examined, resulting in the finding that middle school males generally have greater intent to pursue a career in STEM, and also show more positive interest in STEM areas. However, females appear to more positively react to the project activities presented in this study than males, so over the course of a project year females tend to “catch up.” This is true regarding assessed STEM interest as well as stated intent to pursue a career in STEM. These findings provide additional contributions to the growing base of knowledge about the importance of middle school aspirations for STEM report a research project with a purpose of helping teachers learn how to design and implement science, technology, engineering, and mathematics STEM lessons using robotics. Specifically, pre-service teachers' STEM engagement, learning, and teaching via robotics were investigated in an elementary teacher preparation course. Data were collected from surveys, classroom observations, interviews, and lesson plans. Both quantitative and qualitative data analyses indicated that pre-service teachers engaged in robotics activities actively and mindfully. Their STEM engagement improved overall. Their emotional engagement interest, enjoyment in STEM significantly improved and in turn influenced their behavioral and cognitive engagement in STEM. Their lesson designs showed their STEM teaching was developing in productive directions although further work was needed. These findings suggest that robotics can be used as a technology in activities designed to enhance teachers' STEM engagement and teaching through improved attitudes toward STEM. Future research and teacher education recommendations are also the summer of 2002, Robotic Autonomy was taught to thirty students at Carnegie Mellon West in cooperation with NASA/Ames Moffett Field, CA. The authors at Carnegie Mellon University's Robotics Institute and at the University of Pittsburgh's Learning Research and Development Center planned a methodology for formally evaluating the educational efficacy of Robotic Autonomy. This article describes the educational analysis methodology and the statistically significant results of our analysis, demonstrating the positive impact of Robotic Autonomy on student learning beyond the boundaries of specific technical concepts in robotics. Educational robotics is gaining traction at all levels of the educational system, however formal analysis of its effectiveness has been lacking. This research project seeks to address this weakness by presenting statistically significant evidence of broad is a well-known fact that, in general, many students have a lack of interest and proficiency in mathematics and science. Therefore, it is imperative that we prepare and inspire all students, specifically students of underrepresented populations, to learn science, technology, engineering, and mathematics STEM content. Now in its fourth year, See Blue STEM Camp was created in order to expose middle-level students to a variety of STEM fields and STEM professionals through hands-on project-based learning experiences in order to increase their interest in STEM. This paper describes the structure and the activities of the camp. In this innovative project, we utilized an embedded mixed methods study design to investigate the extent middle level students' attitudes, perceptions, and interest in and toward STEM fields and careers changed after participating in an informal learning environment of a five-day day camp held on the campus of a major university in the mid-south. The results revealed an increase in their motivation and interest in STEM fields; in fact, there was 3% increase from pre to post in interest in STEM careers. The data also revealed that a majority of the participating middle school students found the STEM content sessions “fun” and engaging, specifically citing the hands-on experiences they Robotics in Education?-Robotics as a Learning Tool for Educational RevolutionA EguchiEguchi, A. 2014. Why Robotics in Education?-Robotics as a Learning Tool for Educational Revolution. Paper presented at the Society for Information Technology & Teacher Education International scenario-based approach for designing educational robotics activities for co-creative problem solvingV KomisM RomeroA MisirliKomis, V., Romero, M., & Misirli, A. 2016. A scenario-based approach for designing educational robotics activities for co-creative problem solving. Paper presented at the International Conference EduRobotics 2016. Ministry of Education and Training. 2018. General education curriculum.

dạy học theo chủ đề môn sinh học 6